Étude géochimique comparative des deux cycles géochimique dans
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Étude géochimique comparative des deux cycles géochimique dans
RÉPUBLIQUE ALGÉRIENNE DÉMOCRATIQUE ET POPULAIRE MINISTÈRE DE L'ENSEIGNEMENT SUPÉRIEUR ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE UNIVERSITÉ DE OUARGLA FACULTÉ DES SCIENCES DE LA NATURE ET DE LA VIE ET SCIENCES DE LA TERRE ET DE L’UNIVERS DÉPARTEMENT DE SCIENCES DE LA TERRE ET DE L’UNIVERS Mémoire PRÉSENTE POUR L'OBTENTION DU DIPLÔME DE MAGISTER Spécialité : Géologie. Option : Géochimie de surface. Présenté par : Mr : KADRI Mohamed Mehdi. THÈME Étude géochimique comparative des deux cycles géochimique dans les zones désertiques (Cas du chott Merouane) Soutenu publiquement le : 05/04/2012. Devant le jury d'examen : SAKER Mohamed Lakhdar MCA Univ. de Ouargla Président HACINI Messaoud MCA Univ. de Ouargla Encadreur DJIDEL Mohamed MCA Univ. de Ouargla Examinateur ZEDDOURI Samia MCA Univ. de Ouargla Examinateur BENMALEK Brahim Ingénieur d’ENASEL Invité Année Universitaire : 2011/2012 Remerciement En préambule à cette thèse de magistère, je souhaitais adresser mes remerciements les plus chaleureux aux personnes qui m'ont apporté leur aide et qui ont contribué à l'élaboration de ce travail. Le grand merci est pour notre dieu tout puissant qui nous a donné le courage, force et la volonté à fin d’achever ce modeste travail. Merci mon père Merci ma Mère pour le soutien et l’encouragement dès ma naissance et jusqu’à présent je tiens à exprimer ma reconnaissance. Je tiens à remercier sincèrement Monsieur Hacini Messaoud, qui, en tant que Directeur de mémoire, s'est toujours montré à l'écoute et très disponible tout au long de la réalisation de ce mémoire, ainsi pour l'inspiration, l'aide et le temps qu'il a bien voulu me consacrer. Merci, a tous les enseignants du département des sciences de la terre pour touts les efforts fournis durant ma formation soit dans les études de graduation et de post- graduation. Mes remerciements s’adressent aussi à Monsieur Benmalek Brahim Ingénieur responsable du laboratoire au niveau de l’unité ENASEL El Meghaier pour la générosité et la grande patience durant la campagne d’échantillonnage dont il a su faire preuve malgré ses charges professionnelles. Ainsi qu’à tout le personnel ENASEL El Meghaier qui ont gentiment collaboré de prés ou de prou dans la réalisation de cette Tâche. Je tiens à remercier le personnelle du laboratoire de l’Agence Nationale des Ressources Hydrauliques (ANRH) de Ouargla Mes remerciements chaleureux à Mr Ferhat Salem mon professeur de langue française qui a eu la gentillesse de lire et corriger ce travail. Merci à tous et à toutes. I Dédicace À mes chers parents le secret de tous mes succès À ma fiancée la source du mon bonheur À mes chers grand-père et grand-mère Que dieu vous garde pour moi À tous mes oncles et tante maternelle et paternelle À tous mes cousins et cousines À toute la famille Kadri À tous mes proches et mes amis. À tous les scientifiques Et Les gens qui vivent pour la science À la mémoire de Monsieur SBAA Directeur de l’ENASEL d’El-Meghaier II RÉSUME Chott Merouane représente avec l’ensemble des chotts tunisiens les grandes étendues lagunaires de l’Afrique du Nord, des dépressions formant des bassins endoréiques. il se trouve dans la willaya de EL-Oued , une région aride a hyperaride, ou les températures dépassent les 50 °C en période d’été p ar conséquent un taux d’évaporation très élevé, avec un remplissage continue par les eaux qui contiens des sels dissous à partir du mois de septembre et jusqu’au mois de février à travers le canal collecteur du Oued Right et par drainance a partir de la nappe du complexe terminal, complété par une évaporation totale vers la fin du mois de juin se qui favorise la précipitation des sels. L’objectif de ce modeste travaille et de suivre l’évolutions et le comportements des éléments majeurs (HCO32-, Ca2+, Mg2+, K2+, Na+, Cl-, SO42 -) et l’évaluation du bilan hydrique et le calcul du bilan de masse ainsi l’identification minéralogique des sels précipités du chott dans le cycle géochimique 2010/2011 a fin de mettre en évidence la différence entre deux cycles dans deux saisons différentes (2003 et 2010/2011). Les résultats obtenus montrent que : • les éléments majeurs gardent le même comportement en fonction du temps à travers les années, • le stade de maturation de la vallée du canal collecteur contribue à la diminution de l’apport d’eux par cette source, le bilan de masse des deux cycles montre un enrichissement autochtone de la production salifère à travers les années. • Lors de l’évaporation totale des eaux de saumure du chott Merouane une séquence évaporitique des minéraux salifères identiques dans les deux cycles géochimiques se précipite sur toute la superficie du chott, selon leur degré de solubilité les minéraux se précipitent par l’ordre suivant : calcite, sulfures, Antraticite, halite, Epsomite, Blodeite, Bichovite et la sylvite. III ABSTRACT Both Merouane and all Tunisian Chott formed the great extents legionnaires of North Africa, a large depression created closed basin. Chott Merouane located in the town of EL-Oued, a region arid to hyper arid where the temperature exceed the 50°C in the summer , consequently a high evaporation, with a filling continue of saline water since September to February through collecting channel of Oued Right and underground water of the complex terminal by drainance followed with a complete evaporation in the end of June is the principal cause of salt precipitation. The objective of this study is to view the evolution and behaviour of major element (HCO32-, Ca2+, Mg2+, K2+, Na+, Cl-, SO42 -), evaluate the volume of water Gusher in the Chott, Calculate the mass of salt dissolved in the water and the Mineralogical identification of salt in the Geochemical cycle 2010/2011, Intentionally to do a comparison between two cycle 2003 and 2010/2011. Our present study shows that: • The entire major element keeps the same behaviour in this last year. • Look at the maturation state of Oued Right water volume Gusher in the Chott through this source decrease. • the mass of salt dissolved in water of Chott Merouane Increase in the cycle of 2010/2011 comparatively with 2003 cycle. • Chott Merouane keep the same Mineralogical sequence both in 2003 and 2010/2011 cycles, we get on consideration the solubility degree the order of precipitation is: calcite, sulfurs, Antraticite, halite, Epsomite, Blodeite, Bichovite et la sylvite. IV ملخص يشكل شط مروان مع الشطوط التونسية األنظمة البخارية األكبر إمتدادا في شمال إفريقيا ،مجموعة من اإلنخفاضات تشكل مجموعة أحواض مغلقة . يقع شط مروان في والية الواد ،تتميز ھذه المنطقة بمناخ صحراوي جاف ،حيث تفوق درجة الحرارة فيه 50درجة مئوية صيفا مما يؤدي إلى معدالت تبخر مرتفعة . يتغذى شط مروان بإستمرار من المياه التي تحتوي على أمالح ذائبة ،إبتداءا من شھر سبتمبر حتى شھر فيفري عن طريق قناة الصرف لوادي ريغ و مياه الطبقة المائية للقاري النھائي ،إضافة إلى التبخرالتام لمياه الشط في أواخر شھرجوان ،مما يؤدي إلى ترسب األمالح . إن الھدف من ھذه الدراسة ھو مراقبة تطور و سلوك العناصرالكيميائية HCO32-, Ca2+ , Mg2+, K2+,Na+ , (Cl-, – SO42وتقييم كمية المياه المتدفقة في الشط ،و حساب كتلة األمالح الذائبة ،إضافة إلى ذلك تحديد النوعية المعدنية لألمالح المترسبة في الشط خالل الدورة الجيو-كيميائية 2011/2010بغرض المقارنة بين دورتين في فصلين مختلفين ) 2003و 2010 (2011 / النتائج المحصل عليھا تكشف أن : • العناصر الكيميائية األساسية احتفظت بنفس السلوك خالل السنوات األخيرة ،و نظرا إلى بلوغ وادي ريغ إلى مرحلة متقدمة من النضج أدى ذلك إلى نقص كمية المياه المتدفقة إلى الشط عن طريقه. • كتلة األمالح الذائبة في مياه الشط عرفت وفرة خالل الدورة الجيو-كيميائية 2011/2010مقارنة بدورة .2003 • شط مروان أحتفظ بنفس تسلسل المعادن البخارية )أمالح( في الدورتين 2003و 2011/2010وعلى حسب درجة ميوعة المعادن البخارية الترسب يكون على التسلسل التالي :كربونات الكالسيوم ،الجبس ،أنتراتسيت ،ملح الطعام ، اإلبسوميت ،البلوديت ،البيشوفيت ،و أخيرا كلورير البوتاسيوم . V Liste des Figures Numéro de la figure Figure 01 Titre Page Situation géographique Des chotts en Afrique du Nord. 4 Figure 02 Carte de Situation Géographique et géologique du Chott Merouane. 5 Figure 03 Les grandes unités géologiques au Sahara. 6 Figure 04 Figure 05 La Carte Géologique Régionale Du Sahara Septentrionale. Log stratigraphique synthétique de la région du chott Merouane. Carte Hydrogéologique des deux nappes du Sahara septentrional avec le sens d’écoulement des deux nappes (Etude ERESS Modifiée par Gundouz et al, 2003). 10 16 Carte des stations Météorologiques d’après Cahiers de Sécheresse. L’évaporation moyenne mensuelle durant la période d’observation (1975-2010). Les Précipitation moyenne mensuelle durant la période d’observation (1975-2010). Les températures moyennes mensuelles et annuelles durant la période d’observation (1975-2010). La vitesse des vents moyens mensuels et annuels durant la période d’observation (1975-2010). L'humidité moyenne mensuelle et annuelle durant la période d’observation (1975-2010). La durée d’insolations moyennes Mensuelles et annuelles durant la période d’observation (1975-2010). Bilan hydrique du Chotte Merouane durant la période d’observation (1975-2010). Courbe Ombrothèrmique durant La période d’observation (1975-2010). Image satellitaire du chott montre La situation des points de prélèvements Principe d'analyse par diffraction des rayons Bilan hydrique du chott Merouane La masse des éléments Dans les eaux de saumure du chott Merouane En %(Janvier 2011) La masse des éléments Dans les eaux Souterraine(CT) En % (Janvier 2011) La masse des éléments Dans les eaux Du canal collecteur au (Janvier 2011) Le bilan de masse Générale des sels dissous dans les eaux Du chott Merouane (Janvier2011) 22 Figure 06 Figure 07 Figure 08 Figure 09 Figure 10 Figure 11 Figure 12 Figure 13 Figure 14 Figure 15 Figure 16 Figure 17 Figure 18 Figure 19 Figure 20 Figure 21 Figure 22 X 20 23 24 25 25 26 27 28 29 34 42 46 51 52 54 56 Situation des stations de Jaugeages Variations du pH de l’eau en fonction du temps pour la période d’observation de Janvier à juin 2011 Variations de la température de l’eau en fonction du temps pour la période d’observation de Janvier à juin 2011 Variations de la densité de l’eau en fonction du temps pour la période d’observation de Janvier à juin 2011 Variations de la salinité de l’eau en fonction du temps pour la période d’observation de Janvier à juin 2011 Variations de la salinité de l’eau en fonction du temps pour la période d’observation de Janvier à juin 2011 Composition chimique des eaux de saumure Du chott Merouane Durant le cycle géochimique (2011) Evolution du rapport (SO4/Cl) Dans les eaux de chott Merouane Evolution du rapport (Mg/Na) Dans les eaux de chott Merouane Représentation des compositions chimiques des eaux de saumure du chott Merouane dans un diagramme de piper Evolution de la solubilité dans l’eau de quelques sels à différentes températures (en g par cc de solution). Variation des Concentrations en Calcium dans les eaux de chott Merouane en fonction du temps (Janvier à Juin 2011) 57 60 Figure 35 Variation des Concentrations en Magnésium dans les eaux de chott Merouane en fonction du temps (Janvier à Juin 2011) 68 Figure 36 Variation des Concentrations en Magnésium en fonction de la température dans les eaux de chott Merouane (Janvier à Juin 2011) Variation des Concentrations en Sodium dans les eaux de chott Merouane en fonction du temps (Janvier à Juin 2011) 69 Variation des Concentrations du Chlore en fonction du sodium dans les eaux de chott Merouane (Janvier à Juin 2011) Variation des Concentrations en Chlore dans les eaux de chott Merouane en fonction du temps (Janvier à Juin 2011) 71 Variation des Concentrations en Potassium dans les eaux de chott Merouane en fonction du temps (Janvier à Juin 2011) 72 Variation des Concentrations en Sulfates dans les eaux de Merouane en fonction du temps (Janvier à Juin 2011) 73 Variation des Concentrations en Bicarbonates dans les eaux de Merouane en fonction du temps (Janvier à Juin 2011) 74 Figure 23 Figure 24 Figure 25 Figure 26 Figure 27 Figure 28 Figure 29 Figure 30 Figure 31 Figure 32 Figure 33 Figure 34 Figure 37 Figure 38 Figure 39 Figure 40 Figure 41 Figure 42 XI 60 61 61 62 62 64 64 65 66 67 70 71 Figure 43 Figure 44 Figure 45 Figure 46 Figure 47 Figure 48 Figure 49 Figure 50 Figure 51 Figure 52 Figure 53 Figure 54 Figure 55 Figure 56 Figure 57 Figure 58 Figure 59 Figure 60 Figure 61 Figure 62 Figure 63 Figure 64 Figure 65 Figure 66 Figure 67 Figure 68 les espèces aqueuses du calcium les espèces aqueuses des sulfates les espèces aqueuses du sodium les espèces aqueuses du Magnésium les espèces aqueuses du Potassium Composition chimique des eaux Résiduelle du chott Merouane Variation de la concentration Du calcium en fonction du chlore Variation de la concentration Des sulfates en fonction du chlore Variation de la concentration du Sodium En fonction du chlore Variation des concentrations des bicarbonates En fonction du chlore Variation de la concentration du Potassium En fonction du chlore Variations de l’indice de saturation De l’halite en fonction du temps Variations de La force Ionique En fonction du temps Variations de l’indice de saturation de l’halite En fonction de la force ionique Variations de l’indice de saturation de la Calcite En fonction du temps Variations de l’indice de saturation de la calcite En fonction de la force ionique Variations de l’indice de saturation de la Dolomie En fonction du temps Variations de l’indice de saturation de la Dolomie En fonction de la force ionique Variations de l’indice de saturation des Gypses En fonction du temps Variations de l’indice de saturation des gypses En fonction de la force ionique Variations de l’indice de saturation des Anhydrite En fonction du temps Variations de l’indice de saturation des Anhydrites En fonction de la force ionique La lithostratigraphie des carottes Prélevé dans le chott. 75 76 76 77 77 78 Schéma synthétique de la séquence Géologique au niveau Du chott Merouane La séquence Evaporitique Précipitée dans le chott Merouane Le Spectre de la calcite et des sulfures caractéristique de la partie inférieur de la carotte1 dans les sels du chott Merouane 95 XII 79 79 80 81 81 86 86 87 88 88 89 89 90 91 91 92 94 96 97 Figure 69 Figure 70 Figure 71 Figure 72 Figure 73 Figure 74 Figure 75 Figure 76 Figure 77 Figure 78 Figure 79 Figure 80 Figure 81 Figure 82 Figure 83 Figure 84 Le Spectre de la calcite et de l’Halite caractéristique de la partie inférieur de la carotte2 dans les sels du chott Merouane Le Spectre de la calcite et des sulfures caractéristiques de la partie inférieur de la carotte3 dans les sels du chott Merouane Le Spectre de la calcite et des sulfures caractéristiques de la partie inférieur de la carotte4 dans les sels du chott Merouane Le Spectre de L’halite caractéristique De la partie intermédiaire de la carotte1 dans les sels du chott Merouane Le Spectre de L’halite caractéristique De la partie intermédiaire de la carotte2 dans les sels du chott Merouane Le Spectre de L’halite caractéristique de la partie intermédiaire de la carotte3 dans les sels du chott Merouane Le Spectre de L’halite caractéristique de la partie intermédiaire de la carotte4 dans les sels du chott Merouane Le Spectre de L’assemblage Minéralogique (halite, Epsomite, Bichovite, sylvite, Blodeite, sulfure calcite, Antraticite) caractéristiques de la partie supérieur de la carotte1 dans les sels du chott Merouane Le Spectre de L’assemblage Minéralogique (halite, Epsomite, Bichovite, sylvite, Blodeite, sulfure calcite, Antraticite) caractéristiques de la partie supérieur de la carotte 2 dans les sels du chott Merouane Le Spectre de L’assemblage Minéralogique (halite, Epsomite, Bichovite, sylvite, Blodeite, sulfure calcite, Antraticite) caractéristiques de la partie supérieur de la carotte 3 dans les sels du chott Merouane Le Spectre de L’assemblage Minéralogique (halite, Epsomite, Bichovite, sylvite, Blodeite, sulfure calcite, Antraticite) caractéristiques de la partie supérieur de la carotte4 dans les sels du chott Merouane. Variation des températures en fonction du temps pour les deux cycles (2003/2010) Variation des températures en 2003 en fonction Des Températures en 2010 Variation de l’évaporation en fonction du temps Pour les deux cycles (2003/2010) Variation de l’évaporation en 2003 En fonction de L’évaporation en 2010 Les taux de précipitation dans les deux cycles (2003/2010) 97 98 98 99 99 100 100 101 101 102 102 105 105 106 106 107 XIII Variation des précipitations en fonction du temps Pour les deux cycles (2003/2010) Variation de l’ETP en fonction du temps Pour les deux Cycle La masse des éléments dans les eaux De saumure De chott Merouane dans les deux cycles (2003/2011) Variation des Concentrations en Calcium dans les eaux de Merouane en fonction du temps (Janvier à Juin 2011) 108 Figure 89 Variation des Concentrations en Calcium dans les eaux de Merouane en fonction du temps (Janvier à Juin 2003) 116 Figure 90 Variation des Concentrations en Magnésium dans les eaux de Merouane en fonction du temps (2011/2003) 117 Figure 91 Variation des concentrations en magnésium en 2003, En fonction des concentrations du magnésium 2011 Variations de la concentration du sodium En fonction du temps, (2011) Variations de la concentration du sodium En fonction du temps, (2003) Variation des Concentrations en Potassium dans les eaux de Merouane en fonction du temps (2011/2003) 118 Variation des concentrations en Potassium en 2003, En fonction des concentrations du Potassium en 2011 Variations de la concentration du Chlore en fonction du temps dans les deux cycles (2003/2011) Variations de la concentration des sulfates En fonction du temps en (2011) Variations de la concentration des sulfates En fonction du temps en (2003) Variation des concentrations des sulfates en 2003, En fonction de la concentration des sulfates en (2011) Variations de la concentration des bicarbonates en fonction du temps dans les deux cycles (2003/2011) Variation de l’indice de saturation de l’halite en fonction du temps dans les deux cycles (2003/2011) Variation de l’indice de saturation de la calcite en fonction du temps dans les deux cycles (2003/2011) Variation de l’indice de saturation du gypse en fonction du temps dans les deux cycles (2003/2011) Variation de l’indice de saturation de l’anhydrite en fonction du temps dans les deux cycles (2003/2011) 121 Figure 85 Figure 86 Figure 87 Figure 88 Figure 92 Figure 93 Figure 94 Figure 95 Figure 96 Figure 97 Figure 98 Figure 99 Figure 100 Figure 101 Figure 102 Figure 103 Figure 104 XIV 109 115 116 119 119 120 122 123 123 124 125 126 127 127 128 Liste des Tableaux Numéro du Titre Tableaux Tableau 01 Calcul du bilan hydrologique Par la formule de SERRA Tableau 02 Classification des climats en fonction De la valeur de Page 28 30 l'indice de DEMARTONNE Tableau 03 Indice d'Aridité de DEMARTONE durant la période 31 d’observation (1975-2010). Tableau 04 Bilan Hydrique du chott Merouane pour l’année 2010 45 Tableau 05 Estimation du volume et superficie Du chott Merouane 47 et Melghire Tableau 06 Les paramètres de calcule d’un bilan de Masse 49 Tableau 07 Le Bilan de masse des eaux de saumure du chott au 51 mois de Janvier 2011 Tableau 08 Le Bilan de masse des eaux souterraines au mois de 52 Janvier 2011 Tableau 09 Le Bilan de masse des eaux du canal collecteur au 53 mois de Janvier 2011 Tableau 10 Solubilité des différents sels dans l’eau à 20° C 66 Tableau 11 Evolution Des Epaisseur 93 Tableau 12 Calcul du bilan hydrologique D’après la formule de SERRA Tableau 13 Bilan hydrique du chott Merouane Pour Les deux cycle (2003/2011) Tableau 14 L’apport d’eau réelle du canal collecteur Entre (2003/2011) Tableau 15 Masse élémentaire et totale des sels dissous dans Les eaux du canal collecteur (2003/2011) Tableau 16 Masse élémentaire et totale des sels dissous dans Les eaux souterraines (2003/2011) Tableau 17 Masse totale des sels qui provienne De la dissolution (2003/2011) Tableau 18 Masse élémentaire et totale des sels dissous dans Les eaux de saumure du chott Merouane (2003/2011) XV 109 110 111 112 113 114 115 Introduction Générale 1-Introduction L’étude des écosystèmes lacustres a fait l’objet de plusieurs travaux de recherches. Le concept de formation des minéraux Evaporitique a été traité par Garrels et Mackenzie (1967), Hardie et Eugster (1970) ; Eugster et Hardie (1978). Un grand nombre de travaux de recherches sont disponibles sur l’interaction eau/roche et les facteurs contrôlant ces interactions. Eugster et Smith (1965) ; Hardie (1968) ; Eugster et Jones (1979) ; Bois et Sanford (1990). Également, un récent travail de recherche de Yan et al. (2002) a mis en évidence que les modèles existants sont influencés par les conditions locales, les variations lithologiques, les modèles de l’hydratation et les paramètres physico-chimiques des sources d’alimentation. Les sebkhas, et les chotts sont des écosystèmes naturels, présentant des intérêts géologiques et économiques certains. Ces écosystèmes sont utilisés par les géochimistes pour la reconstitution des histoires géochimiques naturelles, considérées comme des laboratoires à ciel ouvert. La richesse économique est très importante sur le plan minier, mais surtout sur le plan écologique et environnemental. Il faut également noter la présence de certaines crustacées, telle que l’artémia de valeur économique élevée. Il faut noter aussi la fragilité de ces écosystèmes, les risques de menace et de contamination par les eaux excédentaires, ainsi que les déchets. Les études des Chotts ou le système évaporitique en Algérie sont rares. Il faut noter l’étude de Hacini, M. (2006), Hacini 2006 , Hacini , 2008 et Hacini 2010 sur La Géochimie des sels et des saumures du Chott Merouane, et l’étude de Salteclavelin (1983), dont le but est l’exploitation du Chott Merouane. La présente mémoire a pour objectif de mettre en évidence, la différence entre deux cycles géochimiques dans deux saisons différentes (2003 et 2010/2011) dans son contexte régional ; l’évaluation du bilan hydrochimique, le calcul du bilan de masse du chott et la mise en évidence de l’évolution géochimique durant le cycle global, depuis les hautes eaux au cours du mois de janvier jusqu’à l’assèchement total du chott vers la fin du mois de juin. Des analyses minutieuses des éléments majeurs dans le chott et dans les eaux qui l’alimentent ont été effectuées. Les résultats des analyses nous ont permis d’élaborer l’évolution des comportements des éléments majeurs (HCO32-, Ca2+, Mg2+, K2+, Na+, Cl -, SO42 -). Cette mémoire s'articule en neuf chapitres qui sont regroupés en deux parties : 1 Introduction Générale 1.1. La première partie : présentation de la région du chott Merouane • La situation géographique et géologique. • Un aperçu géologique : qui exprimera la géologie et la tectonique. Régionales et locale. • Un Aperçu climatologique : C’est les études des paramètres climatiques de la région étudiée. • Méthodes de travail et Moyens analytiques utilisés. 