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UNIVERSITÉ CADI AYYAD N° d’ordre : 190 FACULTÉ DES SCIENCES SEMLALIA - MARRAKECH **************************** THÈSE Présentée à la Faculté pour obtenir le grade de : Docteur UFR : Nouvelles Techniques d’investigation et de Gestion des Ressources Naturelles Spécialité : Hydrogéologie TITRE APPROCHE HYDROGEOLOGIQUE DE LA NAPPE DU HAOUZ (MAROC) PAR TELEDETECTION, ISOTOPIE, SIG ET MODELISATION par : Aahd ABOURIDA (DESA : Environnement marin et valorisation des ressources) Soutenue le 2 juin 2007 devant la commission d’examen : Président : A. El Foughali Professeur Faculté des Sciences Semlalia Marrakech, Maroc, Examinateurs : N. Saber Y. Hsissou Invité : Professeur Professeur Faculté des Sciences Semlalia Marrakech, Maroc, Faculté des Sciences, Agadir, Maroc, A. El Mandour Professeur Faculté des Sciences Semlalia Marrakech, Maroc, N. Laftouhi Professeur Faculté des Sciences Semlalia Marrakech, Maroc, A. Chehbouni Professeur Faculté des Sciences Semlalia Marrakech, Maroc, S. Er-Rouane Docteur d’Etat GEOMA s.a.r.l, Marrakech, Maroc. i FICHE PRÉSENTATIVE DE LA THÈSE - Nom et Prénom de l’auteur : - Intitulé du travail : Approche hydrogéologique de la nappe du Haouz (Maroc) par ABOURIDA Aahd télédétection, isotopie, SIG et modélisation. - Encadrant : • nom, prénom et grade : SABER Najib, Professeur d’Enseignement Supérieur. • laboratoire et institution : Geohyde, Faculté des Sciences Semlalia-Marrakech. - Lieux de réalisation des travaux (laboratoires, institution,…) : • Laboratoire du projet SUDMED attaché à l’Institut de Recherche pour Développement, Faculté des Sciences Semlalia, Marrakech, Université Cadi Ayyad,. • Laboratoire d’hydrogéologie, Faculté des Sciences Semlalia Marrakech. - Période de réalisation du travail de thèse : Depuis Janvier 2001 - Rapporteurs autres que l’encadrant (nom, prénom, grade, institution) : - • Mr Hsissou Y., • Mr EL Mandour A. Professeur à la Faculté des Sciences, Agadir, Maroc, • Mr Laftouhi N., Professeur à la Faculté des Sciences Semlalia Marrakech, Maroc. Professeur à la Faculté des Sciences, Agadir, Maroc, Cadre de coopération (ou de soutien) : • Projet Franco-marocain Sud-Med organisé en collaboration entre l’Université Cadi Ayyad Marrakech (UCAM), le Centre d’Etude Spatiale de la Biosphère (CESBio) et l’institut de recherche pour le Développement (IRD). - Laboratoire avec lequel il y a eu collaboration pour ce travail : • Centre d’Etude Spatiale de la Biosphère d’étude, Toulouse, France. • Laboratoire d’hydrogéologie Université d’Avignon et des pays de Vaucluse, France. - Ce travail a donné lieu aux résultats suivants (communications, publications,…) : • « Contribution des isotopes de l’environnement pour la compréhension du fonctionnement de l’aquifère mio-plioquaternaire du Haouz de Marrakech (Maroc) ». A. Abourida, S. Er-rouane, M. Bahir, M. Oliveira da Silva, A. Cheggour. Revue Estudios Geológicos, Volume : 60 (3-6), pp. 161-167 ; 2004. • « Rôle hydrogéologique du Jurassique inférieur au niveau du Haouz oriental (Maroc central) » A. Abourida, S. Er-rouane, G. Chehbouni, A. Cheggour. Publication dans la Revue Notes et Mémoires du service géologique du ministère de l’énergie et des mines Rabat Maroc. ii • « Apport de la télédétection pour l’estimation des volumes d’eau pompés au niveau de la plaine du Haouz (zone semi aride du Maroc central) . A. Abourida, V. Simonneaux, S. Errouane. Revue des Sciences de l’eau (Accepté avec révision). • « The Use of Remotely Sensed data for Integrated Hydrological Modeling in Arid and Semi-Arid Regions: the SUDMED Program » Chehbouni, A., Escadafal, R., Boulet, G., Duchemin, B., Simonneaux, V., Dedieu, G., Mougenot, B., Khabba, S., Kharrou, H., Merlin, O., Chaponnière, A., Ezzahar, J., Er-Raki, S., Hoedjes, J., Hadria, R., A. Abourida, H., Cheggour, A., Raibi, F., Hanich, L., Guemouria, N., Chehbouni, Ah., Olioso, A., Jacob, F., Sobrino, J. 2007a.. Int. J. Remote Sens. (Accepté). • « Impact de l’irrigation sur la piézométrie du secteur de N’fis au Haouz central de Marrakech (Maroc) » A. Abourida, B. Razoki, S. Errouane, C. Leduc, J.P. IAHS Publ. no. 278, 2003, pp. 389–395. Conférence internationale « Hydrologie des zones aride » Montpellier Avril 2003 • «Use of Remote sensing and G.I.S for the study of water resources in the Tensift region», 2005. Ppublication dans le proceeding du réseau Land Water Med intitulé «Geo-Information for sustainable management of Land and Water resources in the MEDiterranean region », A. Abourida, S. Errouane, G. Chehbouni. • « Impact de la modernisation agricole sur l'évolution piézométrique de la nappe phréatique du Haouz (Maroc central) », A. Abourida, S. Errouane, C. Leduc, G. Chehbouni. Séminaire Modernisation de l’Agriculture Irriguée Projet INCO-WADEMED Rabat du 19 au 21 avril 2004. Article publié dans les Actes du séminaire. • « Apports des analyses chimiques et isotopiques à la connaissance du fonctionnement de la nappe phréatique du Haouz (Maroc central) ». A. Abourida, S. Errouane, M. Bahir, G. Chehbouni, M. Olivera da silva, A. Cheggour. Séminaire «Isotopes et Ressources en eau, exemple du bassin synclinal d’Essaouira en zone semi-aride» 30 septembre - 1 octobre 2004. • « Impact of the dryness on the underground water potentialities of the Haouz plain (Morocco central) ». A. Abourida, S. Errouane, G. Chehbouni, A. Cheggour. European Geosciences Union, 1st General Assembly, Nice, France, 25 - 30 April 2004. Communication: Geophysical Research Abstracts, Vol. 6, 10-2-2004 • « Caractérisation hydrogéologique de la plaine du Haouz dans le cadre du programme scientifique “Sud – Med ». A. Abourida, S. Errouane, G. Chehbouni, A. Cheggour. International Conference «Integrated Water Resources Research and Development in southeastern Morocco” Ouarzazate, Maroc, 1 et 2 Avril 2004. • « Télédétection Spatiale et Ressources Hydro-écologiques dans le Bassin de Tensift » A .Chehbouni, R. Escadafal, G. Dedieu, G. Boulet, L. Hanich, B. Duchemin, V. Simmoneaux, S. Errouane, B. Mougenot, A. Lahrouni, S. Khabba, N. Guemouria, J.M. Bonnfond, EL. Lakhal, P. Gentine, J.C.B. Hoedjes, J. Ezzahar, F.Raibi, A. Lakhal, A. Abourida, S. Er-raki, R. Hadria, A. Cheggour, A. Chaponnière, O. Merlin, Ah. Chehbouni, A. Blali, L. Ouzine, D.G. Williams, A. Olioso, J.C. Rodriguez, M. Sahi, B. Berjami. International Conference «Integrated Water Resources Research and Development in southeastern Morocco” Ouarzazate, Maroc, 1 et 2 Avril 2004. iii • « Evolution spatiotemporelle des caractéristiques physicochimiques de la nappe au niveau du Haouz de Marrakech (Maroc central) » A. Abourida, S. Errouane, G. Chehbouni, A. Cheggour. 20éme colloque de la géologie africaine Orléans – France : 02 - 07 juin, 2004. • « Vulnérabilité de la nappe phréatique du Haouz » par S. Lyakhloufi, S. Errouane, N. Ouazzani, A. Abourida. Journées scientifiques sur l’eau douce dans la région Marrakech Tensift al Haouz organisé à Marrakech en décembre 2003. • « Determination of the water volumes used for irrigation in the Haouz plain by remote sensing » A.Abourida; S.Errouane, V.Simonneaux, G. Chehbouni, A.Cheggour., vol.IV, pp. 2948 - 2949. International IEEE Geoscience and remote sensing symposium (IGARSS'03) Toulouse, France, 21-25 July, 2003. • « Contribution des isotopes de l’environnement pour la compréhension du fonctionnement de l’aquifère mio-plioquaternaire du Haouz de Marrakech (Maroc) » A. Abourida, S. Er-rouane, M. Bahir, A. Elhamdaoui, M. Ibn Majah, A. Cheggour. 1ères journées de l’isotopie marocaine à Marrakech 12-13 décembre 2002. • « Modélisation des ressources en eaux souterraines de la plaine du Haouz de Marrakech (Maroc) » A. Abourida, S. Errouane, G.chehbouni, J.P.Prost. Colloque international sur l’eau dans les bassins Méditerranéens, Ressources et développement durable, WATMED, Monastir (Tunisie) 10-13 Octobre 2002. • «Use of satellite images to estimate the discharge by pumping of the Haouz aquifer of Marrakech (Morocco) » A. Abourida, S. Er-rouane, G. Chehbouni, B. De Solan. 1st international symposium de Valance September 2002. • « Mise en place d’un système d’information géographique pour la gestion des ressources naturelles de la région du Tensift » A. Cheggour, S. Errouane, V. Simonneaux, A. Chehbouni, A. Abourida. 17ème Colloque des Bassins Sédimentaires Marocains (CBSM2003) à Rabat les 10, 11 & 12 octobre 2003. • « Fonctionnement et ressources hydro-écologiques en région semi-aride (Tensift, Maroc): caractérisation, modélisation et prévision » Ag. Chehbouni, Ah. Chehbouni, N. Guemouria, S. Errouane, A. Lahrouni, S. Khabba, M. Lakhal, L. Hanich, G. Boulet, B. Duchemin, F. Timouk, P. Gentine, T. Rérolle, A. Lakhal, A. Abourida, S. Er-raki, J. Ezzahar, R. Hadira, A. Cheggour, L. Ez-zariy, R. Escadafal, O. Merlin, A. Chaponnière, V. Simmoneaux, B. Mougenot, Mr. Barjami, Mr. Blali, Mr. Ouzine, J. El Kharraz, JA. Sobrino, D. Williams, J. Cesar, A. Olizo. Deuxièmes rencontres des suds 10-11 octobre 2002. iv REMERCIEMENTS En guise de préambule à la présentation des résultats de ma recherche, je ressens la nécessité persistante d’exprimer mes remerciements à toutes les personnes qui ont contribué de près ou de loin à la réalisation de ce travail. Ce travail a été élaboré dans le cadre du Projet de collaboration franco-marocaine « Sud Med ». Je voudrais donc remercier toutes les personnes qui ont créé ce projet, le responsable scientifique, Monsieur AG. CHEHBOUNI, les coordinateurs, Monsieur S. ERROUANE, Monsieur A. CHEHBOUNI, Monsieur R. ESCADAFAL, ainsi que Monsieur J.C. MENAUT Directeur du CESBIO (Centre d’Etudes Spatiales de la Biosphère). Un grand merci à Monsieur S. ER-ROUANE, mon directeur de thèse, qui a suivi mes travaux depuis mon stage de diplôme d’études supérieures approfondies. C’est grâce à lui que j’ai eu la chance d’effectuer ce travail. Je tiens à lui formuler mon estime et ma profonde gratitude pour son intérêt à l’égard de mon travail. J’exprime toute ma gratitude à Monsieur N. SABER, qui a accepté de diriger ce travail. Je le remercie pour ses instructions, ses précieux conseils et l’aide qu’il n’a cessé de me prodiguer. J’exprime aussi mes remerciements les plus sincères à Monsieur A. FOUGHALI, qui m’a honoré en acceptant de présider le jury de ma thèse. Qu’il trouve ici l’expression ma profonde gratitude. Mes remerciements les plus chaleureux s’adressent également à Monsieur Y. HSISSOU. Professeur à la faculté des sciences d’Agadir, d’avoir eu l’amabilité de juger ce travail. Qu’il daigne accepter ma reconnaissance pour l’intérêt qu’il a porté à cette thèse. J’exprime aussi mes remerciements à Monsieur A. El MANDOUR, professeur à la faculté des sciences de Marrakech, qui a bien voulu juger ce travail. Qu’il trouve ici l’expression de ma sincère reconnaissance. Monsieur N. LAFTOUHI, professeur à la faculté des sciences de Marrakech, a aimablement accepté de juger ce travail. Je tiens à lui exprimer mes remerciements les plus sincères pour l’intérêt qu’il a porté à cette thèse. v Monsieur A. CHEHBOUNI, professeur à la faculté des sciences de Marrakech, m’a fait l’honneur de faire partie des membres du jury de cette thèse. Qu’il trouve ici l’expression de ma gratitude et de mes remerciements les plus sincères. J’exprime ma gratitude à Monsieur V. SIMONNEAUX, ingénieur de recherche, pour son aide précieuse, ses conseils et son esprit d’équipe. Qu’il trouve ici l’expression de mes sincères remerciements. Je tiens à remercier Monsieur AG. CHEHBOUNI, directeur de recherche à l’Institut de Recherche pour le Développement (IRD), pour ses encouragements et son soutien scientifique et moral. Mes sincères remerciements sont également adressés à Monssieur M. BAHIR et Monsieur C. LEDUC, pour leurs précieuses aide et leurs encouragements. Mes vifs remerciements sont également adressés à mes amis et à tous ceux qui à des titres divers ont contribué à la réalisation de cette étude : A. Cheggour, K. Boukhari, S. Erraki, J. Ezzahar, A. Lakhal, R. Hadria, G. Boulet, N. Guemouria, B. Duchemin, B. Mougenot, F. Raibi, S. hammi et bien d’autres qui m’excuseront de ne pas avoir cité leur nom. Mes remerciements vont aussi aux responsables de l’Agence du Bassin Hydraulique du Tensift et de l’Office Régionale de Mise en Valeur Agricole du Haouz (ORMVAH). Je ne saurais terminer sans formuler ma profonde gratitude à ma sœur adorée Btissam, à ma chère maman et à mon cher papa qui m’ont soutenu avec patience durant l’élaboration de ce travail. Un grand merci du plus profond du cœur. vi RESUME Le développement économique de la plaine du Haouz est essentiellement basé sur l’agriculture, qui nécessite une mobilisation de plus en plus importante des ressources en eaux, avec un recours croissant à l’irrigation à partir des eaux de surface et des eaux souterraines. Ces dernières ont connu une surexploitation liée à la fois à la croissance du secteur agricole et à la persistance des années de sécheresse, entraînant une variation importante du niveau de la nappe phréatique. Ainsi la gestion et la protection de l’eau souterraine deviennent fondamentales. La présente étude, qui s’inscrit dans le cadre du programme de coopération Francomarocaine « Sud-Med », vise une meilleure connaissance du comportement hydrodynamique de la nappe phréatique du Haouz, notamment la détermination des taux de recharge et de décharge qui reste une indétermination importante à appréhender et la précision des conditions aux limites de la nappe libre. Dans ce sens, on a eu recours en premier lieu à l’imagerie satellitaire pour l’évaluation des volumes d’eau souterraine pompés à partir de la nappe du Haouz. Pour ce faire on a effectué une classification supervisée multi temporelle en utilisant trois images landsat TM, ce qui nous a permis d’élaborer une carte d’occupation du sol. Cette dernière a servi à la détermination des besoins en eau des différentes cultures et par la suite au calcul des volumes d’eau utilisés pour l’irrigation au niveau de la plaine, connaissant les apports d’eau de surface on a donc pu estimer le volume d’eau moyen pompé pour l'irrigation à 409 Mm3. Afin de déterminer les aires de recharges de la nappe on a eu recours aux techniques isotopiques. Ce qui nous a amené à procéder à l’échantillonnage des eaux de la nappe lors de deux campagnes de terrain. L’analyse des teneurs en isotopes stables notamment l’oxygène 18 et le deutérium nous a permis de montrer que la recharge s’effectue au niveau des formations éocènes et crétacées du Haut Atlas central entre 1300 et 1900 m et sur les calcaires et marnocalcaires liasiques du Haouz oriental entre 1200 et 1600 m, en plus de l'infiltration des eaux des oueds au piémont de l’Atlas. On a aussi élaboré un Système d’Information Géographique relatif à cette étude au niveau duquel on a introduit un nombre important de données recueillies, notamment les informations concernant les pompages autorisés au niveau de la plaine, les données piézométriques et les apports en eau de surface au niveau des zones irriguées à partir des lâchers de barrages et des seguias de piémonts. Ces données ainsi obtenues ont été traitées et analysées avant d’être ajoutées aux conditions aux limites de l’aquifère et aux paramètres physiques du milieu et intégrées dans le modèle numérique des écoulements souterrains, afin d’observer le fonctionnement de la nappe sous l’impact de ces différents paramètres. Mots clés : Nappe du Haouz, hydrogéologie, télédétection, SIG, isotopie, modélisation. vii ABSTRACT The Haouz plain economic development is mainly based on the agriculture, which requires an increasingly important mobilisation of the water resources, with a growing recourse to the irrigation from surface and subsoil waters. These last knew an overexploitation related at the same time to the growth of the agricultural sector and to the persistence of the dryness ‘years involving an important variation of the ground water level. Thus subsoil water’s management and protection become fundamental. The present study, which lies within the scope of the Franco- Morrocan collaboration program “Sud-Med”, aims at a better knowledge of the hydrodynamic behaviour of the Haouz ground water, especially the determination of the refill and discharge’s rates which remains an important indecision to be apprehended and the precision of the watertable boundary conditions. In this sense, we had appealed initially to the satellite imaging for the evaluation of volumes of underground water pumped from the Haouz water table. With this intention, we performed a multi temporal supervised classification by using three Landsat TM images, which allowed us to elaborate a land use map. This last was used for the determination of the requirements out of water for the various cultures and thereafter in the evaluation of the volumes water used on the plain for irrigation, knowing the contributions of surface water we were thus able to consider the average volume of water pumped for the irrigation in 409 Mm3. In order to determine the aeries of refills of the water table we had appealed to the isotopic techniques. Indeed, few isotopic analysis were carried out in the region. What led us to carry out the sampling of water of the water table at the time of two campaigns of ground performed in 2002 and 2003. The analysis of the contents of stable isotopes notably oxygen 18 and the deuterium allowed us to show that the refill is carried out on the Eocene and Cretaceous formations of the High central Atlas at altitudes ranging between 1300 to 1900 m and on limestones and liasic marno-limestones of Eastern Haouz between 1200 and 1600 m, in more of the direct infiltration of the water of the wadis to their arrival in the plain. viii We also elaborated a Geographical Information System relative to this study in which we introduced a significant number of collected data, notably information concerning the authorized pumping on the plain, the piezometric data, the contributions of surface water on the area irrigated from the releases of dams and of the piedmont seguias. These obtained data were treated, analyzed and added to the boundary conditions with the physical parameters aquifer before being integrated in the numerical model of the underground flows, to notice the functioning of the water table under impact of these parameters Key words: Haouz plain, hydrogeology, remote sensing, isotopes, GIS, modelling. ix ﻤﻠﺨــــﺹ ﺍﻝﺭﺴــــﺎﻝﺔ از ا 6000آ ،و ه ض ر * ا)(ت & ا %ل و ل ا & ,-.ا)ب 0 .ا 12خ 456 78 9:ا28ت و; اارة .ا8د ا 12 @ ? 5أ ABا 92%F.ا0را Bا DEأآ * ٪ 85 * Cا ارد ا .J (Kل ا15د ا 1ا 6ز@دة ا 2%F.ا @%وا Lوا LMز@دة اAB N2 ا ،Oأدى إ Aا(RMل ا 0ا@? Oا)& 8 SKا28ت و?Bم آ;@ ا Oا،2 ا%ء اVى *@ 9B WFهم & ى ب ا Oا)& .وهVXا &Yن إدارة و @ ا;:ة ا Jأ[S أا أ. ? 7Kه OVا?را & إ-ر WFا5ون ا; -Fا ،"SUD Med" Rو?Eف إ &5 Aأ&7L ك ا?Eرود@:; Xة ا ،Jو7 NF ?@? Mء و;@ ه? OاK.ة وآ?ا &5آ ?&` ا ? & Oوده ).(Conditions aux limites de la nappe libre OVEا a) @Rأول ا .إ Aا 5ل Sر ا 8.ر ا c1 B2Sآ ت ا Oا)& ا bL * ا;:ة ا .Jو* هVا ا c `2ا 5ل Sر Landsat TMا (e & 21ث ار@?B ;f bاد (eث Kا * X B6 gJو 2@K 6ا?fام ا.را * .6أ &5 7ز@ ا 0روBت & ا 12 ا ?رو ?@? ا * Eا Oو c1آ ت ا Oا & ?fاي ،و أن Fا O ا 2ا - * 1 fف ا NXا)Eي Ciر ا;( Aز ) 5 (ORMVAHو& * X ، ?@? c) gا Oا * bLأ 7اي & .mm3409 ?@? ?ر a5ا;:ة ا c Jا)ء إ1 Aت ا Jmا ? ،5%ى 7 cى JmF ا.آ)* 18وا?@@م & Bت * ا Oا)&(K * .ل WJFه? Oا * 7أن ا& c a5 ى (X%ت ا *@Mوا:2ي & ا 12ا ,-o A2ا AB Xار;Bت اوح * 1300اA ، 1900و & ى اrس واrس ا)ﯥ ) & ( calcaire et marno-calcaires liasiquesا)0ء ا 8%ز * 1200و &6M ، 1600إ Aاب ا O :اد@ن ?Bو cESإ Aا.7E آ cوmF 6م ا 5ت ا)Rا& ا OVE `5ا?را ،واVي &?B 9د * cEاFت ا 4f 15ا wKا bLوآ?ا ) cا Oا 2ادرة * ا?ود 1ا `-ا و@ .آ c إدج اFت ا 15ى ا Oا)& .ه? Oا 25ت yدرا Eوإ &6ا wJfا; J@0و:وط ?&` ا ? & Oود ا;:ة ) 78 (conditions aux limitesإد & Eا ذج ا1&? 8ت ? &5ى | eه OVا AB @5ا;:ة ا .J ﺍﻝﻜﻠﻤـﺎﺕ ﺍﻝﻤﻔﺘــﺎﺡ :ا;:ة ا JزS ،ر ا 8.ر ا ،B2Sا Jmا mF ،5%م ا 5ت ا)Rا& ،ا ذج ا. 8 x SOMMAIRE INTRODUCTION GENERALE : ....................................................................................................... 1 1- PROBLEMATIQUE DE L’ETUDE : ............................................................................................. 2 2- ETAPES DU TRAVAIL : ................................................................................................................ 2 CHAPITRE I : CONTEXTE GENERAL DE LA PLAINE DU HAOUZ ....................................... 4 1- PRESENTATION GENERALE DE LA PLAINE DU HAOUZ .................................................. 4 1.1- CADRE GEOGRAPHIQUE : ............................................................................................................. 4 1.2-POPULATION DU HAOUZ :............................................................................................................. 4 2- CADRE GEOLOGIQUE ET CLIMATOLOGIQUE: .................................................................. 7 2.1- GEOLOGIE : .................................................................................................................................. 7 2.1.1-Lithostratigraphie du Haouz :............................................................................................... 7 2.1.2- Structure de la plaine du Haouz : ...................................................................................... 16 2.1.3- Pédologie de la plaine du Haouz : ..................................................................................... 17 2.2- CLIMATOLOGIE : ........................................................................................................................ 19 2.2.1- Les températures :.............................................................................................................. 19 2.2.2- Les précipitations :............................................................................................................. 21 2.2.3- Evaporation et évapotranspiration : .................................................................................. 25 2.2.4-Aridité du Climat................................................................................................................. 27 2.2.5- Type du climat .................................................................................................................... 27 2.2.6- Humidité du climat :........................................................................................................... 29 2.2.7-Conclusion : ........................................................................................................................ 30 3- HYDROLOGIE ET HYDROGEOLOGIE : ................................................................................ 31 3.1- HYDROLOGIE : ........................................................................................................................... 31 3.1.1- Bassins versants :............................................................................................................... 31 3.1.2- Régime des cours d’eau : ................................................................................................... 33 3.1.3- Aménagements des eaux superficielles : ............................................................................ 36 3.2- HYDROGEOLOGIE DE LA REGION : ............................................................................................. 38 3.2.1- Localisation de la nappe :.................................................................................................. 38 4- CONCLUSION ............................................................................................................................... 44 CHAPITRE II : APPORT DE LA TELEDETECTION A L’ETUDE DU HAOUZ .................... 45 INTRODUCTION............................................................................................................................... 45 1 - NOTIONS DE TELEDETECTION :........................................................................................... 45 1.1-HISTORIQUE DE LA TELEDETECTION : ........................................................................................ 45 1.2- PRINCIPE PHYSIQUE DE LA TELEDETECTION :............................................................................ 46 1.2.1 - Le rayonnement électromagnétique .................................................................................. 47 1.3 - TELEDETECTION PASSIVE ET TELEDETECTION ACTIVE :........................................................... 50 1.3.1- Télédétection passive : ....................................................................................................... 50 1.3.2- Télédétection active : ......................................................................................................... 50 1.4- APPORT DE LA TELEDETECTION :............................................................................................... 50 1.4.1- Les données de la télédétection :........................................................................................ 51 1.4.2- Traitement des données de la télédétection........................................................................ 53 1.4.3- Logiciel utilisé.................................................................................................................... 55 2- APPLICATION DE LA TELEDETECTION A LA REGION D’ETUDE ............................... 56 2.1. LES DONNEES UTILISEES ............................................................................................................ 56 2.2. CLASSIFICATION ET COMBINAISON : .......................................................................................... 58 xi 2.2.1- Classification...................................................................................................................... 58 2.2.2- Combinaison des classifications et mise en évidence de l’irrigation : ............................. 62 3. BILAN HYDROLOGIQUE DE L’IRRIGATION....................................................................... 68 3.1- PRODUCTION AGRICOLE ET CYCLES DES CULTURES .................................................................. 68 3.2- CALCUL DES VOLUMES D’EAU A PARTIR DES SURFACES CULTIVEES : ...................................... 69 3.2.1- Besoins en eau.................................................................................................................... 69 3.2.2- Apports d’eau souterraine.................................................................................................. 71 4- CONCLUSION ............................................................................................................................... 72 CHAPITRE III : HYDROCHIMIE ET HYDROLOGIE ISOTOPIQUE..................................... 73 1- HYDROCHIMIE........................................................................................................................ 73 1.1 – QUALITE DES EAUX DE LA NAPPE DU HAOUZ .......................................................................... 73 1.2- FACIES CHIMIQUES DES EAUX DE LA NAPPE .............................................................................. 76 2- HYDROLOGIE ISOTOPIQUE :................................................................................................. 80 2.1- HISTORIQUE : ............................................................................................................................. 80 2.2- TRAÇAGE ISOTOPIQUE: .............................................................................................................. 81 2.2.1 -Relation Oxygène 18, deutérium :..................................................................................... 82 2.2.2 - Relation isotopes stables - températures : ...................................................................... 83 2.2.3 –Variation des teneurs de l’oxygène 18 dans les précipitations : ...................................... 84 2.3- ANALYSE DES ISOTOPES STABLES AU NIVEAU DE LA ZONE D’ETUDE :..................................... 87 2.3.1- Echantillonnage : ............................................................................................................... 87 2.3.2- Relation Oxygène 18 deutérium :....................................................................................... 88 2.3.3- Altitude de recharge........................................................................................................... 91 3- CONCLUSION ............................................................................................................................... 93 CHAPITRE IV : ELABORATION D’UN SYSTEME D’INFORMATION GEOGRAPHIQUE DE LA ZONE D’ETUDE ................................................................................................................... 95 INTRODUCTION............................................................................................................................... 95 1- GENERALITE SUR LE SYSTEME D’INFORMATION GEOGRAPHIQUE :..................... 95 1.1- DEFINITIONS D’UN SYSTEME D’INFORMATION GEOGRAPHIQUE (SIG) : ................................... 95 1.2- MODES DE REPRESENTATION DES DONNEES DANS UN SIG : ..................................................... 96 1.2.1- Les données vectorielles..................................................................................................... 97 1.2.2- Les données raster.............................................................................................................. 98 1.2.3- Les données alphanumériques ........................................................................................... 99 1.3- IMPORTATION DES DONNEES DANS UN SIG ............................................................................... 99 1.3.1- Support cartographique : ................................................................................................... 99 1.3.2- Support numérique ........................................................................................................... 100 1.3.3- Logiciels Utilisés.............................................................................................................. 100 2 - MISE EN PLACE D’UN SIG AU NIVEAU DE LA ZONE D’ETUDE.................................. 101 2.1- COLLECTE DES DONNEES : ....................................................................................................... 102 2.2- TRAITEMENT DES DONNES ....................................................................................................... 102 2.3- PRESENTATION ET EXPLOITATION DU SYSTEME D’INFORMATION GEOGRAPHIQUE DU HAOUZ ........................................................................................................................................................ 102 2.3.1- Données géologiques........................................................................................................ 102 2.3.2- Données climatologiques et hydrologiques...................................................................... 104 2.3.3- Données hydrogéologiques .............................................................................................. 104 3- CONCLUSION ............................................................................................................................. 121 CHAPITRE V : MODELISATION DE LA NAPPE PHREATIQUE DU HAOUZ ................... 122 xii INTRODUCTION............................................................................................................................. 122 1- MODELISATION DES ECOULEMENTS SOUTERRAINS :................................................ 122 2- MISE EN PLACE DU MODELE DE LA NAPPE MIOPLIOQUATERNAIRE DU HAOUZ : ............................................................................................................................................................. 123 2.1- LE MODELE RETENU :............................................................................................................... 123 2.2– LES DONNEES DISPONIBLES :................................................................................................... 124 2.3– MISE EN MODELE DE LA ZONE D’ETUDE :............................................................................... 125 2.3.1 – Discrétisation spatiale du milieu :.................................................................................. 125 2.3.2- Les conditions aux limites : description géographique et hydraulique : ......................... 125 2.3.3- La géométrie du réservoir :.............................................................................................. 127 2.3.2- Carte piézométrique de la nappe phréatique du Haouz : ................................................ 