1.2. La deuxième partie : Résultats et discussion Dans cette partie on va se baser sur les interprétations des résultats d’analyse physico-chimique des eaux de saumure du chott Merouane ainsi que les résultats du DRX. Cette partie contient les chapitres suivants : • Le bilan hydrochimique du chott : dans ce chapitre on va parler sur les différentes sources qui aliment le chott dans un contexte de bilan hydrique a fin de quantifié le volume d’eau déversé dans le chott et on calcule le bilan de masse des sels dissous pour estimer les potentialités du chott. • Chimie des eaux : On présentera dans ce chapitre les interprétations des résultats d’analyse physico-chimique et les comportements des éléments majeurs en fonction du temps dans un cycle géochimique ainsi de montré le faciès chimiques des eaux de saumure du chott Merouane • Minéralogie des sels précipités : déterminer les degrés de saturation de quelques minéraux dans les eaux de saumure du chott Merouane à laide du logiciel phreec et l’identification minéralogique des sels précipités. • Études comparatives : on va essayer de voir la différence entre deux cycles géochimiques dans deux saisons différentes (2003 et 2010/2011). • Conclusion Générale et recommandations. 2 Chapitre I : Situation Géographique et Géologique de la Région 1. Situation géographique : Chott Merouane c’est un lac salé, fait partie du bassin de Melghir, situé au Nord Est du Sahara septentrional, il appartient, administrativement à la daïra de Meghaier (Wilaya d’El Oued, Algérie) dans le village de N’Sigha OURIR, il s’étend sur une superficie de 333.700ha, il se regroupe avec l’ensemble des chotts tunisiens (Figure.1) sous forme d’étendues lagunaires suivant deux directions : • Une direction SW-NE, correspondant à la direction atlasique le long de laquelle sont regroupés les chotts Chergui, El-Gherbi et El-Hodna. • Une direction WNW-ESE, rassemblant les chotts El-Hodna, Melghir, El Ghersa et le chott El Jerid. Avec son altitude qui est de 31 m au dessous du niveau de la mer, il représente la région la plus basse de L’Afrique du Nord, situé à environ 9Km de Nord-est de la daïra de Meghaier, limité par : Le Parallèle : 33° 55' N. Le Méridien : 6° 10' E. 2. Situation Géologique : La région du Chott Merouane est située dans le Sahara septentrionale de l’Algérie dans un trend d’ensellement longitudinal structuré au paléozoïque, sur laquelle elle est limitée au : • Nord : par les monts de l’Aurès et des Nememcha. • Sud : par les hamadas du Tadmait et de Tinghert. • Est : par les plateaux du Dahar tunisien. • Ouest : par la dorsale du Mzab. 3 Chapitre I : Situation Géographique et Géologique de la Région Figure. 01. Situation géographique Des chotts en Afrique du Nord (Hacini.2006) 4 Chapitre I : Situation Géographique et Géologique de la Région Figure. 02. Carte de Situation Géographique et géologique du Chott Merouane (D’après un plan original de Guiraud, 1990) 5 Chapitre I : Situation Géographique et Géologique de la Région O u la d N a il D ja lfa Z Ou ed D i jda N IB A N m am cha B isk ra G afsa D JR ID C h o t t M e r o u a n eE l h a m r a i a M ra ie r E l hazo ua G ab és T o zéur NEFZAOUA OUED SOUF L ag h ou at M ra ra D ja m aa D ah ar T o u g g o u rt M 'z a b G u a rra ra G a r d a ia T U N IS IE E l o aud R IG H T aib at E l h a d jira O u e d M 'z a b Z e lfan a O u a rg la E rg M ya H assi M assao u d Ou ed O rie n ta l G hadam és L IB Y A he e tin g d a d a H am T a d m a it rt In A m an as F o ri-F la tto re E rg ls s a o u a n a 1 1357- 2 3 A ffle u re m e n t p rim a ire s R e le ifs A tla s iq u e s E rg s G r a n d s r é g i o n s d 'O a s i s 4 5 6 7 0 2 - P la te a u x c rè ta c é s 4 - R e m b la ie m e n t d u C o n tin e n ta l T e rm in a l 6- S ebkhas Figure.03. Les grandes unités géologiques au Sahara (Hacini.2006) 6 200 K m Chapitre II : Cadre Géologique 1. Géologie régionale Le Sahara septentrional de l’Algérie se situe au Nord-Est de la plate forme saharienne, celle-ci est limitée, au nord par la chaîne de l’atlas saharien et au sud, par le bouclier Reguibate et Touareg, avec une superficie de720 000 Km2 qui s’étalant le long de plus de 600 km, elle s’étend des pieds de l’Aurès au nord jusqu’au Tassilis au sud. Une grande partie du bassin est recouverte par le grand Erg oriental, soit 125 000 Km2. Elle comprend un socle précambrien sur lequel repose en discordance une puissante couverture sédimentaire, structurée au Paléozoïque en plusieurs bassins séparés par des zones hautes qui s’inclinent en pente douce vers les parties déprimées qui forme un trend d’ensellements, matérialisés par l’axe SSW-NNE occupé par des Chotts et dont le fond est inférieur au niveau de la mer. 1.1. Lithostratigraphie 1.1.1 Le Vraconien Le Vraconien est le passage entre l’Albien sableux (sommet du Continental intercalaire) et le Cénomanien argilo-carbonaté (base du Complexe Terminal). Le Vraconien est une alternance d’argile dolomitique, parfois Argiles sableuses, avec fin passé de grès à ciment carbonaté. 1.1.2 Le Cénomanien Il est représenté par une série lagunaire, de marne, gypse avec passées d’anhydrites et des bancs carbonatés sur l’ensemble du bassin oriental du Sahara algérien. 1.1.3Le Turonien Composée par un banc de calcaire fossilifère sur une grande partie du bassin, la résistivité électrique élevée des carbonates à celle d’évaporites et d’argiles facilite l’identification du Turonien du Cénomanien par diagraphie. 1.1.4 Le Sénonien Il est subdivisé on trois niveaux qui sont de bas en haut : 1.1.4.1 Le Sénonien Salifère Ce terme n’existe que dans la partie centrale du bassin, il est essentiellement constitué du sel gemme qui repose sur un banc Anhydritique latéralement qui se prolonge vers le NE, ont allons vers le SW il devient argileux. 7 Chapitre II : Cadre Géologique 1.1.4.2 Le Sénonien lagunaire Trois intervalles bien distincts caractérisent le sénonien lagunaire : • Anhydritique à la base. • Carbonaté à la partie médiane. • Anhydritique au somme. Ces niveaux ne son pas souvent bien individualisé, et les niveaux argileux ne dépassant généralement pas 1 à 2 mètres avec présence de trace de sel. 1.1.4.3 Le Sénonien Carbonaté Le Sénonien carbonaté composé essentiellement par des nivaux dolomitique a calcaires dolomitiques, avec intercalations marno-argileux, avec rares passée d’anhydrite. La limite entre Sénonien lagunaire et Sénonien carbonaté elle n’est pas toujours claire, bien que La limite supérieure du Sénonien carbonaté soit encore plus floue. En effet, il y a pratiquement une continuité du point de vue lithologique entre le Sénonien et l’Éocène carbonaté, les deux niveaux étant formés par des calcaires de même nature. Seule la présence de nummulites permet d’identifier l’Éocène. 1.1.5L’ Eocène Dans L’Éocène, on distingue deux formations lithologiques, comme dans le Sénonien. • L’Éocène carbonaté à la base. • L’Éocène évaporitique au sommet. 1.1.5.1 L’Éocène Carbonaté C’est une alternance de dolomie calcaire, passant à des calcaires dolomitiques vers la base, une série a Nummulite complétée par une séquence de faciès lagunaire (Evaporitique), présence de calcaires. 1.1.5.2 L’Éocène Evaporitique Une alternance argiles calcaires, marnes Anhydrite, associée a une microfaune, d’âge éocène, constitué de nummulites, de milioles et de globigérines. 1.1.6 Mio-Pliocéne Cet ensemble, mal daté, peut comprendre des terrains éocènes a sa base et quaternaire a son sommet, il est constitué essentiellement de sables et de quelques 8 Chapitre II : Cadre Géologique passées d’argile et de carbonates souvent gréseux. Vu l’intérêt qu’il pressent par l’enregistrement des phases tectoniques tertiaires, une coupe synthétique des affleurements de la bordure septentrionale du bassin sera succinctement décrite à partir des travaux BECIP-SONATRACH(1970). De bas en haut on distingue : a) Niveau m1 Il est constitué de grés, de conglomérat et de marnes d’âge oligo-Miocéne, il repose en discordance sur les différents termes du crétacé ou Éocène. b) Niveau m2 Il est subdivisé à son tour en deux sous-ensembles : • À la base le terme « a » constitué de conglomérats, des marnes et de calcaires, reposant en discordance sur le niveau m1 • Au – dessus, le terme « b », renferme des conglomérats, des grés, des argiles, des gypses et des lumachelles à Ostrea Crassissima. Le contact inférieur est souvent une discordance de ravinement. c) Niveau m3 Il est constitué de marnes, de gypse, de grés et parfois de conglomérats. d) Niveau p Conglomérat ayant fourni en Tunisie et sur le plateau constantinois des mammifères, son âge serait donc plioquaternaire. 9 Chapitre II : Cadre Géologique Figure.4. La Carte Géologique Régionale Du Sahara Septentrionale(OSS.2003). 10 Chapitre II : Cadre Géologique 2. Reconstitution Paléogéographique Les caractéristiques paléogéographiques du Sahara oriental du Mésozoïque à l’actuel sont : • L’existence d’une plate forme très régulière sur laquelle toute variation du niveau de la mer provoque des changements remarquables dans la sédimentation ; • L’existence d’une mer peu profonde à partir de laquelle se produisent plusieurs transgressions, dont les plus importantes à celles du Cénomanien et du Sénonien supérieur. • La régression définitive de la mer à la fin de l’Eocène qui s’accompagne de l’érosion d’une partie des calcaires de l’Éocène et du régime continental qui a remplacé le régime marin. Durant la première moitié du secondaire, la sédimentation dans tout le Sahara oriental a été de type continental et lagunaire. En effet, du Trias à l’Albien, se sont déposés des argiles et des sables d’origine éolienne ou fluviatile et des évaporites d’origine lagunaire. On note cependant, quelques incursions marines, en particulier en Jurassique et à l’Aptien. Durant la seconde moitié du secondaire, d’autres phénomènes se sont succédé : Au Cénomanien les calcaires marins viennent se déposer en transgression sur les grès continentaux albiens. Ces calcaires qui s’intercalent avec les argiles et des évaporites traduisent un régime marin peu profond, évoluant vers un régime lagunaire responsable du dépôt des évaporites et des argiles gypsifères. Au Turonien, le régime marin s’est stabilisé, permettant le dépôt d’une série calcaire homogène, atteignant parfois plus de 100 mètres dans le Sahara oriental. La stabilisation du régime marin durant le Turonien n’est que temporaire. Au début du Sénonien des bancs d’anhydrites et d’argiles, ainsi que des dolomies et quelques niveaux de calcaires se déposent en alternance. Le dépôt parfois d’un banc de sel massif à la base dans le bas Sahara témoigne particulièrement du régime lagunaire qui s’était installé sur le Sahara oriental. 11 Chapitre II : Cadre Géologique Au Sénonien supérieur, le régime marin réapparaît une nouvelle fois déposant ainsi la seconde série calcaire. Cette transgression sénonienne semble moins importante que celle du Turonien. En effet, on note la présence de petites intercalations d’évaporites dans les calcaires sénoniens, ce qui n’est pas le cas des dépôts turoniens. Au début de l’Éocène inférieur, la mer recouvre toujours le Sahara oriental, c’est le dépôt des calcaires à Nummulites. Durant l’Éocène moyen et supérieur, les sédiments marins de l’Éocène inférieur sont peu à peu remplacés par des dépôts lagunaires où alternent les argiles, les évaporites et les calcaires. La faible extension de ce golfe marin localisé dans le bas Sahara marque les dernières manifestations de la mer saharienne dont la disparition définitive se situe vers la fin de l’Éocène. À la fin de l’Éocène, le Sahara oriental se présente sous l’aspect d’une plateforme calcaire émergée qui sera exposée à l’érosion durant tout l’oligocène. Au Mio-pliocène, suite à l’épiorogénése alpine, des sédiments argileux et sableux continentaux se déposent sur l’ensemble du Sahara oriental. Cette sédimentation continentale se poursuit durant le Quaternaire. C’est donc aux époques Tertiaires et Quaternaire que le Sahara oriental a pris la configuration que nous lui connaissant aujourd’hui. 3. La Tectonique Après le dépôt des formations marines du Primaire, le Sahara subit des mouvements tectoniques hercyniens verticaux et horizontaux, puis de nouveaux mouvements post triasique, la charge des épaisseurs considérables des sédiments, causée des grands mouvements de subsidence aux bordures septentrionales du socle africain. Lors de l’orogenèse atlasique, un mouvement majeur intervient alors, les poussées dues à la surrection des sédiments formants la chaîne atlasique et leur ploiement brutal entraîne à l’extrémité du socle africain un accident longitudinal. L’orogenèse atlasique est l’origine de l’apparition des déformations a grand rayon, les calcaires du M’Zab ont transformées en dorsale, ceux de Tadmait en cuvette, au Sud l’axe d’Amguid -el-Biod s’effondrer pour faire place à un axe synclinal méridien qui se poursuit jusqu'à l’Aurès. 12 Chapitre II : Cadre Géologique Et enfin la phase Plio-Quaternaire dont les mouvements s'insèrent avec le précédent dans la phase Alpine, d’où l'apparition des cassures de direction est-ouest accentuant la surrection du massif des Aurès et l'affaissement de la partie Sud "Sillon Sud Aurèsien". Ces fractures régissent directement sur l'écoulement des eaux souterraines et de surface qui a donné naissance aux Chotts tels que Chott Melghir et Chott Merouane. 4. Géologie locale Les formations géologiques qui caractérisent la région du chott Merouane en surface sont en grande partie d’âge quaternaire et résultent de l’érosion continentale des dépôts Miopliocène. Ils sont formé d’un matérielle alluviale ou éoliens, des dunes consolidées de limon à sable très fin (environ 10 m d’épaisseur) qui se cimentent en profondeur par des gypses, l’épaisseur des sables est très importante là où la végétation favorise la stabilisation des vents de désert, sous-jacent à ces sables fins, on trouve environ 70 m d’argiles qui reposent a son tour sur environ 35 m de grés et sable, faisant partie de la nappe aquifère la plus importante, le complexe terminal (CT) Les dépôts alluviaux sont charriés par les différents oueds, dont certains, relativement proche, les dépôts éoliens qui se localisent au niveau des dunes parsemant le chott sont de diverses origines : À la fin du miocène, la sédimentation se poursuit et un manteau continental d’origine détritique recouvre le plateau saharien composé d’argiles, de sables, de graviers et de marnes, est recouvert par le pliocène et n’affleure généralement pas, seulement au niveau des berges et des terrasses de l’Oued Tell. Au Pliocène la croute saharienne elle est surmontée donnons naissance au, Hamada située dans la partie occidentale des Chotts Melghir et Merouane Formée d’une pâte calcaro gypseuse englobant souvent dans sa masse des poudingues, des sables et des graviers repose sur les sables argileux rouges du tertiaire qui s’interrompt brusquement dans sa partie orientale au niveau du Bordj de Stile sous l’effet de l’érosion (Cornet ; 1951,1952 ; Gouskov, 1964). 13 Chapitre II : Cadre Géologique Sur les bordures septentrionales du Sahara Orientale, les forages des puits d’eaux qui ont comme objective principale la nappe Albienne ont reconnu une colonne stratigraphique constituée essentiellement des dépôts Mésozoïque et Cénozoïques, reposant en discordance majeure sur des terrains d’âge paléozoïque un épandage détritique d’âge Quaternaire repose en discontinuité sur le Cénozoïque La description lithologique des formations géologiques traversées au cours du forage a révélé à la colonne stratigraphique suivante : 4.1. MÉSOZOÏQUE 4.1.1. Barrémien Une alternance d’argiles et des sables moyens à fins d’une épaisseur Environ 143 m repose en discordances sur les formations paléozoïques. 4.1.2. Aptien Matérialisé par des calcaires à calcaires dolomitiques, avec fine passée des marnes, reconnue sur une épaisseur de 46m. 4.1.3. Albien Ces des alternances d’argiles et des grés, avec des fins niveaux marneux, son épaisseur et de 202 m. 4.1.4.Vraconien Le Vraconien est représenté par une alternance d’argile et des calcaires, avec présence de gypse et des anhydrites, son épaisseur et de l’ordre de 90 m. 4.1.5. Cénomanien Cette couche marque le début de la phase marine final du Bas Sahara, reconnue par des formations marneuses, anhydrite, gypse parfois des dolomies ; avec une épaisseur de 236 m. 4.1.6. Turonien Il s’agit d’une barre de calcaire très caractéristique dans le Sahara central avec des niveaux d’anhydrites, l’épaisseur de cette couche est de 46m 4.1.7. Sénonien Le Sénonien présente une épaisseur géante de 1065 m subdivisés en deux grandes séries : 14 Chapitre II : Cadre Géologique 4.1.7.1. Le Sénonien lagunaire : d’une épaisseur de 413 m, matérialisés par des dépôts Evaporitique. 4.1.7.2. Le Sénonien carbonaté : représenté par des bancs des calcaires et de calcaires dolomitiques, avec fines passées de marnes et des évaporites, l’épaisseur de ce niveau est de l’ordre de 652 m. 4.2. CÉNOZOÏQUE 4.2.1. Éocène Avec une épaisseur de l’ordre de 85m, reconnue par des calcaires dolomitiques, des marnes, avec présence de quelque trace de gypse et d’anhydrite. 4.2.2. Miopliocène le Miopliocène présente la fin du complexe terminal, leur épaisseur est de l’ordre de 307m, marqué par des sables fins à moyens localement grossiers, passant à des grés moyennement consolidés à ciment carbonaté, intercalé par des argiles. 4.3. QUATERNAIRE Le Quaternaire est constitué de sables éoliens, localement intercalés de lentilles d’argiles sableuses et gypseuses. Ces sables forment d’énormes accumulations dans le grand Erg oriental. C’est à ce niveau que l’on rencontre la nappe superficielle qui est alimentée principalement par l’infiltration des eaux déficitaires lors d’irrigation. Son épaisseur est variable et peut atteindre localement une dizaine de mètres. 15 Chapitre II : Cadre Géologique Figure.5.Log stratigraphique synthétique de la région du chott Merouane. 16 Chapitre II : Cadre Géologique 5. Hydrogéologie Lorsque l’on aborde le Sahara par le nord on est surpris par la rapidité avec laquelle on passe des montagnes et plateaux de l’Atlas à la plate-forme désertique saharienne. Ce passage souligné par des affleurements de calcaires blancs presque verticaux correspond à l’accident sud-atlasique qui est selon les endroits un pli, un pli-faille, ou une flexure. Au sud de cet accident, qui va d’Agadir au Golfe de Gabès, s’étend le bouclier africain qui a résisté aux plissements et sur lequel la mer s’est parfois étendue, mais sans jamais atteindre de grandes profondeurs. C’est sur ce bouclier formé de roches éruptives et métamorphiques que se sont déposés plusieurs milliers de mètres de terrains sédimentaires allant du Cambrien au Quaternaire dont certains horizons servent de réservoirs aux aquifères que nous étudions. Les ressources en eau souterraine dans le bassin sédimentaire du Sahara septentrional ou la région du chott Merouane fait parti, sont contenues dans deux grands aquifères, qui s’étendent au-delà des frontières algériennes (Tunisie et Lybie) : ceux du Continental Intercalaire (CI) et du Complexe Terminal (CT). 5.1. L’aquifère du Continental Intercalaire La nappe du Continental Intercalaire souvent appelée « nappe de l’albien » occupe une partie de la puissante série sédimentaire du Sahara algérienne, le terme Continental Intercalaire est d’origine géologique, il désigne les formations continentales qui se sont déposées entre le cycle marin du Paléozoïque, clôt par l’orogenèse hercynienne qui a rejeté la mer hors de la plate-forme saharienne, et la grande transgression marine du Cénomanien, Le Continental Intercalaire couvre donc une large période qui va du Trias à l’Albien, le terme n’est donc pas tout à fait approprié, car il concerne aussi quelques formations lagunaires et marines déposées à l’occasion de petites incursions marines à partir du golfe de Gabès. À l’affleurement, dans les régions d’Adrar et d’Ain Salah, le Continental Intercalaire se présente sous la forme d’une succession de bancs gréseux, de sables fins et de niveaux argileux ; les niveaux perméables prédominent largement. Les grès sont déconsolidés, friables, souvent mal cimentés, de teinte rose à brune. On observe souvent la stratification entrecroisée typique des dépôts fluviatiles leur grain est variable, parfois assez fin souvent grossière, on trouve même des concrétions sphériques de quelques centimètres de diamètre, le ciment est le plus souvent carbonaté, il est parfois siliceux ou argileux, les argiles sont rouges, brunes 17 Chapitre II : Cadre Géologique ou vertes, toujours sableuses, et forment des intercalations de quelques centimètres d’épaisseur. Ce réservoir a un volume considérable du à la fois à son extension sur tout le Sahara septentrionale (600.000 km²) et à son épaisseur utile, qui peut atteindre 250 mètres dans la plus grande partie du bassin a une profondeur qui dépasse les 2000 m à Ouargla, El-Oued et Oued Righ, à la périphérie du bassin, la profondeur de la nappe ne dépasse pas les quelques dizaines de mètres (El-Goléa, Timimoune…). La nappe du Continental Intercalaire est un réservoir à eau douce de bonne qualité sur l’ensemble du bassin en particulier dans les limités Ouest du bassin (ElGoléa), la plus grande partie de l’eau de cette ressource a été remplie pendant les périodes pluvieuses du Quaternaire. Cette nappe est artésienne dans la majeure partie du bassin, par contre dans les bordures du bassin elle est exploitée par pompage ; notons qu’auparavant la nappe est artésienne même dans les bordures, cette diminution de la pression est due à une surexploitation de cette nappe. Le sens d’écoulements de cette nappe commence de l’Ouest algérien vers l’Ouest tunisien, et du Sud algérien vers l’Ouest tunisien L’exutoire naturel de cette nappe est chott Djérid en Tunisie. 5.2. L’aquifère du Complexe Terminal Le Complexe Terminal (C.T) est un aquifère multicouche, caractérisé par l’intercalation des formations imperméable à semi-perméable avec des formations perméables, il couvre la période qui s’étale du Sénonien au quaternaire, notons que localement le Turonien est englobé à l’ensemble « Complexe Terminal ». Il s’étend sur une superficie de 350.000 km² avec une profondeur oscillant entre 100 et 500 m, il regroupe deux aquifères différenciés selon la nature lithologique, de haut en bas on trouve : 5.2. 1. L’aquifère du Mio-Pliocène sablo argileux Constituée essentiellement par des sables avec présence de calcaire et des argiles, reconnue sur une épaisseur moyenne de 300 m. 5.2. 2. L’aquifère du Sénon-Eocène carbonaté Représenté par des formations carbonatées et évaporitique intercalées par des marnes parfois des argiles, reconnues sur une épaisseur de l’ordre de 400m 18 Chapitre II : Cadre Géologique 5.2. 3. L’aquifère du Turonien C’est la base du complexe terminale, reconnue sur une épaisseur de l’ordre de 46 m, représenté par des calcaires séparés des deux nappes sous-jacentes par les formations du Sénonien lagunaire qui constitue un écran imperméable. Cette particularité hydrogéologique et leur hétérogénéité lithologique leur ont valu d’être groupées sous le terme de Complexe. L’alimentation de la nappe (CT) s’est fait essentiellement pendant les périodes pluvieuses du Quaternaire, actuellement la nappe reçois des quantités importantes au niveau des bordures qui son relativement arrosées et par infiltration à travers les sables du Gand Erg oriental, qui repose par endroits directement sur les formations perméables du Mio-Pliocène, ou bien par drainance à travers les failles d’Amguid l’Abiod qui maitre en contacte le complexe terminal avec de l’aquifère du Continental Intercalaire. L’exutoire naturel de cette nappe en Algérie est le chott Merouane et Melghir en Tunisie chott El Jerid et chott El Ghersa. Le débit d’alimentation de cette nappe est estimé de 18.5 m3/s la salinité est bonne sur les bordures est relativement élevée dans le centre du bassin (dépasse 3 g/l dans la région de Touggourt et Ouargla) le sens d’écoulement de cette nappe est Sud- Nord et nord-sud. L’étude ERESS. (1969) montre que la nappe du complexe terminal alimente le chott par drainance avec un volume d’eau estimé à 62.34 x 106 m3/an. 5.3 La nappe phréatique Représenté par des sables fins a moyens d’âge quaternaire avec traces de cristaux de gypse, très perméables, libre, caractérisée par des eaux à fortes salinités se située a des profondeurs variant de 1 m à 50 cm, avec l’excès d’irrigation et de pompages à travers les nappes captives (CI et CT), La nappe phréatique de la vallée de l’oued Righ a connue une remontée de son niveau piézométrique par conséquent des nombreux secteurs sont inondés en hivers, mauvais rendements agricoles. Ces pour cela un réseau de drainage artificiel a été réalisé dans la dépression de l’oued Righ a fin d’amoindrir le danger de la situation. 19 Chapitre II : Cadre Géologique Figure.6. Carte Hydrogéologique des deux nappes du Sahara septentrional avec le sens d’écoulement des deux nappes (Étude ERESS modifiée par Gundouz et al, 2003). 20 Chapitre II : Cadre Géologique 6. Conclusion La région du chott Merouane se présente comme une cuvette synclinale située au Sahara septentrional, leur structure résulte de l’action conjuguée de plusieurs tectoniques dès le secondaire, commençons par les subsidences causées par l’immense charge sédimentaire déposée sur la plate forme saharienne lors de l’érosion hercynienne se qui a donné naissance à la chaine atlasique qui a généré des effondrements et par conséquent un grand axe synclinal méridien qui poursuit jusqu’à l’Aurès. À la fin du tertiaire et au début du quaternaire l’orogenèse alpine a fait soulevé le massif de l’Aurès, l’écoulement des eaux va se déversé vers le parti sud affectée par la subsidence et la ces la création de notre chott. La série stratigraphique dans la région du chott Merouane est essentiellement composée de dépôts Mésozoïque et Cénozoïques, reposant en discordance majeure sur des terrains d’âge paléozoïque un épandage détritique d’âge Quaternaire repose en discontinuité sur le Cénozoïque Dans cet édifice sédimentaire certains horizons servent des aquifères qui s’étendent au-delà des frontières algériennes (Tunisie et Lybie) : ceux du Continental Intercalaire (CI) et du Complexe Terminal (CT), le chott Merouane et celle de Djérid en Tunisie sont les principaux exutoires de ces eaux souterraines. Le complexe terminal avec son sens d’écoulements nord-sud, sud-nord, alimente directement chott Merouane par drainance, avec un volume d’eau estimé à 62.34 x 106 m3/an. 21 Chapitre III : Étude Hydroclimatologiques 1. Introduction L’évolution géochimique du système évaporitique du chott est en relation directe avec les paramètres climatologiques, surtout l’évaporation, l’humidité relative de l’air, la température et la vitesse des vents. La région du Chott Merouane fait partie du grand bassin hydrologique du Sahara dit bassin de Melghir, caractérisé par un climat du type saharien, marqué par des précipitations très peu abondantes et irrégulières, la température maximum peut atteindre 50 °C en été, tandis que le minimum absol u est de 5 °C en hiver et par humidité relativement faible. Les paramètres hydro climatologiques mesurés depuis une trentaine d’années à la station de Touggourt nous a permis de caractériser le climat de notre région d’étude. La carte ci-dessous configure les principales stations météorologiques qui sont actuellement en activité. Figure. 07 : Carte des stations Météorologiques d’après Cahiers de Sécheresse. 22 Chapitre III : Étude Hydroclimatologiques 2. Études des paramètres Hydroclimatique 2.1. L’évaporation C’est la quantité d’eau eau qui a été transformée de son état liquide vers un état gazeux sous l’effet de la température, ce qui cause une augmentation augment de la concentration de la quantité d’eaux non no transformée, elle est faible dans les régions humides et elle est élevée dans les régions arides où la vitesse du d vent est importante. Dans le cas d’une saumure comme Chott Merouane, l’évaporation est influencée par la salinité, avec une salinité élevée la quantité des solides dissous elle est importante ce e qui diminue la pression de l’évaporation du l’eau. Avec une série d’observatio observations relativement longue (1975-2010) 2010) la courbe de variation de l’évaporation ’évaporation moyenne mensuelle montre une allure aussi simple, avec une tendance qui se diminue vers les mois de la saison hivernale suivie par une croissance une fois ont allant vers les mois de la saison estivale,, cette fluctuation de l’évaporation est gouvernée par la température, plus la température augmente augment plus Evaporation (mm) on aura un taux d’évaporation élevé aussi. aussi 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0 Mois Figure.08. L’évaporation moyenne mensuelle durant la période d’observation (1975-2010) 23 Chapitre III : Étude Hydroclimatologiques 2.2. La précipitation L’observation de la courbe de variation des précipitations moyennes mensuelles des eaux, sur une période qui s’étale de (1975-2010) 2010) montres que le mois de janvier est le plus arrosée avec 19,14 mm et le mois de juillet est le plus sec avec 0.87 mm. Précipitations (mm) 25 20 15 10 5 0 Mois Figure.09. Précipitation moyenne mensuelle durant la période d’observation (1975-2010) 2.3. La température La température est un facteur fondamental à la caractérisation de climat d’une région, il est lié à la radiation solaire, sa variation influe sur la transformation des eaux en vapeur que ce soit soi en surface ou bien dans le sous-sol sol par conséquence elle agit sur la salinité des eaux. eaux L’analyse de la courbe de variation des des températures moyennes mensuelles sur une période de 35ans (1975-2010) (1975 montre que le mois de juillet est le plus chaud où on a enregistré 33,50 °C et le mois de janvier est le plus froid avec une température moyenne de 10,30°C. L’influence de la température sur la qualité chimique se fait sentir pendant la période d’été, où on a constaté une concentration des éléments par évaporation. évaporation 24 Temperatures moyennes (°C) Chapitre III : Étude Hydroclimatologiques 40 35 30 25 20 15 10 5 0 Mois Figure.10. Les températures moyennes mensuelles et annuelles durant la période d’observation (1975-2010) 2.4. La vitesse de vent L’observation de la courbe de variation de la vitesse du vent en fonction du temps durant la période (1975-2010), (1975 montre que la vitesse du vent elle est stable de l’ordre de 3 m/s mis à part la période (mars, juillet) ou on a enregistré une Vitesse du Vent (m/s) augmentation de la vitesse du vent allant de 3,31 à 4,13 m/s. 5 4 3 2 1 0 Mois Figure.11. La vitesse des vents moyens mensuels et annuels durant la période d’observation (1975-2010) 25 Chapitre III : Étude Hydroclimatologiques 2.5. L’humidité de l’air l’ dans la région Durant la période d’observation (1975-2010), L’humidité de l’air marquée par deux périodes bien distinctes. Du mois d’octobre au mois de février : c’est une période relativement humide vue qu’on a enregistré des pourcentages supérieurs à 50 % avec une croissance de 51,69 % vers un maximum de 65,85 % au mois de décembre. Du mois de mars jusqu’au mois septembre : c’est une période sèche, sèche ou le taux d’humidité diminue pour aboutir à un minimum de 34 % au mois d’aout. Humidite de L'air ( %) 70 60 50 40 30 20 10 0 Mois Figure.12. L'humidité moyenne mensuelle et annuelle durant la période d’observation (1975-2010) 2.6. La durée d'insolation D’après la courbe de variation de la durée d’insolation sur une période d’observation de 35ans (1975-2010) (1975 2010) on constate que la région de chott Merouane reçoit une quantité de la lumière solaire très importante durant tout les mois de l’année, avec un maximum de l’ordre de 358 heures au mois de juillet et un minimum au mois de janvier de 229 heures. heures 26 Duree d'insolation (heure) Chapitre III : Étude Hydroclimatologiques 400 350 300 250 200 150 100 50 0 LES MOIS Figure.13. la durée d’insolations moyennes mensuelles et annuelles durant la période d’observation (1975-2010) 2.7. Estimation de l’évapotranspiration évapotranspiration (ETP) Évapotranspiration potentielle (ETP) est un phénomène important dans le cycle hydrologique, résulté de deux autres phénomènes : l’un physique ; l’évaporation et l’autre biologique ; la transpiration. Il est en fonction du facteur climatique comme (la température, la vitesse du vent, l’insolation, l’humidité, précipitation), précipitation) pour l'estimation de ce paramètre, on utilise la l formule de Serra. 2.7.1. La formule de serra α T ETP (c) = ETP × K = 1610 × K I (mm/an) T : Température moyenne mensuelle du mois considéré en °C. I : Indices thermiques annuels ; I=∑i avec i= (0,09. T) 3/2 i : Indice thermique mensuel. mensuel K : Coefficient d'ajustement mensuel. mensuel ∝: Exposant climatique ; 1.6 I/100 +0.5. ETP : Évapotranspiration potentielle du mois considéré en (mm d'eau). ETPc : Évapotranspiration potentielle corrigée. 27 Chapitre III : Étude Hydroclimatologiques Pour le calcul d’ETR Thornthwaite a proposer deux cas à considérer : ETR=ETP si les précipitations sont supérieures à ETP ETR= Précipitation si les précipitations sont inférieures à ETP, c’est le cas de notre région d’étude, Les résultats sont reportés au tableau suivant : Tableau.1. Calcul du bilan hydrologique Par la formule de SERRA Mois Jan Fève Mars Avril Mais Juin Juillet Août Sep Oct Nov Déc P (mm) 19,14 5,24 9,8 7,08 5,69 1,51 0,87 2,42 6,64 7,73 11,4 7,33 T (°C) 10,3 12,85 16,45 20,48 25,63 30,89 33,5 33,16 28,78 22,78 15,54 11,34 i 0,89 1,24 1,8 2,5 3,5 4,64 5,24 5,16 4,17 2,93 1,65 ∝ I ETP (mm) K ETPc (mm) EXCIT 1,03 1,05 34,76 50,06 63,17 81,82 102,98 130,34 158,59 172,72 170,86 147,25 0,73 0,78 1,02 1,15 1,32 1,33 1,33 1,24 1,05 115,17 77,08 55,38 0,91 0,75 0,7 36,5438 49,2726 83,4564 118,427 172,049 210,925 229,718 211,866 154,613 104,805 57,81 38,766 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 DÉFICIT 17,4038 44,0326 73,6564 111,347 166,359 209,415 228,848 209,446 147,973 97,0747 46,41 31,436 Hauteur de L'eau en mm 250 Précipitations (mm) 200 ETR ETP(mm) 150 100 DEFICITE D'ECOULEMENTS 50 0 Les Mois Figure.14. Bilan hydrique du Chotte Merouane durant la période d’observation (1975-2010). 28 Chapitre III : Étude Hydroclimatologiques On constate que l’évapotranspiration est intense dans la saison estivale avec un maximum atteint au mois de juillet (229,71 mm) en allant vers les mois de la saison hivernale les valeurs de ETP prennent une tendance décroissante pour aboutir à un minimum au mois de janvier de l’ordre de (36,50 mm). 2.8. Régime climatique 2.8.1 La courbe Ombrothérmique L’observation de la courbe Ombrothérmique montre que dans la période (19752010) le climat de la région de chott Merouane est caractérisée par une seule saison sèche qui s’étalant sur toute l’année mise à part le mois de janvier. 40 Précipitations (mm) 35 Températures (°C) Teneur 30 25 20 Période sèche 15 10 5 0 Les Mois Figure15. Courbe Ombrothèrmique durant La période d’observation (1975-2010) 29 Chapitre III : Étude Hydroclimatologiques 2.8.2. L’indice de l’aridité L’indice de L'aridité il est exprimé par un rapport Hydro thermique basé sur des valeurs moyennes de précipitations et de température proposées par des climatologues, des morphologues, des géographes, des botanistes. Les plus connus sont ceux d’E. de Martonne (1926), E. Emberger (1932), C.W. Thornthwaite (1948), J. Dubief (1950), R. Capot-Rey (1951), H. Gaussen, F. Bagnouls (1952) et P. Birot (1953). Il est calculé par la formule suivante : ۷= ࡼ (ࢀା) Ou : I : indice d’aridité P : précipitations moyennes annuelles en mm. T : températures moyennes annuelles en °C Application : P= 7,07 mm T= 21,81 °C Ce qui donne ۷= ૠ,ૠ (,ૡା) ۷= 0,22 Suivant les valeurs de (۷), Martonne a établi la classification suivante : Tableau. 02. Classification des climats en fonction De la valeur de l'indice de DEMARTONNE Valeur de l'indice Type de climat 0<I<5 Hyperaride 5 < I < 10 Aride 10 < I < 20 Semi-aride 20 < I < 30 Semi-humide 30 < I < 55 Humide 30 Chapitre III : Étude Hydroclimatologiques Alors selon les données de la station de Touggourt durant la période (19752010) et après l’application numérique qui a donné une valeur (I= 0,22) on constate que la région de chott Merouane bénéficié d’un Climat hyperaride, les résultats mensuels sont représentés dans le tableau au dessous. Tableau.03. Indice d'Aridité de DEMARTONE durant la période d’observation (1975-2010). Mois Jan Fév Mai Avr Mai Jui Juil Aou Sep Oct Nov P mm 19.14 5.24 9.80 7.08 5.69 1.51 0.87 2.42 6.64 7.73 11.40 7.33 T C° 10.30 12.85 16.45 20.48 25.63 30.89 33.50 33.16 28.78 22.78 15.54 11.34 I = P/T+10 0.94 0.23 0.37 0.23 0.16 31 0.04 0.02 0.06 0.17 0.24 0.45 Déc 0.34 Chapitre III : Étude Hydroclimatologiques 3. Conclusion La région du chott Merouane caractérisée par un climat saharien de type hyperaride ou la saison sèche s’étalant sur tous les mois de l’année à l’exception du mois de janvier. Les précipitations dans la région sont trop faible de l’ordre de 85mm/an, influencée par la position géographique vu qu’elle augmente du sud vers le nord plus leur baisse altitude et l’éloignement de la mer, le mois de janvier est le plus arrosé avec une précipitation de l’ordre de 19,14 mm, dans les autres mois de l’année les précipitations sont trop faibles. La température a une moyenne annuelle de l’ordre de 21,80, Elle se baisse pendant la saison hivernale qui augmente graduellement en allant vers la saison estivale, le mois de juillet est considéré comme le mois le plus chaud avec une température moyenne mensuelle de 33,50 °C alors que le mois de janvier c’est le mois le plus froide avec une température de 10,30 °C. L’humidité est relativement faible, variant entre 32% et 65%, avec une moyenne annuelle de 48%. La vitesse la plus importante des vents est enregistrée au mois de mai de l’ordre de 4,13 m/s. L’évaporation est gouvernée principalement par la température, elle est intense dans les mois de la saison estivale et moins intense dans les mois de la saison hivernale. L’estimation de L’évapotranspiration potentielle par la méthode de Serra montre que la totalité des eaux des précipitations est consommée par ce phénomène en donnant un déficit sur toute l'année qui dépasse 1383mm par ans et le mois de juillet le plus déficitaire avec un déficit de l’ordre de 229mm. En résumé, tous les facteurs qui déterminent l’aridité d’une région a savoir ; les faibles moyennes annuelles des précipitations ainsi que les fortes évaporations sont réunis dans la région de chott Merouane. 32 Chapitre IV : Méthodes de travail et Moyens analytiques utilisés 1. La chronologie d’échantillonnage L’étude géochimique des chotts est basée essentiellement sur les analyses physico-chimiques des échantillons d’eaux et les analyses par diffractomètre de rayon X des échantillons des sels, les prélèvements effectués selon une chronologie tenant comptent du cycle géochimique et de type d’échantillon. 1.1 Échantillonnage des eaux • Un échantillonnage mensuel du mois de janvier jusqu’au mois de juin des eaux de saumure. • Un échantillon des eaux du canal collecteur d’Oued Right dans la partie du contact avec Oued Khrouf. • Un échantillon des eaux de la nappe souterraine (complexe terminal) à partir du forage albien réaliser près du chott. 1.2 Échantillonnage des sels À la fin du cycle géochimique et lors de l’évaporation totale des eaux de saumure du chott Merouane un échantillonnage des sels de la périphérie vers le centre du chott. 2. Méthodes des prélèvements des échantillons 2.1 Prélèvements des eaux Les échantillons d’eaux sont portés dans des bouteilles en plastique (polyéthylène) D’un volume de 1.5 L, une fois sur le site de prélèvements (chott, canal collecteur, forage albien) on a suivie les procédures techniques suivantes : 1. Rinçage des bouteilles 3 fois avec de l’eau distillée. 2. Rinçage des bouteilles avec l’eau prélevée. 3. Fermeture hermétique des bouteilles, gardées à l’abri de la lumière et à basse température, de l’ordre de 6 °C (frigidaire). 4. Inscription sur les bouteilles du numéro de l’échantillon, de la date de prélèvement, de l’heure de prélèvement et des paramètres mesurés sur le terrain (Temp, Dens, pH). 2.2 Prélèvements des sels Quatre carottes ont été prélevées dans le chott, de la périphérie vers le centre suivant un axe horizontal de 30 m est vertical de 70 cm, la partie supérieure de chaque carotte avec une épaisseur de 10 cm elle est représentée par les sels ou on a subdivisé cette partie en 3 couches (supérieur, intermédiaire, inférieur) différencier 33 Chapitre IV : Méthodes de travail et Moyens analytiques utilisés selon la couleur, a chaque couche on a retiré un échantillon de sels, les sels sont mis dans des sacs en plastique avec le numéro de la carotte et l’intervalle prélevé. Échantillonnage des sels (mois de juillet) de sels Échantillonnage des eaux de saumure (janvier — juin 2011) Figure.16. Image satellitaire du chott montre La situation des points de prélèvements 34 Chapitre IV : Méthodes de travail et Moyens analytiques utilisés 3. les Méthodes analytiques Vu que quelque paramètre est influencé par le faible changement du milieu, Aux cours de notre étude on a effectué deux types d’analyse : 3.1. Analyse in-situe Le pH, la température d’émergence et la densité sont des grandeurs non conservables et sont donc déterminés sur le terrain, les mesures de pH sont effectués a laide d’un multi paramètre U-G53-HORIBA, la densité est effectuée avec un densimètre gradué en degrés de boumé. La température d’émergence est mesurée à l’aide d’un thermomètre à mercure (précision 0,5 °C). 3.2. Analyses au laboratoire 3.2.1. Analyse des eaux Les analyses physico-chimiques d’eaux effectuées au cours de notre étude ont été réalisées au laboratoire de l’Agence Nationale des Ressources hydrauliques (ANRH) de Ouargla selon les techniques standard (Rodier, 1984). Avant de procéder aux analyses, les eaux très salées (saumure du chott Merouane) vont être diluées vu la sensibilité des appareils de mesure. Les concentrations des cations majeurs (Na+, K+, Mg+2, et Ca+2) sont déterminées par photomètre de flamme et par complexométrie pour le Mg+2 , les anions majeurs (Cl- et SO4-2) sont déterminés par la méthode volumétrique classique les bicarbonates HCO3 sont analysés par nitration. 3.2.1.1. Dosage des chlorures Les chlorures en présence du thiocyante mercurique et de l’alun ferrique donnent en milieu nitrique acide un complexe coloré orange susceptible d’un dosage colorimétrique à la longueur d’onde de 470nm. I. Réactifs • Solution saturée de thiocyante mercurique (Hg(SCN)) 2: dissoudre 2 g (Hg(SCN)) 2 dans 2 litres d’eau distillée. • Solution d’alun ferrique Fe(SO4)3, NH4 24H2O : 67 g d’alun ferrique+ 430ml d’acide nitrique concentré+1000 ml d’Eau distillée. • Solution mère de chlorures a 10 g/l : dissoudre 20.984 g de chlorure de potassium pur préalablement desséchés 12 heurs à l’étuve à 100 °C dans l’eau distillée ajustée à 1000 ml. 35 Chapitre IV : Méthodes de travail et Moyens analytiques utilisés • Solutions étalons : prendre successivement : 100, 80, 65, 50, 35, 20,10 et 5 ml de la solution mère de Cl- compléter chaque prélèvement a 1000 ml exactement par l’eau distillée, on obtient des solutions étalons contenant respectivement 1000, 800, 650, 500, 350, 200,100 mg/L en chlorures. II. Mode opératoire On place les PE (5ml) dans des erlens de 50ml, le PE des solutions étalons le témoin (H2O) et les échantillons sont alors traités de manière identique a savoir : On ajoute dans l’ordre 15 ml de la solution de thiocyante mercurique préalablement diluée au 1/3 puis 15 ml de la solution nitrique d’alun ferrique également diluée au 1/6. On agite vigoureusement les erlens pour uniformiser la coloration qui apparait et on laisse au repos pendant ¼ heure. On effectue les lectures au colorimètre à la longueur d’onde de 470 nm en réglant le zéro avec le témoin. Expression des résultats : La courbe d’étalonnage donne directement la teneur en chlorures en mg/l. 3.2.1.2. Dosage des sulfates Les sulfates sont précipités sous forme de sulfate de baryum par le chlorure de baryum. Le précipité ainsi obtenu, très fin est stabilisé par la gélatine ; on effectue sur le trouble une mesure turbidimétrique à la longueur d’onde de 495 nm. I.Réactifs • Solution de chlorure de baryum et de gélatine - 40 g de gélatine. - 200 g de chlorure de baryum (dissoudre à part). - 3 g de phénol (pour éviter une décomposition d’origine bactérienne de la gélatine). - 2000 ml d’eau distillée. Remarque : dans le cas où la gélatine contient des sulfates apparait un trouble de Ba S04 que l’on élimine par centrifugation. • Solution mère de sulfate a 10g/l Dissoudre 13.755 g de (NH4)2 SO4 préalablement desséchés à l’étuve à 100 °C puis refroidis au dessiccateur dans de l’eau distillée ajusté a1000ml. 36 Chapitre IV : Méthodes de travail et Moyens analytiques utilisés • Solution étalon Prendre successivement : 50,40, 30, 20, 15, 10, et 5 ml de la solution mère de S04- compléter chaque prélèvement a 1000 ml exactement par l’eau distillée, on obtient alors des solutions étalons contenant respectivement : 500,400, 300, 200, 150, 100 et 50 mg/l en S04-. II. Mode opératoire On place les PE (5ml) dans des erlens de 50ml, le PE des solutions étalons le témoin (H2O) et les échantillons sont alors traités de manière identique à savoir : On ajoute à chaque PE, 20 ml de la solution de Ba S04- et de gélatine préalablement dilués au 1/6 On agite vigoureusement le trouble et on laisse au repos pendant 20 minutes jusqu’à la mesure, une nouvelle agitation aurait comme conséquences la formation de bulles d’air et par conséquent une perturbation des mesures. On effectue les lectures au colorimètre à la longueur d’onde de 495 nm en réglant le zéro avec le témoin. Expression des résultats : La courbe d’étalonnage donne directement la teneur en chlorures en mg/l 3.2.1.3. Dosage du calcium/Magnésium par complexométrie Le sel disodique de l’acide Ethyléne Diamino Tetra Acétique cristallisé avec H2O appelé aussi complexion ou versénate forme avec un nombre de cations des complexes dont la stabilité dépend essentiellement du pH. I. Réactifs • Solution EDTA : - 40g EDTA - 5 g soude caustique - 1 g chlorure de Magnésium Dissoudre 40 g EDTA, ajouter les 5g NaOH puis ajuster avec l’eau distillée 1000ml. Dissoudre à part 1 g de chlorure de magnésium ajuster avec de l’eau distillée 1000ml. Mélanger les 2 litres obtenus et y ajouter 8 autres litres d’eau distillée ce qui donne 10 litres d’EDTA 37 Chapitre IV : Méthodes de travail et Moyens analytiques utilisés • Solution tampon pH=10(Ca/Mg) Le tampon pH=10 est constitué par des mélanges à volume égal des solutions A et B. Solution A Peser 67 g de chlorure d’ammonium préalablement séché 12heurs a l’étuve a 100 °C puis refroidi au dessiccateur, ajouter 400 m l d’Ammoniaque a 28 % (448 ml a 25 %) compléter a 1000 ml par l’eau distillée. Solution B Dissoudre a 2litre d’eau distillée 1.5 kg environ de tartrate double de sodium et de potassium appelé couramment sel de seignette, chauffer jusqu’à dissolution totale et ajuster a 2 litres. • Solution de soude N(Ca) :40 g de soude par litre d’eau distillée • Indication colore : 1. Dosage du Ca+Mg Mélanger intimement puis broyer au mortier 100 g de chlorure de sodium préalablement séché et une quantité de noir d’Eriochrome T tell qu’on obtient un mélange de coloration mauve, on décèle la fin du virage par le noir Eriochrome T qui vire du rose au bleu. 2. Dosage du Ca Mélanger intimement puis broyer au mortier 100g de chlorure de sodium préalablement séché et une quantité de Patton et Raede, on observe la fin du virage quand la couleur passe alors du rouge au bleu franc. II.Mode opératoire II.1.TITRE de L' EDTA Le dosage de L’EDTA s’impose à chaque fois que le remplissage du flacon doseur est fait. On prépare une solution de CaCO3 à 1g/l (attaque de 1 g de CaCO3 par HCL dilué puis ajuster à 1 litre par de l’eau distillée. Le CaCO3 doit avoir été séché à l’étuve puis refroidi au dessiccateur, on prélève 10 ml qui seront dosés en même temps que les échantillons. Cette solution contient 20 mg/l de Ca++. Les PE ayant été placés dans des béchers de 50 ml on y ajoute systématiquement 2 ml de tampon (Ca/Mg) et 2 ml de Na OH (Ca) et une pincée d’indicateurs, la solution prend une teinte rose (Ca/Mg) et rouge (Ca). 