129 2.3.3- Conditions de flux internes : ............................................................................................ 131 2.4- RESULTAT DE LA RECONSTITUTION DU MODELE DE 1971 : ..................................................... 131 2.4.1- Calage des perméabilités :............................................................................................... 131 2.4.2- Calage de la piézométrie : ............................................................................................... 134 2.4.3 – Bilan de la nappe pour l’état de 1971 :.......................................................................... 136 2.5- ACTUALISATION DU MODELE : ................................................................................................ 136 2.5.1- Piézométrie : .................................................................................................................... 136 2.5.2- Conditions aux limites :.................................................................................................... 136 2.5.3- Résultats et discussion : ................................................................................................... 142 3-CONCLUSION : ............................................................................................................................ 142 CONCLUSION GENERALE .......................................................................................................... 144 xiii LISTE DES FIGURES CHAPITRE I : CONTEXTE GENERAL DE LA PLAINE DU HAOUZ FIGURE 1. 1 : CARTE GEOLOGIQUE SIMPLIFIEE DU HAOUZ (D'APRES LA CARTE GEOLOGIQUE 1/500000 DE MARRAKECH).............................................................................................................................6 FIGURE 1. 2 : CARTE GEOLOGIQUE SIMPLIFIEE DU HAOUZ (D'APRES LA CARTE GEOLOGIQUE 1/500000 DE MARRAKECH).............................................................................................................................8 FIGURE 1. 3 : COUPES GEOLOGIQUES AU NIVEAU DE LA PLAINE DU HAOUZ (AMBROGGI & THUILE, 1952)................................................................................................................................................9 FIGURE 1. 4 : COUPE LITHOLOGIQUE DU FORAGE MINIER OT6BIS (SINAN, 2000) .................................10 FIGURE 1. 5 : COUPE LITHOLOGIQUE DU FORAGE MINIER 800/53 (RAZOKI, 2001) ................................12 FIGURE 1. 6: COUPE LITHOLOGIQUE DU FORAGE MINIER 397/52 (SINAN, 2000) ..................................14 FIGURE 1. 7 : COUPE LITHOLOGIQUE DU FORAGE MINIER 1331/44 (SINAN, 2000) ................................15 FIGURE 1. 8 : CARTE PEDOLOGIQUE DU HAOUZ DE MARRAKECH (DIRECTION DE L’AGRICULTURE DU COMMERCE ET DES FORETS, 1951). ...............................................................................................18 FIGURE 1. 9: SITUATION GEOGRAPHIQUE DES STATIONS CLIMATOLOGIQUES .......................................19 FIGURE 1. 10: TEMPERATURES MOYENNES, MAXIMALES ET MINIMALES INTERANNUELLES.................20 FIGURE 1. 11: VARIATIONS JOURNALIERES DE TEMPERATURES (2 JANVIER - 19 NOVEMBRE / 2004)...21 FIGURE 1. 12: VARIATIONS INTERANNUELLES DES PRECIPITATIONS AU HAOUZ ORIENTAL (1970-2000) .......................................................................................................................................................22 FIGURE 1. 13:VARIATIONS INTERANNUELLES DES PRECIPITATIONS AU HAOUZ CENTRAL (1970-2000) .......................................................................................................................................................22 FIGURE 1. 14: VARIATIONS INTERANNUELLES DES PRECIPITATIONS AU HAOUZ OCCIDENTAL (19702000)..............................................................................................................................................23 FIGURE 1. 15: VARIATIONS INTERANNUELLES DES PRECIPITATIONS AU HAUT ATLAS (1970-2000) ....23 FIGURE 1. 16: PLUIES MOYENNES MENSUELLES INTERANNUELLES (1970-2000) ..................................24 FIGURE 1. 17: EVAPORATION MOYENNE MENSUELLE MESUREE AU PICHE (1984-2000).......................25 FIGURE 1. 18 : DIAGRAMME OMBRO- THERMIQUE DU BASSIN DU HAOUZ (DONNEES ABHT)..............28 FIGURE 1. 19: TYPE DU CLIMAT AU NIVEAU DE QUATRE STATIONS DU HAOUZ (DIAGRAMME PLUVIOMETRIQUES D’EMBERGER) ................................................................................................29 FIGURE 1. 20 : HUMIDITE MOYENNE MENSUELLE A 7H, 14H, 18H ET 21HEURES (1984-2000). .............30 FIGURE 1. 21: LOCALISATION DES OUEDS PARCOURANT LA PLAINE DU HAOUZ ET DES STATIONS HYDROLOGIQUES ...........................................................................................................................32 FIGURE 1. 22: VARIATIONS INTERANNUELLES DES DEBITS MOYENS DES OUEDS DE LA PLAINE DU HAOUZ (1970-1996). .....................................................................................................................34 FIGURE 1. 23: DEBITS MOYENS MENSUELS DES OUEDS DU HAOUZ (1970-1996)...................................35 FIGURE 1. 24 : AMENAGEMENT DES RESSOURCES EN EAU DE SURFACE (C.S.E.C. 2001) ......................37 FIGURE 1. 25 : CARTE PIEZOMETRIQUE DE 1986 (DRPE, 1988). ...........................................................43 CHAPITRE II : APPORT DE LA TELEDETECTION A L’ETUDE DU HAOUZ FIGURE 2. 1: ETAPES DE LA TELEDETECTION (CCT)..............................................................................47 FIGURE 2. 2: ONDE ELECTROMAGNETIQUE (BONN ET AL., 1992)...........................................................47 FIGURE 2. 3: SPECTRE ELECTROMAGNETIQUE .......................................................................................48 FIGURE 2. 4: TYPES DE REFLEXION (BONN ET AL.,1992)........................................................................49 FIGURE 2. 5 : ABSORPTION, REFLEXION ET TRANSMISSION (BONN ET AL., 1992) ..................................49 FIGURE 2. 6: TELEDETECTION PASSIVE ET TELEDETECTION ACTIVE (CCRS/CCT)...............................51 FIGURE 2. 7: COMPOSITION « FAUSSES COULEURS » PIR, R, V. ............................................................52 xiv FIGURE 2. 8 : COMPOSITION MIR, PIR, R ..............................................................................................53 FIGURE 2. 9 : IMAGE LANDSAT TM DU 3 FEVRIER 2000 (RESOLUTION 30M).........................................56 FIGURE 2. 10 : IMAGE LANDSAT TM DU 13 AOUT 2000 (RESOLUTION 30M).........................................57 FIGURE 2. 11 : IMAGE LANDSAT TM DU 8 FEVRIER 2002 (RESOLUTION 30M).......................................57 FIGURE 2. 12 : EXEMPLE DE REGIONS D'INTERETS SELECTIONNEES SUR L'IMAGE SATELLITE ...............58 FIGURE 2. 13 : CLASSIFICATION DE L'IMAGE LANDSAT TM DU 03-02-2000. ........................................59 FIGURE 2. 14: CLASSIFICATION DE L'IMAGE LANDSAT TM DU 13-08-2000. .........................................60 FIGURE 2. 15 : CLASSIFICATION DE L'IMAGE LANDSAT TM DU 08-02-2002. ........................................61 FIGURE 2. 16 : COMBINAISON DES CLASSES DE SIGNIFICATION SIMILAIRES DES 63 CLASSES EN 4 CLASSES.........................................................................................................................................65 FIGURE 2. 17 : CARTE D’OCCUPATION DU SOL.......................................................................................67 CHAPITRE III : HYDROCHIMIE ET HYDROLOGIE ISOTOPIQUE FIGURE 3. 1: CONDUCTIVITE ELECTRIQUE DES EAUX DE LA NAPPE PHREATIQUE DU HAOUZ (ELABOREE A PARTIR DES DONNEES DE LA CAMPAGNE DE 2003, 2002 ET DE L’A.B.H.T). .............................75 FIGURE 3. 2 : EVOLUTION INTERANNUELLE DE LA CONDUCTIVITE........................................................76 FIGURE 3. 3 : FACIES CHIMIQUE DE LA NAPPE DU HAOUZ, DIAGRAMME TRIANGULAIRE (PIPER)..........78 FIGURE 3. 4 : DIAGRAMME DE SCHOELLER BERKALOFF. ......................................................................79 FIGURE 3. 5 : RELATION OXYGENE 18 DEUTERIUM DANS LES EAUX NATURELLES (FONTES, 1976).....83 FIGURE 3. 6 : RELATION OXYGENE 18, TEMPERATURE (DANSGAARD, 1964). .......................................84 FIGURE 3. 7 : DISTRIBUTION MONDIALE DES TENEURS EN 18O DES PRECIPITATIONS (AIEA, OMM) D'APRES YUTSEVER ET GAT (1981) ...............................................................................................85 FIGURE 3. 8 : DROITE DE MARCE (MARCE, 1975)..................................................................................86 FIGURE 3. 9 : LOCALISATION DES POINTS D’EAU ECHANTILLONNES ET TENEURS EN 18O ET 2H (EN ‰ V-SMOW).....................................................................................................................................89 FIGURE 3. 10 : TENEURS EN OXYGENE 18 DEUTERIUM. .........................................................................90 FIGURE 3. 11 : DROITE ALTITUDINALE SYNTHETISEE A PARTIR DES VARIATIONS DE LA TENEUR EN 18O DES PLUIES ET SOURCES AU MAROC..............................................................................................92 FIGURE 3. 12 : RELATION COMPOSITION ISOTOPIQUE EN OXYGENE 18 ET ALTITUDE............................93 CHAPITRE IV : ELABORATION D’UN SYSTEME D’INFORMATION GEOGRAPHIQUE DE LA ZONE D’ETUDE FIGURE 4. 1 : SCHEMA GENERAL D'UN SYSTEME D'INFORMATION GEOGRAPHIQUE ..............................97 FIGURE 4. 2 : REPRESENTATION DE L'INFORMATION EN MODE VECTORIEL ...........................................98 FIGURE 4. 3 : REPRESENTATION DES DONNEES EN MODE RASTER.........................................................98 FIGURE 4. 4 : EXEMPLE DE DONNEES ALPHANUMERIQUES ....................................................................99 FIGURE 4. 5 : CROISEMENT DU MODELE NUMERIQUE DE TERRAIN ET DES CARTES GEOLOGIQUES DU HAOUZ.........................................................................................................................................103 FIGURE 4. 6 : CLIMATOLOGIE ET HYDROLOGIE DE LA ZONE D'ETUDE. ................................................105 FIGURE 4. 7: POURCENTAGE DES TYPES ET DEBITS DE POMPAGE AU NIVEAU DE LA ZONE D'ETUDE. ..106 FIGURE 4. 8 : EVOLUTION DES AUTORISATIONS DE POMPAGES AU NIVEAU DE LA ZONE D'ETUDE.......107 FIGURE 4. 9 : POURCENTAGE DES DEBITS ACCORDES ENTRE 1935 ET 2001........................................108 FIGURE 4. 10 : CARTE DE LA PROFONDEUR DU MUR DE LA NAPPE PHREATIQUE DU HAOUZ ...............109 FIGURE 4. 11 : LOCALISATION DES POINTS DE MESURE ET EVOLUTION DE LA PROFONDEUR D’EAU AU NIVEAU DE QUELQUE PIEZOMETRES. ...........................................................................................111 FIGURE 4. 12 : CARTE PIEZOMETRIQUE ETAT 2002. .............................................................................113 FIGURE 4. 13 : CARTE D'ECART PIEZOMETRIQUE POUR LA PERIODE 1971-1986 ..................................115 FIGURE 4. 14 : CARTE D'ECART PIEZOMETRIQUE POUR LA PERIODE 1986-2002 ..................................116 FIGURE 4. 15 : LOCALISATION DES SECTEURS IRRIGUES ......................................................................117 FIGURE 4. 16 : VARIATION PIEZOMETRIQUE AU NIVEAU DU PERIMETRE N'FIS ....................................120 xv FIGURE 4. 17 : VARIATION PIEZOMETRIQUE AU CENTRE DU HAOUZ CENTRAL ...................................120 FIGURE 4. 18 : VARIATION PIEZOMETRIQUE AU TESSAOUT AMONT ....................................................120 CHAPITRE V : MODELISATION DE LA NAPPE PHREATIQUE DU HAOUZ FIGURE 5. 1 : EXEMPLE DE DISCRETISATION DU MILIEU ......................................................................125 FIGURE 5. 2 : MAILLAGE DU MODELE ET SON POSITIONNEMENT. ........................................................126 FIGURE 5. 3 : CARTE 3D, DES ISOHYPSES DU MUR DE LA NAPPE PHREATIQUE DU HAOUZ .................128 FIGURE 5. 4 : CARTE PIEZOMETRIQUE DE LA NAPPE DU HAOUZ ETAT 1971 ........................................130 FIGURE 5. 5 : LOCALISATION DE POMPAGES ET DES INJECTIONS IMPOSES AU NIVEAU DE LA ZONE D'ETUDE. ......................................................................................................................................132 FIGURE 5. 6 : REPARTITION DES PERMEABILITES OBTENUES PAR CALAGE AU NIVEAU DE LA ZONE MODELISEE DU HAOUZ ................................................................................................................133 FIGURE 5. 7 : CARTE DES CHARGES HYDRAULIQUES CALCULEES PAR MODELE. ................................135 FIGURE 5. 8 : CARTE PIEZOMETRIQUE DE LA NAPPE DU HAOUZ, ETAT DE 2002. .................................137 FIGURE 5. 9 : ZONES DE RECHARGE IMPOSEES AU NIVEAU DU MODELE ..............................................140 FIGURE 5. 10 : REPARTITION DES POMPAGES IMPOSES DANS LE MODELE ...........................................141 xvi LISTES DES TABLEAUX CHAPITRE I : CONTEXTE GENERAL DE LA PLAINE DU HAOUZ TABLEAU 1. 1: EVAPOTRANSPIRATION POTENTIELLE A MARRAKECH ( RAZOKI, 2001)....................... 26 TABLEAU 1. 2 : EVAPOTRANSPIRATION REELLE AU NIVEAU DU HAOUZ .............................................. 26 TABLEAU 1. 3: QUOTIENT PLUVIOMETRIQUE D'EMBERGER DU BASSIN DU HAOUZ.............................. 27 TABLEAU 1. 4 : CARACTERISTIQUES LITHOLOGIQUES DES BASSINS VERSANTS.................................... 31 TABLEAU 1. 5: CARACTERISTIQUES DES BASSINS VERSANTS DES OUEDS DU HAOUZ CENTRAL .......... 33 TABLEAU 1. 6 : BARRAGES ALIMENTANT LA PLAINE DU HAOUZ (ORMVAH, 2004)........................... 36 CHAPITRE II : APPORT DE LA TELEDETECTION A L’ETUDE DU HAOUZ TABLEAU 2. 1 : SYNTHESE DES CARACTERISTIQUES DE QUELQUES SATELLITES DE TELEDETECTION .. 52 TABLEAU 2. 2 : LES NOUVEAUX CODES DE CHAQUE CLASSIFICATION .................................................. 62 TABLEAU 2. 3 : SIGNIFICATION DES DIFFERENTS CODES ....................................................................... 63 TABLEAU 2. 4: SURFACES OCCUPEES PAR LES DIFFERENTES CULTURES .............................................. 66 TABLEAU 2. 5: BESOIN EN EAU DES CULTURES UTILISEES PAR L’ORMVAH DANS LA PLAINE DU HAOUZ « RAZOKI (2001) » ........................................................................................................... 68 TABLEAU 2. 6 : BESOIN EN EAU DES CULTURES .................................................................................... 70 CHAPITRE III : HYDROCHIMIE ET HYDROLOGIE ISOTOPIQUE TABLEAU 3. 1 : CARACTERISTIQUES PHYSIQUES DES EAUX DE LA NAPPE DU HAOUZ. ......................... 73 TABLEAU 3. 2 : CARACTERISTIQUES PHYSIQUES DES EAUX DE LA NAPPE DU HAOUZ (ECHANTILLONS DE L’ABHT) ................................................................................................................................. 74 TABLEAU 3. 4 : TENEURS ISOTOPIQUES DES EAUX DE LA NAPPE (CAMPAGNE 2003). .......................... 87 TABLEAU 3. 5 : TENEURS ISOTOPIQUES DES EAUX DE LA NAPPE (CAMPAGNE 2002). .......................... 88 CHAPITRE IV : ELABORATION D’UN SYSTEME D’INFORMATION GEOGRAPHIQUE DE LA ZONE D’ETUDE TABLEAU 4. 1 : EXTRAIT DE LA TABLE GEOLOGIES. DBF................................................................... 109 TABLEAU 4. 2 : COMPARAISON ENTRE ZMNT , Z GPS, Z TOPO .................................................................. 112 TABLEAU 4. 3 : EXTRAIT DE LA TABLE "HAOUZ_HISTORIQUE_PIEZOMETRIQUE" ............................. 118 CHAPITRE V : MODELISATION DE LA NAPPE PHREATIQUE DU HAOUZ TABLEAU 5. 1 : LIMITES IMPOSES DANS LE MODELE ........................................................................... 129 TABLEAU 5. 2 : FLUX DE RECHARGE IMPOSES AU NIVEAU DES PERIMETRES ...................................... 138 TABLEAU 5. 3 : FLUX IMPOSES AU NIVEAU DES PERIMETRES IRRIGUES PAR LES SEGUIAS DES OUEDS ATLASIQUES ............................................................................................................................... 139 TABLEAU 5. 4 : DEBITS POMPES IMPOSES AU NIVEAU DE LA PLAINE .................................................. 142 xvii LISTE DES ABREVIATIONS ABHT : Agence du Bassin Hydraulique du Tensift CCT : Centre Canadien de Télédétection CCRS : Canada Centre for Remote Sensing DGH : Direction Générale de l’Hydraulique DRPE : Direction de Recherche et de Planification de l’Eau DBF : Data Base File FAO : Food and Agriculture Organisation GPS : Global Positioning System IAEA : International Atomic Energy Agency LAI : leaf area index - Indice folière MNT : Modèle numérique du Terrain ORMVAH : Office régional de mise en valeur agricole du Haouz REM : Rayonnement électromagnétique TM : Thematic Mapper xviii INTRODUCTION GENERALE xix Introduction générale : "Si la terre avait la grosseur d'une orange, d'une grosse orange, toute l'eau du monde ne serait représentée, sur cette orange, que par une minuscule goutte d'eau" (Paul - Émile Victor). Cette goutte qui est à l'origine de toute la vie sur notre planète se fait de plus en plus rare, de plus en plus chère et représente un souci majeur pour la plupart des pays du monde principalement dans les régions où cette ressource est limitée. La plaine du Haouz ne fait pas exception avec ses ressources en eaux tant souterraines que superficielles qui font face à une forte demande résultant d’une part de la croissance de la population et d’autre part des implications du développement économique. De plus, les sécheresses consécutives qu’a subies la zone depuis le début des années 80 ont entraîné une mobilisation de plus an plus importante des eaux souterraines, sachant que l’activité principale de 60 % de la population est l’agriculture. Pour accompagner cette situation préoccupante, une gestion durable des ressources en eaux s’impose et exige la mise au point d’un plan d’exploitation au niveau de la zone d’étude. Dans ce sens les études hydrologiques et hydrogéologiques se sont multipliées afin de mieux cerner ce problème. Le présent travail, s’inscrit dans le cadre du programme de coopération Franco-marocain « Sud-Med », en collaboration avec différents organismes. Du coté français il y a le CESBio (Centre d'Etude Spatiale de la BIOsphère) et l’Institut de Recherche et du Développement (IRD). La partie marocaine est représentée par l’université Cadi Ayyad (UCAM), l’Agence du Bassin Hydraulique du Tensift (ABHT), l’Office Régional de Mise en Valeur Agricole (ORMVAH) et la Direction Régionale des Eaux et Forêt (DREF). L’objectif du projet est la compréhension du fonctionnement de l’écosystème du bassin de Tensift en intégrant les différentes données de terrain et satellites dans le but d’une meilleure gestion des ressources hydriques et végétales sous différents impacts anthropiques et climatiques. Ce travail consiste en l’étude du régime de la nappe phréatique au niveau de la plaine du Haouz sous l’influence des pompages et de l’irrigation à partir des eaux de surfaces et des eaux souterraines. Mais également à la détermination des mécanismes de recharge et la précision des conditions aux limites de la nappe libre. 1 1- Problématique de l’étude : L’analyse des données piézométriques révèle une grande diversité des situations piézométriques et montre la coexistence de baisses et de hausses piézométriques. Ces évolutions contrastées illustrent les changements importants dans le fonctionnement hydrodynamique de la nappe et indiquent qu’il n’est pas possible d’établir une relation simple et unique entre le fonctionnement des périmètres irrigués et la dynamique de la nappe phréatique, sachant qu’en même temps il y a apport des eaux de surface et exploitation des eaux souterraines en complément pour l’irrigation. D’où l’intérêt d’entreprendre une modélisation physique des écoulements souterrains afin de mieux cerner la diversité des ressources et des usages de l’eau dans le Haouz. Quelques questions sont alors évoquées concernant les modalités de recharge et de décharge de la nappe. En réponse aux derniers points soulevés, on a eu recours aux techniques isotopiques, sachant qu’elles pourraient fournir un apport certain pour la détermination des aires de recharges de la nappe. Aussi, pour mieux cerner les sorties de la nappe (zones de pompages) on a utilisé les images satellitales. Pour ce faire, on a effectué une classification supervisée multi temporelle, ce qui nous a permis d’élaborer une carte d’occupation du sol et par la suite d’estimer les volumes d’eau pompés. En dernier lieu on a entrepris une modélisation à l’échelle kilométrique pour traduire les grands traits du fonctionnement hydrodynamique de l’aquifère. 2- Etapes du travail : Ce travail est organisé en 5 chapitres : Le premier chapitre a été consacré à la caractérisation géographique, géologique, hydrogéologique et hydroclimatologique de la zone d’étude, moyennant une actualisation des différentes données de précipitation, de température et des débits du réseau hydrographique de la région. Dans le deuxième chapitre on s’est intéressé aux traitements d’images satellitaires pour mieux cerner les sorties de la nappe (zones de pompages). Pour ce faire, on a élaboré une carte d’occupation du sol afin de localiser les différentes surfaces irriguées et les classes de cultures qu’elles contiennent et connaissant les besoins en eau des cultures on a pu estimer le volume d’eau pompé pour l'irrigation. 2 Le troisième chapitre est dédié à l’hydrochimie isotopique. Elle est basée sur l’interprétation des résultats des analyses isotopiques concernant les isotopes stables du milieu (oxygène 18 – deutérium) et nous a permis de déterminer les aires de recharges du système aquifère. Le quatrième chapitre a pour objet la mise en place d’un Système d’Information géographique (SIG) de la zone d’étude. Ce dernier englobe toutes les données récoltées lors des parties précédentes de l’étude, telles que les données géologiques, climatiques, hydrologiques et hydrogéologiques. Dans le dernier chapitre qui est consacré à la modélisation du système aquifère du Haouz, on exposera la démarche entreprise pour l’établissement du modèle de la nappe du Haouz et les renseignements qu’il apporte. 3 CHAPITRE I CONTEXTE GENERAL DE LA PLAINE DU HAOUZ 4 CHAPITRE I : Contexte général de la plaine du Haouz 1- Présentation générale de la plaine du Haouz 1.1- Cadre géographique : La plaine du Haouz s’étend sur une superficie de 6000 Km2, entre la chaîne atlasique au sud avec une altitude qui culmine à 4165 mètres (Toubkal) et les chaînons des Jbilet au Nord (aux reliefs peu accusés avec un maximum de 1061 mètres). Elle se heurte à l’Est aux premiers versants du moyen Atlas et se limite à l’ouest par les chaînons de Mzoudia. Ces derniers individualisent, à l’occident du Haouz, le bassin de Mejjate qui se limite par le bassin d’Essaouira Chichaoua (Fig. 1.1). La morphologie de la plaine est caractérisée par une topographie plane et monotone, on note toutefois l’existence de quelques pointements comme la colline du Gueliz ou celle du Tamellalt. Son altitude passe de 900 au sud à 300 mètres au Nord. Sa limite sud, du côté de l’Atlas, est marquée par une bordure accidentée. Le Haouz de Marrakech se présente sous forme d’une dépression de 40Km de large qui s’étire d’Est en ouest sur plus de 150Km. Il peut être subdivisé en trois parties : - Haouz oriental, d’une superficie de 1700 Km², localisé entre oued Lakhdar et oued R’dat ; - Haouz central qui s’étend entre oued R’dat et oued Nfis sur une superficie de 2300 Km² ; - Haouz occidental ou Mejjat qui s’étend entre oued Nfis et la bordure du plateau d’Essaouira sur une superficie de 2200 Km². 1.2-Population du Haouz : La population de Marrakech Tensift el Haouz est de l’ordre de 3102652 (recensement de 2004), très inégalement répartie et localisée essentiellement au niveau de la ville de Marrakech. L’activité humaine se base sur l’artisanat, le commerce, l’industrie alimentaire, le tourisme et le secteur de construction qui représente 8.4% des emplois. On remarque toutefois des concentrations d’habitats qui forment des douars et des petits centres administratifs et commerciaux comme: Aït Ourir, Amizmiz, Chichaoua, Demnat, 4 Imintanout…. La vie y est essentiellement basée sur l’élevage et l’agriculture irriguée par des seguias, khetaras, pompages et aussi par un réseau plus moderne d’irrigation mis en place après l’édification des barrages de Lalla Takerkoust sur le Nfis et de Moulay Youssef sur le Tessaout. Ainsi, plus de 70% des emplois sont liés à l’agriculture au niveau de la province de Marrakech. 5 6 Figure 1. 1 Situation géographique de la plaine du Haouz [A : Localisation de la zone d’étude par rapport aux domaines structuraux du Maroc (d’après Piqué, 1994) ; B : Localisation de la zone d’étude dans le bassin du Tensift. 2- Cadre géologique et climatologique: 2.1- Géologie : La plaine du Haouz se présente sous forme d’une dépression (Fig.1.2) où d’importantes formations détritiques, issues du démantèlement de la chaîne atlasique, se sont accumulées au Néogène et au Quaternaire récent, recouvrant ainsi les formations primaire secondaire et tertiaire. Du Haouz Oriental au Haouz Occidental en passant par le Central la série géologique a une épaisseur variable (Fig.1.3). 2.1.1-Lithostratigraphie du Haouz : Tout les étages de la série géologique allant du Primaire au Quaternaire récent ont été observés soit à l’affleurement sur les bordures de la plaine soit dans les forages profonds (Moukhchane, 1983). 2.1.1.1- Le socle primaire : Les formations primaires sont constituées de grès, de schistes, d’argiles, de calcaire... Elles affleurent dans la plaine au niveau du massif de Guemassa, à Koudiat Moukhden et à Mzoudia (Haouz occidental)…etc. et forment la grande partie du Haut atlas de Marrakech et des Jbilet. Selon Huvelin, 1973, ces affleurements correspondraient à des reliefs du socle hercynien dégagé de la couverture néogène. Au niveau du Haouz oriental le primaire (stéphano-autunien) forme une épaisse série d’environ 400 mètres (Sinan ,2000), constituée d’argile alternant avec des grès et à la base des galets des conglomérats à galet de grès et à ciment carbonaté (Fig1 .4). 2.1.1.3- La couverture secondaire et paléogène : Disposé en discordance sur le socle primaire, elle est formée par la série géologique suivante : 2.1.1.3.1- Permotrias : Dans le Haouz oriental le Permo-Trias montre une grande extension, il est constitué d’une série argileuse d’environ 300 m. Au niveau du Haut Atlas de Marrakech, le Permo-Trias est constitué par une série argilo-salifère très épaisse (dépassant les 1000 m), surmontée par des coulées de basalte dolorétiques qui atteignent 200 m d’épaisseur (Sinan, 2000). 7 Figure 1. 2 : Carte géologique simplifiée du Haouz (d'après la carte géologique 1/500000 de Marrakech). 8 9 Figure 1. 3 : Coupes géologiques au niveau de la plaine du Haouz (Ambroggi & Thuile, 1952). Figure 1. 4 : Coupe lithologique du forage minier OT6bis (Sinan, 2000) 2.1.1.3.2- Le Jurassique : Le jurassique inférieur (Lias) est essentiellement développé dans la partie Est du Haut atlas de Marrakech avec une épaisseur d’environ 400 mètres dans la région de Tessaout. Il s’étend jusqu’au N’fis à l’Ouest (Ferrandini et al., 1984). A partir de l’oued Rheraya à l’ouest, il devient discordant sur le Trias et le paléozoïque. Le jurassique inférieur est subdivisé en trois étages : Le lias inférieur silto-argileux, le Lias moyen formé de calcaire dolomitique et marneux et le Lias moyen à supérieur, situé plus à l’ouest au niveau d’Imintanout et montrant un faciès détritique et dolomitique de quelques mètres d’épaisseur. 10 Le jurassique moyen est présent au niveau des cuvettes d’Aït Ourir, à Demnat et à l’Est de l’Oued Tessaout (Jenny et al., 1981). Il est constitué de la succession des trois formations suivante : des conglomérats de 15 à 30 mètres d’épaisseur, surmonté par une série siltoargileuses d’une puissance de 10 à 20 mètres et des grès à chenaux conglomératiques de 80 à 100 mètres d’épaisseur (Jenny et al., 1981, Ferrandini et al., 1984). Le jurassique supérieur est représenté au niveau d’Imintanout par des formations évaporitiques et dolomitiques épaisses d’environ 100 mètres. Au nord de Chichaoua Sa puissance devient plus importante et il change brusquement de faciès pour devenir calcaire gréseux. Alors qu’il est absent à l’est d’Amizmiz (Ferrandini et al., 1984). 2.1.1.3.3- Le Crétacé : Le Crétacé est représenté essentiellement au niveau de la bordure sud de la plaine du Haouz. ♦ Crétacé inférieur: Dans le secteur d’Imintanout, le crétacé est formé par des dépôts siltocarbonatés de l’Hauterivien – Valanginien d’une épaisseur est de 300 mètres, suivi de marnes avec petites intercalations dolomitiques datées de l’Aptien-Baremien, d’une puissance de 120 mètres. Par la suite, on trouve les marnes à intercalations de barres calcaires dolomitiques de l’Albien dont l’épaisseur est de 200 mètres. Plus à l’Est, on note des variations d’épaisseur et quelque fois de faciès. Ainsi, on trouve à Amizmiz la même série de l’Hauterivien valanginien mais avec une épaisseur de 75 mètres, alors que l’Aptien baremien est représenté par des grès de 25 mètres d’épaisseur qui disparaissent à l’Est de Guemassa. L’épaisseur de l’Albien décroît pour atteindre 35 mètres à Aït Ourir et son faciès devient calcaire gréseux. ♦ Crétacé moyen: Le crétacé moyen est formé de marnes à intercalations évaporitiques et de petites barres de calcaires dolomitiques du Cénomanien d’une épaisseur de l’ordre de 320 mètres à Imintanout. Plus à l’est, le Cénomanien devient argileux et sa puissance diminue pour atteindre 50 mètres à Aït Ourir. Ces formations sont surmontées par les calcaires dolomitiques du Cénomano-turonien d’une épaisseur de 45 mètres à Aït Ourir et qui atteignent les 75 mètres à Imintanout. Le Cénomanien constitue une étape régressive par rapport à la transgression Albienne et annonce le début de la plus grande transgression Cénomano-Turonienne, qui a été faite de l’Ouest vers l’Est et peut être du Nord vers le sud (Moret, 1940). 11 ♦ Crétacé supérieur: Le Sénonien est constitué par des marnes avec du gypse et du grès rouge (Fig. 1.5) pour devenir plus argileux avec de petites intercalations de calcaire crayeux vers l’est (Villemur, 1951). Son épaisseur est de 60 mètres au niveau d’Aït Ourir et atteint les 310 mètres à Imintanout (Sinan, 1986), sa limite Est étant la Tessaout. Le Maestrichtien est développé à l’ouest du Haut Atlas avec une épaisseur de 140 mètres à Imnitanout et disparaît à l’est vers la commune d’Amezmiz (Sinan, 1986). Il est formé essentiellement de marnes grises contenant des petites intercalations de calcaire dolomitiques avec des grés et des sables phosphatés au sommet. Le Maestrichtien marque le début de la dernière grande transgression marine de la région caractérisé par l’apparition de phosphotogenèse au Maroc. Figure 1. 5 : Coupe lithologique du forage minier 800/53 (Razoki, 2001) 12 2.1.1.3.4- L’Eocène : En allant d’Aït Ourir vers Imintanout à l’ouest la puissance de l’éocène augmente de 100 à 245 mètres. On note cependant une faible variation de faciès formé de calcaire à coquilles ou à silex ou avec passage marneux ou gréseux. Les calcaires et les marnes étant plus ou moins riches en phosphate. L’éocène est marqué par la dernière transgression marine qui s’est déroulée à partir de l’atlantique et qui a affecté le Haouz et le haut atlas de Marrakech (Sinan, 1986). 2.1.1.4- Le néogène et le quaternaire: 2.1.1.4.1- Mio-pliocène : Il est formé par des dépôts continentaux détritiques présentant de grandes variations latérales de faciès et une épaisseur qui décroît en allant vers le nord et l’ouest (Chellai, 1995 ; Chellai & Perriaux, 1996). On trouve ainsi un faciès argilo-gréseux au nord de la plaine (Dutour & Ferrandini, 1985) qui devient essentiellement conglomératique à ciment gréseux et marneux au sud. Plus à l’est (entre Aït Ourir et l’oued Tessaout), le faciès est constitué d’autant de grès que de conglomérats (Dutour et al., 1985 ; Sinan, 1986). Le Moi-Pliocène forme le substratum de la nappe phréatique avec une puissance importante d’environ 274 mètres d’argile et de marne (forage OT6, fig.1.4 ci-dessus) au Haouz oriental entre l’Ourika et l’oued Lkhdar, qui décroît pour atteindre 121 mètres au Haouz Occidental à l’ouest (sondage 397/52) (Fig. 1.6) (Sinan, 2000). 2.1.1.4.2- Le Plio-Villafranchien : Constitué par des conglomérats polygéniques, des calcaires conglomératiques, des limons à nodules et de calcaire noduleux ou compact, organisés sous forme de cônes de piémonts qui passent latéralement en chenaux temporaires (Freytet, 1984 ; Dutour et al., 1985). Il se caractérise aussi par une variation latérale de faciès du sud vers le nord. Le Villafranchien affleure tout le long du Tessaout traversant ainsi le Haouz oriental entre les Jbilet au Nord et l’embouchure de l’oued au sud. Le plio-Villafranchiens se distingue du Mio-pliocène par la rareté des faciès fins et par une plus grande taille des éléments qui le constituent. 13 Figure 1. 6: Coupe lithologique du forage minier 397/52 (Sinan, 2000) 2.1.1.4.3- Le Quaternaire : Les dépôts quaternaires sont issus du démantèlement de la chaîne atlasique par un réseau d’oueds descendant de l’atlas et parcourant l’ensemble de la plaine du Haouz. Les sédiments quaternaires sont représentés par les limons rouges, les argiles et les cailloux dans le Haouz oriental et central et par les conglomérats et les alluvions au niveau des rives d’oueds (fig.1.7). Alors que dans le Haouz occidental, le quaternaire est représenté par des dalles calcaires. Le matériel grossier est déposé au piémont de l’atlas, formant ainsi des terrains de 25 à 50 mètres d’épaisseur. ♦ Quaternaire ancien: Formé par deux étages : le Moulouyen, présent au niveau de la bordure sud de la plaine du Haouz, constitué de dépôts fluviatiles hétérométriques avec des 14 conglomérats à la base et surmonté d’une dalle de calcaire épaisse 30 cm. Le second étage étant le Salétien, présentant un matériel très grossier formé de grés triasiques dans de vastes plages limoneuses. Les terrasses salétiennes sont conglomératiques à la base. Figure 1. 7 : Coupe lithologique du forage minier 1331/44 (Sinan, 2000) ♦ Quaternaire moyen : Le quaternaire moyen présente un faciès conglomératique de l’Amérien en bordure des grands oueds qui devient limono-caillouteux sur la plaine couvrant ainsi une grande partie du Haouz occidental. Par la suite, on trouve ensuite une dalle calcaire de 10 à 25 cm d’épaisseur. ♦ Quaternaire récent : Il est constitué de limons ocre du Soltanien qui couvrent de grandes étendues du Haouz central et oriental. On trouve aussi des formations limoneuses grises et des galets déposés par les oueds atlasique au Rharbien. 15 2.1.1.5- conclusion : L’étude lithostratigraphique de la plaine du Haouz a montré l’existence de deux bassins séparés par la région d’Aït Ourir qui renferme une série sédimentaire complète allant du lias à l’éocène. Ces deux bassins diffèrent par leurs âges et leurs faciès. Le premier constitue le domaine oriental, formé par des calcaires dolomitiques du jurassique inférieur. Le deuxième représente le domaine occidental dans lequel on trouve les formations Crétacé et Eocène. Dans l’ensemble du Haouz, ces bassins sont recouverts de molasses du Miopliocène et des alluvions du quaternaire. 2.1.2- Structure de la plaine du Haouz : La complexité de la structure interne du Haouz a été montrée depuis 1952 par le travaux d’Ambroggi et Thuile et aussi par plusieurs compagnes géophysiques réalisées entre 1950 et 1991. Les résultats ainsi obtenus ont été synthétisés par Sinan (Sinan, 1986) qui, par l’élaboration de coupes géologiques, a pu déterminer l’existence de trois parties : ♦Le Haouz oriental : Marqué à l’est par la présence d’un grand nombre de compartiments subdivisés par une série de failles, généralement de direction ENE-WSW, alors que le nord et l’ouest du secteur sont caractérisés par l’absence de failles. Dans la partie sud ouest, s’est formée une très grande dépression où le socle primaire est à environ 1000 m de profondeur. ♦Le Haouz central : Caractérisé par la présence de trois failles : la première est celle de Tahanaout de direction nord-sud, qui s’étend de Tahanaout au sud à Marrakech au nord et qui a entraîné le soulèvement du compartiment ouest (horst de guemassa) et l’abaissement de celui de l’Est. La deuxième faille est celle d’Assoufid, de direction SW-NE et qui passe au nord de Gemassa jusqu'à Marrakech. Elle a entraîné la remontée du socle primaire dans le compartiment sud (Horst de guemassa) et l’effondrement du compartiment nord. Enfin, la faille du N’fis de direction SE-NW, détectée entre oued N’fis au NW et l’intersection de la faille d’Assoufid avec oued bâaja. Elle a entraîné le soulèvement du compartiment NE et la remontée de celui du SW. 16 ♦Le Haouz occidental : Se présente sous forme de deux cuvettes séparées par les affleurements primaires de Koudiat Moukhaden, la plus importante c’est le Mejjat orientée Est–Ouest et comblée par les dépôts secondaire et tertiaire. Puis le Sidi Zouine allongée entre oued Nfis et koudiate Moukhaden à l’ouest. 2.1.3- Pédologie de la plaine du Haouz : L’étude pédologique effectuée en 1951 au niveau du Haouz de Marrakech a révélé la présence de quatre types de sols : rouges, bruns, châtains et gris, avec des textures limonoargileuses, limoneuses ou limono-sableuses (Fig. 1. 8) et qui sont répartis de la manière suivante : • Sols rouges ou châtain rouges développés à proximité du centre de Tahanaout, de l’Ourika et de Sidi Rahal et aussi au centre du Haouz oriental ; • Les sols châtains couvrent la partie centrale et orientale du Haouz, la limite des sols rouges et châtains passe entre Marrakech, Tadert et Tamsloht. • Les sols gris sont situés plus à l’ouest ; • Enfin, les sols bruns sont localisés en basse plaine. 17 18 Figure 1. 8 : Carte pédologique du Haouz de Marrakech (Direction de l’agriculture du commerce et des forêts, 1951) 2.2- Climatologie : Les données climatiques sont enregistrées au niveau des stations d’observation mises en place par l’Agence du Bassin Hydraulique du Tensift (ABHT) et par l’Office Régional de Mise en Valeur Agricole du Haouz (ORMVAH). Les données utilisées proviennent de stations bien réparties dans la région d’étude (Fig. 1.9). Figure 1. 9: Situation géographique des stations climatologiques 2.2.1- Les températures : Les variations de températures se caractérisent par un contraste entre les années et les mois d’une année, d’une part, et la nuit et le jour d’autre part. Les mesures de températures ont été effectuées au niveau de cinq stations (Abadla, Marrakech, barrage lalla takerkoust, Sidi rahal et Barrage My youssef) pendant une période qui s’étale de 1980 à 2000. L’analyse des variations de températures mensuelles interannuelles (Fig. 1.10), permet de rendre compte de l’existence de deux saisons, une chaude et l’autre froide. Les températures maximales enregistrées au cours des mois de Juillet et Août sont de l’ordre de 45°C. Les températures les plus froides sont généralement observées en Janvier et décembre avec des valeurs entre –3°C et –8°C. La température moyenne est de 20 °C pour Abadla, 18°C à Lalla 19 Takerkoust, 19 °C pour Marrakech et Sidi Rahal et 17 °C à My Youssef. On constate donc une diminution de la température vers le Sud et vers l’Est du Haouz. T °max T °moy T °min Abadla (1981-2000) T °C 50 40 30 20 10 0 -10 J F M A M J JT A S O N B. Lalla Takerkoust (1984-2000) T° C 50 mois D T °max T °moy T °min 40 30 20 10 0 -10 J F M A T° C 50 M J JT A S O N mois D T °max T °moy T °min Marrakech (1984-2000) 40 30 20 10 0 -10 J F M A M J JT A S O N Sidi Rahal (1981-2000) T °C 50 mois D T °max T °moy T °min 40 30 20 10 0 -10 J F M A M J JT A S O N T °max T °moy T °min B. My Youssef (1981-2000) T °C 50 mois D 40 30 20 10 0 -10 J F M A M J JT A S O N mois D Figure 1. 10: Températures moyennes, maximales et minimales interannuelles 20 Pour étudier l’écart journalier des températures, on a utilisé les données recueillies pour l’année 2004 à la station du projet Sud Med à Saada (située à environ 10 Km à l’ouest de Marrakech) (Fig. 1.11). On remarque que pour une même journée l’écart de température est très important et peut atteindre les 20°C, on note par exemple pour le premier jour de juillet (jour 181) une température maximale de l’ordre 44.5°C et une température minimale d’environ 22.8°C. T°C 50 Saada (Station Sud Med) T°M ax Tmin 40 30 20 10 0 Jours juliens -10 2 19 36 53 70 87 104 122 139 156 173 190 207 224 241 258 275 292 309 Figure 1. 11: Variations journalières de températures (2 Janvier - 19 Novembre / 2004) 2.2.2- Les précipitations : La plaine du Haouz montre un caractère désertique lié à la faiblesse des précipitations et leur rareté. Les données pluviométriques utilisées ont été enregistrées pendant la période allant de 1970 à 2000, afin de déterminer l’évolution spatio-temporelle des précipitations. 2.2.2.1- Précipitations annuelles : La plaine du Haouz montre une pluviosité qui varie dans l’espace et dans le temps. Ainsi, pour la période allant de 1970 à 2000, on constate une variabilité des moyennes annuelles de la pluviométrie du Sud vers le Nord et d’une année à l’autre. Au niveau du Haouz oriental (Fig. 1.12), la pluviosité moyenne aux différentes stations est d’environ 310 mm, avec une valeur minimale de 121 mm enregistrée en 1981 à la station Attaouia et un maximum de 559 mm à la station Sidi Rahal en 1996. Au Haouz central 21 (Fig.1.12), les précipitations moyennes varient entre 220 mm à l’est (OD Hassoune) et 190 mm à l’ouest (Loudaya) pour atteindre 330 mm au sud (Tahanaout piémont de l’Atlas). P (m m ) P (m m ) SIDI RAHAL 800 800 600 600 400 400 200 200 0 70 73 76 79 82 85 88 91 94 anné es 97 00 ATTAO UIA 0 70 73 76 79 82 85 88 91 anné es 94 97 00 Figure 1. 12: Variations interannuelles des précipitations au Haouz Oriental (1970-2000) P (m m ) P (m m ) O D HASSO UNE 800 800 600 600 400 400 200 200 0 70 73 76 79 P (mm) 800 82 85 88 91 94 anné es 97 00 0 70 73 76 P (m m ) LO UDAYA 800 600 600 400 400 200 200 0 70 73 76 79 82 85 88 91 anné es 94 97 00 MARRAKEC H 79 82 85 88 91 TAHANAO UT 0 70 73 76 année s 94 97 00 79 82 85 88 91 année s 94 97 00 Figure 1. 13:Variations interannuelles des précipitations au Haouz Central (1970-2000) Les précipitations moyennes annuelles au niveau des stations situées au nord du Haouz occidental (Fig. 1.14) sont de l’ordre de 200 mm. Les valeurs extrêmes étant enregistrées à Abdla avec 40 mm en 1981 et 367 mm en 1996. En montagne (Haut Atlas), les précipitations sont plus importantes (Fig. 1.15) et la moyenne annuelle définie pour la période 1970-2000 est de 540 mm à Aghbalou (1070 m d’altitude), 440 mm à la station du barrage My Youssef (720m d’altitude) et 255 mm à la station du barrage lalla Takerkoust (630m d’altitude). 22 P (m m ) 800 P (m m ) ABADLA 800 600 600 400 400 200 200 0 70 73 76 79 82 anné es 85 88 91 94 97 00 C HICHAO UA 0 70 73 76 79 82 85 88 année s 91 94 97 00 Figure 1. 14: Variations interannuelles des précipitations au Haouz Occidental (1970-2000) P (m m ) 1000 P (m m ) AGHBALO U 800 800 600 600 400 400 200 200 0 B. MY. YO USSEF 1000 anné es 70 73 76 79 82 85 88 91 94 97 00 P (m m ) 0 année s 70 73 76 79 82 85 88 91 94 97 00 B.LALLA TAKERKO UST 1000 800 600 400 200 0 année s 70 73 76 79 82 85 88 91 94 97 00 Figure 1. 15: Variations interannuelles des précipitations au Haut Atlas (1970-2000) 2. 2.2.2- Précipitations mensuelles : L’analyse de la variabilité moyenne mensuelle des précipitations (Fig. 1.16) pour la période 1970-2000 montre l’existence au niveau des différentes stations d’une saison pluvieuse entre Novembre et Avril avec un maximum en Mars où les précipitations peuvent atteindre les 50mm et une saison sèche entre Juin et Septembre où les plus faibles précipitations sont enregistrées au mois de Juillet et Août. 23 P (mm) 80 Attaouia Sidi Rahal 60 40 20 0 J F M A M J OD Hassoun P (mm) 80 JT A S Marrakech O N mois D Loudaya 60 40 20 0 J F M A M J JT A Abadla P(mm) S O N mois D N mois D Chichaoua 80 60 40 20 0 J F P(mm) 80 M A M B. My Yousef J JT A Aghbalou S O Lalla Takerkoust 60 40 20 0 J F M A M J JT A S O N mois D Figure 1. 16: Pluies moyennes mensuelles interannuelles (1970-2000) 24 2.2.3- Evaporation et évapotranspiration : L’évapotranspiration englobe les phénomènes d’évaporation et de transpiration, elle est influencée par l’humidité de l’air, la vitesse du vent, la température de l’eau et de l’air, le rayonnement solaire, la pression atmosphérique et la nature du sol. 2.2.3.1- Evaporation : L’évaporation moyenne annuelle mesurée au piche pour la période 1984-2000 est de l’ordre de 1307.9 mm à Abadla, 1781mm pour Lalla Takerkoust, 1947.4mm à la station de Barrage My Youssef et 2532.3 pour Sidi Rahal. On remarque que la valeur maximale de l’évaporation (Fig. 1.17) est enregistrée aux mois de juillet, août et septembre et qu’elle diminue du sud vers le nord et d’est en ouest. Abadla Lalla Takerkoust M y youssef Sidi Rahal 400 Evaporation (mm) 350 300 250 200 150 100 50 0 J F M A M J JT A S O N mois D Figure 1. 17: Evaporation moyenne mensuelle mesurée au Piche (1984-2000) 2.2.3.2- Evapotranspiration potentielle (ETP) : L’évapotranspiration potentielle est définie comme étant la quantité d’eau qui peut être évaporée à partir d’un stock d’eau libre, dans des conditions d’alimentation excédentaire. Deux formules ont été mises au point pour le calcul de l’ETP : la formule de Serra (1) et la formule de Thorntwaite (2). * formule de Serra: Avec a = (1,6. I /100) + 0,5 ETP mm = (10 T / I)a . 16 (1) T : température moyenne mensuelle I = somme des indices thermiques mensuels i i = 0,09 T3/2 25 ETP = 16. K (10T / I)a * formule de Thorntwaite : (2) T: température moyenne du mois considéré en °C i= ( t / 5 )1,54 I = somme des indices thermiques mensuels i a = 0,492 +1,79 10-2 I – 7,71 10-5 I2 + 6,75 10-7 I3 K: coefficient de corrélation en fonction de la latitude et du mois. On prend comme exemple la région de Marrakech (Razoki, 2001), on a les valeurs suivantes : Tableau 1. 1: Evapotranspiration potentielle à Marrakech ( Razoki, 2001) Mois S ETP (Serra) O N D J F M A M J J A Total 117,9 71,78 35,16 20,96 15,16 20,51 30,94 41,01 58,16 95,43 160,38 154,17 821,55 ETP (thornth ) 143,7 81,37 38,58 19,94 14,54 19,27 35,47 49,94 79,29 133,1 232,9 212,39 1060,5 2.2.3.2- évapotranspiration réelle ( ETR ): L’évapotranspiration réelle est la quantité d’eau susceptible d’être transformée en vapeur, en cas d’insuffisance du stock des réserves en eau facilement utilisable RFU. L’ETR est déterminée par différentes méthodes, en l’occurrence la formule de Turc, la formule de Coutagne ou la méthode de Verdeil. La formule utilisée dans le tableau 1 est celle de Turc (3) : ETR = P / ( 0,9 + ( P /L)2 )1/2 * La formule de Turc : (3) P : pluviométrie moyenne annuelle en mm L = 300 + 25 T + 0,05 T3 T : température moyenne annuelle en °C Tableau 1. 2 : Evapotranspiration réelle au niveau du Haouz Abadla Stations années P(mm) T°C B.Takerkoust ETR P(mm) T°C ETR B. My yousef P(mm) T°C ETR Sidi Rahal P(mm) T°C ETR 2000 95.8 20.9 100.7 118.9 20.1 124.7 285.6 19.3 291.1 230.4 20.2 238.2 1996 367.2 19.5 367.1 430.3 18.9 419.7 743.8 17.4 616.4 559.8 18.9 520.9 1981 40.5 119.3 244.4 16.9 248.8 241.7 20.2 249.4 20.3 42.7 ----- ----- 26 On constate que l’évapotranspiration réelle est d’autant plus importante lorsque les précipitations sont élevées. Ainsi, au niveau des différentes stations, on note que pour l’année 1981, l’ETR était faible par rapport aux autres années. 2.2.4-Aridité du Climat L’aridité est définie comme étant le nombre de mois où la pluviométrie moyenne est inférieure à 2 fois la température (en °C) (Gaussen, 1961). Au niveau du bassin du Haouz et pour une période allant de 1981-2000 on compte 4 mois d’aridité pour les stations Sidi Rahal et My youssef, 5 mois à Lalla Takerkouste et 6 mois à Abadla (Fig. 1.18). Ceci montre que l’aridité augmente du sud vers le nord. 2.2.5- Type du climat Le type du climat est défini par le quotient d’Emberger pluviométrique d’Emberger (Q) (Sinan, 2000) donné par la formule suivante (4) : Q = (2000*P) / (M+m)*(M-m)) (4) P : précipitation moyenne annuelle en mm M : moyenne des températures maximales du mois le plus chaud en degrés absolus (°K) m : moyenne des températures minimales du mois le plus froid en degrés absolus (°K) Les résultats du calcul du quotient pluviométrique d’Emberger, pour le période 1984-2000 sont résumés dans le tableau 3. Tableau 1. 3: Quotient pluviométrique d'Emberger du bassin du Haouz Stations M (°C) M (°K) m (°C) Abadla 45.0 318.0 1.2 B. Lalla Tkerkoust 43.0 316.0 0.3 B. My youssef 41.4 314.4 -1.7 Sidi Rahal 42.6 315.6 3.1 m (°K) P (mm/an) 274.2 178.0 273.3 255.6 271.3 417.9 276.1 347.1 Q 13.7 20.3 33.1 29.7 Type du Climat Saharien Aride Semi Aride Aride La représentation des quotients (Q) sur le diagramme pluviométriques d’Emberger (Fig. 1.19) montre que le climat du Haouz varie du type semi aride à hiver froid au type saharien à hiver frais. 27 50 50 40 40 30 30 20 20 10 10 0 P(mm) T°C T°moy 60 P moy Sidi Rahal 60 mois 0 J F M A M J JT A S O N D T°moy 60 P moy B. My Youssef 60 50 50 40 40 T°C P (mm) 30 30 20 20 10 10 0 J F M A J JT A S O N mois 0 D T°moy 60 P moy B. Lalla Takerkoust 60 50 50 40 40 30 30 20 20 10 10 0 J F M A M J JT A S O N mois 0 D T°moy 50 P moy Abadla 60 P (mm) T° C M 50 40 T°C 30 30 20 20 P (mm) 40 10 10 0 J F M A M J JT A S O N mois 0 D Figure 1. 18 : Diagramme ombro- thermique du bassin du Haouz (Données ABHT) 28 Figure 1. 19: Type du climat au niveau de quatre stations du Haouz (diagramme pluviométriques d’Emberger) 2.2.6- Humidité du climat : Les mesures de l’humidité effectuées par l’ABHT sur la période 1985-2000 (Fig. 1.20) nous ont permis de montrer que l’humidité est moins importante pendant les trois mois d’été et qu’elle augmente pendant les mois d’octobre à juin pour les stations de Abadla My youssef et Sidi Rahal. A la station Lalla Takerkoust, l’humidité reste presque constante toute l’année. Au niveau des quatre stations, l’humidité est plus élevée la nuit entre 21h et 7h. Les moyennes journalières de l’humidité varient vers le nord en allant de 60% pour abadla, 57% à sidi Rahal, 53% à Lalla Takerkoust et 43% au niveau de la station de Barrage My Youssef. 29 Abadla 7h 18h 14h 21h 7h 18h 14h 21h Humidité (%) 85 B. Lalla Takerkoust 75 Humidité (%) 65 70 55 55 45 40 35 25 J F M A M J JT A mois 25 N D 7h 18h B. My youssef 14h 21h J F M A M J JT A mois N D 7h 18h Sidi Rahal 75 S O 14h 21h Humidité (%) Humidité (%) 75 S O 65 65 55 55 45 45 35 35 25 J F M A M J JT A S O N mois D 25 J F M A M J JT A S O N mois D Figure 1. 20 : Humidité moyenne mensuelle à 7h, 14h, 18h et 21heures (1984-2000). 2.2.7-Conclusion : La plaine du Haouz est marquée par un climat continental de type aride à semi-aride, caractérisé par une faible pluviosité de l’ordre de 170 mm, une forte évaporation et des températures moyennes élevées pouvant atteindre les 39°C avec des écarts mensuel et journalier assez importants. Par conséquent, l’hydrologie de la plaine du Haouz se trouve fortement influencée par ce climat, qui agit directement sur le bilan et par la même occasion sur l’alimentation et les pertes. 30 3- Hydrologie et Hydrogéologie : 3.1- Hydrologie : La plaine du Haouz présente un ensemble hydrographique qui s’organise en deux systèmes d’origine atlasique (Fig. 1.21) : * Le système Lakhdar et Tassaout : affluent de l’Oum Rbia, présente un bassin versant très étendu et un important débit assez stable dans le temps. * Le système Tensift : d’orientation est-ouest, dont l’écoulement provient de l’apport sur sa rive gauche d’une série d’affluents provenant de l’Atlas et compris entre le R’dat et Chichaoua et par drainage de la nappe phréatique. Ce système se caractérise par un débit très faible, sujet à de très nettes variations saisonnières. 3.1.1- Bassins versants : Les oueds parcourant la plaine du Haouz sont issus des bassins versants localisés au niveau du versant Nord de l’atlas. Ces derniers se caractérisent par leurs superficies, leurs paramètres physiques et leurs lithologies. 3.1.1.1- Système Tessaout Lakhdar: Les oueds Tessaout et lakhdar prennent naissance au niveau des calcaires dolomitiques du Jurassique et drainent la partie orientale du Haouz. Les bassins versants de ces oueds sont caractérisés par des altitudes moyennes variant entre 1540 m pour le Tessaout et 1670 mètres pour Lakhdar et par des superficies respectives de 1500 Km² et 2884 Km², avec des pentes du versant de l’ordre de 21 % et 16%. Leur lithologie est caractérisée par la présence de formations dont les caractéristiques sont citées dans le tableau suivant (Tab.1.4) : Tableau 1. 4 : Caractéristiques lithologiques des bassins versants du Haouz oriental (Razoki, 2001) Pourcentage des formations Oueds Perméables Semi -perméables Imperméables (%) Tessaout 35 48 17 Lakhdar 57 37 6 31 Figure 1.21 : Localisation des oueds parcourant la plaine du Haouz et des stations hydrologiques Figure 1. 21 : localisation des oueds parcourant la plaine du Haouz et des stations hydrologiques 32 3.1.1.2- Système du Tensift : Les particularités essentielles des bassins versants des oueds alimentant ce système, au Haouz central, sont résumées dans le tableau si dessous (Tab.1.5). Tableau 1. 5: Caractéristiques des bassins versants des oueds du Haouz Central Oueds R'dat Zat Ourika Rheraya N'fis Bassins Versants Caractéristiques physiques Altitude Superficie Pente moyenne (m) (Km²) (%) 1825 1960 2700 2000 2320 537 525 503 225 1290 15 18 21 21 17 Caractéristiques Lithologiques Formations Formations semi Formations perméables (%) perméables (%) imperméables (%) 14 14 6 26 20 56 40 39 15 9 30 46 55 59 71 Les oueds du Haouz central sont issus en grande partie du ruissellement des eaux sur des pentes imperméables de schistes ou d’argiles primaires. Il en résulte donc un transport solide très important qui favorise l’envasement au niveau des retenues d’eau. Alors que les oueds du Haouz occidental (plaine du Mejjat) proviennent des calcaires et marnocalcaires du Crétacé et présentent des basins versants dont la superficie est de l’ordre de 514 Km² pour oued Assif El mal, 538 pour oued Seksaoua, 273 pour oued Imintannout et 345 pour oued Amejnej. Ces trois derniers oueds convergent au centre de la plaine pour former Oued Chichaoua. 3.1.2- Régime des cours d’eau : Les oueds du système Tensift ont un régime très irrégulier et des débits variant fortement au cours de l'année et d'une année à l'autre. 3.1.2.1- Régime annuel : Les oueds du Haouz central et occidental sont caractérisés par un écoulement annuel faible et intermittent. La période 1980 à 1983 présente un déficit important d’écoulement avec un débit minimum enregistré en 1982 au niveau des différentes stations qui varie de 0.5 m3.s-1 au niveau d’Aghbalou pour atteindre 0.11 m3.s-1 à sidi Rahal et 0.14 m3.s-1 au niveau de Abadla (Fig. 1.22). Les débits maximums étant enregistrés en 1970, 1973, 1979, 1989 et 1991. Par contre, les oueds du Haouz oriental, le Tessaout et Lakhdar, gardent un régime interannuel plus stable dans le temps. 33 3 30 m /s Taferiat 3 30 25 25 20 20 15 15 10 10 5 5 0 anné es 70 72 74 76 78 80 82 84 86 88 90 92 94 96 3 30 m /s Tahanaout 0 25 20 20 15 15 10 10 5 5 anné es 70 72 74 76 78 80 82 84 86 88 90 92 94 96 3 30 m /s Imin hamam 0 25 25 20 20 15 15 10 10 5 5 0 année s 70 72 74 76 78 80 82 84 86 88 90 92 94 96 3 30 m /s B. Lalla Takerkoust 0 25 20 20 15 15 10 10 5 5 année s 70 72 74 76 78 80 82 84 86 88 90 92 94 96 98 00 0 Aghbalou anné es 70 72 74 76 78 80 82 84 86 88 90 92 94 96 m /s Abadla année s 70 72 74 76 78 80 82 84 86 88 90 92 94 96 3 30 25 0 m /s 3 30 Sidi Rahal anné es 70 72 74 76 78 80 82 84 86 88 90 92 94 96 3 30 25 0 m /s m /s B. My Youssef année s 70 72 74 76 78 80 82 84 86 88 90 92 94 96 98 00 Figure 1. 22: Variations interannuelles des débits moyens des oueds de la plaine du Haouz (1970-1996). 34 3.1.2.2-Régime mensuel : Les débits moyens mensuels, mesurés pour la période 1970-1996, montrent des variations saisonnières importantes. Ainsi, on remarque que pour les différentes stations, les valeurs les plus faibles sont enregistrées entre juillet et octobre et peuvent atteindre 0.15m3.s-1 (station sidi Rahal). Aussi, les débits moyens mensuels les plus fort sont mesurés entre février et mai avec un maximum au mois d’Avril (Fig. 1.23). Sidi Rahal 15 15 10 10 5 0 J F M A M J JT A S O N J Débit (m 3 /s) 10 5 0 F M A M J JT F M A A S O N A S O N mois D A S O N mois D A S O N S O N 10 5 0 mois D J F M A M J JT Abadla 20 20 15 15 Débit (m 3 /s) Débit (m 3 /s) J JT 15 Imin hammam 10 10 5 0 J F M A M J JT A S O N J B. Lalla Takerkoust Débit (m 3 /s) 10 5 0 F M A M J JT A F S O N mois D M A M J JT mois D B. My Youssef 20 15 J 5 0 mois D 20 Débit (m 3 /s) M Tahnaout 20 15 J 5 0 mois D Aghbalou 20 Débit (m 3 /s) Taferiat 20 Débit (m 3 /s) Débit (m 3 /s) 20 15 10 5 0 J F M A M J JT A mois D Figure 1. 23: Débits moyens mensuels des oueds du Haouz (1970-1996) 35 3.1.3- Aménagements des eaux superficielles : L’accroissement de la demande en eau, liée au développement socio-économique de la région, a entraîné une mobilisation importante des ressources en eaux. Ainsi, la mise en valeur de cette richesse au profit de l’irrigation, de l’eau potable et de l’industrie est devenue indispensable. Dans ce sens, la construction de barrage et le transfert d’eau interbassin se sont avérés d’une grande nécessité pour la bonne gestion des eaux de surface (Fig. 1.24). Le tableau 1.6 représente quelques caractéristiques des barrages alimentant la région. Tableau 1. 6 : Barrages alimentant la plaine du Haouz (ORMVAH, 2004) Barrages My Youssef er My Hassan 1 Sidi Driss Lalla Takerkoust Oueds volume régularisé (Mm3) Capacité (Mm3) Tessaout 260 162.7 Lakhdar Lakhdar N'fis 300 ----86 247.6 2.8 64.5 Le barrage Lalla Takerkoust, achevé en 1935, est situé à environ 35 Km au sud de Marrakech sur l’oued N’fis et alimente le périmètre N’Fis. Le barrage Moulay Youssef construit en 1970 sur l’oued Tessaout, régularise 260 Mm3 dont 30 Mm3 pour l’irrigation de la Tessaout-aval. Un barrage de compensation a été construit en 1979, deux kilomètres en aval (C.S.E.C, 2001). Le complexe du barrage Hassan 1er -Sidi Driss, construit en 1987 sur l’oued Lakhdar (bassin hydrographique de l’Oum Er Rbia) et du Canal de rocade permet de distribuer le long de 118Km, 260 Mm3/an d’eau régularisée vers les nouveaux périmètres du Haouz Central et 40Mm3/an destinés à l’alimentation en eau potable et industrielle de la ville de Marrakech. En plus de ces barrages, la région comporte 3 petits barrages : Imin Larbâa, Agafay et Nzalet Laazri. Ces derniers assurent les besoins en eau des petits périmètres agricoles et l’abreuvement du cheptel. 36 Figure 1.24 : Aménagement des ressources en eau de surface (C.S.E.C. 2001) Figure 1. 24 : Aménagement des ressources en eau de surface (C.S.E.C. 2000) 37 3.2- Hydrogéologie de la région : 3.2.1- Localisation de la nappe : 3.2.1.1- Nappes profondes : La présence d’une lithologie formée d’une alternance de couches perméables et d’autres imperméables, permet l’existence d’un certain nombre de réservoirs. 3.2.1.1.1- Le Primaire : Le Primaire est formé par des séries schisteuses et des bancs de grès et de quartzites fissurés. Ces derniers sont le siège d’écoulements localisés, notamment au niveau des Jbilet où un système aquifère (un aquifère profond de fissure et de fracture et un aquifère supérieur d’altérite semi-perméable) présentant un débit de quelques m3/h à 80 m3/h a été identifié (El Mandour,1990). Le Primaire est surmonté par des niveaux aquifères productifs comme le Permo-Trias, au niveau duquel on trouve une petite nappe artésienne localisée dans les bancs gréseux dans la haute Tessaout. On note également la présence d’aquifères profonds au niveau du Jurassique, du Crétacé et de l’Eocène qui ont été identifiés en 1951 par Villemur le long de la bordure atlasique. 3.2.1.1.2- Le Jurassique : Les aquifères sont localisés dans : ♦Le Lias moyen : Les niveaux liasiques forment un reversoir important au niveau du Haouz oriental où ils occupent une superficie d’environ 260 Km² sous la plaine (Sinan, 2000) et affleurent au sud. La nappe phréatique constitue l’exutoire principal de l’aquifère liasique avec un débit d’environ 1600 l/s (Bernert et al., 1972). On note aussi l’existence d’un autre exutoire représenté par les sources situées dans les vallées du Haut Atlas. On peut citer à titre d’exemple Aïn Igren (X=333.65 ; Y=124.2), Ain Imin Ifri (X= 359.95 ; Y=127.00), Aïn Bouhli (X=351.35 ; Y= 126.75) et aussi Aïn Rbri (X= 351.50 ; Y= 126.80) qui est la plus importante de la région avec un débit de 500 l/s. 38 ♦Le Jurassique supérieur : Formé de calcaire. Il affleure au nord et au sud du Haouz occidental. La productivité de ce réservoir varie entre 20 et 50 l/s au niveau de la source de Aïn Boudlal (Moukhchane, 1983 ; DRPE, 1988). 3.2.1.1.3- Le Crétacé moyen : Constitué par les calcaires dolomitiques et les marnes du Cénomanien et aussi par les calcaires turoniens. L’aquifère Cénomano-turonien est alimenté dans le Haut Atlas au niveau des structures synclinales qui piègent l’eau. Son extension est estimée à 500 Km² au niveau du Haouz central (Moukchane, 1983). Ce réservoir présente deux exutoires : au Haouz central il alimente la nappe phréatique par abouchement, alors qu’il donne naissance à de nombreuses sources telles que Imint Tala avec un débit de 300 l/s dans le Mejjat et la source d’Abaino avec un débit de 500 l/s dans la vallée de l’oued Chichaoua. 3.2.1.1.4- L’Eocène : Les formations calcaires de l’Eocène forment un aquifère important (Villemur, 1951). Leur extension est d’environ 840 Km² au niveau du Haouz central (Moukhchane, 1983) entre Aït Ourir à l’Est et Tahanaout à l’Ouest. 3.2.1.1.5- Conclusion Les nappes profondes, du Jurassique, du Crétacé moyen et de l’Eocène, sont caractérisées par une importante perméabilité de fissure et un écoulement orienté vers le Nord. Dans le Haouz central et oriental le biseautage du Secondaire et Tertiaire ne permet pas l’individualisation de nappes aquifères importantes. Les eaux qui circulent dans les calcaires alimentent ainsi la nappe phréatique par abouchement. Par contre, ces aquifères existent dans le Haouz occidental (plaine du Mejjate). 3.2.1.2- Nappe phréatique : C’est une nappe importante et généralisée, localisée dans les formations néogène et quaternaire. Elle couvre une superficie de 6000 Km2, avec une épaisseur allant de 10 à 20 mètres au nord et pouvant atteindre les 70 mètres au sud et des réserves estimées à environ 7 à 9 milliards de m3 d’eau (Sinan et al, 2003) 39 3.2.1.2.1-Structure de la nappe : Le comblement de la dépression du Haouz par des formations détritiques du Néogène et Quaternaire, issues du démantèlement de la chaîne atlasique, a rendu possible la formation d’un aquifère superficiel important. Ce dernier est très hétérogène (Moukhchane, 1983 ; Sinan, 1986). Verticalement, il se présente comme une succession de lentilles argilomarneuses et de lentilles constituées de galets, graviers et sables. Latéralement, il montre une structure en paléochenaux et cônes d’éboulis (Sinan, 2000), qui engendre une grande diversité des caractères hydrodynamiques de la nappe. 3.2.1.2.2- Nature des bordures de la nappe : La limite Nord de la nappe phréatique du Haouz est formée par les schistes primaires et les formations gréseuses et quartzitiques des Jbilet. Ces dernières recèlent des niveaux aquifères qui alimentent la nappe principalement au niveau des la partie orientale des Jbilet. La nappe est limitée au Sud par le versant Nord du Haut Atlas, à l’Est par oued Lakhdar et à l’ouest par les formations calcaires Eo-Crétacées du plateau de Chichaoua considérées comme limite imperméable en raison de leurs pendages vers l’ouest (Sinan, 2000). 3.2.1.2.3- Alimentation de la nappe : Au niveau de la plaine du Haouz, les zones d’apport d’eau à la nappe sont les suivantes: - Au débouché des oueds atlasiques, entre l’Imintanout et Lakhdar, qui participent directement à la recharge de la nappe en raison des caractéristiques des dépôts fluviaux qui les constituent. - Surfaces d’abouchement avec des nappes plus profondes. C’est le cas du Haouz oriental, entre le Tessaout et Lakhdar, où les calcaires jurassiques se biseautent sous le remplissage récent et presque tout le long de la bordure atlasique dans les profondeurs du bassin du Haouz. - Au front d’infiltration, après ruissellement sur les bassins versants de faible extension, comme c’est le cas de Tamsloht dans le Haouz central et des cônes d’éboulis compris entre Rheraya et l’Ourika (Bernert et al., 1972). 40 -Recharge par le retour des eaux d’irrigation (au niveau des périmètres irrigués) et qui représente une source non négligeable (DRPE, 1988). On notera enfin que l’alimentation de la nappe phréatique du Haouz à partir des eaux de pluies reste négligeable du fait de la faiblesse des précipitations et de la présence d’un recouvrement limoneux important sur la plaine. 3.2.1.2.4- Exutoire de la nappe Les sorties naturelles de la nappe au niveau de la plaine correspondent aux limites de drainage, imposées par les oueds dans leurs cours avals d’une part et par l’oued Tensift sur la majeure partie de son tracée d’autre part. On peut également citer les prélèvements au niveau des puits et des forages qui deviennent de plus en plus importants d’une année à l’autre et les khettaras dont le nombre a fortement baissé durant ces dernières années. 