38 Chapitre IV : Méthodes de travail et Moyens analytiques utilisés La solution étalon de Ca++ et les échantillons ainsi préparés sont alors traités de manière identique L' EDTA étant placé dans la burette, on verse jusqu’au virage du rose au bleu en maintenant une agitation dans le bécher. On notera soigneusement le volume : V1 d’EDTA : nécessaire pour faire virer la solution étalon de Ca++ V2 d’EDTA : nécessaire pour faire virer les échantillons. II.2 Calcule de la normalité de L’EDTA 10 ml à 20 mé/l de calcium ont été dosés par V1 d’EDTA N….méq/l = ଶ ୶ ଵ ଵ = ଶ ଵ II.3 Teneur en calcium et Magnésium des échantillons ଶ X méq/l Ca+Mg = N……… méq/l x ୫୪ II.4 Teneur en Calcium des échantillons ଶ X méq/l Ca= N……… méq/l x ୫୪ II.5 Teneur en Magnésium des échantillons méq/l de Mg= méq/l de Ca+Mg- méq/l de Ca 3.2.1.4. Dosage du calcium, sodium et potassium par photométrie de flamme Les ions en solution sont portés au moyen d’une flamme de température convenable a un niveau énergétique supérieur a la normale ( on dit que les atomes sont excités par la flamme) libérés de la flamme, ils restituent l’énergie acquise en émettant une radiation caractéristique de l’élément, on pulvérise donc au moyen d’un gicleur , la solution a dosé dans une flamme de température déterminée par l’élément que l’on recherche, on sélectionne la radiation attendue au moyen d’un filtre , l’intensité de la radiation est proportionnelle a la concentration de l’élément présent dans la solution, on établit donc une gamme étalon pour chaque élément dosé et l’on s’y réfère pour déterminer une concentration inconnue, le sodium et le potassium sont dosés à partir de la même solution étalon a des sensibilités différentes du photomètre de flamme, le calcium est dosé sa gamme étalon propre. 39 Chapitre IV : Méthodes de travail et Moyens analytiques utilisés I. Réactifs : • Solution mère de sodium et de potassium : 1. Dissoudre dans l’eau distillée 25,434 g de chlorure de sodium préalablement séché à l’étuve à 100 °C pendant 12 heures puis ref roidi au dessiccateur. 2. Dissoudre simultanément 3,823 g de chlorure de potassium préalablement séché a l’étuve à 100C pendant 12 heures puis refroidie au dessiccateur. Compléter le tout à 1000 ml par de l’eau distillée on obtient une solution contenant 10 000 mg/l en Na+ et 2000mg/l en K+ • Solution Étalons en Na+ et K+ Mettre successivement dans des fioles jaugées a 1000 ml : 50, 40, 30, 20, 15,10, 5 et 2 ml de la solution mère en Na+ et K+ compléter a 1000 ml par de l’eau distillée, on obtient des solutions étalons contenant respectivement : 500, 400, 300, 200, 150,100, 50 et 20 mg/l de Na+ et 100, 80, 60, 40, 30, 20,10 4mg/l de K+. • Solution mère de calcium : Dissoudre dans l’eau distillée 36,663 g de chlorure de calcium préalablement séché a l’étuve a 100 °C pendant 12 heures puis ref roidis au dessiccateur, compléter a 1000 ml par de l’eau distillée. • Solution Étalon en Ca++ : Mettre successivement dans des fioles jaugées a 1000 ml : 50, 40, 30, 20, 15,10, 5 et 2 ml de la solution mère en Ca++ compléter a 1000 ml par de l’eau distillée, on obtient des solutions étalons contenant respectivement : 500, 400, 300, 200, 150,100, 50 et 20 mg/l de Ca++ . 3.2.1.5. Dosage des Bicarbonates : L’utilisation de la méthode potentiométrique pour le dosage des bicarbonates offre de nombreux avantages, elle évite toute erreur d’estimation particulière aux méthodes utilisant des indicateurs colorés. Les bicarbonates n’existant qu’a pH est compris entre 4.4 et 8.3, au cours d’un dosage asymétrique doublé d’une mesure de pH, a quel moment ces ions sont encore présents ou non dans l’échantillon. I. Réactifs : • Solution tampon pH=10 et pH=4. • Solution H2SO4 à 0,01N. 40 Chapitre IV : Méthodes de travail et Moyens analytiques utilisés II.Mode opératoire: Ajouter a la burette H2SO4 à 0,01N jusqu’à obtenir pH=4.4, noter le volume d’acide V2ml versé et vu que le pH est compris entre 4,4 et 8,3 alors il n’ya ni carbonate ni OH dans l’échantillon. ଶ୫୪ ୶ ,ଵ୶ଵ HCO3 méq/l = HCO3 méq/l x 61 = HCO3 mg/l ୫୪ 3.2.2 Analyse des sels : 3.2.2.1. Analyse par diffractomètre des rayons X : Avec la diffraction des rayons X, il est possible de déterminer l’arrangement Atomique d’une structure cristallisée, et l’identification minéralogique des sels prélevés dans le chott. Cette technique consiste à éclairer une surface d’analyse par un faisceau monochromatique de rayons X, et récupérer le signal diffracté par les structures de chacune des phases cristallines du matériau à analyser (Fig. III.5). La technique s’appuie sur le fait qu’un réseau cristallin est constitué d’un empilement de familles de plans réticulaires parallèles et équidistants. Le faisceau de rayons X incident est réfléchi partiellement par le premier plan. Le faisceau non réfléchi “tombe” sur le deuxième plan pour être à nouveau partiellement réfléchi. Et ainsi de suite. Pour que les ondes diffusées par les différents plans soient en phase et que l’intensité totale de l’onde diffusée soit importante, il faut : 2dsinθ = nλ (loi de Bragg) • d : est la distance des plans réticulaires ; • λ : la longueur d’onde; • n : l’ordre de la réflexion. Cette relation, connue sous le nom de “loi de Bragg”, montre qu’il suffit de mesurer les angles de Bragg (θ) pour déterminer les dimensions et la forme de la maille élémentaire du cristal. Les amplitudes des ondes réfléchies permettent de déterminer la structure atomique du motif. La diffraction par rayons X permet ainsi de fournir l’identité et la proportion des composants cristalisés d’un échantillon donné (poudre dans le cas de cette étude). 41 Chapitre IV : Méthodes de travail et Moyens analytiques utilisés Figure.17. Principe d'analyse par diffraction des rayons 42 Chapitre I : Le Bilan hydrochimique du chott Merouane 1. Introduction L’étude qui a été faite par (Yan, J.P., 2001), a classé les lacs selon leur bilan hydrique en en 3 types : Les lacs éphémères de type (A) : ces des des conditions climatiques, ils peuvent lacs temporaires en fonction devenir secs à n’importe quel moment. • Les lacs éternels, de longue durée, de type (B) : le temps de résidence d’eau dans ce type du lac décroissent graduellement dans un grand intervalle de temps, la salinité du lac décroît à cause du flux d’eau qui arrive au lac, provoquant la dilution des eaux. • Les lacs éternels à très grande durée, de type (C)), le temps de résidence d’eau est très long. L’accroissement de la salinité est continu dans le temps à cause du flux de la matière dissoute, déversée dans le lac. Le Chott Merouane est un lac continental, éphémère, de type « A » (Hacini, 2006), vu que le remplissage du chott se fait à partir de la fin du mois d’octobre et atteint son maximum à la fin du mois de février, avec l’augmentation de la température et le taux d’évaporation, le chott perd son volume d’eau et devient sec à partir du mois de juillet, les éléments chimiques qui ont été dans leur état aqueux, dans des conditions thermodynamiques bien distinctes vont se précipiter après avoir atteint leur degré de saturation sous forme des minéraux Evaporitique (sels) sur toute la superficie du chott. 2. Bilan hydrique Les ressources hydriques dans la région du chott Merouane ont fait l’objet de plusieurs études et travaux par la société nationale des Ressources hydriques (NARCH) Ouargla, afin d’estimer les volumes d’eau souterraines et celle de surface à travers les oueds qui présentent un écoulement superficiel et qui sont déversés au chott, les quantités d’eaux proviennent de la précipitation elle est négligeables dans un climat hyper aride ou le taux de l’évaporation est importante. Vue leur positionnement au dessous du niveau de la mer (-31 m), chott Merouane constitue l’exutoire de toutes les eaux de surface de Sahara algérien, principalement il est alimenté par trois sources : 43 Chapitre I : Le Bilan hydrochimique du chott Merouane • Les eaux de drainage du canal collecteur de l’Oued Righ. • Les eaux de pluie. • Les eaux souterraines du complexe terminal. 2.1 Canal collecteur de l’Oued Righ Les eaux de ruissellements creusent les vallées qui se déforment au cours du temps. Le canal d’Oued Righ présente une vallée qui a abouti leur stade de maturation vue que celle-ci est beaucoup plus large que les plus larges méandres du cours d’eau. Cet aspect, il est plus visible dans sa partie sud car ce canal a été objet de réaménagement dans sa partie nord par l’Entreprise Nationale des Travaux Hydraulique en 1980. Elle s’étale sur une longueur de 136 Km avec une pente d'écoulement de l'ordre de 1‰, du départ de Goug (daïra de Temacine) pour arriver aux chotts Merouane et Melghigue (wilaya d'El Oued). Pour calculer le volume d’eaux contribué par ce canal, Huit stations jaugeage ont été installées par (NARCH) tout au long du canal de El Goug jusqu'à Boufeggoussa ; l’endroit de contact avec le Chott, Notons que les quantités d’eau durant les périodes hivernales sont très importantes, comparativement avec celles des périodes estivales (Saltec-Lavalin; 1983). 2.2. Les eaux de pluie Comme on a vu précédemment, la région du chott Merouane est caractérisée par un climat hyper aride, ou la saison sèche s’étalant durant toute l’année marquée par des faibles précipitations et un taux d’évaporations élevées, ce qui implique que les eaux de pluie n’atteignant pas le sol, donc il y a toujours un déficit. Cette hypothèse est confirmée par le calcul du bilan hydrologique par la méthode de SERRA de la série (1975-2010), qui utilise l’ETP (Évapotranspiration Potentielle) comme facteur déterminant dans l’évaluation du bilan hydrique d’une région. 2.3. Les eaux souterraines L’écoulement des eaux souterraines est causé par les forces physiques agissant dans le milieu souterrain et par l’environnement géologique de ce milieu. Ces eaux s’infiltrent d’abord à la surface des terrains et elles s’écoulent dans les 44 Chapitre I : Le Bilan hydrochimique du chott Merouane milieux géologiques sur des distances variables, puis elles retournent à la surface de différentes façons. Le chott reçoit une quantité d’eau de la nappe(CT) par drainance, un écoulement qui se produit perpendiculairement aux couches amenant l’eau vers des couches adjacentes. L’estimation du volume d’eaux déversée par la nappe est basée sur les valeurs de la transmésivité de la nappe sous un gradient hydraulique unitaire. Le suivi fait par Mr.Hacini durant l’année 2003, nous a permis de quantifier les volumes d’eau déversé au chott a travers les différentes sources d’alimentation(voir tableau). Tableau.04. Bilan hydrique du chott Merouane Pour l’année 2003 Les Sources Volumes d’eau d’alimentation (m3/an) x106 Pluies - Canal de l’Oued Righ 130.19 Eaux souterraines 62.24 45 Chapitre I : Le Bilan hydrochimique du chott Merouane .4. Calcul du bilan Hydrique En utilisant la relation du bilan hydrique de la région de chott Merouane : Bilan hydrique = Volume d’eau de l’Oued Righ+ Volume d’eau des eaux souterraines + Volume des eaux de précipitation. B= Vd’ eau de drainage + Vd’ eau de la nappe+ V d’eau des précipitations B : Bilan hydrique. Vd’eau de drainage : Volume de drainage du canal collecteur de l’Oued Righ Vd’eau de la nappe : Volume des eaux souterraines V d’eau des précipitations : Volume des eaux de précipitation. Application numérique Bchott= 130190000 + 62400000 Bchott=192.59. 106 m3/an On constate que la grande quantité d’eau qui renferme le chott, provient du canal collecteur (67,60%), puis les eaux souterraines (32,40%), et comme démontré auparavant, l’apport d’eau par les pluies est négligeable par rapport à la faible Volume d'eau en % précipitation dans de la région en parallèle d’une intense évaporation 70,00 60,00 50,00 40,00 30,00 20,00 10,00 0,00 L’eau de drainage L’eau de la nappe L’eau de précipitation Sources d'alimentation Figure.18.. Les apports d’eau au u chott Merouane 46 Chapitre I : Le Bilan hydrochimique du chott Merouane Une étude faite par le Centre National de Télédétection Spatiale d’Arzew (C.N.T.S.) et à deux reprises dont l’une au mois de janvier où le chott et plein, et l’autre au mois d’Aout, Lors de l’évaporation totale du chott afin d’évaluer le volume et la superficie du chott Merouane. Le Chott a été subdivisé en 4 sections(A.B.C.D) en prenant en considération chott Melghir, les résultats sont présentés dans le tableau suivant : Tableau.05. Estimation du volume et superficie Du chott Merouane et Melghire Saumures Superficies (ha) Volumes (m3) A 10173.33 101733300 B 1231.20 12312000 C 807.66 8076600 D 5582.25 5582250 3. Le Bilan de masse annuel du Chott : Le bilan de masse est basé essentiellement sur les résultats d’analyse chimique des eaux de saumure et des sources d’alimentation, dans la période où le chott et plein (mois de janvier) ou la quantité d’eau atteint son volume maximum, ainsi sur les volumes d’eaux déversé dans le chott. 3.1. Le volume d’eau dans le chott : Nous on s’intéresse aux deux premières sections (A ; B), on va conclure que La superficie du chott Merouane : 11404,53ha Le volume du chott : 114,05. 106 m 3 Alors le volume d’eau qui existe dans le chott au mois de janvier est 114 045 300 m3 et le volume des eaux qui proviennent de la nappe et du canal collecteur elle est déjà mentionnée précédemment à 62 400 000/an m3 et 130 190 000/an m3. 47 Chapitre I : Le Bilan hydrochimique du chott Merouane On constate que le volume d’eux calculé dans le bilan et supérieur à celle estimer par (C.N.T.S.), cette écart et logique en admettant les différents phénomènes qui provoque la quantité d’eux avant d’arriver au chott comme l’évaporation et l’infiltration même l’irrigation des palmeraies qui ce trouve prés du chott, alors on va supposé que la quantité d’eux Perdues elle est aux niveaux du canal collecteur. 3.2. Calcule de la quantité d’eux Perdues : 3.2.1. Formule de calcule : VPerdues = Bchott -Vchott VPerdues : le volume d’eux Perdues avant l’arrivée au chott. Bchott : le volume d’eau du bilan hydrique. Vchott : le volume d’eau estimé par (C.N.T.S.). La quantité d’eaux perdues on va la soustraire de la quantité fournie par le canal collecteur. Vd’eau du canal collecteur. r = Vd’ eau de drainage – VPerdues Ou : Vd’eau du canal collecteur. r = Volume d’eau du canal collecteur de Oued Righ réelle. Vd’ eau du canal collecteur = Volume d’eau du canal collecteur de Oued Righ VPerdues= le volume d’eux Perdues avant l’arrivé au chott. 5.3.2 Application numérique : VPerdues= 192590000 – 114045300 VPerdues= 78 544 700 m3/an Vd’eau du canal collecteur. r =130190000-78544700 Vd’eau du canal collecteur. r = 51 645 300 m3/an 48 Chapitre I : Le Bilan hydrochimique du chott Merouane Pour effectué un bilan de masse, on va d’abord calculer la masse totale des sels dissous dans le chott, en prend en considération le volume total des eaux au niveau du chott estimé par (C.N.T.S.) et les concentrations des éléments majeurs qui le renferme (Ca, Mg, Na, K, SO4, Hco3). et la densité de l’eau de saumure. De même façon pour les eaux de sources d’alimentation puis on va conclure la masse totale des sels dissous par la dissolution des sels préexistante dans le chott. Tableau.06. Les paramètres de calcule d’un bilan de Masse. Ca Mg Chott Merouane 2870 9090 Les Eaux souterraines 8625 5456,8 La Canal Oued Righ Concentration des éléments majeurs mg/L 410 1300 Mois de Janvier 2010 Na K Cl SO4 Volume d'eau (m3) x106 Densité g/Cm3 HCO3 115017 2260 148600 67001 854 114,05 1,27 13850 1150 48000 9750 271 62.24 1,06 3002 4188 344,65 130.19 1,01 170 5600 49 Chapitre I : Le Bilan hydrochimique du chott Merouane 3.3 Calcule du bilan de masse : 3.3.1. Formule de Calcule : Mt= Vt*Ce*D Mt : masse totale des sels dissous Vt : Volume total du chott Ce : Concentration des éléments chimiques D:Densité 3.3.2. La masse des sels au niveau du Chott : La masse totale des sels dissous dans le chott elle est de l’ordre de 50,07 millions de tonnes, composées principalement par les chlorures avec une masse de l’ordre de 21 millions de tonnes l’équivalent de 43%de la masse totale du chott, suivie par le sodium (22 millions de tonnes, 33 %) et les sulfates (13 millions de tonnes, 19 %) (Figure.20). 3.3.3. La masse des sels dans les eaux souterraines : La masse totale des sels provient des eaux souterraines elle est de l’ordre de 5,76 millions de tonnes, le chlore représente la moitié de cette masse avec un taux de 3 millions de tonnes, les autres éléments comme le calcium et le magnésium, sodium et les sulfates présents un faible tonnage qui n’atteignent même pas le 1tonne, le potassium et les bicarbonates sont négligeables. Les sels dissous dans les eaux souterraines composent presque 11.51 % de la masse totale des sels au niveau du chott, un apport faible par rapport à ce qu’il existe dans le chott. 50 Chapitre I : Le Bilan hydrochimique du chott Merouane Tableau.07. Le Bilan de masse des eaux de saumure du chott au mois de janvier 2011. Éléments Ca Mg Na K Cl SO4 HCO3 Masse des éléments dans le chott (tonnes) Concentration Volume du chott mg/L (m3) x106 2870 9090 115017 2260 148600 67001 854 415700,845 1316627,415 16659464,84 327346,31 21523744,1 9704659,344 123696,349 114,05 114,05 114,05 114,05 114,05 114,05 114,05 50071239,2 Masse en % Total 45,00 40,00 35,00 30,00 25,00 20,00 15,00 10,00 5,00 0,00 42,99% 33,27% 19,38% 0,83% 2,63% Ca Mg 0,65% Na K 0,25% Cl SO4 HCO3 Les Eléments Chimique Figure.19. La masse des éléments Dans les eaux de saumure du chott Merouane en % (janvier 2011) 51 Chapitre I : Le Bilan hydrochimique du chott Merouane Tableau.08. Le Bilan de masse des eaux ux souterraines au mois de janvier 2011 Éléments Concentration mg/L Volume d’eau (m3) x106 Ca Mg Na K Cl SO4 HCO3 8625 5456,8 13850 1150 48000 9750 271 62,4 62,4 62,4 62,4 62,4 62,4 62,4 Masse des éléments dans le chott (tonnes) 570492,00 360934,58 916094,40 76065,60 3174912,00 644904,00 17925,02 Total 5761327,60 55,11% 60,00 Masse en % 50,00 40,00 30,00 20,00 15,90% 9,90% 10,00 11,19% 6,26% 1,32% 0,31% 0,00 Ca Mg Na K Cl Les Eléments Chimique Figure.20. La masse des éléments Figure. Dans les eaux souterraines (CT) En % (janvier 2011) 52 SO4 HCO3 Chapitre I : Le Bilan hydrochimique du chott Merouane 3.3.4. La masse des sels dans le canal collecteur La masse totale des sels fournis par les eaux du canal collecteur est faible comparativement à celles des eaux souterraines, elle est de l’ordre de 1.97 millions de tonnes ou le chlore représente 37.30 % de la masse totale suivie par les sulfates 27,89 % et le sodium 19,99 %, le magnésium (8,66 %), les autres éléments comme les bicarbonates, le calcium et le potassium sont en traces. Sur le plan global les sels provenant du canal collecteur compose seulement 3.94 % de la totalité des sels qui existent dans le chott, ce chétif pourcentage est dû principalement à la faible concentration des éléments dans les eaux du canal collecteur, vue la période de prélèvement qui a été effectué au mois de janvier ou le débite est pratiquement fort qui conduite à la dilution des eaux. Tableau.09. Le Bilan de masse des eaux du canal collecteur au mois de janvier 2011. Éléments Ca Mg Na K Cl SO4 HCO3 Total Volume d’eau au Concentration canal mg/L Oued Righ (m3) x106 130.19 130.19 130.19 130.19 130.19 130.19 130.19 410 1300 3002 170 5600 4188 344,65 53 Masse des éléments dans le canal Oued Righ (tonnes) 53911,68 170939,47 394738,68 22353,62 736354,64 550688,08 45318,68 1974304,86 Chapitre I : Le Bilan hydrochimique du chott Merouane 37,30% 40,00 Masse en % 35,00 27,89% 30,00 25,00 19,99% 20,00 15,00 8,66% 10,00 5,00 2,73% 2,30% 1,13% 0,00 Ca Mg Na K Cl SO4 HCO3 Les Eléments Chimique Figure.21.. La masse des éléments dans les eaux Du canal collecteur au (janvier 2011) 3.3.5.. La masse des sels qui proviennent de la dissolution : La succession des précipitations des sels dans le chott a crée une croute évaporitique qui alimente le chott dans chaque cycle par les éléments chimiques qui lui composent. Après les calculs des masses des sels dissous dans les eaux de saumure du chott Merouane et les eauxx des sources d’alimentation, on peut conclure la masse des sels qui proviennent de la dissolution des sels préexistante dans le chott. 3.3.5.1. Formule de calcule : Msp= Mt – (Mc+ MES) Avec : Mt : Masse totale dans le chott. Mc : Masse totale apportée par le canal de l’Oued Righ. MES : Masse totale apportée par les eaux souterraines. Msp : Masse totale apportée les sels préexistants. 54 Chapitre I : Le Bilan hydrochimique du chott Merouane 3.3.5.2 Application numérique Msp= 50071239,20-(5761327,60+1974304,86) Ms=42335606,74tonne, l’équivalent de 84.55 % de la masse totale des sels dissous dans les eaux de chott. 