3.2.1.2.5 - Piézométrie de la nappe phréatique: En 1962, Cochet a dressé une carte piézométrique permettant de déterminer le sens de l’écoulement qui s’effectue généralement du sud vers le nord. Il a pu aussi distinguer deux unités hydrogéologiques: le Haouz central et oriental. D’autres cartes plus détaillées ont été élaborées en 1971 par Bernert et Prost (Bernert et al., 1972) et en 1986 par la DRPE (Fig. 1.25). L’analyse de ces cartes a permis de détecter les mêmes caractéristiques citées par Cochet et qui se résument comme suit : ♦Au niveau du Haouz oriental : la nappe est alimentée par les calcaires atlasiques de Demnat au sud et par les quartzites et les grès de la partie orientale des Jbilets au Nord. Ceci a entraîné l’existence d’une ligne de partage des eaux au centre, orientée SE-NW, permettant ainsi de distinguer un écoulement vers l’ouest entrant dans le Haouz central pour rejoindre le Tensift et un écoulement vers le nord. Ce dernier se mélange aux sous écoulements des oueds au niveau de la Trouée du Gaino et de la Tessaout ou sort en surface par les sources situées sur la rive gauche du Tessaout. L’unité orientale communiquant alors avec la nappe de la Bahira et de la Tessaout aval présente des gradients hydrauliques nettement plus faibles (0.4 à 0.6 %). 41 ♦Au niveau du Haouz central et occidental : la nappe présente un comportement plus simple, avec des lignes de courants parallèles orientées vers le Nord Ouest. Son alimentation est assurée essentiellement par les bassins versants et par les oueds comme le Zat, Ourika et la Rheraya, au niveau desquels les courbes piézométriques deviennent convexes vers l’aval hydraulique. On remarque aussi une augmentation considérable du gradient hydraulique au niveau du seuil d’Assoufid lié à la remontée du substratum. Les unités centrales et occidentales, présentent de forts gradients hydrauliques de l’ordre de 2 à 4 % au sud qui s’adoucissent vers le nord pour atteindre de faibles valeurs de l’ordre de 0.5 à 1%. 3.2.1.2.6- Paramètres hydrodynamiques de la nappe : La nappe phréatique du Haouz présente une grande variabilité hydrodynamique liée à l’hétérogénéité lithologique et géométrique des couches aquifères. Les modèles de 1972 (Bernert et al.1972) et 1988 (DRPE, 1988), ainsi que les divers essais de pompages effectués par l’ABHT ont permis la détermination des intervalles de variations des caractéristiques hydrodynamiques comme suit : * La transmissivité se situe dans les intervalles, -1.10-4 et 3,5 .10-2 m2/s avec des valeurs qui peuvent dépasser les 10-2 m2/s dans le Haouz oriental. Au niveau du Haouz central, les zones de bonne transmissivité sont représentées par les lits d’oueds atlasiques (excepté l’oued Zat) et par le compartiment nord de la faille d’Assoufid. * Le coefficient d’emmagasinement présente des valeurs qui se situent entre 0.1% et 17%. Il fluctue autour de 10% à proximité des oueds atlasiques et diminue à 5% entre ces derniers. Plus au Nord, les valeurs ne dépassent pas 3% (DRPE, 1988). 3.2.1.2.7- Qualité des eaux de la nappe : Le faciès chimique des eaux de la nappe est conditionné par la nature des formations géologiques lessivées par les eaux des oueds (Sinan 1986). Ainsi, au niveau du Haouz central le faciès des eaux est généralement bicarbonaté-calcique, résultant de l’infiltration d’eau ayant lessivée les calcaires et les silts du Haut Atlas. Plus à l’est, au niveau des bassins versants du R’dat et du Zat où les formations permo-triasiques sont importantes, les eaux infiltrées présentent un faciès sodique entre le Zat le R’dat. 42 Figure 1.25 : Carte piézométrique de 1986 (DRPE, 1988) Figure 1. 25: carte piézométrique de 1986 (DRPE, 1988) 43 4- Conclusion La géologie du Haouz est caractérisée par la succession de formations primaires, secondaires et tertiaires. Ces formations sont recouvertes par les dépôts détritiques (galet, graviers, limons…..) du néogène et du quaternaire, et présentent d’importantes variations de faciès et d’épaisseur dans les profondeurs de la plaine. Le climat qui règne sur le Haouz est semi- aride de type continental, caractérisé par de faibles précipitations variant entre 170 à 300 mm/an et des amplitudes thermiques assez importantes entre l’hiver et l’été avec respectivement 5°C et 45 °. Le réseau hydrographique de la plaine est représenté par deux systèmes : le Tassaout-Lakhdar qui draine la partie orientale du Haouz et le Tensift qui reçoit sur sa rive gauche une série d’affluents descendant du versant nord atlasique regroupant tout les oueds allant du R’dat au N’fis. Ces cours d’eau sont régularisés par trois grands barrages : barrage Lalla Takerkoust, barrage Moulay Youssef et barrage Moulay El Hassan. Les formations mio-plioquaternaires, issues du démantèlement de la chaîne atlasique abritent une nappe importante et généralisée au niveau de toute la plaine. Cette nappe présente des caractéristiques hydrodynamiques très variables, reflétant la complexité des structures profondes de la plaine et aussi la variabilité lithologique des formations mio-plioquaternaires. On note aussi l’existence d’aquifères profonds au Jurassique, au Crétacé et à l’Eocène, qui se biseautent à quelques mètres au Nord de l’Atlas, présentant ainsi une extension très limitée et une faible productivité. 44 CHAPITRE II APPORT DE LA TELEDETECTION TELEDETECTION A L’ETUDE DU HAOUZ 45 Chapitre II : Apport de la télédétection à l’étude du Haouz Introduction Au cours des dernières décennies, l’usage de la télédétection a révolutionné les méthodes de connaissance et de représentation de la planète et a permis la perception de l’invisible ainsi que la généralisation du traitement numérique et l’acquisition de données universelles. La télédétection est une technique permettant des mesures à distance, sans contact direct entre l’instrument de mesure et l’objet. Elle vise à connaître le plus précisément possible l’état d’un espace donné, à en avoir une synthèse visuelle et informative et à optimiser son exploitation (Grelot, 1985 ; Puech, 1993). Ceci dans le but d’une meilleure planification globale et limitée visant à améliorer les conditions de production et de circulation de l’information. Elle est essentiellement utilisée pour l’étude de la surface terrestre en se basant sur l’analyse du rayonnement électromagnétique. Elle permet également de connaître d’autres planètes et de construire des systèmes d’information géographique (SIG). Aujourd’hui, la télédétection est appliquée dans différents domaines théoriques et pratiques, principalement pour l’amélioration de la gestion des ressources naturelles, l’aménagement des territoires et la protection de l’environnement. 1 - Notions de télédétection : 1.1-Historique de la télédétection : A l’origine la télédétection était représentée uniquement par la photographie aérienne et ceci à partir de 1855, année pendant laquelle la première photographie a été prise à partir d’un ballon par Nada. Le développement de la télédétection spatiale est survenu après 1960. Ainsi, les premiers vols à bord des vaisseaux soviétiques (Vostok et Voskhod) ou américains (Mercury et Gemini) ont pu démontrer l’intérêt de l’observation de la Terre à partir de l’espace. Les premières images réalisées apportèrent alors des données nouvelles dans divers domaines tels que la météorologie, la géologie, l’océanographie et la cartographie. Le premier satellite civil a été 45 lancé en 1972 par les américains dans le programme ERST (Earth Resource Technology Satellite) appelé Landsat par la suite et développé essentiellement pour le bien de l’humanité. Dès 1982, les Européens avec la collaboration du Canada ont décidé de lancer ERS (European Remote Sensing) utilisé pour la surveillance de l’environnement terrestre, déposé à 785 Km d’altitude avec un cycle de 3 jours. En 1986 une nouvelle étape de télédétection a été atteinte et ce par le lancement du satellite français SPOT 1(Satellite Pour l’Observation de la Terre), suivi par SPOT2 en 1990 et SPOT3 en 1993, disposé à une altitude de 830 Km. Leurs orbites sont circulaires et héliosynchrones et leurs cycles sont de 28 jours. En 1997-1998, il y a eu la mise en place d’une nouvelle génération de satellites représentés par SPOT4. Aujourd’hui, des images de notre planète sont fournies en permanence par de nombreux satellites de télédétection, Américains, Français, Européens, Japonais…etc. 1.2- Principe physique de la télédétection : La télédétection se déroule selon un schéma précis par interaction de trois éléments fondamentaux : une source d'énergie, une cible et un vecteur (Fig. 2.1). La source d'énergie est l'élément qui "éclaire" la cible en émettant une onde électromagnétique et dans la plupart des cas la source d'énergie c’est le soleil. Ce rayonnement provient de 2 types de sources: du Soleil et de la Terre, émetteurs et réflecteurs naturels ou d’émetteurs artificiels comme les radars. La cible est la portion de la surface terrestre observée par le satellite. Sa taille peut varier de quelques dizaines à plusieurs milliers de Km². Le vecteur ou plate-forme de télédétection mesure le rayonnement électromagnétique réfléchi par la cible. Les capteurs embarqués au niveau du satellite interceptent le rayonnement réfléchi ou réémis, après qu’il ait subi les effets de propagation au cours de sa trajectoire entre l’objet et la plate-forme et le transforme en signal qui sera analysé, puis un émetteur renvoie l'image sur la Terre vers des stations de réception. 46 (A) Source d'énergie ou d'illumination (E) Transmission, réception et traitement (B) Rayonnement et atmosphère (F) Interprétation et analyse (C) Interaction avec la cible (G) Application (D) Enregistrement de l'énergie par le capteur Figure 2. 1 : Etapes de la télédétection (CCT). 1.2.1 - Le rayonnement électromagnétique En télédétection, l’information est véhiculée par le rayonnement électromagnétique. Le rayonnement est une énergie transportée dans l'espace sous forme d'ondes (Pouchin, 2001). Il se caractérise par sa direction de propagation, son intensité, sa fréquence, sa polarisation et sa phase (Fig. 2.2). Figure 2. 2: Onde électromagnétique (Bonn et al., 1992) 47 1.2.1.1- Spectre électromagnétique Le spectre électromagnétique s'étend des courtes longueurs d'onde (dont font partie les rayons gamma et les rayons X) aux grandes longueurs d'onde (micro-ondes et ondes radio). La télédétection utilise plusieurs régions du spectre électromagnétique. La lumière que nos yeux arrivent à déceler se trouve dans la partie visible du spectre électromagnétique (Fig. 2.3). Le spectre visible représente une petite partie de l'ensemble du spectre et s’étend de 0,4 à 0,7 mm. C’est la seule portion du spectre qu’on peut associer à la notion de couleurs. Les plus petites longueurs d'onde utilisées pour la télédétection se situent dans l'ultraviolet. Ce rayonnement se situe au-delà du violet de la partie du spectre visible. Certains matériaux de la surface terrestre, surtout les roches et les minéraux, entrent en fluorescence ou émettent de la lumière visible quand ils sont illuminés par un rayonnement ultraviolet. Figure 2. 3: Spectre électromagnétique 1.2.1.2- Réponse du milieu observé : Le milieu observé interagit avec le rayonnement incident et donne une réponse liée à des mécanismes tels que: l’émission propre, la réflexion, la diffusion et l’absorption, caractérisant ainsi la surface et l’intérieur du milieu observé (contenu en eau, rugosité…). 48 La réflexion : Les rayonnements peuvent être réfléchis et renvoyés vers l’Espace (Fig. 2.4). Le plus souvent, il s’agit alors d’une réflexion diffuse, qui s’effectue dans toutes les directions. Plus rarement, ça peut être une réflexion spéculaire. La partie du rayonnement qui n’est pas réfléchie est absorbée. La réflectance ρ est le rapport entre l’énergie réfléchie et l’énergie reçue. Figure 2. 4: Types de réflexion (Bonn et al.,1992). L’absorption : Elle traduit l’aptitude d’un corps à ne pas réfléchir les rayonnements reçus. Un corps qui absorbe a tendance à s’échauffer. Cette énergie absorbée est transformée en température qui produit une émission de REM (absorption = émission). L’absorptance α est définie comme le rapport entre l’énergie absorbée et l’énergie reçue (Fig. 2.5). Transmission ou transmittance τ est le rapport entre l’énergie transmise et l’énergie reçue (Fig. 2.5). Figure 2. 5 : Absorption, réflexion et transmission (Bonn et al., 1992) 49 D’autre réactions peuvent exister comme : La réfraction: déviation de la trajectoire d’une onde électromagnétique lors de son passage d'un milieu à l'autre. La diffraction: déviation de la direction de propagation d'un rayonnement lorsque celui-ci frappe un obstacle ou traverse un trou, une fente. La polarisation : qui concerne la variation du plan d’oscillation de l’onde et qui est notamment produite par les plans d’eau, les feuilles et les aérosols contenus dans l’atmosphère. 1.3 - Télédétection passive et télédétection active : 1.3.1- Télédétection passive : La télédétection passive consiste à observer et à mesurer le rayonnement électromagnétique émis par une source naturelle qui est incohérent, dont la phase d’émission est aléatoire et qui correspond le plus souvent au soleil (Fig. 2.6a). Un des avantages de la télédétection passive réside dans le fait qu'elle nécessite moins d'énergie que la télédétection active. Parmi les satellites de télédétection passive on peut citer : LANDSAT, SPOT, QUICKBIRD, TERRA…… 1.3.2- Télédétection active : En télédétection active la source de rayonnement est artificielle, embarquée à bord d’un satellite, comme les radars et les lidars (Fig. 2.6b). Cette technique permet de faire des observations en émettant un signal électromagnétique depuis un satellite en direction de la surface et en détectant la portion de ce signal renvoyée vers le capteur du satellite. Les images radar appartiennent au domaine de la télédétection active. L’avantage de la télédétection active est qu’elle permet de localiser la cible avec précision dans l’espace par la mesure de la phase ou d’obtenir la vitesse de la cible par la mesure de la fréquence. 1.4- Apport de la télédétection : A bord des satellites, on embarque des capteurs spécialisés tels que les radiomètres, dans le but d’enregistrer sélectivement le rayonnement correspondant à certaines longueurs d’ondes. La plus petite surface qui peut être enregistrée est le pixel dont le diamètre varie d’un capteur à l’autre. 50 Chaque pixel émet un niveau d’énergie en fonction des propriétés des éléments qui le constituent. Pour chaque pixel d’un territoire donné : Scène, les bandes magnétiques portent une information spectrale codée sous forme numérique dans chaque canal. (a) (b) Figure 2. 6: Télédétection passive et télédétection active (CCRS/CCT). 1.4.1- Les données de la télédétection : 1.4.1.1- Résolution des images satellites: * Le radiomètre Landsat TM (Thematic Mapper) détecte l'énergie solaire réfléchie sur le sol ainsi que l'énergie thermique de la Terre sur sept bandes du spectre électromagnétique (Tab.2.1). Il permet ainsi d’identifier une vaste gamme d'éléments du couvert terrestre avec une résolution de 30×30 m. La quatrième bande du Thematic Mapper est très utile pour l'identification et la cartographie de la végétation d'une zone donnée. * Les capteurs HRV (Haute Résolution Visible), présents au niveau des Satellites Spot 1 à 3, ont une résolution de 20×20 m en mode multispectral et 10×10m en mode panchromatique (mode P : une seule large bande dans la partie visible du spectre) (Tab. 2.1). Les deux capteurs HRV peuvent fonctionner indépendamment ou simultanément en mode XS ou en mode P. Dans un premier temps, le pixel correspond à des teintes grises qui vont du plus sombre au plus clair selon l’intensité du niveau d’énergie, et par conséquent en fonction des valeurs enregistrées par le radiomètre. La seconde étape consiste à affecter une couleur à chacun des canaux, en l’occurrence le bleu pour XS-1, le vert pour XS-2 et le rouge pour XS3. La combinaison des 3 canaux donne pour chaque pixel une couleur donnée. 51 Tableau 2. 1 : Synthèse des caractéristiques de quelques satellites de télédétection LANDSAT-TM Bandes spectrales résolution Domaine spectrale SPOT-HRV Bandes spectrales résolution Visible (bleu) TM1 (0.45-0.52) µm 30m × 30m Visible (vert) TM2 (0.52-0.60) µm 30m × 30m XS1 (0.50-0.59) µm 20m × 20m Visible (rouge) TM3 (0.63-0.69) µm 30m × 30m XS2 (0.61-0.68) µm 20m × 20m Proche Infrarouge TM4 (0.76-0.90) µm 30m × 30m XS3 (0.79-0.89) µm XS4 (1.58-1.75) 20m × 20m Infrarouge moyen TM5 (1.55-1.75) µm 30m × 30m (sur SPOT4) 20m × 20m Infrarouge lointain TM7 (2.08-2.35) µm 30m × 30m Infrarouge thérmique TM6 (10.4-12.5) µm 120m × 120m (60m×60m pour ETM) (0.52- 0.90) µm (sur ETM) 15m × 15m (0.51-0.73) µm 10m × 10m Panchromatique 1.4.1.2- Composition colorée La visualisation d'une image numérique à l'écran peut se faire sur un seul canal en niveau de gris ou en affichant simultanément trois canaux à la fois, on parle alors de composition colorée. La méthode classique est de visualiser les canaux vert, rouge et proche infrarouge en leur affectant respectivement les couleurs bleu, vert et rouge. La superposition des trois selon le principe colorimétrique de la synthèse additive permet d'obtenir une image en infrarouge fausse couleur (Fig. 2.7) correspondant au canaux TM 4, 3, 2 = R, V, B et une composition colorée moyen infrarouge, proche infrarouge et rouge (Fig. 2.8) correspondant aux TM 7, 4, 3 = R, V, B. Oued Tensift Marrakech Figure 2. 7: Composition « fausses couleurs » PIR, R, V. 52 Oued Tensift Marrakech Figure 2. 8 : Composition MIR, PIR, R 1.4.2- Traitement des données de la télédétection Le traitement de données fournies en quantité énorme par les satellites a été rendu possible par le développement de l’informatique et ceci en substituant les images originales simples en images dérivées filtrées, composées et combinées aux données fournies par des disciplines autres que la télédétection. Ainsi, en utilisant les possibilités d’un ordinateur, on peut faire une interprétation plus rigoureuse (comptages numériques des différents pixels) (Girard, 1983 ; Bonn et al., 1989). Le traitement numérique de l'imagerie de télédétection exige que les données soient enregistrées et disponibles dans un format numérique convenable pour l'entreposage sur disques ou cassettes informatiques. Le traitement des images satellitales se déroule en 4 phases : prétraitement, rehaussement de l'image, transformation de l'image, classification et analyse de l'image. 1.4.2.1- Pré-traitement Avant l’extraction des informations à partir des images, la phase de pré-traitement est nécessaire. Elle se divise en corrections radiométriques et en corrections géométriques. Les corrections radiométriques comprennent entre autres, la correction des données à cause des irrégularités du capteur, des bruits dus au capteur ou à l'atmosphère, et la conversion des 53 données afin qu'elles puissent représenter précisément le rayonnement réfléchi ou émis mesuré par le capteur. Les corrections géométriques comprennent la correction pour les distorsions géométriques dues aux variations de la géométrie Terre-capteur, et la transformation des données en vraies coordonnées (par exemple en latitude et longitude) sur la surface de la Terre 1.4.2.2- Réhaussement et transformation Les fonctions de réhaussement ont pour but d'améliorer l'apparence de l'imagerie pour aider l'interprétation et l'analyse visuelles. Vu que les canaux bruts sont très sombres et très peu contrastés, le premier traitement effectué est un réhaussement (ou étirement) des contrastes. Afin d’augmenter la distinction des tons entre les différents éléments d'une scène, l'histogramme est étiré de façon à ce que la mesure la plus forte soit codée à 255 et la plus faible à 0. Cette phase est suivie par la transformation d'image qui est une opération similaire au réhaussement à la seule différence qu’elle combine le traitement des données de plusieurs bandes spectrales. 1.4.2.3- Analyse d’images et classification 1.4.2.3.1- Interprétation des données satellitales: La phase préliminaire consiste à extraire l’information selon deux procédés: un procédé visuel basé sur l’interprétation des images corrigées géométriquement et un autre automatique assisté par ordinateur et basé sur l’exploitation des valeurs numériques à l’aide de logiciels. La phase d’interprétation se base sur la variation de la réflectance ou de l’émissibilité, les variations géomorphologiques et l’analyse de la taille, la forme et la structure. Les objets représentés sur l’image, sont ainsi reconnues à l’aide de grilles d’interprétation permettant d’établir une relation entre l’image et l’objet recherché en tenant compte du comportement de l’objet et de la couleur affectée à chaque canal. 1.4.2.3-2- Classification: La classification d'une image de télédétection consiste en une reconnaissance automatique des réflectances. Elle permet d’identifier et de regrouper les pixels similaires d’une image 54 dans une classe. Cette similarité peut être déterminée par rapport à la signature spectrale ou à la proximité spatiale (Dos Santos, 2001). Afin de distinguer les différents types d’occupation du sol dans les images acquises, de nombreuses méthodes de classification ont été développées ces dernières décennies (Swain et al., 1978; Richards, 1986). Lorsque l’identité des types de couverture du sol n’est pas connue, soit par manque d’informations ou à cause de l’incertitude sur la réalité du terrain (Puech, 1993), on effectue une classification non supervisée. Pour cela, l'utilisateur fixe le nombre de classes souhaitées ou le seuil à partir duquel l'ordinateur peut considérer que la classification est terminée et l'ordinateur fait le reste. Si on a des informations sur l’occupation du sol, on peut réaliser une classification supervisée de l’image. Pour cela, il faut au préalable définir des sites d’entraînement (régions d’intérêts) correspondants à des régions homogènes et dont on connaît la nature de l’occupation du sol. Les caractéristiques spectrales de ces sites d’entraînement sont utilisées pour l’estimation de la probabilité de chaque classe spectrale (Duda et al., 1973) et donc pour la réalisation de la classification. 1.4.3- Logiciel utilisé Le logiciel utilisé pour notre étude est ENVI 3.5 de RSI. C’est un logiciel de visualisation et d'analyse de différents formats d'images : • données télédétectées (images, satellites, aériennes, radar), • vecteurs (formats des principaux SIG), • modèles numériques de terrains. A l'ouverture d'une image, toutes les bandes sont disponibles et peuvent être traitées individuellement ou dans leur ensemble. ENVI applique divers traitements sur les données d'entrée : • géo-référencement, orthorectification, mosaïques, • analyses multi-spectrales ou hyper- spectrales (classifications, librairies spectrales), • analyses radar (mono-bande, polarimétrie), • outils vecteurs (création ou éditions de couches vecteurs, interrogations des attributs), • analyse topographique, • visualisation 3D interactive et Composition de cartes. 55 2- Application de la télédétection à la région d’étude 2.1. Les données utilisées Pour notre étude, les images Landsat TM acquises ont été calées en coordonnées Lambert Nord Maroc sous ENVI afin de pouvoir les superposer avec d’autres thèmes. Les trois images présentent des états phénologiques différents de la végétation: • Février 2000 : TM 00-02-03 (Fig. 2.9), année bien arrosée au cours de laquelle il y a eu développement des cultures pluviales (Bour). • Août 2000 : TM 00-08-13 (Fig. 2.10), même année que la première image (mois d’Août). • Février 2002 : TM 02-02-08 (Fig. 2.11), année sèche où seule les récoltes irriguées étaient bien développées. Pour les 3 images LANDSAT TM utilisées, on a choisi la composition colorée TM7, TM4, TM3 (R, V, B). En s’appuyant sur les réponses spectrales des cultures, on a pu distinguer pour chaque date les classes suivantes : Les arbres (caractérisés par une coloration vert sombre) les arbres + annuelles de coloration verte claire, les annuelles montrant une couleur verte très claire et le sol nu (coloration différente du vert). Figure 2. 9 : Image Landsat TM du 3 février 2000 (résolution 30m) 56 Figure 2. 10 : Image Landsat TM du 13 Août 2000 (résolution 30m) Figure 2. 11 : Image Landsat TM du 8 février 2002 (résolution 30m). 57 2.2. Classification et combinaison : 2.2.1- Classification Avant de procéder à la classification, il faut choisir au préalable des régions ou sites d’entraînement (ROI) correspondant à des régions homogènes dont on connaît la nature de l’occupation du sol. Ces échantillons représentent des régions de références délimitées par des polygones de pixels sur l’image à classer (Fig. 2.12), dont les caractéristiques spectrales vont être utilisées par la suite pour réaliser la classification. Figure 2. 12 : Exemple de régions d'interêts séléctionnées sur l'image satellite L’étape suivante consiste à lancer la classification. Ainsi, pour chaque date, on a effectué une classification supervisée par la méthode du « maximum vraisemblance » qui consiste à assigner chaque pixel à la classe pour laquelle la probabilité d’appartenance est la plus élevée (Swain et al., 1978). Pour chaque date, on constate l’existence de 4 classes : arbres, annuelles, arbres+annuelles et sols nus (Fig. 2.13, 2.14, 2.15). Le risque de faire des erreurs est important sachant que sur un terrain la présence d’arbres et d’annuelles en sous couche donne une signature spectrale très proche de celle des annuelles. Aussi, on risque de confondre les annuelles peu développées avec les sols nus et les annuelles irriguées avec les bour (cultures pluviales). De ce fait, on constate que la classification d’une seule date n’est pas très fiable, d’où l’intérêt de combiner les trois dates afin de renforcer la précision des classes identifiées et d’affecter la classe la plus probable à une classe donnée (exemple arbres 02/02 + arbres 08/00 + annuelles 02/00 = Arbres). 58 Figure 2. 13 : Classification de l'Image Landsat TM du 03-02-2000. 59 Figure 2. 14 : Classification de l'Image Landsat TM du 13-08-2000. 60 61 Figure 2. 15 : Classification de l'Image Landsat TM du 08-02-2002 Pour avoir des codes uniques et limiter les confusions qui peuvent se produire entre les cultures après la combinaison des trois images, il a fallu changer les codes des classes pour chaque classification (Tab. 2.2). Sachant que pour les trois classifications, les classes obtenues présentent des numéros de code de 1 à 4. En utilisant la fonction « Band math », on a pu changer les codes des trois classifications par les formules suivantes : (b1-1) ×1 pour la classification de février 2000, (b1-1) ×4 pour celle d’Août 2000 et (b1-1) ×16 pour la classification de février 2002 classification. Les nouveaux codes des classes sont représentés dans le tableau 2.2. La somme de toutes les informations issues de ces classifications a permis d’améliorer l'exactitude de l’occupation du sol. Tableau 2. 2 : Les nouveaux codes de chaque classification 00-02-03 Classes et codes Dates 00-08-13 02-02-08 Annuelles 0 Annuelles 0 Arbres+Annuelles 0 Arbres+Annuelles 1 Arbres 4 16 Arbres 2 Sol nu 8 Arbres 32 Sol nu 3 Arbres+Annuelles 12 Sol nu 48 Annuelles 2.2.2- Combinaison des classifications et mise en évidence de l’irrigation : 2.2.2.1- Combinaison des classifications Pour combiner les trois classifications, on a utilisé l’option « layer stacking » qui permet de regrouper les canaux et d’avoir une image finale avec des bandes de différentes dates. De plus, il a été nécessaire de combiner la dernière classification avec un masque (0, 255) afin d’éliminer la confusion qui peut se produire entre la classe des arbres + annuelles et les zones non classés de code 0. La classification finale, obtenue par combinaison des trois classifications, présente des codes uniques allant de 0 à 63 dont la signification est représentée dans le tableau 2.3. Pour attribuer une classe donnée, on détermine ce qu’il y a comme culture pour chaque date et on choisit la signification la plus appropriée pour chaque combinaison. Pour les combinaisons cohérentes, telles que les arbres ou annuelles pour les 3 dates, la signification est évidente. 62 Tableau 2. 3 : Signification des différents codes Arbres Annuelle Arbres + Annuelles Sol nu 63 • Pour les classes avec incohérence, comme arbres en février 2000, sol nu en août 2000, arbres + annuelles en février 2002, on choisit la classe qui semble la plus plausible en tenant compte des erreurs possibles pour une ou plusieurs dates. • Aussi, la présence d’arbres à une date en plus d’annuelles ou arbres + annuelles pour les autres dates définit la classe Arbres + annuelles. • La classe des annuelles est attribuée aux combinaisons comportant au moins une fois des annuelles + du sol nu aux autres dates. • La classification finale est alors obtenue en regroupant les classes qui ont la même signification pour avoir les 4 classes suivantes (Fig. 2.16) : Arbres (olivier dominant) ; Arbres +Annuelles (association très commune dans la plaine de Haouz) ; Annuelles (dominance de céréaliculture) ; Sol nu. 2.2.2.2- Irrigation : Sur la carte résultante, nous avons considéré les classes arbres et arbres + annuelles comme systématiquement irriguées. Par contre, pour distinguer les annuelles irriguées des annuelles en bour, il a fallu revenir aux images initiales pour créer des masques d’irrigation pour chaque date. Dans le but de distinguer, dans la mesure du possible, les zones susceptibles d’être irriguées de chaque classification, on a procédé comme suit: - Pour l'image du 3 février 2000, la classification a permis de différencier les annuelles irriguées des annuelles pluviales de type « bour » très développées dans la plaine grâce aux précipitations importantes qu’a connu la région cette année. Pour cela, on a retenu les annuelles irriguées à partir des eaux de surface au niveau de la zone aménagée pour l’irrigation (Tessaout Amont) et les arbres + annuelles. Les arbres n’ont pas été pris en considération, car ils se confondent localement avec des annuelles pluviales sur certains sols sombres. Par contre, les arbres + annuelles ont été retenu. On notera que les classes Arbres ou Arbres + Annuelles d’une année apportent une information supplémentaire par rapport à la combinaison finale car elle n’ont pas toujours été retenues en Arbres dans la combinaison. Par exemple la combinaison , Arbres + Sol nu + Sol nu, donne comme classe résultante Annuelles, étant donné qu’on suppose alors que la classe Arbres correspond à des annuelles identifiées à tord comme des arbres. 64 Figure 2.16 : Combinaison des classes de signification similaires des 63 classes en 4 classes. 65 - Pour le 13 août 2000, on a retenu les arbres, les arbres + annuelles et les annuelles. Ces dernières étant toutes irriguées à cette période. La classe correspondante aux annuelles récoltées (identifiables par la coloration cyan typique du sol après récolte, sur une composition TM 7 4 3) a été aussi prise en considération. - Pour l’image du 8 février 2002, année sèche au cours de laquelle les besoins en eau de la plupart des cultures sont issus de l’irrigation, on retient les arbres + annuelles et les annuelles. On écarte également les arbres en raison des confusions possibles avec les annuelles bour peu développées sur sols sombres. Ainsi, la somme de toutes les informations issues de ces classifications nous a permis d’améliorer l'exactitude de l’occupation du sol et d’obtenir une meilleure caractérisation pour chaque pixel de l'utilisation du sol (Fig. 2. 17). L’occupation du sol de la plaine peut alors être classifiée en 5 catégories principales comme suit : arbres ; annuelles ; annuelles irriguées ; arbres + annuelles ; Sol nu. A partir de la carte d’occupation du sol établie, on a pu déterminer le nombre de pixels formant chaque classe. Connaissant la résolution de l’image classée qui est de 30×30m on a pu calculer les surfaces des classes (Tab. 2.4). Tableau 2. 