4. Conclusion Chott Merouane avec sa basse altitude (-31 m) sous le niveau de la mer, représente l’exutoire de toutes les eaux de surface et même souterraines du Sahara septentrional. Le calcule du bilan hydrique a montré que la région de chott Merouane elle est alimentée principalement par le canal collecteur de Oued Right avec un débit annuel de 130190000m3/an d’après la dernière station de jaugeage de Boufegousa, cette quantité malheureusement n’atteint pas complètements le chott, une quantité importante de ces eaux elle est perdu par les phénomènes d’infiltration et l’évaporation avant d’arrivée au chott, les palmeraies qui existent tout au long du passage du canal vers le chott consomme quotidiennement ces eaux, en plus la vieillesse du Oued Right qui a abouti leur stade de maturation. La seconde source d’alimentation c’est à travers la remontée des eaux souterraines de la nappe du complexe terminal par drainance avec un volume annuel de l’ordre de 62400000m3/an. Le chott atteint leur volume maximal d’eaux à travers ces sources au mois de janvier (saison hivernale), puis il perde toutes ces eaux par l’évaporation totale au mois de juillet (saison estivale), ce qui implique que le chott a le même comportement d’un lac éphémère sauf que notre chott il reçoit une quantité de la matière dissoute. Le calcule de bilan de masse nous a permis de quantifier les sels dissous dans les eaux de saumure du chott Merouane et leur origine, Chott Merouane reçois pratiquement presque 50 millions de tonnes de sels selon le bilan de masse de 2010, composé essentiellement par les chlorures et le sodium qui se présentent avec des masses importantes suivies par les sulfates. La chose remarquable dans ce cycle est celui des sels provenant principalement par la dissolution des sels préexistantes avec un apport de (42,33 tonne), l’équivalent de 84.55% de la masse totale des sels dissous dans les eaux de 55 Chapitre I : Le Bilan hydrochimique du chott Merouane chott, ce qui peut être expliqué par la faible exploitation des sels précipités, fait qui nous a mené à avoir un cumule important à travers les cycles Géochimiques précédents, c’est-à-dire on a abouti au phénomène de la reprécipitation. Les eaux souterraines déversent presque (5,76million de tonne) l’équivalent de 11.5% de la masse totale des sels alors que le canal collecteur de Oued Right ne dévers que 1,97million de tonne (3.94%) de la totalité des sels. Masse totale déversée par le canal de l’Oued Righ 1.97 Millions de tonne Masse totale des sels dans le chott mois de (janvier 2011) 50.07 Millions des Masse totale des sels provient des eaux souterraines 5,76 millions de tonnes Masse totale déversée par la dissolution des sels préexistants 42.33 Millions De tonne Figure.22. Le bilan de masse générale des sels dissous dans les eaux De chott Merouane (Janvier2011) 56 Chapitre I : Le Bilan hydrochimique du chott Merouane OUM EL TIOUR LEGENDE PALM ERAIE ROUTE N'SIGHA CHEM IN DE FER CANAL OUED RIGH M EGHAIER DENDOUGA ZONE DE REGULATION BOUFEGGOUSSA STATION DE MESURE ELEM ENT D'ECHELLE SIDI KHELIL 168 STATION DE M ESURE ELEM ENT D'ECHELLE TINDLA AVAL 106 TINDLA AMONT EL ARFIANE ZAOUIET RIAB DJAM AA TAMERNA GUEDIM A SIDI AMRANE 68 -106 SIDI SLIMANE 143 108 88 BOURKKIS SIDI LABED 142 TOUGGOURT KARDECHE Figure.23.Situation des stations de Jaugeage (Hacini.2006) 57 Mnagueur Ben Nasseur EL Khabna Taibat El Gueblia Echelle 1/500000 Chapitre II : Chimie des eaux de saumure du Chott Merouane 1. Introduction L’étude de la chimie des eaux de surfaces a une grande importance, particulièrement dans les chotts, la composition de ces eaux dépend essentiellement du type de roche ou bien de sols, traversé par ces eaux lors de leurs écoulements et du climat qui règne la région. Dans notre étude on va s’intéresser aux eaux de saumure du chott Merouane, ces eaux proviennent principalement à travers le canal collecteur par écoulements ou bien par drainance à partir de la nappe (complexe terminale). La principale question est de savoir le faciès et la composition chimique en éléments majeurs des eaux de saumure de chott Merouane ? Leur origine ? Puis, comment celle-ci peut évoluer ?ainsi le comportement de chaque élément durant le cycle Géochimique? Pour rependre à cette question nous allons traiter les résultats d'analyse physico-chimiques qui ont été effectués au laboratoire de l’Agence Nationale des Ressourcés Hydrauliques (ANRH) de Ouargla selon les techniques standards classique, Une campagne de prélèvements des eaux de saumure du chott Merouane du mois de janvier lors du remplissage totale du chott jusqu’au mois de juin lors de l’évaporation totale a permis d'apprécier le contexte géochimique et de définir les caractéristiques fondamentales des eaux de saumure du chott Merouane. 2. Traitement des eaux de saumure du chott Merouane Pour traiter l’eau, il est nécessaire de caractériser le plus précisément possible. Les paramètres suivants qui sont les plus couramment étudiés : 2.1. Détermination du pH Le pH mesure la concentration des ions d’hydrogènes dans l’eau. C'est-à-dire l’alcalinité et l’acidité de l’eau sur une échelle de 0 à 14. Les eaux de saumure du Chotte Merouane, caractérisé par un pH neutre qui varie entre 7,5 et 8,28 (figure.24). 2.2. Température de l’eau La température joue un rôle très important dans la solubilité des sels, sur la conductivité électrique et dans la détermination du pH de l’eau, elle permet de différencier les eaux qui circulent en surface de celle qui circule en profondeur, qui sont influencées par le gradient géothermique (1 °C pour 33m environ). La température elle est mesurée sur site par un thermomètre à chaque prélèvement d’un échantillon de l’eau de saumure, elle est variée entre 13 et 25 °C, l’allure de 58 Chapitre II : Chimie des eaux de saumure du Chott Merouane L’évolution de la température, en fonction du temps, montre une corrélation positive, ce qui implique que la température tend a augmenter (figure.25). 3. La densité de saumure La densité elle est mesurée à chaque prélèvement, elle peut nous renseigner sur le taux des concentrations des éléments chimiques dans la solution, l’évolution de la densité en fonction du temps (figure.26) marqué par deux phases : • Au début du cycle jusqu’au mois d’avril : une diminution de la densité 1.271.14 g/cm3 due a la dilution par les eaux des sources d’alimentations. • Au mois d’Avril jusqu’à la fin du cycle la densité montre une croissance remarquable de 1.14 à 1.34 g/cm3, gouvernée par une augmentation de la température. 2.4. La Salinité La salinité est exprimée par la conductivité spécifique en uS/cm, l’allure générale de la salinité (figure.27) marquée par une diminution dès les premières semaines et jusqu’à la fin du mois de mars. Puis on assiste a une augmentation remarquable à partir du moi d’avril jusqu’à la fin du cycle, ce comportement est similaire à celle de la densité, cette concordance est démontrée par un très bon coefficient de corrélation (figure.28), entre ces deux paramètres. 2.5. L’alcalinité L’alcalinité est exprimée par les formules suivantes (Guilhem BOURRE 1975) : (Alc) = 2 (CO3=)+(HCO3-) +(OH — ) – (H3O+) (Alc) = (Na+) + (K+) +2(Ca++) +2(Mg++) +2(SO4-- )-(Cl -) Selon nos résultats d’analyse physico-chimique des eaux de saumure du chott : (CO3=)=0 (HCO3-) + (OH -) – (H3O+)= négligeables, on peut conclure que l’alcalinité est représentée essentiellement par les bicarbonates HCO3. Les fluctuations de l’alcalinité durant le cycle géochimique expliquées par Mr. BOURRIE comme suit : • L’alcalinité est stable : lorsqu’on dissout ou précipite un sel d’acide fort ou de base forte. • L’alcalinité augmente ou diminue : lorsqu’on dissout ou précipite des sels de base forte et d’acide faible ou d’acide fort et de base faible. 59 Chapitre II : Chimie des eaux de saumure du Chott Merouane 8,5 8 PH 7,5 7 6,5 6 5,5 5 07-janv. 26-févr. 17-avr. 06-juin 26-juil. Dates des Prélèvements Figure.24.Variations du pH de l’eau en fonction du temps pour la période d’observation de janvier à juin 2011 Température en C° 40 35 30 25 20 15 10 5 0 07-janv. 26-févr. 17-avr. 06-juin 26-juil. Dates des Prélèvements Figure.25. Variations de la température de l’eau en fonction du temps pour la période d’observation de janvier à juin 2011 20 60 Chapitre II : Chimie des eaux de saumure du Chott Merouane 1,4 Densité g/cm3 1,35 1,3 1,25 1,2 1,15 1,1 07-janv. janv. 26-févr. 17-avr. 06-juin 26-juil. Dates des prélèvements Figure.26. Variations de la densité de l’eau en fonction du temps pour la période d’observation d’ de janvier à juin 2011 Salinité en (uS/cm) 800000 700000 600000 500000 400000 300000 200000 100000 0 07-janv. janv. 26-févr. 17-avr. 06-juin 26-juil. Dates des Prélèvements Figure.27. Variations de la salinité de l’eau en fonction du temps pour la période d’observation d’ de janvier à juin 2011 61 Chapitre II : Chimie des eaux de saumure du Chott Merouane Salinité en (uS/cm) 800000 R² = 0,904 700000 600000 500000 400000 300000 200000 100000 0 1,1 1,15 1,2 1,25 1,3 1,35 1,4 Densité en (g/cm3) Figure.28. Variations de la salinité de l’eau en fonction du temps pour la période d’observation d’ de janvier à juin 2011 3.. Faciès chimique des eaux eau de saumure du chott Merouane Sur l’ensemble des échantillons prélevés, on a constaté une abondance en chlore (CL=43,03%), du sodium (Na=28,45%), et du sulfates (So4=20,93) durant tout le cycle à partir du mois de janvier jusqu’à l’évaporation totale des eaux du chott, le magnésium(Mg),, potassium (K), calcium (Ca), bicarbonate(Hco3), sont présents aussi mais avec des faibles concentrations. 43,03% Concentration en % 45 40 35 28,45% 30 20,93% 25 20 15 10 5 3,14%3,33% 0,96% 0% 0,16% 0% 0 Ca Mg Na K Cl So4 Co3 Hco3 No3 Les élèments chimique Figure.29.Composition Composition chimique des eaux de saumure du chott Merouane durant le cycle géochimique (2011) 62 Chapitre II : Chimie des eaux de saumure du Chott Merouane La composition chimique des eaux du chott, est représentée sur un diagramme de piper, dans ce diagramme les eaux sont considérées comme des solutions à trois cations et à trois anions représentés en mg/L, L’interprétation des analyses chimiques à laide du diagramme a déterminé un seul faciès chimique qui domine : • Le faciès chloruré sodique avec tendances d’allé vers le faciès sulfaté sodique à la fin du cycle, mais toujours avec la prédominance du Faciès chloruré sodique. Les résultats d'analyse portés sur le diagramme de Piper confirment l'origine commune de ces eaux. Elles se regroupent en un seul pôle et elles sont influencées par la Dissolution des minéraux Evaporitique préexistante dans le chott, cette dissolution a généré plusieurs éléments chimiques, notamment les sulfates, les chlorures, le magnésium, le calcium et le sodium. Un autre moyen pour mieux apprécier l'origine des faciès caractéristiques des eaux de chott Merouane est celle de l'étude des deux rapports caractéristiques suivants : SO4/Cl et Mg/Na des sulfates et des chlorures pour les anions, le sodium et le magnésium pour les cations (figure.30.31). Dans le triangle relatif aux cations les points se regroupent dans le pole sodique avec une négligeable migration à la fin du cycle vers le pole magnésien, pour le triangle relatif aux anions les points se regroupent pour caractérisé un faciès chloruré avec tendance vers le faciès sulfaté vers la fin du cycle géochimique. 63 Chapitre II : Chimie des eaux de saumure du Chott Merouane 3 SO4/CL meq/L 2,5 Faciès Sulfaté 2 1,5 1 Faciès Chlorurée Sodique 0,5 0 07-janv. 26-févr. 17-avr. 06-juin 26-juil. Les Mois d'observation Figure.30. Évolution du rapport (SO4/Cl) Dans les eaux de chott Merouane 3 Mg/Na en meq/L 2,5 2 Faciès Magnésien 1,5 1 Faciès Sodique 0,5 0 07-janv. 26-févr. 17-avr. 06-juin Les Mois d'observations Figure.31. Évolution du rapport (Mg/Na) Dans les eaux de chott Merouane 64 26-juil. Chapitre II : Chimie des eaux de saumure du Chott Merouane Figure.32.Représentation des compositions chimiques des eaux de saumure du chott Merouane dans un diagramme de piper 65 Chapitre II : Chimie des eaux de saumure du Chott Merouane 4. La solubilité des minéraux La minéralisation des eaux de saumure du chott Merouane est liée directement au phénomène de la dissolution des sels, qui renferme différents anions (Cl -, SO4 --, HCO3-), et cation (Na+, Mg++, Ca++ et K+), ces sels dissous possèdent généralement une grande solubilité dans l’eau, mis à part le gypse, la calcite qui présente une faible solubilité ce qui implique qu’ils vont se précipité dans les phases précoces de l’évaporation. Les solubilités de certains sels sont influencées par la température, c’est le cas du chlorure de sodium et les sulfates de magnésium, d’après la courbe de l’évolution de la solubilité de ces sels en fonction de la température, on constate que la solubilité augmente avec la température, les sulfates de magnésium (MgSo4) à des températures élavées leurs solubilités commence a ce diminuer et tend a se précipité. Tableau.10.Solubilité des différents sels dans l’eau à 20 °C Formule chimique Chlorure de sodium NaCL Solubilité en g pour 100cc d'eau à 10°C 36 Sulfate de sodium Na2SO4.10H20 19,3 Sulfate de magnésium MgSO4 34,8 Sulfate de calcium CaSO4 0,19 Carbonate de calcium CaCO3 0,0015 Chlorure de calcium CaCl2 73,9 Chlorure de potassium KCl 34,2 Solibilité en g/100cc d'eau Désignation du sel 60 50 40 30 20 10 0 MgSO4 NaCL 0° 10° 20° 40° 60° 80° 100° Température en °C Figure.33. Évolution de la solubilité dans l’eau de quelques sels à différentes températures en g par cc de solution (d’après LANDOLT et BORNSTEIN (In Schoeller – 1962) 66 Chapitre II : Chimie des eaux de saumure du Chott Merouane 5. Comportement des éléments majeurs 5.1comportement du Calcium alcium Il provient de la dissolution des roches carbonatées, aussi des terrains gypseux ((CaSO4) 2H2O), l’évolution des concentrations de calcium en fonction du temps peut être subdivisées en deux stades : • Au début du cycle (janvier) jusqu’à la fin du mois de mars on constate une augmentation remarquable des concentrations de 2870-11250 2870 11250mg/L. • Les concentrations diminuent continuellement dès le début du mois d’avril et jusqu’à l’évaporation totale des eaux de chott à la fin du mois de juin, juin de 11250-6733, 77 mg/L. Ce comportement du calcium peut être interprété comme suit : • L’augmentation au début du d cycle et due a la dissolution des sels préexistants du chott et par l’apport des eaux qui contiennent contien du calcium dissous dissou à travers le canal collecteur d’oued d’oued Righ ou bien par drainance à partir de la nappe (complexe terminal).. La diminution des teneurs en calcium liée lié directement à l’augmentation des températures qui dépassent dépasse les 32 °C, avec leur faible solubilité, le calcium passe directement à la phase solide. 12000 10000 [Ca] mg/L • 8000 6000 4000 2000 0 01-janv. janv. 01-févr. 01-mars 01-avr. 01-mai 01-juin Dates des prélevements Figure.34. Variation des Concentrations en Calcium dans les eaux de Merouane en fonction fonctio du temps (janvier à juin 2011) 67 Chapitre II : Chimie des eaux de saumure du Chott Merouane 5.2 Comportement du Magnésium Il peut être apporté par la dissolution des roches magnésiennes, libérant le magnésium par l’attaque des eaux en présence de gaz carbonique. D’après la courbe de variation des concentrations du Magnésium on mentionne mention deux étapes : • mi mars le magnésium diminue, de 9090 à 4876,76 mg/L. Au début et jusqu’à mi-mars • À partir de la fin du mois de mars, on constate une augmentation considérable et continue, passant de 8892,6 mg/L pour avoir un maximum à la fin du cycle de 19056,41 mg/L. La diminution des concentrations concentrations et due principalement a la dilution des eaux de saumure par l’apport d’eux contribue par les différentes sourcess qui alimentent le chott, L’augmentation est en relation directe avec l’augmentation des températures (figure.36) qui va influencer à son tour sur le taux d’évaporation et vue leur solubilité très élevée, le magnésium reste dans dans la phase liquide jusqu'à a des stades avancer de l’évaporation. 25000 [Mg] mg/L 20000 15000 10000 5000 0 01-janv. janv. 01-févr. 01-mars 01-avr. 01-mai 01-juin Dates des prélèvements Figure.35. Variation des Concentrations en Magnésium dans les eaux de Merouane en fonction du temps (janvier ( à juin 2011) 68 Chapitre II : Chimie des eaux de saumure du Chott Merouane 25000 [Mg] en mg/L 20000 15000 10000 5000 0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 Temperatures en °c Figure.36. Variation des Concentrations en Magnésium en fonction de la température dans les eaux de Merouane (janvier janvier à juin 2011) 5.3 Comportement du Sodium Les concentrations du sodium débutent par une diminution remarquable jusqu’à mi-avril de 117017117017 50000mg/L, à partir de ce stade une augmentation considérable de 5000mg/L-- 135000mg/L qui s’étale jusqu’au début du mois de mai, mai puis les concentrations continues a se e diminue graduellement jusqu’à la fin du cycle géochimique de 135000- 92991,28 mg/L. (figure.37) ce qui implique que le sodium reste avec des concentrations important dans les eaux de saumure du chott à la fin du cycle, Ce comportement peut être interprété comme suite : • La diminution des concentrations et due a la dilution des eaux, par l’apport d’eaux, vu que le sodium il existe avec des teneurs importantes dès le début de cycle. • L’augmentation remarquable des concentrations du sodium au mois d’avril où on a enregistré des précipitations importantes est liée au phénomène de la dissolution des sels préexistants. • La seconde période de diminution et liée au passage vers la phase solide avec l’augmentation de la température. température 69 Chapitre II : Chimie des eaux de saumure du Chott Merouane 160000 140000 [Na] mg/L 120000 100000 80000 60000 40000 20000 0 01-janv. 01-févr. 01-mars 01-avr. 01-mai 01-juin juin Dates des Prélèvements Figure.37. Variation des Concentrations en Sodium dans les eaux de Merouane en fonction du temps (janvier ( à juin 2011) 5.4 Comportement du chlore L’allure de la courbe de d l’évolution des concentrations du chlore en fonction du temps (fig.39) estt similaire à celle du sodium avec une légère variation à la fin du cycle ou u le chlore marque une stabilité alors que le sodium continue à se diminuer. Cette similarité est montrée par le bon coefficient de corrélation positive (figure.38) entre ces deux éléments. Au début de cycle et jusqu’à la mi-avril, mi avril, les concentrations tendent à se diminuer de 148600mg/L à 85500mg/L, au-delà, au delà, les concentrations augmentent d’une façon remarquable, avec des tenseurs qui atteignent 155510mg/L à la mi-mai. mi En suite, les concentrations ons du chlore reste stable jusqu’à la fin du cycle et avec des teneurs élevé. C’est pourquoi, nous pouvons utiliser le chlore comme un traceur du cycle géochimie afin d’avoir une idée sur les éléments qui tendent à se précipiter et les éléments qui restent dans leur état aqueux à des phases avancées de l’évaporation. 70 Chapitre II : Chimie des eaux de saumure du Chott Merouane 200000 R = 0,7559 [CL]en mg/L 160000 120000 80000 40000 0 0 40000 80000 120000 160000 [Na] en mg/L Figure.38.Variation Variation des Concentrations du Chlore en fonction du sodium dans les eaux de Chott Merouane (janvier à juin 2011 1) 180000 160000 [CL] mg/L 140000 120000 100000 80000 60000 40000 20000 0 01-janv. janv. 01-févr. 01-mars 01-avr. 01-mai 01--juin Dates des Prélèvements Figure.39. Variation des Concentrations en Chlorre dans les eaux de chott Merouane en fonction du temps (janvier ( à juin 2011) 71 Chapitre II : Chimie des eaux de saumure du Chott Merouane 5.5 Comportement du potassium Il est présent avec des faibles quantités dans les eaux de saumure du chott Merouane, L’évolution des concentrations du potassium en fonction du temps peut être subdivisée en deux phases distinctes : • Du mois de janvier au mois de mars : une stabilité avec des concentrations de l’ordre de 1700mg/L. • Du mois d’avril et jusqu’à la fin du cycle géochimique, une un augmentation continue notable, ble, de 1700 mg/L à 5661,32 mg/L. Ce comportement peut être interprété comme suit : • Vu que les concentrations du potassium au début du d cycle sont déjà minimes, alors leur concentration elle n’a pas été influencée par la dilution des eaux de saumures. La croissance estt liée lié directement à l’augmentation de la température qui passe de 18 °C à 24 °C pour avoir un maximum à la fin du cycle de l’ordre de 35 °C. 6000 5000 [K] mg/L • 4000 3000 2000 1000 0 01-janv. 01-févr. 01-mars 01-avr. 01-mai 01-juin juin Dates des Prélèvements Figure.40. : Variation des Concentrations en Potassium dans les eaux de Chott Merouane en fonction du temps (janvier ( à juin 2011) 72 Chapitre II : Chimie des eaux de saumure du Chott Merouane 5.6 Comportement des sulfates Présente avec les chlorures et le sodium les éléments les plus abondants dans les eaux de saumure du chott Merouane, les observations de la variation des concentrations des eaux en sulfates montrent une diminution au u début de cycle jusqu’au mois de mars de 67001mg/L mg/L a 13875mg/L, dès le mois d’avril on constate une augmentation notable de 13875mg/L à110000mg/L jusqu’à la fin du cycle. Le comportement des sulfates au début de cycle a étais influencé par l’apport d’eux qui a fait dilué les eaux de saumure du chott, l’augmentation augmentation des concentrations est liée a l’événement exceptionnel ou on a enregistré des précipitations importantes sur la région au mois d’avril,, la croissance continue vu que les eaux du chott sont déjà sursaturées en minéraux sulfatés . 120000 [So4] Mg/L 100000 80000 60000 40000 20000 0 01-janv. 01-févr. 01-mars 01-avr. 01-mai 01-juin juin Dates des Prélèvements Figure.41. Variation des Concentrations en Sulfates dans les eaux de Merouane en fonction du temps (janvier ( à juin 2011) 73 Chapitre II : Chimie des eaux de saumure du Chott Merouane 5.7 Comportement des bicarbonates la courbe ourbe de variation des concentrations du bicarbonate dans les eaux de saumure du chott Merouane durant le cycle géochimique étudié montre une diminution continue de 854 mg/L à 372 mg/L au Début de cycle vers le mois de Mars, ensuite on n constate une faible augmentation des concentrations, mais qui ne dure pas long temps de 372 mg/L à 469 mg/L au début d’avril, à la mi--avril on assiste à une autre période de diminution qui dure jusqu’à mi-mai mi de 469mg/L à 400mg/L. au delà et jusqu’à la fin du cycle géochimique on n constate que les concentrations tendent a augmenter de400mg/L a 525mg/L, ce comportement peut être expliqué comme suite : La diminution des concentrations est due principalement la dilution des eaux de chotte par l’apport d’un volume important d’eaux suivant les différentes différente sources d’alimentation. Avec l’augmentation de la température et le vent qui frappent la région au début du printemps enregistre aussi une augmentation de l’évaporation cela favorise l’enrichissement des eaux en bicarbonate, mais vu que notre région d’étude a enregistré des précipitations importantes durant cette saison, les concentrations tend a nouveaux a ce diminué influencés par la dilution des eaux. Vers la fin du cycle les concentrations des bicarbonates poursuivent leur augmentation. 900 [HCO3] mg/L 800 700 600 500 400 300 200 100 0 01-janv. 01 01-févr. 01-mars 01-avr. 01-mai 01-juin juin Dates des Prélèvements Figure.42. Variation des Concentrations en Bicarbonates dans les eaux de Merouane en fonction fonctio du temps (janvier à juin 2011) 74 Chapitre II : Chimie des eaux de saumure du Chott Merouane 6. La distribution des Espèces spèces aqueuse Basant sur les interprétations des résultats physico-chimiques chimiques des eaux de saumure du chott Merouane par le logiciel Phreeqc, les éléments dans leur état aqueux peuvent se trouver dans différentes espèces : 6.1. Le Calcium Le calcium se trouve sous sou forme d’ion libre Ca+2 en grande partie même attaché aux ions de sulfate SO4 sous forme de gypse (figure.43). 6.2. Les Sulfates Les sulfates se trouvent en ion libre SO4-2, SO4 ou bien liés au magnésium sous forme d’epsomite (MgSO4), (MgSO4) sodium sous forme de thènardite(NaSO4), calcium (CaSO4), sous forme de gypse (figure44). ( 6.3. Le Sodium Il se trouve sous forme d’ion libre Na+, une faible quantité parfois liée avec les sulfates sous forme de thènardite(NaSO4) qui s’hydrate en Mirabilite (NaSO4.10H2O) (figure45). ). 