4: Surfaces occupées par les différentes cultures Cultures Pixels Surface (m²) Pourcentage% arbres 770 566 693509400 9.20% annuels irriguées 702 868 632581200 8.39% arbres+ annuelles 584 828 526345200 6.98% annuelles 3 623 465 3261118500 43.26% sol nu 2 694 413 2424971700 32.17% 66 67 Figure 2.17 : Carte d’occupation du sol 3. Bilan hydrologique de l’irrigation 3.1- Production agricole et cycles des cultures D’après les statistiques de l’ORMVAH, 51 % des sols irrigués de la plaine sont destinés à la céréaliculture, 38 % à l’arboriculture, 9 % à la production de fourrage (luzerne et bersim) et 2 % au maraîchage qui alimente la ville de Marrakech. Concernant l’arboriculture, l’olivier représente 78 %, l’abricotier 7%, les agrumes 4 %, l’amandier 4%, la vigne 3%, le pommier 2%, les 2% restant étant occupés par diverses espèces. Toute la partie non irriguée de la plaine, dite zone de « bour », est occupée par du blé pluvial qui ne se développe que lors des années suffisamment pluvieuses. Les besoins en eau de ces différentes cultures sont estimés par l’ORMVAH (Tab. 2.5) (Razoki, 2001). Ces valeurs sont celles issues de l’application de la méthode FAO (Allen, 1998). Tableau 2. 5: Besoin en eau des cultures utilisées par l’ORMVAH dans la plaine du Haouz « Razoki (2001) » Types de cultures cultures besoin en eau (m3/ha/an) Arboricultures olivier 6750 Annuelles agrumes pommier abricotier amandier 10500 6000 5250 5250 vigne blé orge 3000 5250 4500 maïs 7200 luzerne 12800 Bien qu’ils soient majoritairement sempervirents, les arbres présentent des besoins en eau variant selon l’espèce et la saison, selon la demande climatique (humidité, température, vent, rayonnement) mais aussi selon les caractéristiques du couvert végétal (notamment le LAI). Ainsi, pour l’olivier le besoin maximal en eau est enregistré entre Mars et juin (période de croissance foliaire maximale). Au niveau du site expérimental « Agdal » du projet SudMed près de Marrakech, la consommation en eau d’oliviers mesurée par une instrumentation sur le terrain (par mesure de flux turbulents) est de l’ordre de 9250 m3.ha-1.an-1 (Er-raki et al., 2005). Cette différence importante avec les valeurs ORMVAH (6750 m3.ha-1.an-1) s’explique par le fait que le verger observé est ancien, particulièrement développé et bien irrigué par rapport à la moyenne de la plaine et que l’herbe se développe entre les travaux du sol périodiques. Alors que pour les agrumes, l’irrigation se fait toute l’année avec un besoin maximal entre juillet et août (Praloran 1971 ; Rebour 1966). Les besoins en eau calculés au niveau de Saada (site irrigué par goutte à goutte) sont de l’ordre de 10000 m3.ha-1.an-1 (Er-Raki et al., 2005). 68 La culture céréalière la plus importante est le blé, il présente un cycle d’environ 6 mois, dont la période d’irrigation s’étale du début de l’hiver au printemps. La valeur de la consommation du blé mesurée dans le cadre du projet Sudmed à l’aide de mesure de flux turbulents, sur une parcelle bien irriguée est de l’ordre de 5000 m3.ha-1.an-1 (Hadria et al., 2005). Une estimation de la consommation réalisée à partir d’images satellitaires et application de la méthode FAO, pour une zone de 2800 ha a fourni une valeur moyenne de 3700 m3.ha-1.an-1 (Duchemin et al., 2006) qui traduit les conditions réelles pour une année sèche ou l’eau était limitante. A partir de ces différentes valeurs de besoins théoriques et des consommations relevées ponctuellement, on s’efforcera d’estimer une valeur moyenne pour l’ensemble de la plaine, et de lui associer un intervalle de variation. 3.2- Calcul des volumes d’eau à partir des surfaces cultivées : 3.2.1- Besoins en eau Le calcul des volumes d’eau utilisés au niveau de la plaine tient compte des besoins en eau de chaque culture. Etant donné qu’au sein d’une classe on trouve des espèces différentes, il a fallu estimer une composition moyenne pour les différentes classes afin de leur associer un besoin en eau moyen. Les annuelles occupent 62% des sols irrigués de la plaine, dont 82% de céréales 15 % de fourrages et 3% maraîchage. Les céréales étant constituées à plus de 85.6 % de blé, on retiendra pour cette classe les besoins de cette espèce pour laquelle on dispose de plusieurs estimations. L’ORMVAH utilise la valeur de 5250 m3.ha-1.an-1, proche de la valeur (5000 m3.ha-1.an-1) mesurée par Hadria en condition d’eau non limitante (Hadria et al., 2005). Duchemin a estimé cette valeur à environ 3700 m3.ha-1.an-1 en conditions réelles pour une année sèche (Duchemin et al., 2006). Ces deux valeurs nous semblent correctement décrire l’intervalle de variation de la consommation réelle des céréales, [3700 - 5250] m3.ha-1.an-1, avec une valeur moyenne de 4475 m3.ha-1.an-1. Pour le fourrage et le maraîchage, l’ORMVAH utilise respectivement 12220 m3.ha-1.an-1 et 11790 m3.ha-1.an-1. En considérant qu’au niveau d’un hectare de cultures annuelles les céréales représentent 82% de la surface, la part d’eau minimale qui leurs est donc allouée serait de 3044 m3.an-1 (représentant 82% des 3700 m3.an-1), a cette consommation on a ajouté les 15% d’apport d’eau pour le fourrage soit 1774 m3.an-1 et 3% d’apport pour le maraîchage soit 380 m3.an-1, en additionnant les déférents apports, on a pu déterminer la consommation minimale en eau pour un hectare, qui est de 69 l’ordre de 5198 m3.an-1. En procédant par le même raisonnement et en utilisant la consommation maximale des céréalicultures (5250 m3.an-1), on a pu définir l’intervalle de la consommation d’eau de la classe des annuelles à [5198 - 6473] m3.ha-1.an-1, avec une moyenne de 5836 m3.ha-1.an-1. Pour la classe Arbres, en considérant les pourcentages d’espèces cités et les estimations moyennes de la consommation de chaque espèce, utilisées par l’ORMVAH (tab.2.5), on a pu calculer une valeur d’environ 6470 m3.ha-1.an-1 pour les arbres. La consommation de la classe mixte Arbres + Annuelles est toujours inférieure à la somme des besoins de chaque espèce du fait de la concurrence pour l’eau. Il existe également un effet de compensation entre les deux strates avec une part importante pour les annuelles dans le cas de jeunes plantations, qui se réduit au fur et à mesure que les arbres se développent et inhibent la croissance des annuelles. La valeur proposée par Er-Raki (9250 m3.ha-1.an-1) correspond à des oliviers anciens bien développés, denses, avec irrigation non limitante, et un couvert d’annuelles au sol une partie de l’année (Er-Raki et al., 2005). On considèrera que cette valeur correspond à la borne supérieure de la consommation d’un couvert Arbres + Annuelles, sachant que pour une plantation plus jeune, la part des annuelles augmente mais ne compense que partiellement la moindre évapotranspiration des arbres. Afin de définir un intervalle de variation, on a considéré globalement les deux classes Arbres et Arbres + Annuelles, en estimant que la consommation en eau de l’ensemble est bornée par les consommations moyennes des classes Arbres et Arbres + Annuelles, soit 6470 m3.ha-1.an-1 et 9250 m3.ha-1.an-1. A partir de la carte d’occupation du sol établie au niveau de la plaine, on a pu déterminer les surfaces des différentes cultures irriguées et estimer les besoins totaux moyens à 1328 Mm3.an-1, compris dans l’intervalle [1118 – 1538] Mm3.an-1 (Tab.2.6). Tableau 2. 6 : Besoin en eau des cultures Consommation en eau (m3/ha/an) Consommation Totale en eau (Mm3/an) Superficies irriguées (ha) minimale moyenne maximale minimale moyenne maximale Arbres 69351 6470 7860 9250 449 545 642 Arbres + annuelles 52635 6470 7860 9250 340 414 487 Annuelles 63258 5198 5836 6473 329 369 409 Total 1118 1328 1538 Classes 70 Ces consommations en eau sont des moyennes qui cachent de fortes disparités, à la fois dans le temps et entre les parcelles. Pour la majorité des parcelles, les périodes d’excès d’eau consécutives aux apports gravitaires provoquent des pertes par évaporation et infiltration profonde. Inversement, on observe fréquemment des périodes de stress hydrique car la dotation en eau de surface de l’ORMVAH ne comble pas toujours les besoins en eau des cultures dans les superficies irriguées et il faut compléter par d’autres apports en eau pour une irrigation correcte. Les moyens de compensation sont variables suivant les exploitants. Les exploitants disposant de superficies importantes et de nouvelles techniques d’irrigation (aspersion, goutte à goutte..) ont recours aux forages et présentent une certaine indépendance vis-à-vis des restrictions que peut subir la dotation de l’ORMVAH au cours de l’année. Les petits exploitants disposant de superficies irriguées réduites (qui représentent la majorité des irrigants) n’ont pas toujours la possibilité de recourir aux pompages et voient leurs cultures manquer d’eau. En l’absence d’estimations précises, on a admis l’hypothèse que les variations mentionnées par rapport à la consommation idéale, liées à l’évaporation du sol et aux périodes de stress, se compensent au moins partiellement au niveau de la saison et de l’ensemble de la zone. 3.2.2- Apports d’eau souterraine Pour estimer les apports en eaux souterraines, on a utilisé les résultats acquis à partir de la carte d’occupation du sol et les données concernant les apports par irrigation gravitaire pour l’année 2000. En effet l’année 2000, correspond le mieux aux besoins estimer à partir de la carte établie, puisque l’apport de l’image de 2002 (année sèche avec moins d’annuelles) à la combinaison consiste essentiellement en une amélioration de la cartographie des arbres et des parcelles d’annuelles irriguées. D’après l’ORMVAH (rapport, 2004), en 2000 les différents barrages ont fourni 625 Mm3 pour l’irrigation de la grande hydraulique et de la petite et moyenne hydraulique du Haouz. Au niveau du secteur N’fis, un coefficient d’efficience du réseau des seguias de l’ordre de 23% à été calculé (Razoki, 2001). On a donc considéré le même coefficient pour les autres zones aménagées, on obtient ainsi une valeur de 481 Mm3.an-1. Par ailleurs, l’apport annuel des oueds de la zone d’étude est de l’ordre de 547 Mm3.an-1 (d’après l’ORMVAH, 2004) et est distribué essentiellement sur les piémonts. En considérant un coefficient d’infiltration 71 moyen de l’ordre de 20% au niveau des lits d’oueds et des différentes seguias des piémonts (Bernert et al., 1972), l’apport des oueds est alors de l’ordre de 438 Mm3.an-1. Les apports totaux en eau de surface au niveau de la plaine sont donc de l’ordre de 919 Mm3.an-1. Ces apports ne permettent pas de satisfaire la demande en eau estimée à partir de la carte d’occupation du sol établie, et qui est de l’ordre de 1328 Mm3.an-1 ([1118 - 1538] Mm3.an-1). Pour combler les besoins en eau des cultures, l’utilisation des eaux souterraines est nécessaire. L’estimation des prélèvements est donc fournie par la différence entre ces deux chiffres, et donne un volume moyen prélevé net de l’ordre de 409 Mm3.an-1 compris dans l’intervalle [199 - 619] Mm3.an-1. 4- Conclusion La gestion rationnelle des ressources en eau souterraines au niveau de la zone d’étude passe par la connaissance des différents flux en entrée et en sortie. Cette étude montre que, l’estimation des prélèvements (pour l’irrigation), qui est généralement accessible au prix d’enquêtes de terrain coûteuses, peut être réalisée par exploitation des images satellitaires. Ainsi l’utilisation des images satellitaires nous a permis d’établir une carte d’occupation des sols par classification supervisée multi-dates. A partir de cette carte on a pu distinguer les différentes classes présentes dans la région, à savoir : arbres, arbres + annuelles, annuelles, annuelles irriguées et sol nu et différencier les classes irriguées des non irriguées. Sachant que la résolution des images Landsat TM est de 30 mètres, on a pu déterminer la superficie relative à chacune des ces classes en se basant sur le nombre de pixels attribués à chacune d’elles. Par la suite, on a utilisé ces résultats et les données concernant les besoins en eau des cultures pour distinguer les différents groupes de consommation d’eau et calculer les volumes d’eau utilisés par les cultures. Connaissant les volumes d’eau de surface attribués par l’ORMVAH pour l’irrigation au niveau de la plaine, on a pu établir une estimation du volume d'eau pompé à partir de la nappe, qui est de l’ordre de 409 Mm3.an-1. 72 CHAPITRE III HYDROCHIMIE ET HYDROLOGIE ISOTOPIQUE ISOTOPIQUE 73 CHAPITRE III : Hydrochimie et hydrologie isotopique 1- Hydrochimie 1.1 – Qualité des eaux de la nappe du Haouz La détermination de la qualité hydrochimique des eaux de la nappe du Haouz a été effectuée sur une cinquantaine d’échantillons bien répartis au niveau de la plaine. L’analyse des données (Tab. 3.1 et 3.2) montre l’existence d'importantes variations de la qualité chimique des eaux souterraines d’une zone à l’autre de la plaine (Fig. 3.1). Tableau 3. 1 : Caractéristiques physiques des eaux de la nappe du Haouz. Z : Altitude P : profondeur de la nappe T° : Température C : Conductivité électrique 73 Tableau 3. 2 : Caractéristiques physiques des eaux de la nappe du Haouz (échantillons de l’ABHT) Z : Altitude P : profondeur de la nappe T° : Température C : Conductivité électrique L’analyse des données du tableau 3.1 montre que les eaux souterraines de la zone d’étude présentent des températures qui varient entre 13°C et 24°C et un pH moyennement basique à basique avec des valeurs allant de 6.5 à 8 . Au niveau de la zone d’étude les valeurs de conductivité électrique mesurées varient entre 399 et 4425 µS/cm. En se basant sur les normes de la direction générale de l’hydraulique (DGH, 1994), on a pu montrer que les eaux de la nappe ont généralement une qualité bonne à moyenne (Fig 3.1). On note aussi l’existence de zones où la conductivité électrique dépasse la valeur de 3000 µS/cm, qui représente le seuil au delà duquel les eaux de la nappe ont une très mauvaise qualité (norme de la DGH), en particulier au niveau des grandes agglomérations tel que : Sidi Rahal, Tahanaout et Marrakech (échantillons 45 et 46) qui sont sujet aux pollutions liées à l'épandage des eaux usées qui entraîne la dégradation des eaux, mais aussi au niveau de certains secteurs aménagés par l’Office Régional de Mise en Valeur Agricole du Haouz où on note une intensification des pratiques agricoles. La conductivité des eaux de la nappe change d’une année à l’autre (Fig. 3.2). Les variations les plus significatives sont observées au niveau des points d’eau situés prés des oueds, comme c’est le cas du piézomètre 3804/44 (N° 53, situé à proximité de l’oued R’dat et Tensift) et au niveau des zones d’épandage des eaux usées. 74 75 Figure 3. 1: Conductivité électrique des eaux de la nappe phréatique du Haouz (élaborée à partir des données de la campagne de 2003, 2002 et de L’A.B.H.T). 1788/44 2027/53 3823/44 Haouz Central Conductivité (µs/cm) 4600 3600 2600 1600 600 91 92 93 94 96 97 98 99 00 01 02 81/45 1845/45 1582/45 3804/44 Haouz Oriental 5000 Conductivité (µs/cm) 95 4000 3000 2000 1000 91 92 93 94 95 96 97 98 99 00 01 02 Figure 3. 2 : Evolution interannuelle de la conductivité. 1.2- Faciès chimiques des eaux de la nappe Pour préciser le schéma d’une alimentation de la nappe au niveau des bassins versants, nous avons exploité les teneurs en ions majeurs provenant notamment des analyses effectuées par l’Agence du Bassin Hydraulique du Tensift (ABHT) sur des points d’eau bien répartis dans la zone d’étude (Tab. 3.3). 76 Tableau 3. 3 : Caractéristiques physico-chimiques des eaux de la nappe du Haouz (ABHT, 2002). C : Conductivité (µs/cm) RS : Résidu Sec BI : Balance ionique 77 Le faciès chimique des eaux variant d’ouest en est (Fig. 3.3 et 3.4) reflète l’influence de la lithologie des bassins versants des oueds alimentant la nappe du Haouz. En effet, dans le Haouz central les bassins versants des oueds N’fis, Tahanaout, Ourika et Rheraya, sont formés en grande partie de terrains marno-calcaires crétacés et éocènes et de silts permotriasiques. De ce fait, les eaux qui les ont traversé présentent un faciès bicarbonaté calcique à bicarbonaté mixte. Plus à l’est, le faciès des eaux devient chloruré sodique lié à l’existence d’une série épaisse du Permo-trias, contenant des séries évaporitiques, au niveau du bassin du Zat et du R’dat. Dans le Haouz oriental, les bassins versants des oueds Tessaout et Lakhdar sont formés par les calcaires et marnes du Lias et par les silts permo-triasiques, le faciès des eaux est chloruré sodique à mixte. Figure 3. 3 : Faciès chimique de la nappe du Haouz, diagramme triangulaire (piper). 78 79 Figure 3. 4 : Diagramme de Schoeller Berkaloff. 2- Hydrologie isotopique : 2.1- Historique : Depuis leurs premières utilisations, les isotopes du milieu sont devenus un outil fondamental pour les études hydrologiques et hydrogéologiques. Cependant, les études isotopiques réalisées au Maroc restent très limitées à cause de leur coût important et du manque d’appareillage. Ainsi, les différentes analyses effectuées jusqu’à nos jours peuvent être résumées comme suite : • En 1974, Sauzay et Payne ont pu montrer la contribution de l’Oued Souss dans l’alimentation de la nappe de souss en utilisant le O18 et le tritium, • En 1975, Marcé a pu déterminer un gradient altitudinal de – 0.3 par 100 m pour le domaine atlasique en utilisant les isotopes du milieu, • En 1978, Kabbaj et al. se sont intéressés aux isotopes du milieu pour étudier les grands aquifères du Maroc. • En 1985, LeFevre a eu recours au 14C et 13C pour l’étude du bassin Ksabi (Moyenne Moulouya), • En 1991, Louvat et Bichara ont utilisé les isotopes du milieu pour étudier les aquifères de Fès Saiss, Errachidia et Souss, • En 1992, l’étude isotopique du bassin de Fès Meknès Errachidia et Souss a été effectuée par Michelot et al., • En 1993 et dans le but d’étudier les changements climatiques dans le moyen Atlas Marocain, Benkaddour a eu recours à la géochimie isotopique. • En 1995, Marjoua a pu déterminer par l’étude des isotopes du milieu que la salinisation des eaux souterraines de la Chaouia côtière n’est pas causée par l’intrusion marine mais qu’elle est due essentiellement à l’altération de la roche mère et aux fertilisants. En cette même année, Bouchaou et al. ont utilisé les isotopes pour montrer la relation entre les aquifères atlasiques, • En 2002, Khalil a utilisé les isotopes du milieu pour préciser l’origine de l’eau et l’état karstique du réservoir du haut bassin de l’Oum Rbia (Moyen Atlas) • Winckel et al.(2002) a utilisé les isotopes du milieu 18 O et 2H et les isotopes radioactifs 13C et 14C pour l’étude des sources thermales. 80 2.2- Traçage isotopique: Les régions présentant une variation importante d’altitude accompagnée de variations climatiques marquées sont les plus adaptées aux techniques isotopiques (Blavoux 1978 ; Aranyossy 1989), notamment dans les zones arides ou semi-arides où les informations hydrogéologiques sont difficiles à acquérir. Quelques travaux peuvent être cités dans ce sens comme ceux de Gasparini et al. (1990), Ngounou (1993)… Les techniques isotopiques s’appuient sur deux types d’isotopes (Fonte 1976 ; 1989 et Blavoux, 1978 ; Blavoux et al.1995) : • Le traçage isotopique artificiel qui consiste en l’introduction de traceurs stables ou radioactifs dans le milieu. • Le traçage isotopique naturel qui s’appuie sur l’utilisation des isotopes du milieu qui sont soit stables d’un même composé tel que l’oxygène 18, le deutérium (molécules de l’eau), les sulfates 34 S/32S, les nitrates 15 N/14N ; soit des isotopes radioactifs comme le tritium 3H, le carbone 14 ou le chlore 36 (datation des eaux) dont les concentrations diminuent sous l’effet de la décroissance radioactive. L’utilisation des isotopes stables du milieu contribue à la connaissance des aires de recharge, des conditions aux limites, de l’âge des eaux et leur origine…Dans ce sens, Craig a défini en 1961 l’expression (1) permettant de donner les teneurs en isotopes stables comme suit : delta δ = [( R échantillon / R étalon ) - 1)] . 1000 ‰ (1) R étant le rapport d’abondance isotopique 18O/16O, 2H/1H L’étalon étant la composition isotopique moyenne des eaux océaniques V-SMOW (Standard Mean Ocean) d’une valeur égale à 0 ‰. Ainsi, une valeur négative de δ montre un appauvrissement de l’échantillon par rapport à l’étalon et vice versa. A l’échelle du globe, les eaux naturelles présentent des teneurs en oxygène 18 très variables allant de –55 ‰ pour les neiges de l’Antarctique jusqu’à + 30 ‰ dans les sebkhas sahariennes (Fontes et al., 1967). Il en est de même pour le deutérium (-45 ‰ à +150 ‰). Les deux 81 principaux phénomènes responsables de la modification de la composition en oxygène 18 et deutérium sont la condensation et l’évapotranspiration. Ces phénomènes sont thermodépendants : la condensation est un phénomène d’équilibre thermodynamique (Sonntag et al., 1983), alors que l’évaporation s’opère dans des conditions hors équilibre à cause de l’effet cinétique lié aux processus de diffusion moléculaire (Craig et al., 1963 ; Ehhalt et al., 1963 ; Dansgaard, 1964). 2.2.1 -Relation Oxygène 18, deutérium : Les isotopes stables de la molécule d’eau 18 O et 2 H sont utilisés en hydrogéologie comme traceurs du milieu. Les teneurs en isotopes stables (18O, 2H et 13 C) font l’objet de mesures relatives. D’après la définition de Craig (1961), elles sont exprimées en unité delta (δ) et données en partie pour mille de différence par rapport à un standard international de référence le SMOW (Standard Mean Ocean Water) (2) : δ 2H = 8 * δ 18O + d (2) La constante « d » dite excès de deutérium varie en fonction de l’origine des précipitations. Elle est proche de 10 dans les régions sous influence directe des perturbations océaniques (Craig 1961, Dansgaard, 1964) et peut prendre des valeurs supérieures à 10 montrant ainsi que la vapeur d’origine océanique a été alimentée par une évaporation continentale ou en provenance des mers fermées. Ainsi, NIR a établi en 1967 la relation δ2H = 8 δ18O + 22 pour les bassins orientaux de la Méditerranée, alors que Fontes et Zuppi 1976 ont calculé un d= 14.5 pour le Latium (Italie). Lorsque les phénomènes d’évaporation n’interviennent pas, la pente 8 reste constante. Cependant, dans un même environnement climatique, une eau influencée par l’évaporation présente une droite de corrélation dont la pente est plus faible que la droite météorique mondiale (MMD) (Fig. 3.5) (3) δ2H = a δ18O ‰ + b avec 3<a<8 (3) et b< 10 82 Figure 3. 5 : Relation Oxygène 18 Deutérium dans les eaux naturelles (Fontes, 1976). 2.2.2 - Relation isotopes stables - températures : Le facteur de fractionnement et le degré de condensation de la masse nuageuse dépendent de la température. D’où l’établissement d’une relation, entre la température de condensation à la base du nuage et la température du sol, montrant une thermodépendance qui est le fondement du traçage isotopique. Dansgaard 1964 a proposé une corrélation linéaire entre les teneurs moyennes en oxygène 18 (4) et deutérium (5) et la température moyenne annuelle du sol (Fig. 3.6): δ18O = 0.695 t – 13.6 ‰ (4) δ2H = 5.6 t – 100 ‰ (5) avec t représentant la température. Cette thermodépendance est donc un marquage naturel des précipitations en fonction de l’altitude (la température diminue lorsque l’altitude augmente), la latitude et la continentalité. 83 Figure 3. 6 : Relation oxygène 18, température (Dansgaard, 1964). 2.2.3 –Variation des teneurs de l’oxygène 18 dans les précipitations : 2.2.3.1- En fonction de la latitude : La distribution des teneurs moyennes en oxygène 18 des précipitations mondiales (Fig. 3.7) varie en fonction de la latitude. Les précipitations de haute latitude sont plus appauvries en oxygène 18. La figure 3.7 montre que la composition isotopique moyenne des précipitations au Maroc est comprise entre -2 et -4 δ ‰. D’ailleurs, Marjoua et al. en 1997 ont pu retenir des moyennes de -4 ± 0.5 δ ‰ pour l’oxygène 18 et de -23 ± 2 δ ‰ pour le deutérium comme caractéristiques isotopiques des précipitations au niveau des stations océaniques. 84 Figure 3. 7 : Distribution mondiale des teneurs en 18O des précipitations (AIEA, OMM) d'après Yutsever et Gat (1981) 85 2.2.3.2- Gradient altitudinale : Le gradient altitudinal est établi à partir des mesures des teneurs en isotopes de précipitations collectées à différentes altitudes sur une longue période. En étudiant les précipitations au Maroc à différentes altitudes de la chaîne atlasique, Marcé (1975) avait déterminé un gradient altimétrique de -0.3 δ ‰ 18O / 100m (Fig. 3.8). Figure 3. 8 : Droite de Marcé (Marcé, 1975). 86 2.3- Analyse des isotopes stables au niveau de la zone d’étude : 2.3.1- Echantillonnage : Pour une meilleure connaissance des aires de recharge de la nappe phréatique du Haouz, on a eu recours aux techniques isotopiques. Ainsi, deux campagnes d’échantillonnage ont été effectuées, en Janvier 2002 et Janvier 2003, au cours desquelles une quarantaine de points ont été échantillonnés. Les échantillons de la première campagne ont fait l’objet d’analyse de l’oxygène 18 et du deutérium au laboratoire du CNESTEN à Rabat (Centre National de l’Energie, des Sciences et des Techniques Nucléaires) avec une incertitude de ± 0.1 ‰ pour δ18O et ± 2 ‰ pour δ2H. Les échantillons collectés lors de la deuxième campagne, ont servi aux analyses de l’oxygène 18 et du deutérium à l’Université de l’Arizona avec une incertitude de ± 0.1 ‰ pour δ18O et ± 0.8 ‰ pour δ2H. La répartition des différents points d’eau échantillonnés ainsi que leurs teneurs en oxygène 18 et deutérium sont représentées dans les tableaux 3.4, 3.5 et la figure 3.9. Tableau 3. 4 : Teneurs isotopiques des eaux de la nappe (Campagne 2003). N° nature 1 Puits 2 Puits 3 Puits 4 Puits 5 Seguia 6 Canal 7 Puits 8 Puits 9 Puits 10 Puits 11 Puits 12 Puits 13 Puits 14 Oued 15 Puits 16 Puits 17 Puits 18 Canal Rocade 19 Source 20 Source Z : Altitude Z (m) δ18O (V-SMOW) 400 -7.97 471 -7.60 495 -7.00 413 -7.35 413 -6.85 483 -6.76 423 -7.63 404 -6.97 396 -7.40 772 -7.13 522 -6.41 688 -6.48 579 -6.18 745 -4.25 725 -5.33 593 -7.32 630 -7.33 626 -6.29 400 -7.54 422 -7.97 δ18O : Teneur en oxygène 18 δ²H (V-SMOW) -51.7 -49.0 -45.3 -48.7 -43.9 -45.0 -49.7 -45.3 -48.6 -45.5 -40.8 -42.3 -40.8 -24.3 -31.2 -47.9 -46.6 -33.1 -50.2 -52.7 δ²H : Teneur en deutérium 87 Tableau 3. 5 : Teneurs isotopiques des eaux de la nappe (Campagne 2002). N° 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 nature Puits Puits Puits Puits Puits Puits Puits Puits Puits Puits Puits Puits Puits Puits Puits Puits Puits Puits Puits Puits Source Barrage Z : Altitude Z (m) δ18O 393 443 430 514 422 468 1190 741 984 606 481 575 660 513 830 424 545 792 598 640 ------- (V- SMOW) -7.73 -7.66 -7.23 -7.85 -5.93 -6.89 -6.83 -7.56 -7.04 -8.00 -7.07 -7.52 -7.78 -8.02 -7.26 -7.47 -7.68 -7.95 -7.26 -7.17 -5.60 -3.20 δ18O : Teneur en oxygène 18 δ²H (V-SMOW) -49.11 -48.27 -43.95 -50.87 -30.76 -37.01 -45.46 -45.17 -45.05 -58.37 -42.87 -46.40 -46.59 -46.30 -45.53 -43.68 -44.48 -49.64 -44.95 -46.45 -32.90 -16.22 δ²H : Teneur en detérium Les teneurs isotopiques des échantillons récoltés sont très variables, comprises entre -3.20 et – 8,00 δ ‰ pour 18O et -16.2 et 58.4 δ ‰ pour 2H. Toutefois, les eaux des puits de la nappe alluviale se regroupent pour leur grande majorité dans l’intervalle -7 à -8 ‰ (28 sur 42) pour 18 O et dans l’intervalle -43 à -53 ‰ (31 sur 42) pour 2H. 2.3.2- Relation Oxygène 18 deutérium : Les deux campagnes concernent différents points échantillonnés à un an d’intervalle et analysés par des laboratoires différents. Leur interprétation simultanée est délicate dans la mesure où un décalage significatif dans les teneurs en deutérium des deux campagnes semble exister. En effet, dans un diagramme 18O - 2H (Fig. 3.10), les teneurs en 18O de 2002 et 2003 se situent dans la même gamme de valeurs, alors que les teneurs en 2H sont plus enrichies en 2002 qu'en 2003. 88 89 Figure 3. 9 : Localisation des points d’eau échantillonnés et teneurs en 18O et 2H (en ‰ V-SMOW). -20 Echantillons 2003 GNIP Fès Echantillons 2002 DMM GNIP Fès H = 8.02 δ δ 18O+ 12.1 R2 = 0.85 2 -25 2 δ H ‰ (V-SMOW) -30 -35 Campagne 2003 δ H= 8.06 δ 2 -40 18 O + 11.5 2 R = 0.94 -45 -50 18 δ O ‰ (V-SMOW) -55 -9 -8 -7 -6 -5 -4 -3 Figure 3. 10 : Teneurs en oxygène 18 deutérium. N'ayant pas pu échantillonner les pluies locales, on utilisera en première référence la chronique isotopique des pluies à Fès, la plus longue du Maroc (IAEA, 2004). Située dans la plaine du Sais à une altitude de 413 m, à environ 500 Km au nord de Marrakech, Fès présente également un climat semi-aride. La teneur moyenne, pondérée par les pluies, en 18O et 2H est de -5.2 et -29.7 ‰ respectivement avec un excès en deutérium de 11.9 ‰. La droite météorique locale de Fès (δ2H = 8.02 δ18O +12.1) tirée des mesures réalisées entre 1994 et 2001 diffère peu de la droite météorique mondiale. Dans la plaine du Haouz, la relation 18O 2 H des eaux souterraines a été établie pour la seule campagne 2003, retenue parce que présentant des excès en deutérium comparables à ceux du signal pluie de Fès. Son expression, δ2H = 8.06 δ18O +11.5, est très proche de celle trouvée pour les eaux souterraines de la zone synclinale d'Essaouira, δ2H = 7.96 δ18O +11.3 (Mennani et al., 2001). Ces valeurs caractérisent une origine atlantique des précipitations rechargeant la nappe. Cette origine peut être confirmée par les droites météoriques, déterminées par Ouda et al (IAEA, 2005), à partir des mesures journalières des précipitations au niveau de la station de Beni Mellal et de Rabat (situées à 200 Km et 300 Km de Marrakech, avec des altitudes respectives de 468 m et 75 m), qui sont respectivement δ2H = 7.37 δ 18O + 12.92 et δ 2H = 7.34 δ 18O + 10.19. 90 La majorité des points se situe sur ou à proximité immédiate de la droite de pente 8 caractéristique de chaque campagne ce qui dénote l’absence de fractionnement par évaporation depuis la chute de la pluie. Quelques points se situent sous la droite météorique et présentent un excès de deutérium plus faible, ont indiscutablement subi une évaporation. C’est le cas de la retenue collinaire (N°42), de l’eau de l’oued Larh (N°14) avec une teneur en 18 O de -4.25 ‰ qui subit une forte évaporation à cause de son faible débit. Le puits N°15 localisé à proximité de l’oued Larh présente une teneur de -5.3 ‰ en oxygène 18 traduisant l’influence des eaux de l’oued sur la nappe. On remarque que cette alimentation s’effectue en amont du point échantillonné dans l’oued puisque sa forte minéralisation (pollution) révélée par une conductivité de 10875 µS/cm (Tab. 3.1 ci-dessus) ne se retrouve pas dans le puits dont la conductivité est de 696 µS/cm. 2.3.3- Altitude de recharge Les altitudes de recharge des nappes peuvent être estimées au travers des teneurs en isotopes stables. Le signal des eaux infiltrées variant pour une même région en fonction de la température moyenne du sol donc de l’altitude (Blavoux et al., 1995). Ainsi, à partir de la composition isotopique de l’eau à l’exutoire on peut calculer l’altitude moyenne du bassin d’alimentation (Etcheverry et Parriaux, 1998). Pour ce faire, on reporte les teneurs isotopiques des différents points échantillonnés lors des deux campagnes 2002 et 2003 sur une droite régionale isotope stable – altitude. Il n’a pas été possible d’échantillonner les pluies de la région pour apprécier la variation locale de δ18O et δ2H en fonction de l'altitude. Cependant, les informations disponibles au Maroc semblent indiquer une grande cohérence de ce gradient altitudinal. On a donc synthétisé les études antérieures (Marcé, 1975 ; Bouchaou et al., 1995 ; El Ouali, 1999 ; Bahir et al., 2001, Mennani et al., 2001; IAEA, 2004) et on obtient ainsi un gradient de -0.25 ‰ par 100 m pour 18 O (Fig. 3.11), avec des valeurs de 18 O allant de -4.00 ‰ en bordure de l’Atlantique (Marjoua et al., 1997) jusqu’à -8.00 ‰ vers 1600 m. Les valeurs de quelques sources dont l’altitude du bassin d’alimentation est de 1200 mètres (Jalal et al., 2001) se situent à proximité de la droite altitudinale synthétisée et permettent de préciser cette droite altitudinale. 91 Précipitations sources -3 EL Bourouj Ksbat Tadla -4 18 δ O ‰ ( V-SMOW) Chaouia 18 Beni Mellal δ O ‰ = -0.0025*altitude - 3.1159 R = 0.978 S Bousetta -5 Fès S 681/52 Fès Meknes Khouribga -6 S Aït Daoud Khenifra Azrou Oulmè Azilal -7 Aghbala -8 0 500 1000 1500 Altitude (m) 2000 Figure 3. 