6.4. Le Magnésium Le magnésium il se trouve sous deux formes d’espèces, il est lié aux sulfates sous forme d’epsomite MgSO4, ou bien libre en ion Mg+2 (figure.46 6). 6.5. Le potassium : Il se trouve généralement libre, sous forme d’ion de potassium Molalité en mole/Kg water K+ (figure.48). 2 1,5 1 0,5 0 Les Espèces Aqueuses .43.les espèces aqueuses du calcium Figure.4 75 Molalité en Mole/KG Water Chapitre II : Chimie des eaux de saumure du Chott Merouane 5 4 3 2 1 0 Les Espèces Aqueuses Molalité en Mole/KG Water Figure.4 .44.les espèces aqueuses des sulfates 70 60 50 40 30 20 10 0 Na+ NaSO4- NaHCO3 NaCO3- NaOH Les Espèces Aqueueses Figure.4 .45.les espèces aqueuses du sodium 76 Molalité en Mole/Kg Water Chapitre II : Chimie des eaux de saumure du Chott Merouane 5 4 3 2 1 0 Les Espèces Aqueueses Molalité en Mole/Kg Water Figure.46 6.les espèces aqueuses du Magnésium 1,8 1,2 0,6 0 K+ KSO4- KOH Les Espèces Aqueuses Figure.47 7.les espèces aqueuses du Potassium 77 Chapitre II : Chimie des eaux de saumure du Chott Merouane 7. Le comportement des éléments chimiques en fonction du chlore Les résultats d’analyse physico-chimique physico chimique des eaux résiduelles du chott Merouane ont montré que le chlore et l’élément le plus abondant, abondant c'est-à-dire qu’il reste dans leur état aqueux dans des stades avancer de l’évaporation évaporation. La variation des concentrations des éléments mesurés en fonction du chlore va nous renseigner sur les éléments susceptibles à êtres précipités durant le cycle géochimique. Concentration en% 40,00 35,00 35,36% 30,78% 29,58% 30,00 25,00 20,00 15,00 10,00 5,00 2,90% 0,73% 0,51% 0,00%0,14%0,00% 0,00 Ca Mg Na K Cl So4 Co3 Hco3 No3 Les éllèments chimique .48. Composition chimique des eaux Figure.4 Résiduelle du chott Merouane. 7.1. Calcium Les concentrations du calcium sont très élevées aux concentrations minimes du chlore (figure.49), mais ces concentrations tendent tend à abaisser une fois en atteignant des concentrations importantes du chlore,, ce comportement indique qu’il ya un apport de calcium à travers les différentes sources d’alimentation, qui vont v êtres précipitées pour formé la calcite (CaCO3) et les gypses (CaSO4) 2H2O, Anhydrite (CaSO4). 7.2. Sulfate Les sulfates montrent nt une bonne corrélation positive avec le chlore ou début ou les concentrations du chlore s’abaissent, s’abaissent, en approchant vers des concentrations importantes les sulfates se e précipitent précipite pour former les sels sulfatés comme : gypse (CaSO4), Epsomite (MgSO4.7H2O), Mirabilite(NaSO4.10H2O), suite à une intense évaporation des eaux de saumure (figure.50). 78 Chapitre II : Chimie des eaux de saumure du Chott Merouane 12000 [Ca] en mg/L 10000 8000 6000 4000 2000 0 0 50000 100000 150000 200000 [CL] en mg/L ure.49. Variation de la concentration Figure Du calcium en fonction du chlore 120000 [SO4] en mg/L 100000 80000 60000 40000 20000 0 0 50000 100000 150000 [CL] en mg/L Figure ure.50. Variation de la concentration Des sulfates en fonction du chlore 79 200000 Chapitre II : Chimie des eaux de saumure du Chott Merouane 7.3. Sodium Le sodium et le chlore sont les éléments les plus abondants dans les eaux de saumure du chott, la bonne corrélation positive (figure.51) confirme que le sodium reste dans son état aqueux prés du chlore à des phases avancées de l’évaporation, ou on a constaté des concentrations importantes dans l’eau résiduelle du chott, ces deux éléments précipitant en même temps pour former l’halite (NaCl). 7.4. Bicarbonates Le comportement des bicarbonates en fonction du chlore est similaire a celui du calcium (figure.52), des concentrations importantes sont atteintes à des concentrations moins importantes du chlore jusqu’à a un point critique ou les concentrations du chlore marque ces teneurs maximaux, les bicarbonates commencent a s’abaisser, ce qui indique que il ya un apport des bicarbonates qui va êtres précipité sous forme de calcite (CaCO3). 7.5. Potassium L’évolution du potassium en fonction du chlore (figure.53), montre au début une corrélation légèrement positive, une fois les concentrations en chlore croissant le potassium commence à décroit, ce comportement indique que le potassium se précipite à la fin du cycle ou bien lors d’une évaporation intense pour former la sylvite (KCL). 160000 [Na] en mg/L 140000 120000 100000 80000 60000 40000 20000 0 0 50000 100000 150000 [CL] en mg/L Figure.51. Variation de la concentration du Sodium En fonction du chlore 80 200000 [HCO3] en mg/L Chapitre II : Chimie des eaux de saumure du Chott Merouane 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0 0 50000 100000 150000 200000 [CL] en mg/L Figure.52. Variation des concentrations des bicarbonates En fonction du chlore 6000 [K] en mg/L 5000 4000 3000 2000 1000 0 0 50000 100000 150000 200000 [CL] en mg/L Figure.53. Variation de la concentration du Potassium En fonction du chlore 81 Chapitre II : Chimie des eaux de saumure du Chott Merouane 8. Conclusion Les interprétations des résultats d’analyse physico-chimique des eaux de saumure du chott Merouane, nous ont permis de connaitre la composition chimique de ces eaux, ainsi leur origine minéralogique et d’observer le comportement des éléments majeurs qui les renferment durant tout le cycle géochimique. Les eaux de saumure du chott Merouane avec un pH neutre et une salinité qui tend à augmenter en fonction de la température se composent essentiellement par les chlorures et le sodium, beaucoup moins (ou plus au moins) par les sulfates, les autres éléments se présentent avec des faibles concentrations. Le diagramme de piper a montré la dominance d’un seul faciès chimique qui caractérise les eaux de saumure du chott Merouane, c’est une eau chlorurée sodique, cette spéciation confirme l’origine minéralogique commune aux eaux de saumure, le facteur qui conditionne cette minéralisation des eaux est le produit de la solubilité de chaque minérale. Le comportement des éléments chimiques majeurs qui caractérisent la minéralisation des eaux dépend principalement aux conditions climatiques et thermodynamiques, les fluctuations enregistrées marquées par une diminution ou bien augmentations des concentrations sont expliquées comme suit : I. Les causes de la diminution des concentrations des éléments chimiques au cours du cycle géochimique 1. la dilution des eaux de saumure par un apport d’eaux qui viennent du canal et par drainance à travers les eaux souterraines, ou bien par les pluies exceptionnelle. 2. La précipitation des sels qui sont composés essentiellement de ces éléments. 3. le degré de solubilité II. Les causes de l’augmentation des concentrations des éléments chimiques au cours du cycle géochimique 1. l’augmentation de la température est par conséquent le taux de l’évaporation. 2. la dissolution des sels précipités. 3. le degré de solubilité. Le comportement des éléments nous a montré que le chlore et l’élément le plus soluble vu qu’il reste avec des concentrations très élevées dans à des stades avancés de l’évaporation, cette particularité luis a value d’être un facteur de concentration qui va nous renseigner sur les éléments susceptibles d’être précipités au cours du cycle géochimique. 82 Chapitre III : Minéralogie des sels précipités 1. Introduction Les eaux de saumure du chott Merouane sont caractérisées par une forte salinité marquée par les fortes concentrations des éléments chimiques dans ces eaux qui tendent à augmenté en fonction de la température durant le cycle géochimique. Un bassin endoréique, un climat aride, évaporation intense, tous ces facteurs conduisent à la formation des minéraux Evaporitique, des analyses chimiques des eaux de saumure au début de cycle lors du remplissage du chott à travers les différentes sources d’alimentation ont révélé l’existence des éléments chimiques dissous avec des concentrations différentes, les chlorures et le sodium avec les sulfates sont les plus abondantes. Avec l’augmentation de la température les eaux s’évaporent, par conséquent L'évaporation ne se débarrasse que de l'eau, ce qui fait qu'au fur et à mesure de l'évaporation, la solution devient de plus en plus saline, c'est-à-dire que les éléments chimiques se concentrent de plus en plus, a ce stade, des Minéraux évaporitique composés principalement par ces éléments ce précipite après qu’elles atteignent a leur degré de saturation. Alors toute disparition d’un tel ou tel élément doit trouver sa trace dans les minéraux évaporitiques. Selon les lois de la thermodynamique, le changement des conditions relatif au milieu, contribue à l’apparition ou à la disparition des phases. Ces conditions de milieu sont la température, la pression ou la fugacité de CO2, l’évaporation, les phases sont les minéraux évaporitiques précipités ou bien dissous dans les eaux. 83 Chapitre III : Minéralogie des sels précipités 2. Théorie de Formation des sels susceptibles d’être précipités 2.1. Formation d’Halite Une mole de sodium participe avec une mole de chlore pour former l’halite Na+ +Cl- NaCl 2.2. Formation de la calcite CaCO3 Les carbonates associent avec le calcium par 1mole pour chaque élément pour former la calcite, selon l’équation suivante : Ca2+ + Co32- (CaCo3) 2.3. Formation du Gypse Avec une mole de calcium restante après la formation de la calcite, et une mole de sulfate, et d’H2O, on peut aboutir à la formation du gypse selon la formule suivante : Ca2+ + S042- + H2O CaSO42H2O 2.4. Formation de l’Epsomite La participation d’une mole de sulfates et une mole de magnésium avec 7 moles d’eau conduit à la formation de l’epsomite suivant la réaction : Mg2+ S042- 7H2O Mg (S04).7H2O 2.5. Formation de la Bichovite Après la formation de l’epsomite, la quantité du magnésium restante s’intègre avec la quantité de chlore encore présente dans les eaux du chott pour former la Bichovite dans les phases tardives de l’évaporation du chott Merouane, avec une mole de magnésium et deux moles pour le chlore, avec 6 moles d’eau selon l’équation suivante : Mg2+ +2Cl- + 6H2O MgCl2.6H20 2.6. Formation de la Blodeite L’association de deux moles de potassium et des sulfates avec une mole de magnésium donne la Blodeite. 2K+ +2(SO4-2) + Mg2+ (K2Mg (SO4)2) 84 Chapitre III : Minéralogie des sels précipités 3. Les indices de saturation des eaux de saumure du chott Merouane Le calcule des indices de saturation et les forces ioniques, sont fait par le logiciel phreeqc, à chaque prélèvement, ce qui nous a permet de suivre l’évolution de la saturation des eaux de saumure vis-à-vis à un minérale donné. D’après les données des concentrations des éléments majeurs et d’autres paramètres comme, le PH, la température de l’eau et l’alcalinité introduite au logiciel, on a aboutit a déterminer les indices de saturation et les forces ioniques de Cinq minéral susceptibles d’être précipité. 3.1. L’Halite On admet que la saturation et de l’ordre de +/- 0 en constate que les eaux de chott Merouane au début de cycle ils étaient saturées en halite, mais avec une tendance vers la sou-saturation jusqu’à la mi-avril, avec des indices de saturation qui commencent a 0,24 pour finir à -0,86. À partir de ce stade et jusqu’à la fin du cycle, les eaux de saumure deviennent saturées en halite (figure.54). Le même comportement pour la force ionique (figure.55), qui tend à décroître graduellement au début de cycle de 8,33 à 4,35 à la mi-avril, ensuite on remarque une phase croissante qui qu’étale jusqu’à la fin du cycle de 4,35 à 10,26. On constate que la saturation en Halite est fortement liée a la force ionique, vue que l’évolution de la saturation est similaire à la force ionique et que la saturation des eaux de saumure en l’halite n’atteigne qu’a une force ionique de 6. Cette relativité est confirmée par un bon coefficient de corrélation positive (figure.56) entre ces deux paramètres. 85 Chapitre III : Minéralogie des sels précipités Indice de Saturation HALITE 0,8 0,4 0 -0,4 -0,8 -1,2 07-janv. 26-févr. 17-avr. 06-juin 26-juil. Dates des Prélèvements Figure.54 4. Variations de l’indice de saturation De l’halite en fonction du temps 12 Force Ionique 10 8 6 4 2 0 07-janv. 26-févr. 17-avr. 06-juin Les Dates Des Prélèvements Figure.5 Figure.55.Variations de la force Ionique En fonction du temps 86 26-juil. Chapitre III : Minéralogie des sels précipités Indice de Saturation HALITE 0,8 0,6 0,4 0,2 0 -0,2 -0,4 -0,6 -0,8 -1 R = 0,9754 0 2 4 6 8 10 12 Force Ionique Figure.56.Variations Variations de l’indice de saturation de l’halite En fonction de la force ionique 3.2. Calcite Les eaux de saumure du chott sont sursaturées en Calcite dès le début et jusqu’à la fin du cycle géochimique avec un indice de saturation qui varie de 1,22 à 2,79 (figure.57). L’évolution des indices de saturation de la calcite en fonction de la force ionique (figure.58) a révélé que la calcite il est saturée saturé à une force ionique supérieure à 3. 3.3. La Dolomie Selon les indices de saturation de la dolomie (figure.59) qui oscillant entre 3,27 et 6,43, on n peut dire que les eaux de chott Merouane son fortement sursaturées sursaturé en Dolomie dès le début de cycle et elle reste a cet état de sursaturation jusqu’à l’évaporation totale des eaux de saumure du chott ett d’après la courbe de l’évolution de l’indice de saturation en fonction de la force ionique (figure.60) pour la dolomie on constate que les eaux sont toujours saturées pour une force ionique supérieure a 3. 87 Chapitre III : Minéralogie des sels précipités Indice de Saturation CALCITE 4 3 2 1 0 -1 -2 -3 07-janv. 26-févr. 17-avr. 06-juin 26-juil. Dates des Prélèvements Figure.57.Variations Variations de l’indice de saturation de la Calcite En fonction du temps Indice de Saturation CALCITE 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 0 2 4 6 8 10 12 Force Ionique Figure.58.Variations Variations de l’indice de saturation de la calcite En fonction de la force ionique 88 Chapitre III : Minéralogie des sels précipités Indice de Saturation DOLOMIE 7 6 5 4 3 2 1 0 07-janv. 26-févr. 17-avr. 06-juin 26-juil. Dates des Prélèvements Figure.59.Variations Variations de l’indice de saturation de la Dolomie En fonction du temps Indice de Saturation DOLOMIE 7 6 5 4 3 2 1 0 0 2 4 6 8 10 12 Force Ionique Figure.60.Variations Variations de l’indice de saturation de la Dolomie En fonction de la force ionique 89 Chapitre III : Minéralogie des sels précipités 3.4 Les Gypses Dès le début de cycle, ces indices de saturation (figure.61) indiquent que les eaux de saumure sont sursaturées en gypse, mais ce qui est remarquable est celui de la décroissance de 1,65 pour arriver à la saturation à la mi-avril mi avril avec un indice de saturation on de l’ordre de 0,26. Au-delà, delà, les eaux reviennent à leur état initial avec l’accroissement de l’indice. L’évolution d’indice de saturation en fonction de la force ionique (figure.62) indique que les eaux de saumures de Chott Merouane sont saturées vis-à-vis vis vis le gypse à partir d’une force ionique supérieure à 3,5. 3.5 Les Anhydrites L’évolution des indices de saturation des eaux vis-à-vis vis les anhydrites (figure.63) marque la même allure que les gypses, en allant d’une eau e sursaturé en anhydrite au début de cycle avec av un indice de 1,66 pour arriver a une eau e saturée en anhydrite avec un indice de 0,13 à la mi-avril, à partir de ce stade on remarque une augmentation d’indice de saturation et les eaux e deviennent de plus en plus sursaturées en anhydrite avec des indices de l’ordre de 2. Pour parler d’une saturation en anhydrite il faute une force ionique supérieure à 3,5(figure.64). Indice de Saturation GYPSE 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 07-janv. 26-févr. 17-avr. 06-juin 26-juil. Dates des Prélèvements Figure.61.Variations Variations de l’indice de saturation des Gypses En fonction du temps 90 Chapitre III : Minéralogie des sels précipités Indice de Saturation GYPSE 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 0 2 4 6 8 10 12 Force Ionique Figure.62.Variations Variations de l’indice de saturation des s gypses En fonction de la force ionique Indice de Saturation ANHYDRITE 3 2 1 0 -1 -2 -3 18-déc. 17-janv. janv. 16-févr. 18-mars 17-avr. 17-mai 16-juin Dates des Prélèvements Figure.63.Variations Variations de l’indice de saturation des de Anhydrites En fonction du temps 91 Chapitre III : Minéralogie des sels précipités Indice de Saturation ANHYDRITE 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 0 2 4 6 8 10 12 Force Ionique Figure.64.Variations Variations de l’indice de saturation des des Anhydrites En fonction de la force ionique 4. L’identification minéralogique éralogique des sels précipités L’identification minéralogique de la séquence Evaporitique est basée sur Les résultats des analyses par diffractométrie (DRX) et par MEB effectuées sur des échantillons de sels de la compagne 2002 et 2003 C’est pourquoi, on a prélevé 4 carottes (figure.65) figure.65) de la périphérie vers le centre suivant un axe horizontal de 30 m et vertical de 70 cm, la distance entre chaque carotte et de 10 m. 4.1. Descriptions des carottes L’objective principale de ces carottes et l’extraction des échantillons échantillon de sels afin d’établir leur identification minéralogique, minéralogique L’objective secondaire a été le tope des Argiles, afin d’établir un schéma synthétique de la séquence géologique au niveau du chott Merouane. Les Carottes ont été prélevées prélevé s au mois de juillet, lors de l’évaporation totale du chott, leur description lithologique a révélé quatre niveaux : Niveaux1 : Des évaporites, blanchâtre, rosâtre, blanc beige à la base, base sacharoidale, massive, parfois fibreuse. Niveaux2 : Matière organique, fraiche, no dégradée, dégradé odorisée, noir.. Niveaux3 : Sable, blanc, blanc beige, localement transparent a translucide, arrondis, bien classé. Niveaux4 : Argile : grise, gris clair, pâteuse, indurée,, légèrement silteuse. 92 Chapitre III : Minéralogie des sels précipités 4.2. Commentaire stratigraphique Les carottes prélevées dans le chott ont reconnu une séquence géologique constituée essentiellement de dépôt Evaporitique et détritique intercalée par un niveau de la Matière organique no dégradé, par corrélation entre les quatre 4 Carotte, on constate une variation d’épaisseur des intervalles décrivez : Le Niveau 1 Représentée par des évaporites, leur épaisseur elle est conservée, de l’ordre de 10Cm, dans les quatre carottes prélevées. Le Niveau 2 L’épaisseur de la matière organique elle est croissante de la périphérie vers le centre du chott, elle est de l’ordre de 5 cm dans les deux premières carottes et de 10 cm dans les deux dernières. Le Niveau3 Composé essentiellement par des sables, leur épaisseur tend à augmenter en allant vers le centre, les épaisseurs enregistrées sur les quatre carottes de la périphérie vers le centre sont respectivement de ; 10 cm, 15 cm, 25 cm, 35 cm. Le Niveau4 Contrairement au sable, l’épaisseur des argiles tend à diminuer, elle est de l’ordre de 45 cm dans la première carotte prélevée près de la périphérie, on allant vers le centre du chott on a marqué une épaisseur de 15 cm dans la quatrième carotte. Tableau.11. Évolution des Épaisseurs. DISTANCE DE ÉPAISSEURS (Cm) LA PÉRIPHÉRIE (m) NIVEAUX 1 LES ÉVAPORITES NIVEAUX 2 LA MATIERE ORGANIQUE NIVEAUX 3 LES SABLES NIVEAUX 4 LES ARGILES CAROTE CAROTE CAROTE CAROTE 1 2 3 4 0 10 20 30 10 10 10 10 5 5 10 10 10 15 25 35 45 40 25 15 93 Chapitre III : Minéralogie des sels précipités Carotte #1 Carotte #2 Carotte #3 Carotte #4 Figure.65. La lithostratigraphie des carottes Prélevée dans le chott. 94 70 Cm Chapitre III : Minéralogie des sels précipités 30 m Figure.66.Schéma Schéma synthétique de la séquence Géologique au niveau Du chott Merouane Matière Evaporite Organique s Sable Argile 4.3. L’interprétation des Résultats Ce qui nous intéresse dans notre étude est le niveau supérieur, composé essentiellement des évaporites (sels). Pour une meilleure identification minéralogique des sels précipités on a subdivisé le niveau 1 en trois couches (supérieur, supérieur, moyenne, inférieur). La subdivision en couche et basée sur une description à l’œil œil nu, où on a pris en considération la couleur comme critère de distinction entre ces couches. couches 1. La couche supérieure : caractérisée par une couleur blanchâtre pur. 2. La couche intermédiaire : sur les quatre carottes prélevées, prélevées la partie intermédiaire est indiquée par sa couleur rosâtre. 3. La couche inférieure : vue leurs emplacements juste au dessus de la matière organique, la couleur de cette cet intervalle tend vers le blanc beige, blanc jalonné avec le marron. Des échantillonss prélevés en 2009 ont été analysé par le MEB ont montré l’existence d’une séquence minéralogique composée essentiellement par les éléments chimiques déjà existé dans les eaux de saumure. 95 Chapitre III : Minéralogie des sels précipités Ce qui est important à noter est celui du minérale l’halite (NaCl) qui est présent dans toutes les intervalles avec des quantités différentes beaucoup plus dans la partie intermédiaire. La couche inférieure Tous les échantillons de cette couche de la périphérie vers le centre du chott, montrent des spectres caractéristiques de la calcite (CaCo3) . Et du gypse (CaSO4) Ce qui confirme la faible solubilité du calcium qui passe rapidement a la phase solide dans les phases précoces de l’évaporation (figure.68.69.70.71). La couche intermédiaire Du centre du chott vers la périphérie touts les échantillons analysés de cette couche indiquent que celle-ci est une zone à halite (NaCl) avec la présence des minéraux déjà précipités (figure.72.73.74.75). La couche supérieure Regroupe les minéraux magnésiens comme l’Epsomite (Mg (S04).7H2O), la Bichovite (MgCl2.6H20) et les minéraux potassiques ; la sylvite (KCL) et la Blodeite (K2Mg (SO4)2), L’Antraticite (CaCl2) Toujours avec la présence de minéraux déjà précipités, ces minéraux se précipitent dans les phases tardives de l’évaporation a des de température très élevées (figure.76.77.78.79). Figure.67. La séquence Evaporitique Précipitée dans le chott Merouane 96 INTENSITÉ Chapitre III : Minéralogie des sels précipités Figure.68. Le Spectre de la calcite et des sulfures caractéristique INTENSITÉ De la partie inférieure de la carotte1 dans les sels du chott Merouane Figure.69. Le Spectre de la calcite et de l’Halite caractéristique De la partie inférieure de la carotte2 dans les sels du chott Merouane 97 INTENSITÉ Chapitre III : Minéralogie des sels précipités Figure.70 Le Spectre de la calcite et des sulfures caractéristiques INTENSITÉ De la partie inférieure de la carotte3 dans les sels du chott Merouane Figure.71.Le Spectre de la calcite et des sulfures caractéristiques De la partie inférieure de la carotte4 dans les sels du chott Merouane 98 INTENSITÉ Chapitre III : Minéralogie des sels précipités Figure.72. Le Spectre de L’halite caractéristique INTENSITÉ De la partie intermédiaire de la carotte1 dans les sels du chott Merouane Figure.73.Le Spectre de L’halite caractéristique De la partie intermédiaire de la carotte2 dans les sels du chott Merouane 99 INTENSITÉ Chapitre III : Minéralogie des sels précipités Figure.74. Le Spectre de L’halite caractéristique INTENSITÉ de la partie intermédiaire de la carotte3 dans les sels du chott Merouane Figure.75.Le Spectre de L’halite caractéristique de la partie intermédiaire de la carotte4 dans les sels du chott Merouane 100 INTENSITÉ Chapitre III : Minéralogie des sels précipités Figure.76.Le Spectre de L’assemblage Minéralogique (halite, Epsomite, Bichovite, sylvite, Blodeite, sulfure calcite, Antraticite) caractéristique de la INTENSITÉ partie supérieure de la carotte1 dans les sels du chott Merouane Figure.77. Le Spectre de L’assemblage Minéralogique (halite, Epsomite, Bichovite, sylvite, Blodeite, sulfure calcite, Antraticite) caractéristique de la partie supérieure de la carotte2 dans les sels du chott Merouane 101 INTENSITÉ Chapitre III : Minéralogie des sels précipités Figure.78. Le Spectre de L’assemblage Minéralogique (halite, Epsomite, Bichovite, sylvite, Blodeite, sulfure calcite, Antraticite) caractéristique de la INTENSITÉ partie supérieure de la carotte3 dans les sels du chott Merouane Figure.79. Le Spectre de L’assemblage Minéralogique (halite, Epsomite, Bichovite, sylvite, Blodeite, sulfure calcite, Antraticite) caractéristique de la partie supérieure de la carotte4 dans les sels du chott Merouane 102 Chapitre III : Minéralogie des sels précipités 5. Conclusion Les eaux de saumure du chott Merouane sont sursaturées en minéraux évaporitique dès le début de cycle, mise à part l’halite qui commence par un soussaturation. Les quatre carottes de 70 cm prélevées de la périphérie vers le centre du chott ont montré l’existence de 4faciéce bien distinctes : 1. Les évaporites : blanchâtre, rosâtre, blanc beige à la base sacharoidale, massive, parfois fibreuse. 