11 : Droite altitudinale synthétisée à partir des variations de la teneur en 18O des pluies et sources au Maroc. A partir de cette droite, il est possible de déterminer les altitudes moyennes de recharge de la nappe du Haouz par projection des teneurs isotopiques des différents points échantillonnés lors des campagnes 2002 et 2003 (Fig. 3.12). L'altitude de la plaine variant entre 300 et 900 m, les eaux ayant une alimentation sur ce périmètre devraient avoir des teneurs en 18O variant le plus souvent entre -4.0 et -5.5 ‰. Or, un seul des échantillons de la nappe appartient à cet intervalle, les autres indiquant des altitudes plus fortes. Cette nette distinction entre les teneurs isotopiques attendues pour des eaux issues des pluies tombées sur la plaine et celles mesurées dans la nappe, confirme qu'il faudrait en rechercher l'origine beaucoup plus haut dans la bordure atlasique. Les points d’eau situés au niveau du Haouz central auraient ainsi une aire d’alimentation qui se situerait entre 1300 et 1900 m d’altitude, alors que l'alimentation du Haouz oriental s'effectuerait à des altitudes plus basses, entre 1200 et 1600 m. Le Haouz central serait ainsi alimenté par le Haut Atlas et le Haouz oriental par le bassin du Tessaout dans la région de Demnat. En effet, au niveau du Haouz oriental en superposant la carte géologique et le modèle numérique de terrain, on a constaté l’existence, en cette altitude, de formations calcaires jurassiques où se produit la recharge de l’aquifère liasique par infiltration directe 92 (Abourida et al, 2004) le flux souterrain passant ensuite vers la nappe plio-quaternaire par contact direct entre aquifères. 2200 Haouz Central 2000 Haouz Oriental 1800 Droite altimétrique Altitude (m) 1600 1400 1200 29 1000 38 800 28 35 10 12 33 17 40 37 26 2 32 39 3 27 6 34 20 3616 4 23 31 5 36 1 7 21 9 19 8 30 600 400 18 11 13 18 δ O‰ (SMOW) 200 -9 -8 Figure 3. 12 : Relation -7 -6 -5 -4 composition isotopique en oxygène 18 et altitude. 3- Conclusion Dans cette partie de l’étude, on s’est essentiellement intéressé à la détermination des aires de recharges de la nappe, qui constitue un paramètre important dans l’hydrodynamisme de l’aquifère, d’où l’intérêt de l’utilisation des techniques isotopiques. Les teneurs en isotopes stables des eaux de la nappe phréatique du Haouz indiquent que ces eaux sont issues de pluies tombées en altitude et n'ayant pas subi de fortes reprises évaporatoires avant infiltration, ce qui interviendrait inévitablement si une infiltration diffuse cheminait au travers d'une zone non saturée souvent épaisse dans la plaine du Haouz. Ceci confirme le fait que l'infiltration diffuse de la pluie tombée dans la plaine ne joue pas de rôle significatif dans l'alimentation de la nappe. Cette absence d'évaporation témoigne d'une infiltration rapide sur des calcaires karstifiés et confirme parfaitement le schéma typique de recharge de nappe des zones semi-arides qui était présupposé. La recharge provient donc de l'infiltration rapide de la pluie sur les formations éocènes et crétacées du Haut Atlas central à des altitudes comprises entre 1300 et 1900 m et sur les calcaires et marno-calcaires liasiques du Haouz oriental entre 1200 et 1600 m. 93 Les teneurs en ions majeurs reflètent bien le transit dans ces niveaux, même si elles peuvent ensuite être modifiées lors du séjour dans l'aquifère de la plaine. L'infiltration directe de l'eau des oueds à leur arrivée dans la plaine est l'autre source essentielle de recharge de la nappe du Haouz. Toutefois, la proportion relative de ces deux recharges naturelles n’est pas encore parfaitement déterminée. 94 CHAPITRE IV ELABORATION D’UN SYSTEME SYSTEME D’INFORMATION GEOGRAPHIQUE GEOGRAPHIQUE DE LA ZONE D’ETUDE 95 CHAPITRE IV : Elaboration d’un système d’information géographique de la zone d’étude Introduction Depuis quelques années, les techniques informatiques ont bouleversé non seulement nos possibilités d’expression cartographique, mais aussi notre conception même de la gestion des données. En effet les Systèmes d’Informations Géographique (S.I.G.) présentent des avantages précieux car ils sont capables à la fois de mémoriser la totalité de l’information disponible et de faciliter la manipulation et l’interprétation des données. Les avantages des S.I.G. sont multiples, surtout dans le domaine de la planification et de la gestion des ressources naturelles telle que l’eau. Ils offrent ainsi la possibilité de description des organisations spatiales et favorisent la mise à jour des données, les changements d’échelles et la restitution des cartes thématiques. L'objectif final d’un SIG est alors de servir d'outil pour la planification des ressources à travers la réalisation d'une base de données thématiques et spatiales. Dans le présent travail, on a essayé de développer un SIG en utilisant les informations existantes (données géologiques, hydrologiques et hydrogéologiques) afin de permettre une généralisation spatiale de l'information hydrogéologique. La nappe phréatique étudiée est logée dans des dépôt détritiques d’âge mioplioquaternaire. L’augmentation et la multiplication du nombre de puits et le taux de dépassement des prélèvements par rapport aux ressources disponibles, font de cette région une zone surexploitée. 1- Généralité sur le Système d’information géographique : 1.1- Définitions d’un Système d’information géographique (SIG) : Un SIG est un Système informatique permettant, à partir de diverses sources, de rassembler, d’organiser, de gérer, d’analyser et de combiner, d’élaborer et de présenter des informations localisées géographiquement, contribuant notamment à la gestion de l’espace. La manière la plus simple de présenter et de comprendre les données et les informations de base est de les faire apparaître dans des cartes ou des graphiques. Denègre & Salgé (1996) évoquent comme fonctionnalité du SIG les « 5 "A" » : Acquisition, Archivage, Analyse, affichage et Abstraction. 95 Selon Didier (1990), un système d'information géographique est un ensemble de données repérées dans l'espace, structuré de façon à pouvoir en extraire commodément des synthèses utiles à la décision. Un SIG permet de répondre à des questions relevant de domaines très variés comme la protection de la nature, la gestion des eaux, le contrôle de l'espace aérien, etc. .... Ceux-ci peuvent également constituer une base d’aide aux décisions administratives, économiques ou scientifiques. Il constitue donc une base neutre permettant de prendre des décisions (Gayte, 1997 ; Laurini et al, 1993) se rapportant à l'environnement ou à l'aménagement. Le choix des différentes couches d'information dépend de l'utilisation envisagée du SIG et des données disponibles. Ainsi, lors de la conception d'un SIG relatif à l’hydrogéologie et à l’hydrologie d’une zone, les variables suivantes sont essentielles : ♦ Climat, ♦ Géologie, ♦ Topographie (MNT), ♦ Hydrogéologie, ♦ Hydrographie, ♦ Végétation et utilisation du sol, ♦ Zones protégées et plans d'utilisation des sols……..etc. Les fonctionnalités d'un SIG sont nombreuses. Il permet de : ♦ associer et représenter deux ou plusieurs couches d'information, ♦ consulter les données attributives sur l'écran, ♦ procéder à des calculs de surface ou de distance, ♦ créer de nouveaux attributs (les densités de population par exemple), ♦ faire des sélections sur un ou plusieurs critères, ♦ opérer des restrictions géographiques avec des masques... 1.2- Modes de représentation des données dans un SIG : Les informations d’un SIG sont représentées sous forme de données géographiques qui vont indiquer la forme d'éléments se situant dans l'espace. Les objets géographiques sont organisés 96 en couches (Fig. 4.1). Généralement, une couche fait référence à un thème : par exemple, la couche des eaux superficielles référence l'ensemble des rivières. Figure 4. 1: Schéma général d'un Système d'information géographique Trois types d’entités géographiques peuvent être représentés : le point (x,y) ou ponctuel ; la ligne ((x1,y1), ..., (xn, yn)) ou linéaire ; le polygone ou surfacique. On différencie ainsi les données raster et les données vectorielles : 1.2.1- Les données vectorielles Pour représenter les objets à la surface du globe par des données vectorielles, les SIG utilisent trois objets géométriques qui sont le point, la ligne et la surface (Fig. 4.2). Chaque objet spatial est doté d'un identifiant qui permet de le relier à une table attributaire. Dans ce type de données, les points définissent des localisations d'éléments séparés pour des phénomènes géographiques trop petits. Les lignes représentent les formes des objets géographiques trop étroits pour être décrits par des surfaces (ex : rues ou rivières) ou des objets linéaires qui ont une longueur mais pas de surface comme les courbes de niveau. Les surfaces représentent la forme et la localisation d'objets homogènes comme des pays, des parcelles, des types de sols....... Les données vectorielles sont la plupart du temps le résultat de la numérisation manuelle ou semi-automatique. 97 Figure 4. 2 : Représentation de l'information en mode vectoriel 1.2.2- Les données raster Les données raster ont comme élément essentiel le pixel (Picture element). Ce sont des données où l'espace est décomposé en une grille régulière et rectangulaire organisée en lignes et en colonnes (Fig. 4.3). A chaque maille (pixel), sont associées une ou plusieurs valeurs décrivant les caractéristiques de l'espace. Les lignes et les surfaces ne peuvent être représentées que par l'enchaînement de pixels uniques. Un objet ne peut donc être représenté que de façon approximative, c'est ainsi que la taille du pixel-raster conditionne l'exactitude de la représentation. Les données raster proviennent soit d'une image numérique telle que les images satellites soit de plans scannés tels que les cartes et les photos aériennes. Figure 4. 3 : Représentation des données en mode Raster. 98 1.2.3- Les données alphanumériques Les données alphanumériques sont des informations textuelles, qualitatives ou quantitatives, décrivant l’objet géométrique. A chaque objet est attribué un tableau contenant des informations de type alphanumérique. Ces informations décrivent l'objet (exemple : nom de la ville, numéro de la commune, type de l'occupation du sol,...). Ces fiches permettent de stocker des informations qui décrivent les objets : le contenu dépend des besoins de l’étude (Fig. 4.4). Une table géographique est constituée d'une table classique (comportant des champs tabulaires de type chaîne, nombre, date), et d’un champ spécifique décrivant la nature de l’information « shape ». Figure 4. 4 : Exemple de données alphanumériques 1.3- Importation des données dans un SIG 1.3.1- Support cartographique : Pour qu'une carte soit intégrée dans le SIG, sa numérisation s'avère indispensable. C'est en effet, le premier travail entrepris dans le processus de mise en place du SIG. C'est une opération qui consiste à enregistrer les cartes des différents niveaux de découpage sous forme 99 de fichiers cartographiques numériques comportant les coordonnées géographiques réels (x,y) et ce en les géoréferençant après les avoir scannés. Les données géoréférencées sont de plus en plus utilisées comme support à la prise de décision dans un nombre croissant de domaines d’application et à différents niveaux organisationnels (opérationnel, tactique et stratégique) (Longley et al. 1999). Les autres données géographiques proviennent essentiellement de la vectorisation d'images existantes : fonds de carte, photos ou images satellites redressées. Après avoir numérisé la géométrie des objets, l'opérateur remplira selon ses besoins une fiche attributaire pour chaque objet, il entrera alors les données alphanumériques dites sémantiques. 1.3.2- Support numérique L'importation de données numériques peut se faire à partir : • d’une base de données structurée dans un format interne à un SIG • d’un simple fichier textes contenant toutes les informations structurées de façon simple. Néanmoins, un important travail de structuration des données est nécessaire pour les faire coïncider avec la structure interne du SIG. D'une façon générale, l'importation des données sémantiques est plus simple : import de simples fichiers Excel ou Access... 1.3.3- Logiciels Utilisés IL existe une grande gamme de logiciels d’élaboration des systèmes d’information géographiques dont on peut citer: • IDRISI (réalisé à l’Université Clark aux Etats-Unis), c’est un SIG dédié raster et qui comporte de nombreuses fonctions de traitement d’images acquises par télédétection. • ARCINFO a été créé par la société ESRI (Enviromental Systems Research Institute) aux Etats-Unis. Il travaille en mode vecteur, ce qui suppose que chaque entité géographique est représentée dans l’espace par ses coordonnées x, y, z. • ArcView (3.0, 3.2, 8.1...) est compatible avec un certain nombre de modules hydrologiques complémentaires comme : Basin, Hydrologic Modeling, Watershed Delineator qui calcule le réseau hydrographique et le bassin versant, …etc. 100 • GRASS (Geographic Resources Analysis Support System) créé par les ingénieurs de l’Armée des Etats-Unis est un SIG dédié raster, capable de gérer et d’analyser des données spatiales. Pour notre étude, on a utilisé le logiciel Arcview, qui présente un ensemble complet de fonctionnalités. Il permet de : • Importer des données • De visualiser les données : outils de zoom, Outils de déplacements, Couche pour les différentes informations • Sélectionner soit d'une manière graphique (au pointeur de souris sur une carte); soit sur la base des données (sélection des champs sur les tables); soit sous forme de calcul ou en combinant les différentes méthodes • Enrichir des données des éléments sur la carte grâce aux outils déjà existant ou en intervenant sur la base de données directement ou bien même en faisant une jointure ou une liaison avec une autre base de données existante (exportée au format dbf). • Analyser des données géographiques et Interroger le système. • Imprimer des cartes, ArcView intègre un module de mise en page. Ainsi, la carte apparaissant à l'écran peut être directement imprimée ou exportée vers un format graphique En plus de toutes ces caractéristiques, l’extension Spatial Analyst d’ArcView permet de générer de nouvelles informations à partir des données existantes, faire des requêtes entre différentes couches d'information et enfin intégrer des données maillées raster avec des données vectorielles traditionnelles. 2 - Mise en place d’un SIG au niveau de la zone d’étude A partir des données géologiques, hydrologiques, et hydrogéologiques numérisées et géoréférencées et des informations régionales sur le régime d’exploitation des ressources en eaux, on vise à élaborer un Système d’Information Géographique (SIG) pour la nappe surexploitée du Haouz. Ces données mémorisées sous forme de tables DBF sont importées par le logiciel ArcView pour être combinées soit avec les données cartographiques scannées et géoréférencées soit avec des images satellitaires. Le but est de faire un croisement entre ces différents types de données pour pouvoir faire une analyse plus globale. 101 2.1- Collecte des données : Pour effectuer une étude hydrogéologique, il faut connaître tout d’abord les caractéristiques géologiques, hydrologiques et climatologiques de la zone d’étude. L’autre étape consiste à réaliser un inventaire systématique des points d'eau tels que les puits et les forages, puis intégrer les données relatives à tout les points d’eau disponibles (les coordonnées, le régime d’exploitation, la piézométrie,…) sous forme des fichier DBF. 2.2- Traitement des donnés Après la collecte des données, on a procédé à leur restructuration sous forme de table DBF pour les rendre utilisables sous Arcview et faciliter leur sélection et le lien entre elles. Cependant, cette informatisation est effectuée en deux phases : • Création de fichier DBF • Création d'une base de données cartographiques, sous formes d’images et de shape files. • Importation des données par le logiciel ArcView. Le logiciel ArcView nous a permis de créer des cartes d'isovaleurs des différents paramètres étudiés et de les superposer avec d'autres couvertures déjà numérisées. Ainsi, des cartes thématiques sont obtenues. Les données chimiques et piézométriques sont des attributs des points d'eau stockées dans les tableaux DBF vers leurs coordonnées géographiques. L'import et l'implantation des puits avec leurs attributs sur des cartes numériques sous ArcView, ont nécessité la transformation des coordonnées géographiques de ces puits en coordonnées Lambert compatibles avec celles des cartes numérisées. 2.3- Présentation et exploitation du Système d’information géographique du Haouz 2.3.1- Données géologiques Le fond géologique est représenté par les cartes de Ouarzazate et de Marrakech au 1/500000 Scannées et géoréférencées dans le cadre du projet sud-Med. Ces cartes sont superposées sur le Modèle numérique de terrain (MNT) de maille 100 m. Le MNT représente le relief (X, Y, Z (altitude)), en donnant à chaque point d’un quadrillage l’altitude d’un point correspondant sur le terrain. Ce qui permet de faire des représentations hypsométriques (coloration selon la couche d’altitude) (Fig. 4.5). 102 Figure 4. 5 : Croisement du modèle numérique de terrain et des cartes géologiques du Haouz. 103 2.3.2- Données climatologiques et hydrologiques Sur l’image satellitale landsat TM de la zone d’étude, on a superposé les thèmes suivants : les stations climatologiques, les stations hydrologiques, les villes, les routes (Fig. 4.6). Le thème station climatologique est relié à une table contenant l’historique des précipitations et des températures au niveau de chaque station depuis 1970 à 1998. Les données pluviométriques les plus anciennes proviennent de la station de Marrakech de 1931-2000 (Fig. 4.6). Chaque thème est relié à une table de données à partir de laquelle on peut tracer des graphiques représentatifs de l’information voulu, telle que l’évolution temporelle des précipitations, de la température et des débits des oueds et ceci en utilisant la fonction des chartes. Sur ce même fond on a représenté le réseau des principaux oueds de la plaine. Cette représentation spatiale des oueds est reliée à des tableaux de débit provenant de l’ABHT (1963-1996) mais qui ont nécessité une analyse et mise en forme préalable. 2.3.3- Données hydrogéologiques Ce travail fondamental permet de définir en première approximation le système aquifère en fonction des conditions géologiques et d'avoir une première estimation de son mode d'alimentation, du sens d'écoulement (Castany, 1982). L'inventaire est effectué afin de vérifier la distribution des différents points d'eau et leurs caractéristiques. Il s’agit de faire une évaluation de la quantité et de la qualité de l'eau exploitée par les forages et les puits de la région. L’approche se base ainsi sur la reconstitution de l'historique de l'exploitation des eaux souterraines, les mesures du niveau piézométriques des puits, de la température des eaux, de leur conductivité électrique, du pH et la récolte d'échantillons d'eau pour les analyses de laboratoire. Toutes les informations récoltées ont été mises en forme de table DBF créer sous Excel. Pour la partie hydrogéologique du SIG, on a commencé par intégrer les données relatives à tous les points d’eau disponibles dans la zone étudiée (les coordonnées, le régime d’exploitation, la piézométrie,…suite à un inventaire systématique de tous les points d’eau existants). 104 P(mm) 105 Figure 4. 6 : Climatologie et hydrologie de la zone d'étude. 2.3.3.1- Les prélèvements d’eau souterraine La détermination des prélèvements à partir de la nappe nécessite la connaissance de l’emplacement des pompages et le volume d’eau pompé. En premier lieu on a procédé au recensement des différents pompages existant au niveau de la plaine. Pour ce faire, on a utilisé les données des autorisations de pompage disponibles aux archives de l’Agence du Bassin Hydraulique de Tensift (ABHT), de l’Office Régional de Mise en Valeur Agricole du Haouz (ORMVAH) et de la Direction Régionale de Planification des Eaux (DRPE). Au niveau du Bassin Tensift, on a recensé 12192 pompages dont 10630 situés dans la zone d’étude. Les autorisations agricoles constituent la part la plus importante avec 9571 pompages (soit 94 % des pompages autorisés) (Fig. 4.7). Pourcentage des pompages autorisés 94% Débits autorisés au niveau du Haouz Agricole Domestique Agricole 56% 36% Domestique Industriel et AEP 1% 5% Industriel et AEP 8% Figure 4. 7: Pourcentage des types et débits de pompage au niveau de la zone d'étude. Le traitement de ces données a permis de caractériser la progression des prélèvements et leur répartition spatiale. On constate une augmentation des autorisations de pompage et une évolution permanente des débits autorisés qui sont très accentuées pendant les années 70 (Fig. 4.8). Depuis les années 70, l’évolution des débits autorisés montre des variations d’une année à l’autre. Toutefois, deux grandes périodes se distinguent : - Une première période de 1970 à 1981, où l’augmentation de ces débits est excessive en rapport avec le nombre important des demandes d’autorisation. - Une deuxième période qui s’étale depuis 1982, pendant laquelle cette augmentation est relativement modérée. Elle correspond à la période de démarrage des programmes de gestion des ressources en eaux souterraines et de contrôle des prélèvements par pompage. Les dispositions entreprises ont contribué à une réduction de la dose à l’hectare qui passe de 0,3 l/s en 1970 à 0,15 l/s en 1986 (DRPE, 1988). 106 107 Figure 4. 8 : évolution des autorisations de pompages au niveau de la zone d'étude. Pendant les années 90, le débit d’eau autorisé a tendance à remonter pour atteindre 0,25 l/s/ha. D’ailleurs la plus grande partie des autorisations accordées pendant la période 1980-1989 a un débit inférieur à 40 m3/j (Fig. 4.9). Q<=40 m 3 /j 1935-1969 0% 1990-2001 33% 1970-1979 19% 40<Q<200 m 3 /j 1935-1969 1% 1980-1989 48% Q>=200 m 3 /j 1980-1989 17% 1970-1979 1% 1980-1989 7% 1990-2001 91% 1990-2001 5% 1935-1969 32% 1970-1979 46% Figure 4. 9 : Pourcentage des débits accordés entre 1935 et 2001. 2.3.3.2- Piézométrie : 2.3.3.2.1- Mur de la nappe phréatique du Haouz La carte du mur (Fig.4.10) a été élaborée à partir de l’interpolation des valeurs de la profondeur du mioplioquaternaire contenu dans la Table géologie (Tab.4.1), par le logiciel surfer 8. Ensuite on a exporté le contour sous forme shapefile dans le SIG. La carte nous renseigne sur les variations des épaisseurs des alluvions et son analyse permet d’en déduire plusieurs structures : • Les structures concentriques des courbes dans le Haouz oriental (Tamelalt) et le Haouz central (Aït Ourir) pourraient être liées au remplissage des cuvettes de ces régions par les dépôts plioquaternaires (Sinan, 2000). • Au niveau de la rive gauche de l’oued N’fis, on remarque une dépression marquée par une augmentation de l’épaisseur du Plioquaternaire. Cette structure serait en relation avec la faille d’Assoufid qui délimite le massif des Guemassa. 108 Figure 4. 10 : Carte de la profondeur du mur de la nappe phréatique du Haouz Tableau 4. 1 : Extrait de la Table géologies. DBF N°IRE 645/45 648/45 837/45 838/45 840/45 844/45 845/45 847/45 2079/53 2380/53 2569/53 2571/53 2574/53 2573/53 2699/53 2630/53 2697/53 795/53 2560/53 2481/53 2458/53 2554/53 2459/53 2460/53 1284/52 X (Km) 327.20 341.30 318.28 318.65 317.90 322.80 323.05 322.95 263.30 266.25 275.55 276.25 269.68 274.28 254.35 253.95 221.51 221.50 228.90 228.69 228.15 229.05 228.45 227.90 195.00 Y ZMNT (m) (Km) 155.08 520 134.10 730 150.20 560 150.23 560 150.18 560 150.30 560 150.43 560 150.75 560 113.45 511 110.75 530 111.25 557 113.05 558 112.00 523 107.75 572 113.85 490 117.75 464 106.15 476 116.50 396 109.55 438 110.88 430 113.35 406 110.10 436 111.90 422 110.90 430 82.00 632 Quat galets libres (qtz, grés) Conglomerat gris, limons cgt, limons argileux rouge cgt à ciment argilo-grèseux cgt à ciment argilo-grèseux cgt à ciment argilo-grèseux cgt à ciment argilo-grèseux cgt à ciment argilo-grèseux limon,gros glt,gr,sbl,argl glt gr enrobé d'argile,sbl galet enrobé d'argile glt, gr, sable, argile glt, limon rg,cgt à ct sbl gros glt, gr, limon, sable glt, gr, sable, cal, marne limon, marn, gr, sbl grossier glt,gr,limon gr allv,sbl grossier limon,gr limon limon, glt, alluvion limon, gr, argl, glt limon, gr, alluvion, limon, alluvion, gr argileux glt, gr centimétrique Prof Quat 0.0 0.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 0.0 2.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 1.0 1.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 Prof MioP cgt à ciment rose 10.5 argile rose (glt,sbl) 18.0 argl marron à gr disséminé 19.0 argl marron légèrement cgt 16.0 argl marron à gr disséminé 20.0 argl marron légèrement cgt 31.0 argl marron légèrement cgt 35.0 argl marron légèrement cgt 38.0 argile sableuse,glt,gr 54.0 argile compacte 78.0 argile rouge à glt gr,sable 20.0 petit gr, argile rouge 59.0 argile rg, sable rare,glt 66.0 argile rouge 85.0 cal rg, argile rg, sable 46.0 sbl fin, marne abondante 45.0 sbl grossier à marne rose 18.0 sbl, argl, glt, élément cal 8.0 argl rouge,marn,glt,cal,gr 22.0 gr, sbl, limon, argl 4.0 argl, gr, marne blanche,glt 14.0 argl rg,marn vert,gros glt 24.0 argl marneux, gros glt,marn 14.0 glt enrobés d'argile rouge 30.0 argl rg sableux,glt,gr,sbl 7.0 MioP Prof Mur Eau nappe 2.2 10.5 46.8 18.0 6.1 19.0 6.5 16.0 6.2 20.0 14.5 31.0 8.5 35.0 8.3 38.0 29.2 54.0 11.3 78.0 14.7 20.0 17.1 59.0 9.6 66.0 9.0 85.0 39.7 46.0 18.3 45.0 66.8 18.0 15.6 8.0 24.2 22.0 21.4 4.0 25.9 14.0 27.3 24.0 15.6 14.0 21.7 30.0 88.8 58.5 qtz: quartz lim: limons cgt: conglomérats gr: grès marn: marnes cal: calcaire argl: argile glt: galets sbl : sable ZMNT : altitude à partir du modèle numérique de terrain ; Quat : Quaternaire ; Prof Quat : profondeur du quaternaire ; MioP : miopliocène ; Prof MioP : profondeur miopliocène ; Prof Eau : profondeur eau 109 2.3.3.2.2- Piézométrie de la nappe phréatique du Haouz La variation temporelle du niveau piézométrique de la nappe du Haouz a été mesurée depuis les années 70. La profondeur de l’eau a été mesurée grâce à un réseau d’une quarantaine de piézomètres installés par l’Agence du bassin hydraulique du Tensift (ABHT) dont seulement 23 sont encore fonctionnels (Razoki, 2001). Le niveau de l’eau a été mesuré à la sonde électrique par rapport à la surface du sol. Connaissant la côte topographique de chaque ouvrage, il a été possible de déduire la charge piézométrique de tous les points de mesure et ainsi de procéder à l’analyse morphologique et hydrodynamique de la nappe. Les mesures utilisées proviennent des piézomètres présentant de longues séries de données afin d’observer l’évolution du niveau de l’eau dans la nappe (Fig. 4.11). Dans le Haouz Oriental, l’évolution piézométrique présente des variations faibles entre 0.2 et 0.5 m/an en baisse et en remontée selon la période (piézomètre 1291/45). Dans le Haouz Central le piézomètre 794/53 présente deux phases d’évolution, une baisse de 18 m entre 1975 et 1984 et une remontée qui atteint les 7 m après cette date. Plus au sud, le piézomètre 779/53 situé sur oued Rheraya montre un niveau d’eau quasi-stable, alors que le piézomètre 766/53 situé sur l’oued Ourika présente une augmentation du niveau d’eau d’environ 2 mètres entre 1986 et 1989. Au niveau du secteur N’fis le piézomètre 1903/44 situé sur la rive droite montre une augmentation de 15 mètres après l’année 1987, alors que le piézomètre 2555/53 sur la rive gauche montre une légère diminution continue (Fig. 4.11). La carte piézométrique de 2002, est établie à partir des mesures du niveau d’eau effectuées au cours de l’enquête de 2002 faite par l’ABHT. Pour la détermination du niveau piézométrique on a pris en considération la côte Z déterminée à partir du modèle numérique de terrain (MNT) de la zone. La décision de prendre le Zmnt (altitude à partir du Modèle Numérique du Terrain) a été faite après comparaison de l’altitude (Z) mesurée par GPS sur le terrain au cours de l’enquête, de l’altitude provenant du MNT et de la carte topographique. Cette comparaison faite pour 30 points bien répartis dans la zone d’étude (Tab. 2), montre que le Zmnt est le plus proche de l’altitude sur la carte topographique. La carte piézométrique tracée en utilisant ces données (Fig. 4.12), ne diffère pas considérablement des cartes de 1962, 1971 et 1986, au moins dans les grandes lignes. Deux sous-ensembles sont séparés par une ligne de partage des eaux. L’unité centrale, partie intégrante du système du Tensift, est drainée par l’oued Tensift. Elle montre un écoulement 110 111 Figure 4. 11 : Localisation des points de mesure et évolution du niveau piézomètrique au niveau de quelque piézomètres. général du sud vers le nord avec de forts gradients hydrauliques, de l’ordre de 2 à 4 % au sud, qui s’adoucissent vers le nord pour atteindre des valeurs de 0.5 à 1%. L’unité orientale communiquant avec la nappe de la Bahira et de la Tessaout aval présente des gradients hydrauliques nettement plus faibles (0.4 à 0.6 %). L'exploitation actuelle des eaux souterraines est estimée à 238 Mm3 par an dont 173 Mm3 dans le Haouz central et 65 Mm3 dans la Tessaout-amont (Haouz oriental) (C.S.E.C, 2001). Tableau 4. 2 : Comparaison entre ZMNT , Z GPS, Z Topo ZMNT : altitude déterminée par le modèle numérique de terrain. ZTopo : altitude déterminée à partir des cartes topographiques (Marrakech, Tahanaout ; Aitourir, Tamellalt… au 1/500000eme). 112 Figure 4. 12 : Carte piézométrique état 2002. 113 2.3.3.2.3- Evolution piézométrique L’analyse de la cartographie des écarts du niveau piézométrique entre les périodes 1971-1986 et 1986-2002 montre une évolution hétérogène. En effet, le schéma correspondant à la période allant de 1971 à 1986 (fig.4.13) présente une baisse généralisée du niveau piézométrique, caractérisée par une amplitude variable selon les zones. Les plus fortes baisses dépassant les 20 m, ont été enregistrées au niveau du secteur N’fis et sont liées à la surexploitation de la nappe pour l’irrigation et l’alimentation en eau potable et aussi à la diminution de la recharge naturelle au niveau des oueds. Entre 1986 et 2002 (fig. 4.14), la baisse du niveau piézométrique a été enregistrée au niveau du Haouz oriental, au Nord Est du Haouz central et dans la rive gauche du N’fis, alors que dans la rive droite du N'fis, la hausse piézométrique a atteint les 15 m. Ceci est lié à la mise en eau des périmètres irrigués qui a permis une diminution des volumes d’eau pompés à partir de la nappe. Une remontée piézométrique dépassant les 30 m a été observée au Sud du Haouz central, à proximité de la zone d’alimentation des oueds de l’Ourika et de la Rheraya. Ceci est dû à une réalimentation plus importante à partir des lits de ces oueds, suite à l’amélioration relative de la pluviosité durant ces années. 2.3.3.3- Carte des secteurs irrigués Afin de réduire le décalage de développement entre les zones irriguées et le bour (terres irriguées à partir des eaux pluviales) et d’améliorer les revenus dans les zones défavorisées, des projets de mise en valeur des zones en bour ont été conduits. Au niveau de la plaine du Haouz, il y a eu mise en place de périmètres irrigués sur une superficie totale de 162 000 ha (Debbarh et al., 2002). Ces derniers sont répartis en plusieurs zones, gérées par l’Office Régionale de Mise en Valeur Agricole du Haouz. La carte de la figure 4.15 montre la localisation de ces zones, elle est établie en superposant les couches suivantes : les secteurs irrigués de la zone, les seguias, les canaux d’irrigation et les piézomètres de contrôle. 2.3.3.3.1- Répartition des périmètres de la zone d’étude: Le périmètre de la Tessaout amont achevé en 1978, s’étend sur une superficie de 52 000 ha au Haouz oriental, dont 30 000 ha aménagés et 22 000 ha alimentés à partir des eaux de crues. L’irrigation de ce périmètre est assurée par un volume d’eau de 260 Mm3 mobilisé à partir du barrage Moulay Youssef. 114 115 Figure 4. 13 : Carte d'écart piézométrique pour la période 1971-1986 Figure 4. 14 : Carte d'écart piézométrique pour la période 1986-2002 116 Figure 4. 15: Localisation des secteurs irrigués. 117 Tableau 4. 