2. Matière organique : fraiche, non dégradé, odorisé, noir. 3. Sable : blanc, blanc beige, localement transparent à translucide, arrondis, bien classé. 4. Argile : grise, gris clair, pâteux, induré, légèrement silteuse. Les évaporites se pressent avec une épaisseur identique de 10 cm dans les quatre carottes prélevées. D’après les résultats d’analyse de diffractomètre par les rayons X (DRX) on a synthétisé une paragenèse des minéraux évaporitique précipitée dans le chott, prend on considération les principes de la stratigraphie et les comportements des éléments chimiques durant le cycle géochimique et surtout les degrés de solubilités de haut en basse on a la séquence suivante : La calcite (CaCo3). Les sulfures (CaSO4). L’halite (NaCl). . La Bichovite (MgCl2.6H20) La Blodeite (K2Mg (SO4)2) L’Epsomite (Mg (S04).7H2O). La sylvite (KCL). 103 Chapitre. IV. Études comparative de deux cycles Géochimiques (2010/2011et 2003) L’évolution des éléments chimiques durant un cycle, influencés principalement par les conditions climatiques ainsi que les conditions thermodynamiques, vont être l’objet de ce chapitre où on va essayer de faire une corrélation entre les comportements des éléments majeurs durant deux cycles géochimiques ; 2011/2003. 1. Climatologie Les conditions climatiques jouent un rôle primordial dans le comportement géochimique et aussi dans la solubilité des éléments. Du fait que notre planète – terre – a vécu depuis des siècles des changements climatiques d’une façon continue, on est amené à établir une comparaison climatique entre deux périodes (2010/2003) en se basant sur les facteurs climatiques (Température, précipitation, Evaporation) qui ont une influence importante sur le comportement géochimique des éléments. 1.1 La température C’est un facteur qui agit surtout sur l’interaction entre l’ion et leur solubilité. En plus, il constitue la cause principale de l’évaporation qui conduit à l’augmentation des concentrations des eaux en éléments chimiques. La courbe des variations des températures en fonction du temps pour les deux périodes 2010/2003 montre la même allure avec une légère variation de degré de la température d’un mois à un autre, mais la moyenne annuelle est identique pour les deux périodes. Cette moyenne est de l’ordre de 22°C . Cette concordance entre les températures des deux cycles est montrée par la courbe corrélative, qui donne un très bon coefficient de corrélation positive (figure.81). 1.2. L’évaporation C’est le facteur le plus important dans notre étude, une augmentation de l’évaporation mène à l’augmentation des concentrations des éléments dans les eaux de saumure, qui se traduit par une précipitation des minéraux évaporitique. Les deux cycles présentent la même allure de l’évaporation en fonction du temps, Cette dernière est confirmée par une bonne corrélation positive (figure.83), une fluctuation négligeable du taux de l’évaporation durant les mois de l’année (figure.82), mais ce qui est remarquable est celui de taux d’évaporation annuelle qui est identique pour les deux cycles de l’ordre de 2215mm/an. 104 Température en °C Chapitre. IV. Études comparative de deux cycles Géochimiques (2010/2011et 2003) 40 35 30 25 20 15 10 5 0 2003 2010 Les Mois Figure.80.Variation des températures en fonction du temps Pour les deux cycles (2003/2010) Les Températures en °C ( 2010) 40 R = 0,953 35 30 25 20 15 10 5 0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 les Températures en °C (2003) Figure.81.Variation des températures en 2003 en fonction Des Températures en 2010 105 L'Evaporation en mm Chapitre. IV. Études comparative de deux cycles Géochimiques (2010/2011et 2003) 350 300 250 200 150 100 50 0 2003 2010 Les Mois L'Evaporation en mm (2010) Figure.82.Variation de l’évaporation en fonction du temps Pour les deux cycles (2003/2010) 350 R = 0,785 300 250 200 150 100 50 0 0 50 100 150 200 250 300 L'évaporation en mm (2003) Figure.83.Corrélation entre de l’évaporation en 2003 Et L’évaporation en 2010 106 350 Chapitre. IV. Études comparative de deux cycles Géochimiques (2010/2011et 2003) 1.3. Les Précipitations D’après les histogrammes de taux de précipitation en (2003/2010) (2003/2010 on constate une différenciation iation importante entre ces deux périodes, ou la saison de 2003 elle est plus arrosée par rapport à 2010, cela va influencer sur les comportements des éléments chimiques dans l’eau de saumure. Un apport d’eau important va diluer les eaux de saumure, alors les concentrations des éléments va se diminuer aussi, autrement il peut contribuer contribue au phénomène de la dissolution des sels déjà précipités, ces le transfère des d sels de leurs états solides vers un état dissout par conséquent une augmentation aug des concentrations. L’allure générale de la courbe de variation de précipitation en fonction du temps (figure.85) des deux périodes montre une irrégularité i témoigne du caractère aride de la région. La valeur maximale de la précipitation est attendue au mois de janvier en 2003 elle est de 20,8mm alors que en 2010 les précipitations atteignent leur maximum au mois d’avril avec un taux de 12,1 mm. Les Précipitations (mm) 70 60 50 40 30 20 10 0 2003 2010 Les Deux Cycle Géochimique Figure.84.. Les taux de précipitation dans les deux cycles (2003/2010) 107 Les Précipitations en mm Chapitre. IV. Études comparative de deux cycles Géochimiques (2010/2011et 2003) 25 20 15 10 2003 5 2010 0 Les Mois Figure.85.Variation des précipitations en fonction du temps Pour les deux cycles (2003/2010) 1.4. Estimation de l’évapotranspiration L’évaporation, comme on a vu auparavant, concerne le processus au cours duquel l’eau se transforme en vapeur, elle se regroupe avec le processus de la transpiration sous le nom d’évapotranspiration. Pour l'estimation de ce paramètre, on a utilisé la formule de Serra pour les deux cycles, les résultats sont regroupés dans le tableau au dessous(tableau.12). D’après le tableau de calcul du bilan hydrologique, on a constaté que dans les deux cycles l’ETP est supérieur aux précipitations Il y avait donc un déficit qui représente la différence entre ces deux facteurs. Les valeurs de l’E.T.P entre les deux cycles sont proches, avec une un taux de 1559,32 mm en 2003 et de 1551,06 en 2010 par ans. L’allure de la courbe de variation d’ETP en fonction du temps (fig.86) dans les deux cycles (2003/2010) montre un passage graduel des valeurs minimales observées entre novembre et février qui se varient entre 42mm à 61mm vers des valeurs maximales enregistrées en juillet et aout respectivement de l’ordre de 256,59/243,61 mm, 215/224,99 mm. 108 Chapitre. IV. Études comparative de deux cycles Géochimiques (2010/2011et 2003) 2010 2003 Tableau .12. Estimation de L’ETP D’après la formule de SERRA Mois P (mm) T (°C) ETPc DÉFICIT P (mm) T (°C) ETPc (mm) DÉFICIT Jan Fév Mars Avril Mai Juin Juillet Août 20,8 4,3 13,9 0,2 0 0 0 12 11,5 15,8 22,2 27,1 31,5 35,96 Sep Oct Nov Déc 5 0 12,5 3,4 9,1 33,3 28,9 25,4 16,1 10,7 42,58 43,43 80,29 131,15 187,09 222,10 256,59 220,00 159,63 120,18 60,26 36,03 21,78 39,13 66,39 130,95 187,09 222,10 256,59 215,00 159,63 107,68 56,86 26,93 9,8 12,3 1,1 15,8 0,3 18,8 12,1 22,5 2,1 24,8 0 32 0 34,7 0 34,4 2,4 28,4 0 22,1 0 12,8 43,17 60,61 95,79 131,36 167,65 223,02 243,61 224,99 154,59 101,93 61,09 43,24 33,37 59,51 95,49 119,26 165,55 223,02 243,61 224,99 152,19 101,93 59,39 43,24 300,00 250,00 ETP en mm 1,7 16,5 200,00 150,00 100,00 2003 50,00 2010 0,00 Les Mois Figure.86. Variation de l’ETP en fonction du temps Pour les deux Cycles. 2. Le Bilan de hydrochimique du chott Merouane : 109 Chapitre. IV. Études comparative de deux cycles Géochimiques (2010/2011et 2003) Dans ce contexte, on va essayer d‘établir une comparaison des bilans hydrochimiques de deux cycles géochimiques (2003/2011) en se basant sur les résultats physico-chimiques des eaux et les volumes enregistrés pour chaque cycle 2.1. Le Bilan hydrique : Vu le manque des données du débit enregistré durant les l’années 2010/2011 dans les stations de jaugeage au long du canal collecteur au niveau de NARCH, on n’a pas pu concrètement estimer le volume d’eau déversé par ce canal, donc on s’est référé aux résultats obtenus en 2003 (Hacini et al 2008). De même pour les eaux souterraines, toutes les études faites récemment ont été basées sur les résultats obtenus par l’étude d’ERESS, Les eaux de pluies sont toujours négligeables. Réellement, le volume d’eau enregistré dans les stations de jaugeage n’aboutira jamais le Chott à cause des phénomènes cités précédemment comme l’évaporation, l’infiltration et le stade de maturation. Alors on a introduit la notion de l’eau Perdu (tableau.14) Tableau.13. Bilan hydrique du chott Merouane Pour les deux cycles (2003/2011) Les Sources Volumes d’eau d’alimentation (m3/an) x106 Pluies - Canal del’Oued Righ 130.19 Eaux souterraines 62.24 Total 192.59 Tableau.14.L’apport d’eau réelle du canal collecteur 110 Chapitre. IV. Études comparative de deux cycles Géochimiques (2010/2011et 2003) Entre (2003/2011) Volumes d’eau enregistrée (m3/an) x106 Volumes d’eau Volumes d’eau perdu (m3/an) réelle (m3/an) 6 x10 x106 2003 130,19 30,19 100 2011 130,19 78,54 51,64 D’après les résultats figurés dans le tableau on peut conclure que le volume d’eau perduré est beaucoup plus important en 2011 qu’en 2003, ce qui implique que la capacité du canal à tenir l’eau entre ces berges est diminue avec le temps à cause de leur stade de maturation, une grande quantité d’eaux se perd à travers ses plains d’inondation, sans négliger les autres phénomènes comme l’irrigation ou on a remarqué que de 2003 jusqu’au 2011 une révolution agronomique qui se manifeste tout au long du passage du canal vers le chott. 2.2 Le Bilan de masse Le calcule de bilan de masse peut nous renseigné sur les potentialités économiques et minières des chotts afin de quantifié les sels dissous qui existe dans les eaux de saumure avant leur précipitation. Ces sels proviennent principalement de la dissolution des sels préexistants dans le chott et par les différentes sources d’alimentations (la nappe du complexe terminale et le canal collecteur). Dans ce contexte, on va essayer de quantifier le bilan de masse à travers les masses des sels dessous dans l’eau pour chaque source et aussi pour le Chott, puis on essaye de conclure la masse des sels qui provient de la dissolution mais toujours en comparaison des deux cycles géochimiques. 2.2.1La masse des sels dissous dans le canal collecteur La masse déversée par le canal en 2003 et beaucoup plus importante par rapport à celle de 2011, un écart de 26.44 million de tonnes avec 28,41 millions tonne de sels qui provient du canal en 2003 on arrive a 1.97 million tonne en 2011. Cette décroissance et liée directement à l’état du canal comme on a décris précédemment dans le bilan hydrique, cette situation critique va sûrement influencer sur la production salifère à l’échelle locale et nationale dans le futur proche, vu que le Canal collecteur il est considéré comme une source d’alimentation principale pour le 111 Chapitre. IV. Études comparative de deux cycles Géochimiques (2010/2011et 2003) chott et elle joue un rôle primordial sur L’hétérogénéité des sels qui se précipite à cause de son long parcours qui s’étale au long de 136Km. 2.2.2. La masse des sels dissous dans les eaux souterraines L’apport des sels à travers les eaux souterraines en 2003 il est de l’ordre de 17,61 millions de tonnes, en 2011 on a enregistré une diminution considérable ou la masse des sels fournie par ces eaux il est de 5,76 millions de tonnes. Une autre situation critique qui peut être expliquée pas la dilution des eaux souterraines à travers les années qui ont mené une baisse au niveau des concentrations des éléments chimiques dans ces eaux, cette dilution et causé par les forages non autorisés forés par les agricoles qui atteignent la nappe qui mène les eaux du complexe terminale en contacte avec les eaux de la nappe phréatique libre. Tableau.15. Masse élémentaire et totale des sels dissous dans les eaux du canal collecteur (2003/2011) 2003 Éléments Ca Mg Na K Cl SO4 HCO3 Total % par rapporta la masse totale Volume d'eau (m3) x106 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 2011 Masse des éléments dans le chott (tonnes) 11881 3305704 4742683 1044246 14861252 4371303 74025 28411094,00 28,41 million 56,69% 112 Volume d'eau chott (m3) x106 51,64 51,64 51,64 51,64 51,64 51,64 51,64 Masse des éléments dans le chott (tonnes) 53911,68 170939,47 394738,68 22353,62 736354,64 550688,08 45318,68 1974304,86 1,97 million 3,94% Chapitre. IV. Études comparative de deux cycles Géochimiques (2010/2011et 2003) Tableau.16. Masse élémentaire et totale des sels dissous dans Les eaux souterraines (2003/2011) 2003 Éléments Volume d'eau (m3) x106 Ca Mg Na K Cl SO4 HCO3 62,00 62,00 62,00 62,00 62,00 62,00 62,00 Total % par rapporta la masse totale 2011 Masse des éléments dans le chott (tonnes) 7366,22 2049536,48 647432,52 2940463,46 9213976,24 45895,5 2710207,86 17614878,28 17,61 million Volume d'eau chott (m3) x106 35,14% 62,00 62,00 62,00 62,00 62,00 62,00 62,00 Masse des éléments dans le chott (tonnes) 570492,00 360934,58 916094,40 76065,60 3174912,00 644904,00 17925,02 5761327,60 5,76 million 11.51% 2.2.3. La masse des sels qui provient de la dissolution Théoriquement on peut admette que la quantité des sels précipités dans un cycle géochimique dans le temps X, va composer une source pour le cycle qui poursuit dans le temps X+1 grâce au phénomène de la dissolution par un solvant qui est dans notre cas l’eau. Alors, la masse qui provient de la dissolution des sels préexistante en 2011 va être supérieur a celle en 2003, mais ce qui est remarquable est qu’en 2003 cette masse ne représente que 8 % de la masse totale des sels au niveau du chott alors qu’en 2011 elle est l’origine principale, presque 84.55 % de la masse totale. cette croissance exceptionnelle en fonction du temps peut être interprété comme suit : 1. entre 2003 et 2011 il ya une marge du temps de 8ans, selon la théorie proposée. La masse qui provient de la dissolution des sels préexistante à une tendance a augmenté en fonction de temps. 2. mauvaise exploitation des sels précipités par conséquent on aura toujours un cumule qui s’accroit avec le temps. 113 Chapitre. IV. Études comparative de deux cycles Géochimiques (2010/2011et 2003) 3. la faible concentration des éléments chimiques qui proviennent à travers les eaux souterraines et de celui du canal collecteur. Cela veut dire qu’on est en train de produire des sels recyclés après avoir été précipités. C’est pourquoi ENASL soufre au problème de la qualité de sels qui est toujours riches en Magnésium et qu’ils n’arrivent pas à connaitre l’origine de ce taux élevé. Tableau.17. Masse totale des sels qui provienne De la dissolution (2003/2011) (tonne) % par rapport à la masse totale 2003 4,09 8,17% 2011 42,33 84,55% Masses-en 2.2.4. La masse des sels dissous dans les eaux de saumure du chott Du point de vue économique, on va s’intéresser au bilan de masse au niveau du Chott. Grâce à ce bilan qu’on peut identifier et connaître la quantité de sels susceptible d’être précipité à la fin du cycle géochimique vers le mois de juillet. En se basant sur les résultats obtenus en 2003 et a celle effectuée en 2011 on a constaté que il ya un enrichissement en sels à travers les années avec un écart de l’ordre de 12.48 millions de tonnes, Ces une richesse autochtone qui provient principalement de la dissolution des sels préexistante dans le chott vu l’apport des sels dissous qui a diminué brusquement à travers les autres sources d’alimentation. L’augmentation de la masse du sel au niveau du chotte en 2011 marquée principalement par trois éléments les plus abondants dans les eaux de saumure du chott Merouane (chlore, sodium, sulfate), ces trois éléments se caractérisent par un fort degré de solubilité se qui confirme la prédominance des sels qui proviens de la dissolution. 114 Chapitre. IV. Études comparative de deux cycles Géochimiques (2010/2011et 2003) Masse en tonne 30000000 25000000 20000000 15000000 10000000 2003 5000000 2011 0 Les éléments Chimique Figure.8 87. La masse des éléments dans les eaux De saumure de chott Merouane dans les deux cycles (2003/2011) Tableau.18. Masse élémentaire et totale des sels dissous dans les eaux de saumure du chott Merouane (2003/2011) 2003 Éléments Volume d'eau (m3) x106 Ca Mg Na K Cl SO4 HCO3 114,05 114,05 114,05 114,05 114,05 114,05 114,05 Total Masse des éléments dans le chott (tonnes) 15718,32538 4373380,278 6274474,755 1381516,573 19661139,17 5783146,443 97933,5945 37587309,14 37,59 Million 115 2011 Volume d'eau chott (m3) x106 114,05 114,05 114,05 114,05 114,05 114,05 114,05 Masse des éléments dans le chott (tonnes) 415700,845 1316627,415 16659464,84 327346,31 21523744,1 9704659,344 123696,349 50071239,20 50.07 Million Chapitre. IV. Études comparative de deux cycles Géochimiques (2010/2011et 2003) 3. Comportement des éléments majeurs 3.1. Le Calcium 500 [Ca] en mmole/Kg 450 400 350 300 250 200 2011 150 100 50 0 07-janv. 26-févr. 17-avr. 06-juin 26-juil. Les Dates des Prélèvements Figure.88.Variation des Concentrations en Calcium dans les eaux de Merouane en fonction du temps (janvier à juin 2011) [Ca] en mmole/Kg 25,00 20,00 15,00 10,00 2003 5,00 0,00 25-déc.24-janv.23-févr.24-mars23-avr. 23-mai 22-juin Les Dates des Prélèvements Figure.89.Variation des Concentrations en Calcium dans les eaux de Merouane en fonction du temps (janvier à juin 2003) 116 Chapitre. IV. Études comparative de deux cycles Géochimiques (2010/2011et 2003) D’après les courbes de l’évolution du Ca en fonction du temps (figure.88.89) pour les deux périodes d’études (2003/2011), on constate une même allure, ou la concentration du calcium tend a augmenter beaucoup plus dans le cycle2011 dès le début de cycle et jusqu’à la fin Mars, à partir de ce stade la concentration du calcium diminue continuellement, mais beaucoup plus dans le cycle 2003. Ce qui est important à noter est que les concentrations son plus importantes dans le cycle 2011.elle se varient de 30,42- 470,2 mmole/kg alors que dans le cycle 2003 la valeur maximale de concentration du calcium est de l’ordre de 20mmole/Kg. 3.2. Le Magnésium D’après la courbe de l’évolution du Magnésium en fonction du temps (figure.90) pour les périodes 2003/2011, on remarque un comportement identique ou le magnésium présente une légère diminution au début de cycle jusqu’à mi-mars audelà et jusqu’à la fin du cycle le magnésium tend a augmenter d’une façon remarquable. La seule différence est celui du taux de concentration il est élevé dans le cycle 2011 par rapport à celle du 2003. La courbe de corrélations entre les concentrations du magnésium en 2011 et 2003 (figure.91) montre un bon coefficient de corrélations positives ce qui confirme la similarité de comportement des magnésiums dans les deux cycles. 1600 [Mg] en mmole/Kg 1400 1200 1000 800 2011 600 2003 400 200 0 07-janv. 26-févr. 17-avr. 06-juin 26-juil. Les Dates des Prélèvements Figure.90. Variation des Concentrations du Magnésium dans les eaux de Merouane en fonction du temps (2011/2003) 117 Chapitre. IV. Études comparative de deux cycles Géochimiques (2010/2011et 2003) [Mg] en mmole/Kg 1600,00 R = 0,8442 1400,00 1200,00 1000,00 800,00 600,00 400,00 200,00 0,00 0 500 1000 1500 [Mg] en mmole/Kg Figure.91. Corrélation entre Les concentrations du magnésium en 2003, Et les concentrations du magnésium en2011 3.3 Le Sodium La corrélation de l’évolution du sodium en fonction du temps entre les deux cycles elle parait difficile vu la perturbation du comportement de sodium en 2003. Selon les graphes de l’évolution en fonction du temps(figure.92.93) on constate que le sodium a suivi les mêmes démarches Aussi, on remarque une diminution des concentrations dans les deux cycles,elle est plus accentuée en 2011 graduelle en 2003 dès le début du cycle et jusqu’à mi-avril. En 2011, on assiste a une phase croissante des concentrations à partir de la mi-avril, en 2003 les concentrations continuent a ce diminuer légèrement. Cette phase de croissance en 2011 n’a pas duré longtemps et le sodiume commençait à se diminuer à jusqu’à la fin du cycle géochimique. Concernant les taux des concentrations, on a constaté que les valeurs étaient beaucoup plus importantes en 2011 par rapport à 2003, avec un écart maximal de 6482,54mmole/Kg et minimal de 870,91mmole/Kg. 118 Chapitre. IV. Études comparative de deux cycles Géochimiques (2010/2011et 2003) [Na] en mmole/Kg 12000 10000 8000 6000 4000 2000 0 07-janv. 26-févr. 17-avr. 06-juin 26-juil. Les Dates des prélèvements Figure.92. Variations de la concentration du sodium En fonction du temps (2011) 4500,00 [Na] en mmole/Kg 4000,00 3500,00 3000,00 2500,00 2000,00 1500,00 1000,00 500,00 0,00 25-déc. 24-janv. 23-févr. 24-mars 23-avr. 23-mai 22-juin Les Dates des prélèvements Figure.93. Variations de la concentration du sodium En fonction du temps (2003) 119 Chapitre. IV. Études comparative de deux cycles Géochimiques (2010/2011et 2003) 3.4. Le Potassium Le comportement du potassium en fonction du temps est similaire dans les deux cycles d’études, avec des taux de concentration proches. L’allure de la courbe d’évolutions entre les deux cycles a débuté par une stabilité des concentrations où les valeurs oscillent entre 40-90 mmol/kg jusqu’à la fin du mois d’avril, Juste au début du mois de mai les concentrations commencent a augmenter d’une façon remarquable pour arriver a la fin du cycle a des valeurs maximales de l’ordre de 271,79mmole/Kg en 2003 et de 231,9 mmole/Kg en 2011. La courbe de corrélations des concentrations entre les deux cycles a montré un très bon coefficient de corrélations (figure.95) ce qui confirme cette similarité. 