3 : Extrait de la Table "Haouz_Historique_piezométrique" N°IRE 1291/45 2322/53 2570/53 2574/53 2576/53 2581/53 385/53 271.0 274.2 269.7 224.2 263.3 243.1 X(Km) 317.8 109.3 107.8 112.0 112.6 110.5 112.8 Y(Km) 146.5 573.3 553.0 573.1 522.8 422.0 531.0 460.0 Z (m) 47.8 24.7 39.3 70.6 43.6 42.3 32.8 PT(m) 7.2 10.6 15.3 8.3 ---------79 7.2 10.5 9.4 8.3 ---------80 6.9 10.8 10.2 9.2 22.4 29.2 23.5 81 1.0 11.0 1.0 9.2 22.5 29.4 24.4 82 1.0 11.2 1.0 10.3 24.1 26.4 26.5 83 1.0 12.2 15.2 11.1 24.6 26.8 28.4 84 9.0 12.6 15.3 10.9 24.9 31.6 29.1 85 8.7 13.0 15.7 11.7 30.4 32.5 30.0 86 8.9 14.0 17.1 12.7 33.3 33.4 31.8 87 8.6 15.1 17.5 12.6 31.6 33.7 30.4 88 7.6 15.5 14.2 11.4 31.3 33.9 29.5 89 7.3 15.9 9.4 10.5 29.4 33.3 24.4 90 7.2 15.0 9.4 10.8 31.3 34.0 21.9 91 7.6 14.1 10.1 10.9 30.3 34.8 20.2 92 8.4 14.0 ---11.3 30.4 35.7 20.1 93 9.2 15.0 ---11.6 30.5 36.0 19.9 94 9.7 12.9 ---11.9 30.7 37.9 19.8 95 9.6 12.2 ---11.3 29.9 36.8 19.4 96 9.5 11.9 ------29.4 37.3 19.3 97 9.0 12.1 ------29.6 37.0 19.1 98 X, Y : Coordonnées Lambert ; Z : altitude ; 774/53 272.8 113.2 523.0 4.7 1.9 1.9 2.4 2.1 2.8 3.5 3.2 3.7 4.5 3.5 3.3 2.7 2.2 2.8 3.6 2.8 2.9 2.5 2.1 2.5 794/53 257.4 113.9 494.0 126.0 39.1 40.5 41.8 44.2 47.1 48.3 46.9 45.4 44.3 44.5 43.0 41.6 41.3 45.5 43.8 43.6 43.4 41.8 40.3 41.7 886/45 303.6 125.6 627.0 70.0 48.1 47.7 48.0 48.4 49.3 50.2 51.4 52.3 53.3 ---------------------------------- 911/44 262.3 124.0 428.0 7.5 5.2 5.5 6.8 5.6 6.3 6.4 6.0 6.2 6.8 6.4 7.0 6.5 6.5 6.6 7.1 6.0 5.9 5.9 5.9 6.0 PT : profondeur totale du piézomètre Le Haouz central est divisé en deux zones d’irrigation. Une première zone d’une superficie 50000 ha, dont 21 000 dans le périmètre N’fis et le reste dans les secteurs R3, Z1, OH2 et H2 (Fig. 4.15). L’irrigation de ces secteurs est assurée d’une part par le transfert annuel d’une quantité d’eau de 300 Mm3 à partir du barrage Sidi Driss sur l’oued Lakhdar via le canal de Rocade et d’autre part par l’apport d’une centaine de millions de m3 à partir du barrage Lalla Takerkoust sur l’oued N’fis. Une seconde zone d’irrigation de 60 000 ha est en cours d’aménagement. 2.3.3.3.2- Impact de l’irrigation sur la piézométrie Le développement de l'irrigation a eu un impact piézométrique très important mais très variable au cours des dernières décennies. La plupart des points d’observation (Tab. 4.3) du Haouz montrent une baisse du niveau piézométrique de la nappe entre 1981 et 1987. Après 118 1987, différents secteurs ont connu une remontée piézométrique d’ampleur variable liée à la diminution des volumes d’eau pompés à la suite de la mise en eau des périmètres irrigués à partir des barrages (Razoki, 2001). Au niveau du secteur N’fis (Fig. 4.16), le piézomètre 385/53 situé en rive droite présente une baisse de 8 m entre 1981 et 1987 soit plus de 1mètre par an. De 1989 à 1992 une importante remontée, d’environ 9 m est enregistrée, liée à la mise en eau du secteur d’irrigation du N’fis. Après cette date, le niveau piézométrique n’a subi que des variations légères malgré des précipitations relativement élevées en 1994, 1995 et 1996. Ceci indique que l’infiltration directe des précipitations a un effet moindre sur l’alimentation de la nappe. Au niveau de la rive gauche du secteur N’fis, le piézomètre 2576/53 montre une baisse qui atteint 10 m entre 1981 et 1987, suivie d’une remontée d’environ 5 m entre 1987 et 1990 liée à l’apport des eaux d’irrigation dérivées des crues de l’oued N’fis survenues lors de ces années. Les secteurs OH2, H2 et Z7 présentent des remontées du niveau piézométrique de l’ordre de 2 à 8 m après 1987 (Fig. 4.17). Avant cette date les différents piézomètres montraient une baisse d’environ 2 à 5 m, la baisse la plus importante était enregistrée au début des années 80 dans le secteur OH2 et avait atteint les 9 mètres en 7 ans. En dehors des périmètres irrigués au Haouz central (Fig. 4.17), la relation entre infiltration pluviale et variation piézométrique n’est pas évidente, le ruissellement concentré dans le réseau hydrographique semble plus important que l’infiltration diffuse de la pluie. Ainsi, le piézomètre situé à proximité de l’oued Tensift montre une évolution erratique, témoignant de la contribution importante des crues à la recharge de la nappe. Au contraire, d'autres zones montrent une baisse continue due à une surexploitation locale de la nappe. Dans le périmètre de la Tessaout amont (Fig. 4.18), la baisse du niveau piézométrique entre 1980 et 1987 va de 2 m au nord du périmètre à 6 m à l’ouest. Ceci traduit une exploitation des eaux de la nappe, à la suite du déficit pluviométrique au cours de ces années. Après 1987, une légère remontée d’un mètre est observée au nord du secteur suite à la diminution des volumes d’eau pompés de la nappe qui est lié à l’apport d’eau de surface à partir des barrages de la zone et à l’augmentation des précipitations au cours de 1988 et 1990. 119 Rive droite N'fis Rive gauche N'fis 440 300 300 435 200 430 100 0 années 80 82 84 86 88 90 92 94 96 98 00 Pluie(mm)Saada P(mm) 400 P(mm) 400 405 400 NP(m) 445 NP(m) 500 395 200 390 425 100 420 0 385/53 385 années 80 82 84 86 88 90 92 94 96 98 00 Pluie(mm) Oudaya 2576/53 380 Figure 4. 16 : Variation piézométrique au niveau du périmètre N'fis Se ste ur H2 Secte ur O H 2 455 545 400 450 300 445 200 440 100 435 0 années430 80 82 84 86 88 90 92 94 96 98 00 Pluie (mm). Station Marrakech 794/53 300 540 200 535 100 0 années 530 80 82 84 86 88 90 92 94 96 98 Pluie (mm) S. Marrakech 2322/54 Au de là de s secte urs irrigué s Se cte ur Z 7 522 500 400 520 400 300 516 200 514 423 422 300 421 200 100 512 100 420 0 510 0 années 419 80 82 84 86 88 90 92 94 96 98 Pluie(mm) S. Marrakech 911/45 années 80 82 84 86 88 90 92 94 96 98 00 Pluie (mm). Station Marrakech 774/53 NP (m) 518 P (mm) 500 NP(m) P(mm) NP (m) 500 NP(m) P(mm) 400 550 P(mm) 500 Figure 4. 17 : Variation piézométrique au centre du Haouz central Périmètre Tassout Amont (nord) 585 565 400 580 300 300 575 200 570 100 565 0 années 560 71 73 75 77 79 81 83 85 87 89 91 560 200 555 100 0 années 77 79 81 83 85 87 89 91 93 95 97 99 Pluie(mm)Station Attaouia 550 1291/45 NP (m) 400 500 NP(m) P(mm) 500 Pé rimètre Tassaout Amont (oue st) 570 P(mm) 600 Pluie(mm)Station Attaouia 886/45 Figure 4. 18 : Variation piézométrique au Tessaout Amont 120 Dans les secteurs irrigués, la relation entre pluviométrie et ressources en eau est explicite : au cours des années sèches se conjuguent en effet à la fois une plus grande demande en eau pour satisfaire les besoins physiologiques des cultures et une moindre disponibilité des eaux de surface (oueds et barrages), ce qui se traduit souvent par une plus forte sollicitation des eaux souterraines. Ainsi, l’excès d’irrigation atteint la nappe et la plus forte exhaure induit un rabattement de celle-ci, la proportion de ces deux phénomènes étant variable selon l’espace et le temps. 3- Conclusion Cette étape du travail a été consacrée à la conception d’un système d’informations géographiques (SIG), qui a permis de faire une caractérisation spatiale de l’information en utilisant conjointement les données en mode raster et en mode vecteur. Les informations rassemblées dans ce SIG ont été stockées sous forme de base thématiques (Tables de mesures piézométriques, de données géologiques, de données de prélèvements….) et sous forme spatialisée (mode vecteur) contenant les fonds géologiques, pédologiques…..etc. L’utilisation des tables alphanumériques (base thématique) a été orientée vers l’établissement de graphiques (chart) montrant l’évolution spatiotemporelle de la variable étudiée telle que : la variation interannuelle des précipitations, de la piézométrie…etc. Aussi, l’exploitation des différentes données rassemblées nous a permis d’élaborer des cartes thématiques relatives à la zone d’étude (hydrologie de la zone, évolution des pompages, évolution spatiotemporelle du niveau piézométrique de la nappe….). Le système d’information géographique ainsi élaboré nous a donc permis de gérer un nombre important de données acquises depuis plusieurs années et qui peuvent être actualisées régulièrement. 121 CHAPITRE V MODELISATION DE LA NAPPE NAPPE PHREATIQUE DU HAOUZ 122 CHAPITRE V : Modélisation de la nappe phréatique du Haouz Introduction Les caractéristiques hydrogéologiques des nappes d’eaux souterraines en zone aride à semiaride sont influencées par les conditions de réalimentation et d’exploitation qui induisent des problèmes particuliers dont on doit tenir compte lors de la modélisation. La diminution des ressources en eau dans ces zones conduit à une surexploitation des aquifères souterrains de faible capacité par l’implantation croissante de puits. Aussi le caractère aléatoire et très limité de l’alimentation naturelle des nappes, fait qu’on se penche sur l’utilisation des réserves de la nappe. Dans le but d’optimiser l’exploitation des nappes sans épuiser leurs réserves, des modèles mathématiques déterministes et physiquement significatifs sont utilisés. Leurs avantages consistent à intégrer toutes les données disponibles, à approximer de façon logique et fiable les données manquantes et à fournir une réponse globale. Les modèles hydrogéologiques sont basés sur des lois d’écoulement en milieu poreux utilisant comme paramètres la transmissivité (ou la perméabilité), le coefficient d’emmagasinement et des coefficients d’infiltration. Le calcul est réalisé en résolvant l’équation différentielle en tenant compte des paramètres spécifiés, des sollicitations extérieures et des conditions aux limites imposées. 1- Modélisation des écoulements souterrains : Les modèles des écoulements souterrains sont contrôlés par la distribution des perméabilités des roches et par la configuration de la surface piézométrique qui dépend de la topographie et qui est contrôlée par le climat (Tóth, 1963 ; Freeze & Witherspoon, 1967). Ainsi, les modèles d'écoulement se basent sur « l’environnement hydrogéologique », qui englobe la topographie, le climat et la géologie (Toth 1970). Objectifs de la modélisation en hydrogéologie : La modélisation hydrogéologique permet de quantifier les débits naturels transitant dans les formations aquifères et de connaître la distribution des perméabilités permettant la reconstitution de la piézométrie et ce dans le but d’une meilleure compréhension du fonctionnement hydrodynamique du système. 122 2- Mise en place du modèle de la nappe mioplioquaternaire du Haouz : Le modèle mis en place concerne la nappe phréatique du mioplioquaternaire, qui constitue la principale ressource en eau de la région. L’objectif de cette modélisation est une quantification des débits naturels transitant dans la nappe et la détermination de ces caractéristiques hydrodynamiques. Ceci dans le but de proposer un schéma global du fonctionnement de l’aquifère mioplioquaternaire. Dans un premier temps, on a reproduit le modèle réalisé en 1971 en régime permanent. Suivi d’une seconde phase, qui vise la mise à jour du modèle en régime permanent, en intégrant les données hydrogéologiques acquises depuis cette date. 2.1- Le modèle retenu : On a utilisé le programme de modélisation MODFLOW, développé par l’USGS (McDonald et Harbaugh, 1988) sous la version 2.81 qui fonctionne sur une interface en Visual Basic : Visual Modflow (Waterloo Hydrogeologic, 1999). C’est un modèle basé sur la résolution de l’équation de l’écoulement de l’eau en milieu poreux : équation de diffusivité (1) (combinaison de la loi de Darcy et de l’équation de continuité) par la méthode des différences finies. C’est une équation aux dérivées partielles caractérisant l’écoulement des eaux souterraines en trois dimensions à densité constante et en milieux poreux (équation de diffusivité). ∂ ∂h ∂ ∂h ∂ ∂h ∂h K xx + K yy + K zz − W = S s ∂x ∂x ∂y ∂y ∂z ∂z ∂t (1) Kxx , Kyy, et KZZ sont les conductivités hydrauliques suivant les axes x, y, et z. h : la charge. W : les débits injectés ou pompés. S : l’emmagasinement spécifique. T : le temps La résolution de l’équation de diffusivité nécessite la discrétisation spatiale du milieu étudié. Le nombre et la taille des mailles dépendent de la précision attendue et de la nature des données sources (nombre, distribution et qualité). La piézométrie est alors calculée au centre de chaque maille tout en tenant compte des paramètres hydrodynamiques (conductivité 123 hydraulique et porosité), des conditions aux limites (potentiel ou flux imposé…) et des conditions de recharge (infiltration, éventuels pompages….). Chaque simulation se déroule alors en trois phases principales : • Entrée de données telles que les mailles mortes afin de fixer les contours du modèle, suivi par les transmissivités de chaque nœud… • L’étape suivante concerne le calcul qui est effectué en se basant sur les méthodes itératives. Les lois fondamentales de l’hydrodynamique sont appliquées à chaque maille et le calcul est mené d’une maille à l’autre par approximations successives de manière itérative. Partant d’un état initial des charges dans les mailles, on les recalcule les unes après les autres plusieurs fois en tenant compte des charges des mailles voisines et des conditions de débit, de l’infiltration et des charges imposées dans certaines mailles situées en limite. Les itérations sont arrêtées lorsqu’on obtient une quasi stabilisation des charges calculées dans toutes les mailles. • La dernière étape concerne la sortie et l’interprétation des résultats du modèle. 2.2– Les données disponibles : Les plus anciennes mesures piézométriques proviennent de l’enquête effectuée en 1971 en marge des travaux de modélisation de la nappe menés par Bernert et al. (1972). Pour rendre ces données plus exploitables pour notre modélisation, on les a saisies à partir de leur support papier et on a procédé par la suite à leur traitement. En 1986, une deuxième enquête, non systématique, a été réalisée en vue d’une mise à jour du modèle sus-cité. En 1998, une base de données a été élaborée par Razoki (Razoki, 2001), regroupant les différentes classes de données disponibles à l’Agence du Bassin Hydraulique du Tensift (ABHT). Elle rassemble les mesures piézométriques, les caractéristiques hydrodynamiques, les coupes géologiques des forages et les prélèvements par pompages. En 2002, une enquête a été réalisée par l’Agence du Bassin Hydraulique du Tensift, au cours de laquelle le niveau piézométrique d’un certain nombre de points d’eau a été mesuré. 124 2.3– Mise en modèle de la zone d’étude : 2.3.1 – Discrétisation spatiale du milieu : Les équations hydrodynamiques en milieu souterrain sont des équations différentielles fortement non linéaires difficiles à résoudre avec les moyens analytiques habituels. Pour cela, on utilise des méthodes numériques nécessitant une discrétisation spatiale du milieu étudié. Le système aquifère est alors découpé en réseaux de mailles constituant les lignes et les colonnes. La taille des mailles dépend de plusieurs facteurs tel que : la précision souhaitée sur les calculs, le nombre et l’éloignement des singularités (puits) ….. La géométrie du maillage utilisé pour notre étude est basée sur des mailles carrées de la même taille, que l’on ajuste par des lignes et des colonnes entières. Pour chaque maille, le calcul se fait en un point appelé nœuds. Ici la schématisation retenue est celle des nœuds centrés (fig. 5.1). Figure 5. 1 : Exemple de discrétisation du milieu La schématisation hydraulique adoptée est alors celle de Darcy-Dupuits : les pertes de charges sont proportionnelles aux débits et la distribution des pressions dans chaque couche est hydrostatique (écoulements sub-horizontaux). Le maillage : Le modèle couvre une superficie de 4 500 km2 (fig. 5.2). Le maillage de la zone inclus des cellules Inactives (mailles mortes) et consiste en un rectangle de 120 Km de long, sur 68 Km de large. Avec un maillage kilométrique, le nombre total de mailles est 8349 dont 3202 mailles actives. 2.3.2- Les conditions aux limites : description géographique et hydraulique : • Limites géologiques du modèle : La nature des limites est fondamentale pour la réalisation du modèle. Elle se doit de refléter 125 Figure 5. 2 : Maillage du modèle et son positionnement. Figure 5. 2 : Maillage du modèle et son positionnement. 126 une réalité hydrogéologique sans trop contraindre le modèle. Les conditions aux limites imposées se situent en périphérie du modèle (Fig.5.2) et sont à flux ou à potentiel imposé. Elles correspondent ainsi au fonctionnement hydrogéologique et nous permettent de mieux contrôler les débits entrant et sortant. Ces conditions aux limites externes sont : -Limites perméables • La partie orientale des Jbilet (Alimentation de la nappe par l’eau issue des quartzites du primaire) • Les calcaires aquifères au Sud (Haut Atlas) ; • La limite sud est du Haouz oriental, correspondant à la région du Demnat ; • Entrée au niveau de l’oued Zat représenté au niveau de deux mailles. Entrée au niveau de Tamsloht ; • Limite de drainage de la nappe à l’aval de l’oued N’fis ; • La limite Nord du modèle correspond à l’oued Tensift, est représente une limite de drainage -Limites étanches : sont représentées par : • Les formations houillères du haut Atlas au sud ; • Les assises Crétacés de la région d’Ait ourir avec un pendage vers le sud empêchant l’entrée directe des eaux dans la nappe. 2.3.3- La géométrie du réservoir : La géométrie du réservoir définit la couche contenue entre le toit et le mur. Elle est caractérisée par la nature géologique et l’épaisseur de l’aquifère. Ces deux paramètres conditionnent la transmissivité et par conséquent le sens de l’écoulement. 2.3.3.1- Cartographie du toit de l’aquifère moi-plioquaternaire : Pour toute modélisation, la connaissance de la surface de l’aquifère est nécessaire. Puisque la nappe est libre à l’échelle de la zone d’étude, la limite supérieure de l’aquifère correspond donc à la surface du sol et non pas la profondeur de la nappe par rapport au sol, et ne présente pas une grande importance hydraulique tant que la piézométrie modélisée n’atteint pas la surface du sol... Pour cela on a interpolé la topographie de la zone en utilisant en premier lieu les altitudes mesurées sur le terrain ensuite on les a comparées avec la carte topographique et le modèle numérique de terrain. Pour avoir une hauteur du toit plus proche de la réalité on a 127 exploité les altitudes issues du modèle numérique de terrain qu’on a attribuées à chaque maille du modèle. 2.3.3.2- Cartographie du mur de la nappe phréatique : On a essayé de reconstituer avec le plus de précision la morphologie générale du mur de la nappe phréatique du Haouz afin d’estimer l’épaisseur de l’aquifère quaternaire. Au niveau de la plaine, la majeure partie des formations moi-plioquaternaires reposent sur le Primaire, il a donc été choisi comme étant le niveau lithologique le plus vraisemblable pour représenter le substratum de la nappe. La carte qu’on a utilisée a été établie à partir des informations concernant la géologie de la plaine contenues dans la base de données de Razoki (2001). L’interprétation des données des forages représentés dans cette base de donnée nous a permis d’estimer les altitudes du mur qui ont été imposées au niveau de chaque maille. Pour avoir une représentation plus simple du mur qui sera incorporé dans le modèle on a choisi 155 points bien répartis au niveau de la zone d’étude. Après interpolation par krigeage avec le logiciel Surfer3D (Golden Software Inc.), on a obtenu la carte de la figure 5.3. Cette dernière montre que le substratum de la nappe présente un relèvement progressif vers le sud et plus abrupt vers l’ouest. Figure 5. 3 : Carte 3D, des isohypses du mur de la nappe phréatique du Haouz 128 2.3.2- Carte piézométrique de la nappe phréatique du Haouz : La réalisation du calage du modèle nécessite la comparaison de niveaux calculés et de niveaux observés. C’est pour cela qu’on a élaboré notre piézométrie de référence en utilisant les mesures piézométriques sélectionnées à partir des données de la campagne de 1971 qu’on a saisies sur fichier et traité. On a aussi tenu compte des cartes piézométriques précédentes pour voir la pertinence du résultat dans notre interprétation (Fig. 5.4). L’observation des cartes piézométriques nous a permis d’imposer les différentes conditions de flux comme suit (Fig.5.4) : - Limites à flux imposé non nul représentées au niveau de la région du Demnat, de la limite sud du Haut Atlas, des entrées du Nfis de Tamsloht et des Jbilet. (Tab.5.1) - La ligne de partage des eaux souterraines à l’ouest du Haouz est considérée comme une limite à flux nul pour la nappe phréatique. Représentée par des cellules inactive qui n’entrent pas dans le calcul. Au niveau du Haouz oriental, le niveau de la nappe est en partie imposé par l’Oued Gaino et l’oued Tessaout, qui participent à l’équilibre de la nappe. Le manque de données sur la zone ne nous permet pas de quantifier les débits échangés. En comparant les altitudes des lits des oueds et la piézométrie de la nappe, on a constaté que le niveau de la nappe dans cette partie du modèle est inférieur au lit des oueds et par conséquent ces oueds alimentent la nappe. De plus, comme on ne connaît pas les flux avec lesquels le Gaino et la Tessaout rechargent la nappe, on a choisi de les représenter comme limite de potentiel et non pas comme limite de flux. Tableau 5. 1 : Limites imposés dans le modèle Flux imposés en l/s Entrée Demnat 1607 Potentiels imposés Sortie Nord du Tensift Entrée Larh 120 Potentiel du Gaino (a) Entrée Zat 180 Potentiel du Tessaout (b) 930 Potentiel Lakhdar ( c) 100 Drain au niveau de oued Nfis (1) 480 Drain au niveau de oued Lahjar (2) Entrée Tamesloht 75 Drain au niveau de oued Rdat (3) Entrée Nfis 940 Entrée Jbilet 145 Ourika Entrées Sud à partir Centre du Haut Atlas Rheraya Conditions de Flux nul au niveau des autres limites 129 (m) 155000 (a) Figure 5. 4 : Carte piézométrique de la nappe du Haouz état 1971 150000 Jbile t 145000 (c) 140000 (b) JBILET 135000 nat Dem 130000 Tensift 125000 (3) (1) (2) 120000 Larh 115000 ir ur ) o t t Ai (Za 110000 105000 Isopièzes équidistance 10 m Limites à Flux imposés non nul N'fis 100000 HA UT 95000 A Tamesloht 90000 AS L T Limite à Potentiel imposé Potentiels imposés internes Drain 10 Km 0 Haut Atlas 220000 230000 240000 250000 260000 270000 (m) 280000 290000 300000 310000 Figure 5.4 : Carte piézométrique de la nappe du Haouz état 1971 320000 330000 340000 130 2.3.3- Conditions de flux internes : Dans le modèle, les conditions de flux internes sont exprimées en terme de : • Débits sortant négatifs de l’ordre de 3799 l/s, correspondant aux prélèvements par pompages au niveau de la zone (Fig 5.5) (Annexe 1). • Débits entrants positifs correspondant au retour des eaux d’irrigation et à l’alimentation au niveau des lits des oueds, avec une valeur totale d’environ 5187 l/s (Fig 5.5) (Annexe 1). 2.4- Résultat de la reconstitution du modèle de 1971 : La reconstitution du modèle de 1971 a nécessité la prise en compte de l’ensemble des paramètres et des conditions influençant le comportement hydrodynamique de la nappe tels que : la perméabilité, les pompages qu’il a fallut saisir à partir des tables sur papier, réalisées lors de l’enquête de 1971, les injections….comme cité ci-dessus Ainsi, on a essayé d’établir le calage du modèle en se rapprochant le plus possible des mesures de terrain. Pour ce faire, on a imposé progressivement les diverses conditions aux limites, les débits entrant et sortant de la nappe ainsi que les paramètres physiques (perméabilité et coefficient d’infiltration) et ce afin de voir l’impact de chaque facteur sur l’évolution de la nappe. 2.4.1- Calage des perméabilités : Les premières simulations ont été tournées avec des caractéristiques physiques homogènes. On a ensuite changé les perméabilités progressivement. Au bout d’une vingtaine de simulations, on a pu ajuster les perméabilités qui sont extrêmement hétérogènes et varient entre 2.8 10-6 et 10-3 m/s pour le Haouz central et entre 7.10-5 et 5.10-3 m/spour le Haouz oriental. La distribution des valeurs de perméabilité est représentée sur la figure 5.6. Elle concorde avec les propriétés lithologiques du réservoir. Ainsi les meilleures perméabilités sont présentées au niveau du Haouz oriental. Ceci peut être expliqué par la réduction des silts imperméables du Permotrias et le débouchement de l’aquifère liasique dans les alluvions plioquaternaires (Sinan 1986). 131 Figure 5. 5 : Imposition des pompages et des injections au niveau de la zone d'étude. 132 Figure 5. 6 : Répartition des perméabilités au niveau de la zone modélisée du Figure 5.6 : Répartition des perméabilités obtenue par calage au niveau de la zone modélisée du Haouz 133 Au niveau du Haouz central, les perméabilités varient entre 2.8 10-6 et 10-3 m/s avec les plus fortes valeurs observées au niveau des lits des oueds. Elles atteignent 10-3 m/s au niveau de la rive gauche du Nfis où il y a une accumulation d’une grande épaisseur d’alluvions. La répartition des paramètres statistiques de la perméabilité calculée au niveau du Haouz par Sinan (2000) à partir du rapport de la transmissivité déterminée par des pompages d’essai et de l’épaisseur des lentilles perméables, a montré que la perméabilité au niveau de la plaine du Haouz varie entre 4.10-6 et 5.5 10-3 m/s avec une moyenne de 10-3 m/s dans le Haouz oriental et de 4.4 10-4 m/s au niveau des alluvions du Haouz central. En comparant ces valeurs avec celles trouvées lors du calage, on constate que ces dernières appartiennent à l’intervalle déterminé par Sinan (2000) avec l’existence toutefois d’une zone dont la perméabilité atteint 6. 10-3 m/s au niveau du Haouz oriental et d’une zone de très faible perméabilité 2.8 10-6 m/s au sud du Haouz central. 2.4.2- Calage de la piézométrie : L’analyse des résultats obtenus au terme des différentes simulations montre que la répartition des charges piézométriques, est proche de la piézométrie de référence (Fig. 5.7). Le modèle ainsi élaboré reproduit la totalité du fonctionnement du système aquifère : • Les grands traits de la piézométrie sont respectés avec un écoulement général vers le Nord ouest au Haouz central. Au Haouz oriental, une ligne de partage d’eau s’individualise différenciant un écoulement vers le Tensift et un deuxième vers l’Oued Gaino. • Les gradients hydrauliques montrent une bonne répartition spatiale avec des valeurs fortes au Sud au piémont du haut Atlas, moyennes à faibles au Haouz central et faibles au Haouz oriental. • La corrélation entre les niveaux statiques calculés et observés accuse un décalage moyen d’environ 10 m au niveau de la partie nord ouest da la zone Nfis et au centre du Haouz central. • Les débits enregistrés au niveau des différentes limites sont plausibles et correspondent aux apports des bassins versants voisins. 134 Figure 5. 7 : Carte des charges hydrauliques calculées par modèle (m) 155000 150000 145000 140000 JBILET 135000 130000 125000 120000 115000 Isopièzes équidistance 20 m 110000 Courbe isopièze calculée 105000 Courbe isopièze de référence 100000 Sens de l'écoulement 0 95000 ATLAS HAUT 90000 10 Km (m) 220000 230000 240000 250000 260000 270000 280000 290000 300000 Figure 5.7 : Carte des charges hydrauliques calculées par modèle 310000 320000 330000 340000 135 2.4.3 – Bilan de la nappe pour l’état de 1971 : Le bilan du système se stabilise aux environs de 9200 l/s en entrée comme en sortie. Les entrées aux limites du modèle sont de l’ordre de 4495 l/s. Le déficit du bilan de l’ordre de 200 l/s, d’où un écart de -2.4%. 2.5- Actualisation du modèle : 2.5.1- Piézométrie : La piézométrie permet d’apprécier le comportement global de la nappe dans le temps et d’avoir une vision plus générale dans l’espace. La carte piézométrique utilisée représente l’état de 2002 au niveau de la zone d’étude (Fig.5.8) et les points de mesure correspondent en bonne partie à des puits non équipés. 2.5.2- Conditions aux limites : Les conditions aux limites du modèle sont représentés par : • L’alimentation de la nappe qui provient essentiellement des retours des eaux d’irrigation (seguias et périmètres), de l’infiltration des eaux de crues dans les lits des oueds à leur entrée dans la plaine et de l’infiltration des eaux de ruissellement au niveau du piémont atlasique ; • Etant donné que les débits de recharge ne sont pas connus avec précision au niveau des limites d’alimentation et que leur contribution dans le bilan n’est pas très bien déterminée, on a donc envisagé de les imposer sous forme de potentiel ; • Les prélèvements de la nappe représentant les pompages ; • Les tronçons aval des oueds Nfis, Lahjar et R’dat sont imposés en condition de drainage. 2.5.2.1- Alimentation de la nappe par retours des eaux d’irrigation : L’irrigation au niveau du Haouz se fait par des seguias soit au niveau des périmètres irrigués ou au piémont de l’Atlas au niveau des oueds R’dat, Zat, Ourika et Rheraya. (Annexe.2) 136 Figure 5. 8 : Carte piézométrique de la nappe du Haouz état de 2002 (m) 150000 145000 140000 JBILET 135000 130000 125000 120000 115000 110000 105000 Isopièzes équidistance 10 m Sens de l'écoulement 0 10 Km 100000 ATLAS HAUT 95000 90000 220000 230000 240000 250000 260000 270000 280000 290000 300000 310000 Figure 5.8 : Carte piézométrique de la nappe du Haouz, état de 2002. 320000 330000 340000 137 Cette alimentation est imposée dans le modèle sous forme de zones d’infiltration (Fig. 5.9) : - Périmètres irrigués : sont représentés par les secteurs suivants la Tessaout amont, le secteur Nfis, le secteur R3, le secteur Z 1, le secteur H2 et la ceinture verte (CV). Les eaux irriguant le périmètre de la Tessaout amont proviennent des lâchers du barrage Moulay Youssef avec un débit de l’ordre de 3330 l/s. En plus des eaux provenant du barrage lalla Takerkoust, le secteur Nfis reçoit les eaux transférées via le canal de Rocade, à partir du barrage My Hassan 1er et My Youssef, avec un débit de l’ordre de 7349 l/s. Le coefficient d’infiltration adopté au niveau des deux zones est de l’ordre de 25%. Il a été imposé après plusieurs essais en commençant par le coefficient 33% déterminé par Razoki (2001). Les autres secteurs sont irrigués par transfert des eaux de surface provenant essentiellement du Barrage My Hassan 1er via le canal du Rocade. Les débits imposés sont résumés dans le tableau ci-dessous (Tab. 5.2). Tableau 5. 2 : Flux de recharge imposés au niveau des périmètres irrigués par les lâchers de barrages Débits Lâchers pour Coefficient l’irrigation d'infiltration infiltrés (l/s) utilisé (l/s) Secteurs irrigués Tessaout Barrage Amont My youssef Barrage MY Hassan 1er et Barrage Sidi Driss Débits infiltrés (mm/an) Nombre de Débit mailles par par maille zones (mm/an) 3330.34 28% 932.49 29407.13 520 56.55 R3 237.52 25% 59.38 1872.60 37 50.61 Z1 95.01 25% 23.75 749.04 40 18.73 H2 190.01 25% 47.50 1498.08 56 26.75 CV 47.50 25% 11.88 374.52 23 16.28 N'fis rive droite 4180.33 25% 1045.08 32957.69 247 133.43 1767.80 25% 441.95 13937.36 206 67.66 830.87 23% 191.10 6026.51 94 64.11 N'fis rive Barrage droite lalla Takerkoust N'fis rive gauche - Les autres zones de recharge sont représentées par les secteurs irrigués par les seguias provenant des oueds de l’Atlas. Au niveau de la zone d’étude on cite : la zone de la Rheraya, de l’Ourika, du Zat et du Rdat (Tab.5.3). Les coefficients d’infiltration utilisés au niveau de 138 ces secteurs sont les mêmes que ceux déterminés en 1971 (Bernert et Prost, 1972), avec une légère modification pour le secteur du Rdat et du Zat adoptée pour se rapprocher de la piézométrie mesurée. Tableau 5. 3 : Flux imposés au niveau des périmètres irrigués par les seguias des oueds Atlasiques Zones irriguées Apport des oueds (l/s) débits infiltrés (mm/an) nombre de mailles par zones débit par maille (mm/an) R'dat 1965.48 23% 452.06 14256.14 85 167.72 Cône du zat 1 198.71 34% 67.56 2130.67 8 266.33 Cône du zat 2 477.40 34% 162.32 5118.80 13 393.75 Cône du zat 3 284.74 34% 96.81 3053.09 25 122.12 Oued zat 412.43 23% 94.86 2991.46 117 25.57 Ourika 1794.33 23% 412.69 13014.76 114 114.16 Rheraya 852.66 44% 375.17 11831.38 72 164.32 Zat Coefficient débits d'infiltration infiltrés utilisé (l/s) 2.5.2.2- Pompages: Pour imposer les pompages au niveau de la zone d’étude, il a fallu procéder par étapes. En premier lieu, on a inventorié tous les pompages présents au niveau de la plaine. Pour ce faire, on a eu recours aux fichiers des autorisations issus de l’ABHT de l’ORMVAH et de la DRPE. Après traitement et analyse des ces fichiers, 9212 pompages on été recensés au niveau de la zone modélisée. Par la suite, on a rassemblé les pompages présents au niveau de chaque maille (maillage kilométrique). On a donc imposé pour le Nfis 532 pompages, le Haouz central 1061 pompages et le Haouz oriental 301 pompages (Fig. 5.10). Les débits pompés imposés au niveau de la zone d’étude sont calculés en utilisant les formules d’interpolation déterminées par Razoki (2001) (Tab.5.4). Le débit total imposé étant de l’ordre de 370 Mm3/an (le débit imposé au niveau de chaque maille est représenté en Annexe 3). 139 Figure 5.9 : Zones de recharge imposées au niveau du modèle Figure 5. 9 : Zones de recharge imposées au niveau du modèle 140 Figure 5. 10 : Répartition des pompages imposés dans le modèle (m) 154000 149000 144000 139000 JBILET 134000 129000 124000 119000 114000 109000 Pompages par zone: 104000 99000 Secteur N'fis Haouz Central Haouz Oriental 0 10 Km ATLAS HAUT 94000 89000 218000 228000 238000 248000 258000 268000 278000 288000 298000 308000 141 Figure 5. 10 : Répartition des pompages imposés dans le modèle 318000 328000 (m) 338000 Tableau 5. 4 : Débits pompés imposés au niveau de la plaine Secteurs Débits autorisés m3/jour Débits autorisés (Qa) l/s Formules d’interpolations (Razoki 2001) Débit interpolé (l/s) Débit interpolé (Mm3/an) Nfis 548330.95 6346.42 (Qa*0.7752)-1691.5 3228.25 101.81 821099.89 9503.47 (Qa*0.7577)-1133.9 6066.88 191.33 120385.71 1393.35 0.00008* Qa 2.3802 2435.48 76.81 Haouz central Haouz oriental 2.5.2.3- Perméabilité: La répartition des perméabilités est celle correspondante au calage qu’on a établi pour l’état 1971. 2.5.3- Résultats et discussion : Pour l’actualisation du modèle, on a rassemblé les données relatives à l’année 2002 au niveau de la zone modélisée ainsi que le maximum de connaissances acquises depuis plusieurs années et qui concerne les pompages et les apports d’eau de surface. Par la suite, on a essayé de voir l’impact de différents paramètres (entrées et sorties) sur la nappe, en régime permanent. Le bilan calculé du système est de l’ordre de 14000 l/s avec un déficit d’environ 290 l/s. D’où un coefficient de divergence de -2.1%. Les entrées aux limites sont acceptables, d’environ 8740 l/s avec une exception au niveau de l’entrée du Haut Atlas où on a une entrée de 2700 l/s qui est très supérieure a celle calculée pour l’année 1971. Par contre, la piézométrie au niveau de la partie sud du Haouz est restée presque stable. 3-Conclusion : La modélisation de la nappe du Haouz nous a permis d’établir une carte piézométrique calculée, après calage du modèle, montrant un schéma de fonctionnement du système avec écoulement général vers le Nord ouest au Haouz central et l’individualisation d’une ligne de 142 partage des eaux au Haouz oriental qui différencie un écoulement vers le Tensift et un deuxième vers l’Oued Gaino. Aussi, la modélisation de la nappe a permis de préciser certains paramètres comme la perméabilité qui varie entre 2.8 10-6 et 10-3 m/s dans le Haouz central et 7 10-5 et 5 10-3 dans le Haouz oriental et les taux de recharge. L’analyse des bilans résultants, montre que les débits qui s’échangent dans la nappe du Haouz ont augmenté de 9200 l/s en 1971 à 14000l/s en 2002. Ceci peut être du à l'accroissement des débits transitant dans la nappe. 143 CONCLUSION GENERALE 144 Conclusion générale La plaine du Haouz s’étend sur une superficie de 6000 Km² entre le massif montagneux de faible altitude des Jbilets au Nord et la chaîne du Haut Atlas s’élevant entre 3000 et 4000 m et culminant au Toubkal à 4165 m au sud. L’analyse des paramètres climatiques a montré une distribution assez hétérogène des précipitations d’une année à l’autre, avec une moyenne allant de 170 mm/an au niveau de la plaine à 300 mm/an plus au Nord. Les températures de la zone sont de l’ordre de 39°C avec des variations journalières assez importantes pouvant aller de 5 et 35°C. Le réseau hydrographique est représenté par une multitude de cours d’eau rassemblé en deux systèmes : le Tensift et le Tessaout – Lakhdar. Ces derniers sont caractérisés par un écoulement faible et intermittent avec des variations saisonnières importantes. L’irrégularité des écoulements des eaux de surface dans le temps et l'espace, entraîne une limitation des ressources en eau et l’orientation vers une exploitation plus importante des eaux souterraines, avec des risques de tarissement qui affectent la durabilité de l’activité économique afférente à cette ressource. Une gestion rationnelle de la nappe s’impose et passe par la connaissance des différents flux entrant et sortant. Ainsi, notre travail a visé la détermination de ces termes. Les résultas essentiels acquis peuvent être résumé comme suit : L’imagerie satellitaire nous a permis d’estimer les volumes d’eau pompés à partir de la nappe. Pour ce faire, nous avons établi une carte d’occupation du sol par la classification supervisée de trois images landsat acquises à trois dates différentes. Cette carte nous a permis d’avoir une idée globale sur la répartition des différentes classes (arbres, annuelles, arbres + annuelles et sol nu) et de localiser les différentes cultures irriguées. La détermination des surfaces occupées par chaque classe nous a permis d’estimer les consommations totales à partir des besoins en eau standard des cultures (méthode FAO). En soustrayant les volumes d’eau de surface attribués par l’office Régional de Mise en Valeur Agricole pour l’irrigation gravitaire au niveau de la plaine, nous avons pu estimer le volume d’eau moyen pompé pour l'irrigation à 409 Mm3. L’utilisation des techniques isotopiques nous a permis de mieux comprendre les processus de recharge du système du Haouz. L’analyse des teneurs en isotopes stables (18O et 2H) des eaux 144 de la nappe phréatique du Haouz indique que ces eaux sont issues de pluies tombées en altitude et n'ayant pas subies de fortes reprises évaporatoires avant infiltration. Ceci confirme que l'infiltration diffuse de la pluie tombée dans la plaine ne joue pas de rôle significatif dans l'alimentation de la nappe. La recharge provient donc de l'infiltration rapide de la pluie sur les formations éocènes et crétacées du Haut Atlas central à des altitudes comprises entre 1300 à 1900 m et sur les calcaires et marno-calcaires liasiques du Haouz oriental entre 1200 et 1600 m. Les teneurs en ions majeurs reflètent bien le transit dans ces niveaux, même si elles peuvent ensuite être modifiées lors du séjour dans l'aquifère de la plaine. L'infiltration directe de l'eau des oueds à leur arrivée dans la plaine est l'autre source essentielle de recharge de la nappe du Haouz. La réalisation d’un système d’information géographique nous a permis d’élaborer un support cartographique à partir des cartes géologiques, hydrogéologiques, piézométrique, du modèle numérique de terrain, d’images satellitaires…. Il nous a aussi permis d’effectuer une caractérisation de la variation spatiale des potentialités de la nappe à partir d’un nombre important de données alphanumériques (comme l’évolution du niveau piézométrique dans l’espace et dans le temps). Les thèmes contenus dans ce système géographique se complètent et présentent différentes possibilités de transfert d’import et d’export. Pour une meilleure connaissance des mécanismes hydrauliques, on a eu recours à la modélisation. Dans un premier lieu, on a établi un modèle en régime permanent pour l’année 1971. Par la suite, un jeu de données cohérent a été mis en évidence et nous a permis d’avoir un calage satisfaisant avec une piézométrie calculée assez proche de celle mesurée et une configuration montrant un écoulement général de la nappe vers le nord ouest dans le Haouz central et une ligne de partage des eaux dans le Haouz oriental. Cette étape de la modélisation nous a aussi permis d’élaborer une carte des perméabilités de l’aquifère. Le bilan du système s’est stabilisé aux environs de 9200 l/s en entrée comme en sortie. Cette première phase de modélisation a servi comme base pour l’actualisation du modèle en intégrant les nouvelles données acquises. Dans ce sens, nous avons actualisé la base de données existante, par les nouvelles informations acquises depuis 1971 jusqu’à 2002. Pour la continuité du travail effectué dans le but d’estimer les prélèvements de la nappe par imagerie satellitaire, il conviendrait d’améliorer la carte d’occupation du sol en utilisant des images satellitaires avec des résolutions inférieures à 30 mètres, dans le but d’avoir une répartition plus précise et pourquoi pas différencier entre les cultures constituant chaque 145 classe. Ceci permettra de connaître la consommation exacte en eau des surfaces irriguées et par la suite de déterminer la quantité d’eau souterraine à apporter en plus des eaux de surfaces. Aussi, sachant que notre étude a été essentiellement orientée vers la connaissance des aires de recharges, il faudra effectuer un suivi isotopique pour préciser l’âge des eaux (isotopes radioactifs 3H et 14C) et leurs transits. Il faudra aussi établir une modélisation en régime transitoire pour mettre en place des scénarios prévisionnels et intégrer ces résultats dans le SIG élaboré pour donner un modèle complet de gestion des ressources en eau dans la plaine du Houz. 146 REFRERENCES BIBLIOGRAPHIQUES i Références bibliographiques Abourida A., Er-rouane S., Chehbouni G., Cheggour A. (2004). Rôle hydrogéologique du Jurassique inférieur au niveau du Haouz oriental (Maroc central). Deuxième colloque sur le Jurassique Marocain. Marrakech. Maroc. Allen R.G., Peirera L.S., Raes D., Smith M. (1998). Crop evapotranspiration, Guidelines for computing crop water requirements : FAO Irrigation and drainage. paper 56. Rome : FAO. 465 p. M-56. ISBN 92-5-104219-5. Ambroggi R. & Thuile G. (1952). Haouz de Marrakech. XIXeme Cong. Géol. International morphologies régionales. 3émé série, Maroc, N° 4, hydrologie du Maroc. Aranyossy (1989). 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CR Géosciences 334 (7), 469-474. viii Annexe 1 ix Injections imposées en 1971 N° X Y débit (m) (m) (l/s) Injection Nord Ouest débit (m3/j) NO1 NO2 NO3 NO4 NO5 NO6 NO7 NO8 NO9 NO10 222 225 235 235 237 240 242 244 247,1 247,35 23,8 81 75 107,1 100 70 75 120 60 120 2056,32 6998,4 6480 9253,44 8640 6048 6480 10368 5184 10368 NE1 NE2 NE3 NE4 NE5 NE6 255,9 255,9 257 261,95 265,95 267,9 17 185 137 137 50 35 1468,8 15984 11836,8 11836,8 4320 3024 Or1 Or2 Or3 Or4 Or5 Or6 302500 305500 313900 316000 318200 320000 R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 R8 R9 R10 R11 R12 R13 R14 R15 R16 R17 R18 R19 243500 245500 247500 249500 251500 253500 253500 255500 255500 255500 255500 257500 257500 257500 257500 259500 259500 259500 261500 117 110 122,75 111 116 113 118 120,85 115 120,85 Injection Haouz Oriental 118500 119500 146000 148000 151000 144000 44 53 26 42 105 53 3801,6 4579,2 2246,4 3628,8 9072 4579,2 20 20 20 20 5 15 10 150 240 80 30 5 20 20 20 10 20 10 5 1728 1728 1728 1728 432 1296 864 12960 20736 6912 2592 432 1728 1728 1728 864 1728 864 432 Injections Rheraya 99500 99500 99500 99500 99500 97500 99500 93500 95500 97500 99500 93500 95500 97500 99500 97500 99500 101500 99500 X (m) Y (m) débit (l/s) débit (m3/j) Injections Ourika Injection Nord Est 114 110 116,85 119 111,95 115,9 N° O1 O2 O3 O4 O5 O6 O7 O8 O9 O10 O11 O12 O13 O14 O15 O16 O17 O18 O19 O20 O21 O22 O23 O24 O25 O26 O27 O28 O29 O30 267500 267500 269500 269500 269500 269500 271500 271500 271500 271500 271500 271500 273500 273500 273500 273500 273500 273500 273500 275500 275500 275500 275500 275500 275500 275500 277500 277500 277500 279500 101500 103500 97500 99500 101500 103500 93500 95500 97500 99500 101500 103500 93500 95500 97500 99500 101500 103500 105500 93500 95500 97500 99500 101500 103500 105500 101500 103500 105500 103500 4 8 15 61 16 16 16 64 62 76 54 16 32 64 62 76 54 16 8 16 32 62 76 54 16 8 54 16 8 8 345600 691200 1296000 5270400 1382400 1382400 1382400 5529600 5356800 6566400 4665600 1382400 2764800 5529600 5356800 6566400 4665600 1382400 691200 1382400 2764800 5356800 6566400 4665600 1382400 691200 4665600 1382400 691200 691200 x Injections imposées en 1971 N° X (m) Y (m) débit (l/s) débit (m3/j) N° Injections au cône1 du Zat Z1 1 Z1 2 Z1 3 Z1 4 Z1 5 Z1 6 Z1 7 Z1 8 284500 284500 284500 285500 285500 285500 286500 286500 Z2 1 Z2 2 Z2 3 Z2 4 Z2 5 Z2 6 Z2 7 Z2 8 Z2 9 Z2 10 Z2 11 Z2 12 Z2 13 279500 280500 280500 281500 281500 281500 282500 282500 282500 283500 283500 283500 284500 Z3 1 Z3 2 Z3 3 Z3 4 Z3 5 Z3 6 Z3 7 Z3 8 Z3 9 Z3 10 Z3 11 Z3 12 Z3 13 Z3 14 Z3 15 Z3 16 Z3 17 Z3 18 Z3 19 Z3 20 Z3 21 Z3 22 Z3 23 Z3 24 278500 278500 279500 279500 279500 279500 279500 280500 280500 280500 280500 280500 281500 281500 281500 281500 281500 282500 282500 282500 282500 283500 283500 284500 110500 112500 113500 111500 112500 113500 109500 113500 20,5 20,5 20,5 20,5 20,5 20,5 20,5 20,5 1771,2 1771,2 1771,2 1771,2 1771,2 1771,2 1771,2 1771,2 Injections au cône1 du Zat 111500 111500 112500 111500 112500 113500 111500 112500 113500 111500 112500 113500 111500 30,31 30,31 30,31 30,31 30,31 30,31 30,31 30,31 30,31 30,31 30,31 30,31 30,31 2618,6 2618,6 2618,6 2618,6 2618,6 2618,6 2618,6 2618,6 2618,6 2618,6 2618,6 2618,6 2618,6 X (m) Y (m) débit (l/s) débit (m3/j) Injections au niveau des zones alimentés par les seguias de l'oued Zat ZS1 ZS2 ZS3 ZS4 ZS5 ZS6 ZS7 ZS8 ZS9 ZS10 ZS11 ZS12 ZS13 ZS14 ZS15 ZS16 ZS17 ZS18 ZS19 ZS20 275500 275500 277500 277500 277500 277500 277500 279500 279500 279500 279500 279500 281500 281500 281500 283500 283500 283500 285500 285500 113500 115500 111500 113500 115500 117500 119500 111500 113500 115500 117500 119500 115500 117500 119500 115500 117500 119500 115500 117500 4 4 5 4 8 8 2 4 10 10 12 8 15 12 6 21 21 10 30 23 345,6 345,6 432,0 345,6 691,2 691,2 172,8 345,6 864,0 864,0 1036,8 691,2 1296,0 1036,8 518,4 1814,4 1814,4 864,0 2592,0 1987,2 Injections au cône1 du Zat 107500 108500 106500 107500 108500 109500 110500 105500 106500 107500 108500 110500 106500 107500 108500 109500 110500 107500 108500 109500 110500 109500 110500 109500 9,40 9,40 9,40 9,40 9,40 9,40 9,40 9,40 9,40 9,40 9,40 9,40 9,40 9,40 9,40 9,40 9,40 9,40 9,40 9,40 9,40 9,40 9,40 9,40 812,16 812,16 812,16 812,16 812,16 812,16 812,16 812,16 812,16 812,16 812,16 812,16 812,16 812,16 812,16 812,16 812,16 812,16 812,16 812,16 812,16 812,16 812,16 812,16 xi Annexe 2 xii Apports des Barrages en 2002 en (m3/s) Barrage lalla Takesrkoust AN\MOIS Sep Oct Nov Dec 4,600 Jan Fev Mars 2001-02 0,280 0,280 0,290 2002-03 0,170 0,220 1,092 15,560 3,540 1,707 3,577 Avril Mai Juin Juillet Aout moy 1,800 0,660 0,910 15,260 3,950 2,490 0,230 0,430 2,598 2,674 1,453 1,562 0,386 1,443 2,782 Avril Mai er Barrage My Hassane 1 AN\MOIS Sep Oct Nov Dec Jan Fev Mars Juin Juillet Aout moy 2001-02 1,400 1,560 1,771 2,318 1,818 1,440 3,102 12,854 5,029 2,006 1,880 1,930 3,092 2002-03 2,282 1,955 7,114 2,793 3,753 3,109 4,555 4,579 3,876 3,023 2,472 3,058 3,547 Mars Avril Mai Barrage Sidi Driss AN\MOIS Sep Oct Nov Dec Jan Fev Juin Juillet Aout moy 2001-02 0,310 0,350 0,922 1,280 0,890 0,590 2,620 9,600 1,730 1,080 0,440 0,074 1,657 2002-03 0,444 0,187 6,917 1,677 2,147 1,104 3,775 1,215 1,680 0,168 0,000 0,000 1,610 Avril Mai Barrage My Youssef AN/MOIS Sep Oct Nov Dec Jan Fev Mars Juin Juillet Aout moy 2001-02 0,783 0,974 1,550 2,470 1,833 1,260 4,000 15,990 5,600 2,470 1,390 1,640 3,330 2002-03 1,941 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,162 xiii Apports des Seguias des Oueds en 2002 en (m3/s) Jan Fev Mars Avril Mai 5,472 4,377 1,380 0,409 9,851 4,461 1,402 0,413 Mars Avril Mai 0,558 1,167 3,719 4,505 3,919 1,998 0,118 4,412 ---------- 0,337 0,558 1,715 7,428 17,556 6,728 1,997 0,106 QT seguia 0,706 0,618 1,324 de l'ourika Oued ourika 0,714 0,689 1,334 Aghbalou Jan QT seguia de l'oued R'dat Station de l'oued Jan QT seguia Oued R'dat O. Zat Amont O. Zat Taferiat Fev Fev Juin Juillet Aout Sep Oct Nov Dec moy 0,265 0,207 1,339 2,735 2,700 1,794 0,284 0,237 1,145 2,775 2,976 2,190 Sep Oct Nov Dec moy 0,887 0,001 1,965 3,423 ---------- 1,548 13,249 0,004 4,937 Juin Juillet Aout Mars Avril Mai Juin Juillet Aout Sep Oct Nov Dec moy 0,058 0,047 0,107 5,683 1,133 0,467 0,176 0,010 0,058 0,062 3,340 0,390 0,961 0,139 0,069 0,167 7,188 1,496 0,702 0,354 0,006 0,000 0,000 4,223 2,392 1,395 0,115 0,043 0,141 7,168 1,448 0,650 0,296 0,002 0,000 0,000 4,223 2,392 1,373 xiv Annexe 3 xv Prélèvements réels interpolés au niveau du Secteur N'fis Name N1 N2 N3 N4 N5 N6 N7 N8 N9 N10 N11 N12 N13 N14 N15 N16 N17 N18 N19 N20 N21 N22 N23 N24 N25 N26 N27 N28 N29 N30 N31 N32 N33 N34 N35 N36 N37 N38 N39 N40 N41 N42 N43 N44 N45 N46 N47 N48 N49 N50 N51 N52 N53 N54 N55 N56 N57 N58 N59 X (m) Y(m) Z 219980 219800 219230 219710 219703 220565 220678 220755 220574 220013 220722 220590 220030 221955 221085 221465 221533 221693 221449 221372 221672 221306 221618 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-750,59 HC152 518 -260,52 HC153 511 -178,94 HC154 491 -76,33 HC155 483 -159,3 HC156 476 -82,42 HC157 471 -31,53 HC158 448 -38,17 HC159 445 -63,22 HC160 441 -6,08 HC161 444 -372,53 HC162 442 -1021,4 HC163 424 -395,54 HC164 409 -267,44 HC165 400 -440,84 HC166 400 -50,89 HC167 586 -25,44 HC168 574 -25,44 HC169 562 -57,53 HC170 554 -342,11 HC171 541 -25,44 HC172 529 -180,32 HC173 519 -431,05 HC174 512 -698,32 HC175 496 -357,6 HC176 486 -133,3 HC177 X (m) Y(m) 250230 250618 250396 250100 250621 250396 250397 250477 250716 250385 250255 251200 251120 251163 251260 251300 251346 251490 251258 251240 251400 251620 251100 251600 251477 251453 251601 251713 251200 251544 251225 252850 252596 252220 252235 252550 252757 252435 252292 252745 252500 252450 252703 252200 252401 252633 252965 252467 252403 252498 252572 252578 252723 252608 252604 252804 252328 252230 252293 114468 115125 117529 118100 119552 120643 121486 122311 123589 124311 125872 97100 101366 105512 106085 108100 110620 111110 112417 113533 114493 115327 116100 117501 118333 119666 120544 121334 123350 124490 125293 100300 101720 103800 104522 105738 106644 107418 108523 109473 110900 111038 112489 113400 114396 115470 116045 117520 118448 119558 120209 120709 121537 122172 122499 123680 124450 125261 126005 Z Qp/maille m3/jour 479 -76,88 475 -50,89 454 -69,14 449 -25,44 480 -6,08 450 -185,02 444 -264,39 438 -921,23 411 -357,87 400 -536,81 400 ----677 -25,44 632 -25,44 576 -50,89 567 -147,68 550 -1904,86 520 -50,89 516 -25,44 501 -2004,53 488 -91,82 481 -937 475 -76,33 462 -111,18 459 -694,28 459 -160,13 466 -394,6 442 -151,89 444 -183,25 420 -306,99 400 -76,33 400 -25,44 655 -162,62 638 -25,44 601 -41,48 597 -243,65 581 -169,53 566 -306,99 559 -278,67 548 -3199,84 535 -----519 -829,69 518 -896,07 504 -1275,4 492 -536,53 482 -101,78 476 -133,3 474 -25,44 462 -260,25 459 -223,35 450 -399,8 443 -406,71 440 -579,9 440 -363,96 437 -544 435 -437,14 413 -317,77 400 -101,78 400 -329,94 400 -50,89 xix Prélèvements réels interpolés au niveau du Haouz Central Name X (m) Y(m) Z HC178 HC179 HC180 HC181 HC182 HC183 HC184 HC185 HC186 HC187 HC188 HC189 HC190 HC191 HC192 HC193 HC194 HC195 HC196 HC197 HC198 HC199 HC200 HC201 HC202 HC203 HC204 HC205 HC206 HC207 HC208 HC209 HC210 HC211 HC212 HC213 HC214 HC215 HC216 HC217 HC218 HC219 HC220 HC221 HC222 HC223 HC224 HC225 HC226 HC227 HC228 HC229 HC230 HC231 HC232 HC233 HC234 HC235 HC236 253630 253680 253940 253170 253501 253138 253417 253300 253240 253244 253100 253369 253235 253571 253421 253238 253132 253448 254385 254940 254675 254836 254574 254100 254800 254400 254760 254775 254225 254575 254669 254453 254500 254492 254573 254231 254252 254643 254662 254635 254575 254594 255354 255520 255990 255962 255283 255577 255610 255900 255118 255392 255646 255375 255043 255100 255777 255383 255300 93845 96840 101910 105900 106486 108598 109480 111467 113400 115730 116350 118371 119456 120322 121623 122467 123683 124428 92045 93700 94884 97508 98601 101950 103800 104580 106473 107685 108875 109265 110479 111630 114425 116613 117620 118457 119489 120535 121635 122340 123391 124259 92860 95305 96100 97742 98410 99490 101608 103800 107422 108788 109368 110373 111455 112526 115518 116467 117450 780 710 641 579 569 550 537 517 494 477 472 458 448 442 438 432 412 402 815 790 755 708 685 640 611 601 570 559 547 541 525 518 486 474 467 458 448 442 438 432 416 404 800 749 734 710 693 680 647 610 560 549 541 527 519 509 480 476 470 Qp/maille m3/jour -25,44 -25,44 -373,36 -25,44 -358,43 -25,44 -3325,51 0 -1608,71 -50,89 -128,05 -242,32 -339,07 -312,79 -479,28 -197,19 -649,92 -574,7 -533,21 -128,88 -50,89 -25,44 -333,54 -4665,07 -94,58 -325,24 -50,89 -25,44 -128,05 -2336,52 -3023,61 -76,33 -25,44 -158,75 -94,58 -394,93 -210,46 -834,23 -768,4 -581,06 -127,22 -518,83 -25,44 -656,84 -25,44 -25,44 -306,99 -1615,68 -25,44 -25,44 -2449,25 -178,94 -537,64 -220,31 -50,89 -25,44 -6,08 -56,97 -9012,1 Name X (m) Y(m) Z HC237 HC238 HC239 HC240 HC241 HC242 HC243 HC244 HC245 HC246 HC247 HC248 HC249 HC250 HC251 HC252 HC253 HC254 HC255 HC256 HC257 HC258 HC259 HC260 HC261 HC262 HC263 HC264 HC265 HC266 HC267 HC268 HC269 HC270 HC271 HC272 HC273 HC274 HC275 HC276 HC277 HC278 HC279 HC280 HC281 HC282 HC283 HC284 HC285 HC286 HC287 HC288 HC289 HC290 HC291 HC292 HC293 HC294 HC295 255375 255438 255392 255511 255403 255306 255204 256875 256417 256208 256730 256195 256908 256565 256250 256250 256367 256436 256100 256328 256828 256317 256493 256600 256493 256577 256677 256200 256362 256502 256465 256485 256432 256229 257386 257293 257667 257368 257158 257100 257335 257970 257300 257310 257458 257396 257320 257100 257350 257660 257780 257525 257546 257415 257574 257392 257186 257270 257398 118415 119404 120455 121433 122373 123698 124360 93312 95717 96265 97783 98530 99590 102683 103760 105830 106552 107218 108100 110210 111483 112335 113432 115800 116572 117361 118483 119800 120310 120696 121266 122420 123471 124175 92195 92534 93321 94420 95100 96160 98572 99880 101400 105200 106606 107431 108520 111100 112745 113735 115100 116603 117447 118390 119737 120496 121450 122349 123100 461 451 442 440 433 415 406 791 748 732 708 696 677 632 609 581 568 562 557 531 520 513 499 480 477 473 464 450 446 444 441 436 423 412 811 804 798 768 760 739 687 667 644 589 567 560 553 524 511 499 485 479 475 467 455 448 442 440 432 Qp/maille m3/jour -235,91 -267,44 -587,42 -869,24 -613,14 -82,42 -2612,97 -50,89 -76,88 -132,2 -153,49 -80,76 -337,41 -153,49 -128,05 -2323,91 -288,35 -460,48 -25,44 -25,44 -108,41 -178,94 -136,62 -25,44 -50,89 -358,98 -203,72 -956,91 -477,07 -571,38 -732,34 -312,24 -420,93 -50,89 -196,08 -399,19 -51,44 -127,22 -25,44 -25,44 -25,44 -25,44 -25,44 -50,89 -754,19 -703,3 -276,56 -191,38 -25,44 -153,49 -25,44 -421,21 -2328,66 -228,99 -271,59 -1393,77 -286,13 -414,02 -101,78 Name HC296 HC297 HC298 HC299 HC300 HC301 HC302 HC303 HC304 HC305 HC306 HC307 HC308 HC309 HC310 HC311 HC312 HC313 HC314 HC315 HC316 HC317 HC318 HC319 HC320 HC321 HC322 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621 605 Qp/maille m3/jour -459,65 -313,07 -638,86 -240,22 -582,66 -246,69 -516,62 -1909,28 -102,33 -127,22 -50,89 -25,44 -178,94 -409,59 -178,94 -665,69 -383,32 -1484,04 -727,36 -1202,5 -1865,14 -101,78 -101,78 -613,14 -482,05 -255,27 -765,03 -933,4 -716,3 -334,09 -435,03 -25,61 -113,94 -127,22 -165,94 -3135,68 -591,57 -84,63 -225,68 -381,66 -254,44 -235,08 -230,38 -145,47 -50,89 -128,05 -772,44 -265,22 -296,75 -128,05 -204,38 -697,11 -1860,44 -562,53 -435,03 -153,49 -435,14 -76,88 -556,06 xxi Prélèvements réels interpolés au niveau du Haouz Central Name X (m) Y(m) Z HC532 HC533 HC534 HC535 HC536 HC537 HC538 HC539 HC540 HC541 HC542 HC543 HC544 HC545 HC546 HC547 HC548 HC549 HC550 HC551 HC552 HC553 HC554 HC555 HC556 HC557 HC558 HC559 HC560 HC561 HC562 HC563 HC564 HC565 HC566 HC567 HC568 HC569 HC570 HC571 HC572 HC573 HC574 HC575 HC576 HC577 HC578 HC579 HC580 HC581 HC582 HC583 HC584 HC585 HC586 HC587 HC588 HC589 HC590 266147 266424 266186 266400 266314 266551 266430 266200 266436 266545 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Name X (m) Y(m) Z HC1004 HC1005 HC1006 HC1007 HC1008 HC1009 HC1010 HC1011 HC1012 HC1013 HC1014 HC1015 HC1016 HC1017 HC1018 HC1019 HC1020 HC1021 HC1022 HC1023 HC1024 HC1025 HC1026 HC1027 HC1028 HC1029 HC1030 HC1031 HC1032 HC1033 HC1034 HC1035 HC1036 HC1037 HC1038 HC1039 HC1040 HC1041 HC1042 HC1043 HC1044 HC1045 HC1046 HC1047 HC1048 HC1049 HC1050 HC1051 HC1052 HC1053 HC1054 HC1055 HC1056 HC1057 HC1058 HC1059 HC1060 284517 284451 284165 284100 284530 285653 285160 285563 285525 285074 285648 285658 285165 285260 285701 285218 285170 286500 286275 286758 286500 286419 286393 286475 286350 286825 287945 287000 287400 287050 287228 287292 287575 288410 288170 288300 288067 288300 288838 288290 288575 289800 289613 289440 289621 289100 290228 291500 291180 292100 292600 293900 293480 294095 295197 297060 297550 119520 120537 121580 122100 125928 109344 111526 112433 115387 116800 117509 118471 119100 120494 121392 124323 125100 113200 115525 116761 117860 118641 119421 120405 121100 124140 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HO10 HO11 HO12 HO13 HO14 HO15 HO16 HO17 HO18 HO19 HO20 HO21 HO22 HO23 HO24 HO25 HO26 HO27 HO28 HO29 HO30 HO31 HO32 HO33 HO34 HO35 HO36 HO37 HO38 HO39 HO40 HO41 HO42 HO43 HO44 HO45 HO46 HO47 HO48 HO49 HO50 HO51 HO52 HO53 HO54 HO55 HO56 HO57 HO58 HO59 X (m) Y (m) 283750 284533 285220 285530 285595 285465 286055 286640 286388 286100 286406 286800 286670 287500 287334 287217 287650 287660 287650 287488 288100 288900 288095 288650 288419 288407 288623 288609 288215 288449 288625 288998 288655 288235 289700 289141 289900 289529 289308 289440 289780 289752 289215 289650 290280 290325 290292 290400 290344 290860 290564 290175 290545 290710 290359 290595 290250 290563 290400 139250 137289 126844 136420 137143 138255 125500 127375 128740 136100 137391 139325 140100 125800 128753 129320 135100 136420 137300 138061 125900 126150 127338 128500 129604 130398 135436 136544 137388 138203 139542 140540 141298 142110 125900 126181 128600 129407 130592 136394 137530 138017 139435 141300 124900 127165 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HO90 HO91 HO92 HO93 HO94 HO95 HO96 HO97 HO98 HO99 HO100 HO101 HO102 HO103 HO104 HO105 HO106 HO107 HO108 HO109 HO110 HO111 HO112 HO113 HO114 HO115 HO116 HO117 HO118 291800 291050 291551 291850 291283 291632 291858 291183 291478 291658 291750 292100 292600 292445 292600 292692 292315 292275 292350 292300 292488 292100 292100 292100 292485 292533 292550 292550 293035 293155 293156 293293 293200 293498 293193 293595 293610 293100 293607 293453 293220 293380 294580 294417 294609 294550 294409 294433 294392 294800 294606 294602 294654 295540 295300 295050 295293 295050 295609 127505 129600 130538 131050 132736 133749 135297 137548 138417 139218 143200 123800 125400 126785 127400 128838 129325 130650 131915 132700 134238 135255 136530 137250 138342 139405 140710 142200 123420 126680 128626 129773 130200 131100 132680 133510 133771 134800 135367 136193 139560 140421 129810 131417 132608 134650 135325 136579 137400 138100 139693 140600 141218 123742 124230 129600 133665 129600 135544 Z Qp/maille (m) m3/jour 560 561 562 562 564 561 560 563 568 573 602 569 566 560 560 560 560 561 561 561 560 560 561 563 567 576 588 599 580 564 560 560 560 560 560 560 560 560 561 561 579 588 563 561 562 563 563 564 566 572 587 595 598 599 597 568 565 568 568 -922,74 -69,47 -2731,97 -226,53 -139,39 -838,17 -419,08 -703 -1048,08 -699,23 -349,61 -69,47 -1555,67 -662,98 -2361,97 -1748,82 -212,94 -699,23 -246,16 -69,47 -488,55 -69,47 -193,31 -3845,29 -800,41 -768,7 -409,27 -604,08 -69,47 -572,37 -349,61 -1048,84 -69,47 -934,67 -1013,35 -349,61 -419,08 -349,61 -2516,01 -509,7 -419,08 -859,31 -312,61 -1714,69 -1683,13 -349,61 -424,84 -1257,25 -419,08 -69,47 -1163,62 -419,08 -69,47 -724,9 -794,37 -69,92 -2517,22 -69,92 -3560,32 Nom X (m) Y (m) HO119 HO120 HO121 HO122 HO123 HO124 HO125 HO126 HO127 HO128 HO129 HO130 HO131 HO132 HO133 HO134 HO135 HO136 HO137 HO138 HO139 HO140 HO141 HO142 HO143 HO144 HO145 HO146 HO147 HO148 HO149 HO150 HO151 HO152 HO153 HO154 HO155 HO156 HO157 HO158 HO159 HO160 HO161 HO162 HO163 HO164 HO165 HO166 HO167 HO168 HO169 HO170 HO171 HO172 HO173 HO174 HO175 HO176 HO177 295342 295744 295675 295512 295850 296300 296575 296575 297300 297850 297430 297328 297275 297416 297757 298591 298025 298890 299150 299200 299580 299368 300100 300604 300294 300280 300250 300100 300100 301085 301610 301251 301320 301100 301567 302550 302422 302934 303568 303400 303775 303403 303800 303400 303187 303540 303530 303900 303148 303100 304400 304483 304535 304450 304944 304310 304600 304722 304617 136421 138768 139380 140285 141360 134750 135375 136425 127100 131900 132438 134293 136300 140733 141191 130580 131425 134090 129860 136075 142513 143620 127500 132870 133379 135987 137960 142400 144500 128400 130725 131481 135000 139258 143435 134450 141688 142935 122145 126800 127880 128373 129700 130600 132563 135250 136380 140770 141775 144200 126000 127740 132420 133100 138936 139330 140600 141349 142308 Z (m) Qp/maille 3 m /jour 568 -2097,68 583 -538,39 589 -419,08 596 -558,02 601 -419,08 571 -349,61 572 -699,23 574 -699,23 597 -3274,13 587 -349,61 583 -757,37 578 -419,08 576 -699,23 599 -1332,76 600 -138,94 594 -779,27 590 -699,23 589 -69,47 598 -1332 584 -348,86 605 -138,94 601 -69,47 600 -139,39 599 -69,47 598 -710,55 590 -16,61 586 -69,47 602 -69,47 601 -349,61 603 -409,27 604 -70,98 601 -194,82 598 -69,47 593 -2725,93 600 -1976,86 601 -5480,55 600 -768,7 600 -69,47 657 -612,99 629 -69,47 628 -69,47 624 -486,29 624 -69,47 618 -69,47 610 -383,59 603 -3139,72 600 -6098,22 599 -69,47 600 -349,61 602 -349,61 637 -349,61 634 -202,37 622 -933,31 619 -3767,97 600 -69,47 600 -140,45 599 -349,61 598 -13378,03 599 -491,57 xxv Prélèvements réels interpolés au niveau du Haouz Oriental Nom HO178 HO179 HO180 HO181 HO182 HO183 HO184 HO185 HO186 HO187 HO188 HO189 HO190 HO191 HO192 HO193 HO194 HO195 HO196 HO197 HO198 HO199 HO200 HO201 HO202 HO203 HO204 HO205 HO206 HO207 HO208 HO209 HO210 HO211 HO212 HO213 HO214 HO215 HO216 HO217 HO218 HO219 HO220 HO221 HO222 HO223 HO224 HO225 HO226 HO227 HO228 HO229 HO230 HO231 HO232 HO233 HO234 HO235 HO236 X (m) 304600 304210 304800 305425 305760 305606 305787 305367 305000 305075 305475 305725 306000 306473 306500 306563 306400 306250 306500 306920 307700 308965 308875 308000 308300 308860 308725 308750 309603 309485 309450 309700 309600 309458 310000 310000 310700 310315 310400 310300 310715 311400 311435 311600 311282 311500 311100 311900 311471 312295 312265 312600 312200 312250 312250 312600 312446 312750 313400 Y (m) 143700 144550 145750 125000 128230 129540 130608 133858 140900 141263 143475 147600 130000 132613 138800 139408 142800 143350 146300 147570 145700 126643 140250 142800 144100 145565 147775 148250 142374 143644 144700 146700 148400 151466 125400 128000 137730 142490 143300 147750 151576 138400 139065 141850 142277 143900 144500 147350 153418 139397 140587 142500 143300 145450 148325 150063 152540 155400 138750 Z (m) 602 606 613 642 639 638 635 622 598 598 599 604 638 634 602 600 594 595 590 582 575 667 599 590 583 569 560 560 591 584 575 561 559 562 679 673 615 591 585 559 556 608 600 596 593 580 575 560 544 603 600 594 587 570 560 559 554 526 615 Qp/maille 3 m /jour -349,61 -357,92 -349,61 -2043,31 -1067,72 -1916,45 -208,41 -5944,18 -349,61 -419,08 -296 -349,61 -271,84 -697,72 -264,29 -138,94 -349,61 -419,08 -732,45 -349,61 -349,61 -416,06 -188,78 -349,61 -349,61 -419,08 -349,61 -349,61 -258,25 -838,17 -3365,65 -349,61 -1952,1 -419,08 -178,2 -139,85 -481,76 -349,61 -349,61 -349,61 -1045,06 -69,92 -413,34 -69,47 -565,57 -69,47 -349,61 -69,47 -592 -69,92 -488,55 -699,23 -349,61 -138,94 -419,08 -699,23 -349,61 -349,61 -115,38 Nom HO237 HO238 HO239 HO240 HO241 HO242 HO243 HO244 HO245 HO246 HO247 HO248 HO249 HO250 HO251 HO252 HO253 HO254 HO255 HO256 HO257 HO258 HO259 HO260 HO261 HO262 HO263 HO264 HO265 HO266 HO267 HO268 HO269 HO270 HO271 HO272 HO273 HO274 HO275 HO276 HO277 HO278 HO279 HO280 HO281 HO282 HO283 HO284 HO285 HO286 HO287 HO288 HO289 HO290 HO291 HO292 HO293 HO294 HO295 X (m) 313850 313484 313400 313300 313500 313255 314675 314180 314850 314632 314300 314640 314100 315192 315068 315520 315325 315500 315403 315550 315300 315700 316700 316553 316800 316475 316940 316400 317576 317650 317560 318325 318725 319728 319400 319100 320200 320000 320900 321685 321900 322500 322600 322634 322250 323665 323401 323560 324150 324550 325000 325400 327296 328600 328490 328326 328589 329806 329212 Y (m) 139430 140482 144300 146100 149900 154000 137540 138110 139400 140670 148350 150135 153100 134632 135134 137900 138475 140400 142957 143350 152400 153850 139900 140260 142900 143650 149030 152900 140550 144800 147600 141856 143225 136349 150500 152500 135350 137500 141000 143575 149500 148500 149150 151534 152175 137580 148758 150010 138300 148450 145818 148700 139424 135800 139802 141283 144448 140510 141647 Z (m) 612 605 581 566 560 554 634 627 617 604 560 561 564 651 646 634 628 609 596 594 564 562 620 614 599 594 560 561 615 588 564 604 599 651 561 565 662 642 615 598 560 560 560 560 560 640 560 560 636 560 573 560 619 648 613 600 586 606 600 Qp/maille 3 m /jour -69,92 -838,17 -349,61 -349,61 -349,61 -349,61 -1480,46 -114,02 -69,47 -768,7 -348,86 -349,61 -349,61 -69,92 -69,92 -152,83 -117,19 -69,92 -69,47 -69,47 -349,61 -69,47 -69,92 -69,92 -69,47 -69,47 -349,61 -422,86 -69,92 -349,61 -349,61 -69,92 -176,69 -159,02 -69,47 -208,41 -69,92 -188,78 -69,92 -349,61 -424,37 -349,61 -69,47 -1398,45 -699,23 -69,92 -1136,89 -699,23 -226,53 -349,61 -185,76 -349,61 -69,92 -349,61 -69,92 -200,86 -139,85 -139,85 -139,85 Nom HO296 HO297 HO298 HO299 HO300 HO301 X (m) 329000 329586 330440 330070 330341 330000 Y (m) 142000 144546 139977 143968 144789 146500 Z Qp/maille (m) m3/jour 600 -69,92 589 -69,92 613 -419,54 594 -69,92 590 -419,54 568 -349,61 xxvi