300 [K] en mmole/Kg 250 200 150 2011 100 2003 50 0 07-janv. 26-févr. 17-avr. 06-juin 26-juil. Les Dates des prélèvements Figure.94. Variation des Concentrations en Potassium dans les eaux de Merouane en fonction du temps (2011/2003) 120 Chapitre. IV. Études comparative de deux cycles Géochimiques (2010/2011et 2003) 300,00 R = 0,9338 [K] en mmole/Kg 250,00 200,00 150,00 100,00 50,00 0,00 0 50 100 150 200 250 [K] en mmole/Kg Figure.95. Corrélation entre les concentrations du Potassium en 2003, Et les concentrations du Potassium en 2011 3.5. Les Chlorures Selon la courbe de l’évolution du chlore en fonction du temps (figure.96) pour les années 2003/2011, on constate une allure aussi identique, la seule différence est le taux des concentrations ou on a enregistré des valeurs élevées durant l’année 2011 par rapport à celle en 2003. Au début de cycle et jusqu’à mi-avril : les concentrations des chlorures tend a diminuer d’une façon remarquable en 2011 de 6406mmole/Kg à 3120mmole/Kg, moins intense en 2003 de 3755mmole/Kg a 2346mmole/Kg. À partir de ce stade, les concentrations commencent à augmenter pour arriver à des valeurs maximales de 7361mmole/Kg en 2011 et de 4175mmole/Kg en 2003 a la mi-mai. Au-delà et jusqu’à la fin du cycle Les chlorures reste avec des concentrations importante dans les eux de saumure de chott Merouane avec une légère diminution des concentrations qui est négligeables. 121 Chapitre. IV. Études comparative de deux cycles Géochimiques (2010/2011et 2003) [CL] en mmole/Kg 8000 7000 6000 5000 4000 2011 3000 2003 2000 1000 0 07-janv. 26-févr. 17-avr. 06-juin 26-juil. Les Dates des prélèvements Figure.96. Variations de la concentration du Chlore en fonction du temps dans les deux cycles (2003/2011) 3.6. Les sulfates Les sulfates ont gardé approximativement la même allure d’évolution des concentrations en fonction du temps (figure.97.98) entre le cycle de 2003 et 2011, avec des valeurs importantes en 2011. Au début de cycle on constate une décroissance remarquable des concentrations des sulfates de 1066mmole/Kg au mois de janvier à 194mmole/Kg au début du mois de mars en 2011, la décroissance est moins intense en 2003 ou on a constaté une légère diminution des concentrations de 128,78mmole/kg au mois de janvier jusqu’à 94,27mmole/Kg a la fin du moi de Mars. Au débute de mois d’avril une croissance vive des concentrations en sulfate marquée dans les deux saison et qui dure jusqu’à la fin du cycle géochimique lors de l’évaporation totale des eaux de saumure du chott Merouane, des teneurs en sulfate qui commence à 194mmole/Kg pour attendre son maximum de 1834mmole/Kg en 2011, et de 94,27mmole/kg pour achever à 700mmole/Kg en 2003. Mis à part les teneuses en sulfate dans l’eau, on peut dire que le comportement des sulfates en 2003 et le même en 2011, une courbe de corrélation des concentrations (figure.99) entre ces deux périodes a montré un bon coefficient de corrélation positive (R=0, 74 °) ce qui confirme ce tte similarité. 122 Chapitre. IV. Études comparative de deux cycles Géochimiques (2010/2011et 2003) [SO4] en mmole/Kg 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 07-janv. 26-févr. 17-avr. 06-juin 26-juil. Les Dates Des prélèvements Figure.97. Variations de la concentration des sulfates En fonction du temps en 2011 [SO4] en mmole/Kg 800,00 700,00 600,00 500,00 400,00 300,00 200,00 100,00 0,00 25-déc. 24-janv. 23-févr. 24-mars 23-avr. 23-mai 22-juin Les Dates Des Prélèvements Figure.98. Variations de la concentration des sulfates En fonction du temps en 2003 123 [SO4] en mmole/Kg.2003 Chapitre. IV. Études comparative de deux cycles Géochimiques (2010/2011et 2003) 800,00 700,00 R = 0,7457 600,00 500,00 400,00 300,00 200,00 100,00 0,00 0 500 1000 1500 2000 [S04] en mmole/Kg 2011 Figure.99. Corrélation entre les concentrations des sulfates en 2003, Et les concentrations des sulfates en 2011 3.7. Les bicarbonates Les bicarbonates présentent les teneurs les plus faibles dans les eaux de Saumure du chott Merouane, Selon l’allure de l’évolution des concentrations des bicarbonates en 2003 et 2011 (figure.100), on a constaté que : • En 2003 les teneurs son très faibles comparativement à celle en 2011, c’est à dire ils sont arrivés a leur seuil minimal, contrairement en 2011 où les concentrations étaient moins faibles, ce qui a donné une distinction dans le comportement des bicarbonates entre les deux cycles au début et jusqu’à la fin du mois de Mars, dont on a remarqué une diminution continue des concentrations en 2011 de 26,08mmole/Kg a 9,15mmole/Kg, en 2003 les teneurs étaient stables. • Au début d’avril et jusqu’à l’évaporation totale des eaux du Chott, on a enregistré une croissance clairement visible et intense en 2003 de 5mmole/Kg à 21 mmole/Kg, mais, au contraire, perturbé et faible en 2011, de 10mmole/Kg à 16mmole/Kg vue l’événement exceptionnel de précipitation en mois d’avril. Généralement et malgré les fluctuations dans comportement des bicarbonates en fonction du temps entre les deux cycles (2003/2011), on peut dire qu’ils ont presque la même allure. 124 Chapitre. IV. Études comparative de deux cycles Géochimiques (2010/2011et 2003) [HCO3] en mmole/Kg 30 25 20 15 2011 10 2003 5 0 07-janv. 26-févr. 17-avr. 06-juin 26-juil. Les Dates Des Prélèvements Figure.100. Variations de la concentration des bicarbonates en fonction du temps dans les deux cycles (2003/2011) 4. Les indices de saturation Comme on a décrite dans le chapitre IV. Les minéraux évaporitique se précipite après avoir atteint leur degré de saturation, comme en 2011 et en 2003 ou les calcule d’indice de saturation étaient effectués par le logiciel phreeq. 4.1. Halite Selon les indices de saturation enregistrée en 2003 et ceux de 2011 (figure.101), on a constaté, une légère différentiation. Au débute du cycle l’halite est sous-saturé dans les eaux de saumure du chott Merouane en 2003 alors qu’en 2011 il était saturé, avec la continuité d’approvisionnement en eau les saturations dans les deux cycles d’études tend a diminuer à cause de la dilution des eaux qui mène à la décroissance des concentrations des éléments chimiques par conséquence les eaux de saumure deviennent sous-saturées en halite, mais ce n’est pas d’une manière permanente en 2003 ou on a observé que les eaux passent graduellement dès la fin du mois de mars vers la saturation en halite par contre en 2011 les concentrations des éléments étaient diluées par les eaux des pluies qui ont arrosé la région au mois d’avril et qui a tardé la saturation des eaux en halite jusqu’à la fin du mois d’avril, audelà et jusqu’à l’évaporation totale, les eaux de saumure du chott Merouane reste saturée en halite beaucoup plus en 2011. 125 Chapitre. IV. Études comparative de deux cycles Géochimiques (2010/2011et 2003) Indices de saturation HALITE 0,6 0,4 0,2 0 -0,2 -0,4 -0,6 -0,8 -1 -1,2 07-janv. 2011 2003 26-févr. 17-avr. 06-juin 26-juil. Les Mois Figure.101. Variation de l’indice de saturation de l’halite en fonction du temps dans les deux cycles (2003/2011) 4.2. Calcite L’observation de variation des indices de saturation en fonction du temps (figure.102) des eaux de saumures du chott Merouane montre, dès le début, une sursaturation en calcite pour les deux cycles (2003/2011),avec maintien jusqu’à l’évaporation totale du chott, mais ce qui est remarquable est que la sursaturation est élevée en 2011 par rapport à celle en 2003, cet écart en sursaturation entre les deux années d’étude indique qu’il ya un enrichissement en éléments qui composent la calcite à travers les années. Le calcul du bilan de masse pour l’année 2011 a montré l’origine de cet enrichissement qui est lié directement a la dissolution des sels préexistante, c'est-àdire que le cycle de 2011 a bénéficié de la masse des sels qui a été précipitée auparavant en ajoutant la quantité annuelle déversée par le canal collecteur de Oued Right et les eaux souterraines, automatiquement on va aboutir a une eau de plus en plus saturée par rapport aux eaux du cycle de 2003. 126 Chapitre. IV. Études comparative de deux cycles Géochimiques (2010/2011et 2003) Indices de saturation CALCITE 3 2,5 2 1,5 2011 1 2003 0,5 0 07-janv. 26-févr. 17-avr. 06-juin 26-juil. Les Mois Figure.102. Variation de l’indice de saturation de la calcite en fonction du temps dans les deux cycles (2003/2011) 4.3. Les Gypses et les Anhydrites Les eaux de saumure du chott Merouane montre, en 2003, une saturation vis-àvis le gypse et l’anhydrite (figure.103.104) durant tous les mois du cycle géochimique, avec les successions des cycles à travers les années les eaux de saumure passent vers la sursaturation vis-à-vis ces deux minéraux du moment où on a remarqué une sursaturation des eaux en gypse et en anhydrite dans le cycle géochimique du 2011. Indices de saturation GYPSE 3 2,5 2 1,5 1 0,5 2011 0 2003 -0,5 -1 07-janv. 26-févr. 17-avr. 06-juin 26-juil. Les Mois Figure.103. Variation de l’indice de saturation du gypse en fonction du temps dans les deux cycles (2003/2011) 127 Chapitre. IV. Études comparative de deux cycles Géochimiques (2010/2011et 2003) Indices de saturation ANHYDRITE 3 2,5 2 1,5 1 0,5 2011 0 -0,5 2003 -1 07-janv. 26-févr. 17-avr. 06-juin 26-juil. Les Mois Figure.104. Variation de l’indice de saturation de l’anhydrite en fonction du temps dans les deux cycles (2003/2011) 5. Minéralogie des sels précipités L’interprétation des spectres de DRX pour les échantillons de sels prélevés dans le chott dans les deux saisons (2003, 2009) a révélé la même séquence minéralogique, l’ordre de superposition de ces minéraux est en fonction de leur degré de solubilité. Les minéraux les moins solubles sont les premiers qui se précipitent influencés par le faible changement de la température, alors que les minéraux solubles restent dans leurs états aqueux à des phases avancer de l’évaporation, leur précipitation ce fait a des températures de plus en plus élevées. Huit minéraux ils ont été identifiés, superposé de basse en haut selon l’ordre suivant : La calcite (CaCo3). Les sulfures (CaSO4). L’halite (NaCl). . La Bichovite (MgCl2.6H20) La Blodeite (K2Mg (SO4)2) L’Epsomite (Mg (S04).7H2O). La sylvite (KCL). 128 Conclusion Générale La région du Chott Merouane occupe la partie septentrionale du Sahara algérienne, c’est un bassin endoréique sous forme d’une dépression résulte de l’action conjuguée de plusieurs tectoniques dès le secondaire, la série stratigraphique dans la région du chott Merouane est essentiellement composée de dépôts mésozoïques et cénozoïques, reposant en discordance majeure sur des terrains d’âge paléozoïque un épandage détritique d’âge quaternaire repose en discontinuité sur le Cénozoïque. Le calcul de l’indice d’aridité par la méthode Martonne a montré que la région du chott Merouane caractérisé par un climat saharien type hyperaride ou la saison sèche s’étalant sur tous les mois de l’année à l’exception du mois de janvier. L’étude comparative entre les deux cycles géochimiques (2003, 2010/2011). À révéler les résultats suivants : 1. le canal collecteur reste toujours la source principale qui aliment le chott, mais le problème qui se pose est la quantité d’eaux qui atteint vraiment le chott ou on a remarqué que le volume d’eau perdues est beaucoup plus important en 2011 qu’en 2003. 2. le bilan de masse du chott a connu un enrichissement de 37,59 millions tonne en 2003 a 50.07 millions tonne en 2011, mais il faute noter aussi qui on a passé d’une origine qui proviens d’une source d’alimentation (canal collecteur) vers une origine autochtone (la dissolution des sels préexistante). 3. tous les éléments majeurs analysés dans les eaux de saumure du chott dans les deux saisons (2003/2011) ont gardé la même allure de comportements en fonction du temps durant le cycle géochimique. 4. Les calcul de L’indice de saturation montre que les eaux de saumure du chott Merouane en 2011 sont sursaturées en Halite, calcite, gypse, dolomie par rapport en 2003, ou on a constaté en 2011 que tous ces minéraux se présent dans les eaux en sursaturation mise à part l’halite qui commence par un sur-saturation pour arriver a la saturation a la fin du cycle, alors qu’en 2003 les eaux du chott sont prés de la saturation en gypse et les anhydrites, saturées en calcite, sous-saturées en halite au début pour arriver a la saturation a la fin du cycle. 5. l’identification minéralogique par le diffractomètre de Rayon X a révélé la même séquence Evaporitique précipitée dans le chott dans les deux saisons haut en basse selon l’ordre de suivant : 129 Conclusion Générale 1. La calcite (CaCo3). 2. Les sulfures (CaSO4). 3. L’halite (NaCl). . 4. La Bichovite (MgCl2.6H20) 5. La Blodeite (K2Mg (SO4)2) 6. L’Epsomite (Mg (S04).7H2O). 7. La sylvite (KCL). Ces observations qui on marqué la différence entre le cycle de 2003 et ce lui de 2011 vont justifier et argumenter à la fois nos résultats obtenus concernant l’origine principale de la salinité des eaux du chott Merouane et que on est en traine de consommer des sels recyclés ces dernières années. Dans les quatre minéraux de comparaison on a constaté que les eaux du chott Merouane tendent vers la sursaturation vis à vie de ces minéraux. En ce qui concerne l’aspect économique, il est vrai qu’on a une richesse minière qui se développe au cours des années, mais d’un point de vue scientifiquement, une infinité de questions se pose : Est-ce que cette richesse est durable? Quels sont les facteurs qui influencent sur le développement de cette richesse ? Etc. Il n’y a pas si longtemps, la région du Mgheier et notamment Chott Merouane, vue leur positionnement au dessus du niveau de la mer avec une altitude de -31 ont connue une immense inondation qui a révélé pas male de dégât matériels et humains, alors que le climat à l’échelle mondiale est en train de subir des changements climatiques au cours de ces dernières années qui vont peut-être provoquer des catastrophes naturelles comme les séismes (tsunami), des inondations, etc.). Cette région ne serait pas à l’abri de ces catastrophes surtout les inondations qui vont transporter un grand volume des eaux avec une vitesse qui peut contribue a la dissolution des sels qui les renferme. Et enfin, le chott Merouane constitue un patrimoine industriel qui doit êtres préservé et protégé contre la dégradation environnementale, ce qui demande des études approfondis et un suivi rigoureux de l’évolution du chott. 130 Conclusion Générale Recommandation : La région du chott Merouane elle est considérée comme une zone industrielle de production de sels, ces dernières années l’unité d’ENSL de Mghier a entamé le marché international avec l’exportation de sels vers L’Europe cela va sans aucun doute enrichi l’économie nationale de notre paye, malheureusement et d’après notre étude on a remarqué que notre production salifère elle est menacée, ces pour cela on a proposé les recommandations suivantes : 1. Un réaménagement du canal collecteur a fin d’augmenter la quantité de l’eux qui atteinte le chott. 2. Établir un bilan de masse chaque année lors du remplissage total du chott pour quantifier les sels susceptibles d’être précipiter à la fin du cycle. 3. un suivi journalier des concentrations des éléments majeurs dès le remplissage du chott et jusqu’à l’évaporation totale. 4. Augmenté le nombre des bassins. 5. élever le taux d’exploitation des sels. Pour mieux se bénéficier de la production salifère dans la région de chott Merouane, il faut une prise en charge adéquate. 131 Bibliographie Arezki,B.(1987) Evolution structurale du bassin petrolier <<TRIASIQUE >> du Sahara du Nord Orientale(Algerie).Thèse de doctorat.Brinis, N.(2011)Caracterisation de la salinité d’un complexe aquifere en pays arid cas de l’aquifere D’EL-OUTAYA région NORD-OUEST DE Biskra(Algerie), Thèse de doctorat. Anja, S., Daniel,K., Barbara,M., Dieter,M.,Franz, J., Rudolf,K., Regina,K.(2009) Major and trace element geochemistry of superficial sediments and suspended particulate matter of shallow saline lakes in Eastern Austria. Chemie der Erde 69 (2009) 223–234. Amdouni,R. (2009) Behavior of trace elements during the natural evaporation of seawater: case of solar salt works of sfax saline (S. E of Tunisa). Glob Nest J 11:96–105. Braitch,O.(1971) Salt deposites. Their Origin and composition,Sprreinger Verlag, 297p. Bensaci,S.(2005)Caractérisations physico-chimiques et simulation d’évaporation des saumures du Chott Merrouane. Thèse de Magistére. Castany,G.(1982) Bassin sédimentaire du Sahara septentrional (Algérie Tunisie). Aquifères du continental intercalaire et du complexe terminal. Bull.BRGM 2 III (2), 127-167 Drevers,I.(1982)The Geochemistry of natural waters Prenticehal Englewood. 388p. David, P.,.Appelo, C.A.J., (1999). User’s guide to PHREEQC (version 2) - a computer programmers for speciation, batch-reaction, one-dimensional transport and inverse geochemical calculations, U.S.GEOLOGICAL SURVEY .Denver, Colorado, pp 1,2. ERESS (1972) Etude des ressources en eau dans le Sahara Septentrional. U.N.E.S.C.O. Rapport final,annexe 7. Paris. Eugster,H.P.,Maglione,G.(1979) Brines and evaporites of the Lake Chad basin, Africa. Geochim. Cosmochim. Acta, 43, 973-981. Gouskov,N.(1952) Le problème hydrogéologique du bassin de l’Oued R’hir (La géologie et le problème de l’eau en Algérie .Tome II- Données sur l’hydrogéologie algérienne).XIXe congrès géologique international 132 Bibliographie Guihem,. B. (1976) Relation entre le pH, l’alcalinité, le pouvoir tampon et les équilibres de CO2 dans les eaux naturelles. Extrait de science du science du solBulletin de l’A.F.E.Sn°3-1976. Gueddari, M. (1980) Géochimie des sels et des saumures du chott El Jerid (Sud tunisien). Thèse de doctorat 3eme cycle. Gueddari,M., Monnin,C., Perret,D.,Fritz, B.,Tardy,Y. (1983) Geochemistry of brines of the Chott El Jerid in southern Tunisia Application of Pitzer’s equations. Chem Geo 39:165–178. Guendouz A, Moulla AS, Edmunds JM, Zouari K, Shand P, Manou,A. (2003) Hydrology and isotopic evolution of water in the complexe terminal aquifer in the Algerian Sahara.Hydrogeo J 11:483–495. Gouaidia,L.(2008) Influence de la lithologie et des conditions climatiques sur la variation des paramètres physico –chimiques des eaux d’une nappe en zone semi aride, cas de la nappe de Meskiana nord-est Algerien. Thèse de doctorat. Hardie,L.,Eugster,H.P.(1970) The evolution of closed –basin. Mineral society of America, special publication 3, pp.273-290. Hacini,M ., (2006) Géochimie des sels et des saumures du chott Merouane et calcule des vitesses de précipitation de quelques minéraux évaporitiques,Thèse de doctorat. Hacini,M.,Oelkers,E.H.(2010) Geochemistry and Behavior of Trace Elements Duringthe Complete Evaporation of the Merouane ChottEphemeral Lake: outheast Algeria. Aquat Geochem (2011) 17:51–70. Hacini,M.,Kherici,N.,Oelkers,E.H.(2010)Le lithium dans les lacs sales des régions désertique; cas du chott Merouane Sud-est de l’Algérie; comportement, origine potentialités et perspectives. Bulletin du service Géologique National, Vol.21, pp.151-164. Kelly,K.F., Chris,M., Sarah, E., John,M. (1991) The major and minor element geochemistry of Lake Baikal. Limnol. Oceanogr., 36(3), 199 1, 4 13-423. Randy,L.E.,Crossman,E.J., Gary, K.M., Charles,H.O., Edwin P.(1995) Lake Trout Rehabilitation in the Great Lakes:an Evolutionary, Ecological, and Ethical Perspective. Internal. Assoc. Great Lakes Res:518-529. Rosenberg N.D., Gdowski G.E., Knauss K.G. (2000) Evaporative chemical evolution of natural waters at Yucca Mountain, Nevada. applied Geochemistry 16(2001) 1231-1240. 133 Bibliographie Ramsar. (2002) Fiche descriptive sur les zones humides (chott Melghir). Roy, P.D., Smykatz-Kloss,W. (2005) REE geochemistry of the recent playa sediments from the Thar Desert,India: An implication to playa sediment provenance Chemie der Erde 67 (2007) 55–68. Saltec,L.(1983) Avant projet exploitation du Chott Merouane.SONAREM/DED. Sai, L., Roger H. (2003) Geochemistry of Lake Sediments as a Record of Environmental Change in a High Arctic Watershed. Chemie der Erde 64 (2004) 257– 275. Supriyo,K.D.,Joyanto,R., Alakendra,N., Roychoudhury,j., Val,K.(2008) Major and trace element geochemistry in Zeekoevlei,South Africa: A lacustrine record of present and past processes. Applied Geochemistry 23 (2008) 2496–2511. Valles,V.,Rezagui,M.,Auque,L.,Semadi,A.,Roger,L.,Zougari,H.(1997) Geochemistry of saline soil in two arid zone of the Mediterranean bassin1.1 Geochemestry of the Chott Merouane-Melghir watershed in Algeria:Arid soil research and rehabilitation, 11(1),pp.71-84,jan-Mar. Yan,J.P., Hinderer,M., Einsele,G.(2001) Geochemical evolution of closed-basin lakes: general model and application to Lakes Qinghai and Turkana. Sedimentary Geology 148 (2002) 105–122. 134 Annexe. I. Détail des résultats de la simulation avec Phreeq Échantillon.1 (19/01/2011) Reading input data for simulation 1. -----------------------------------SOLUTION 1 temp 13 pH 8.28 pe 4 redox pe units mg/l Ca 2870 Mg 9090 Na 115017 K 2260 Cl 148600 S(6) 67001 Alkalinity 854 N(5) 0 water 1 # kg Initial solution 1. -----------------------------Solution composition---------------------Elements Molality Moles Alkalinity 2.608e-002 2.608e-002 Ca 1.094e-001 1.094e-001 Cl 6.406e+000 6.406e+000 K 8.833e-002 8.833e-002 Mg 5.714e-001 5.714e-001 Na 7.646e+000 7.646e+000 S(6) 1.066e+000 1.066e+000 ----------------------------Description of solution-------------------pH = 8.280 Pe = 4.000 Specific Conductance (uS/cm, 13 oC) = 390732 Density (g/cm3) = 1.27548 Activity of water = 0.741 Ionic strength = 8.329e+000 Mass of water (kg) = 1.000e+000 Total carbon (mol/kg) = 2.284e-002 Total CO2 (mol/kg) = 2.284e-002 Temperature (deg C) = 13.000 Electrical balance (eq) = 5.323e-001 Percent error, 100*(Cat-|An|)/(Cat+|An|) = 3.46 Total H = 1.110321e+002 Total O = 5.983856e+001 ------------------------------Saturation indices----------------------Phase Anhydrite Calcite Dolomite Gypsum Halite SI log IAP 1.66 -2.68 2.79 -5.63 6.43 -10.37 1.65 -2.94 0.24 1.79 135 log KT -4.33 -8.42 -16.80 -4.59 1.55 CaSO4 CaCO3 CaMg(CO3)2 CaSO4:2H2O NaCl Annexe. I. Détail des résultats de la simulation avec Phreeq Échantillon.2 (07/03/2011 Reading input data for simulation 2. -----------------------------------SOLUTION 2 temp 16 pH 7.73 pe 4 redox pe units mg/L density 1 Ca 8125 Mg 4992.04 Na 80500 K 1900 Cl 148750 S(6) 13875 Alkalinity 451.4 N(5) 0 water 1 # kg Initial solution 2. -----------------------------Solution composition---------------------Elements Molality Moles Alkalinity 1.217e-002 1.217e-002 Ca 2.734e-001 2.734e-001 Cl 5.659e+000 5.659e+000 K 6.554e-002 6.554e-002 Mg 2.769e-001 2.769e-001 Na 4.723e+000 4.723e+000 S(6) 1.948e-001 1.948e-001 ----------------------------Description of solution-------------------pH = 7.730 pe = 4.000 Specific Conductance (uS/cm, 16 oC) = 322069 Density (g/cm3) = 1.20755 Activity of water = 0.812 Ionic strength = 6.220e+000 Mass of water (kg) = 1.000e+000 Total carbon (mol/kg) = 1.163e-002 Total CO2 (mol/kg) = 1.163e-002 Temperature (deg C) = 16.000 Electrical balance (eq) = -1.718e-001 Percent error, 100*(Cat-|An|)/(Cat+|An|) = -1.50 Iterations = 6 Total H = 1.110235e+002 Total O = 5.632035e+001 ------------------------------Saturation indices----------------------Phase Anhydrite Calcite Dolomite Gypsum Halite SI log IAP 1.27 2.26 4.77 1.34 -0.20 -3.06 -6.18 -12.11 -3.24 1.37 136 log KT -4.34 -8.43 -16.87 -4.58 1.56 CaSO4 CaCO3 CaMg(CO3)2 CaSO4:2H2O NaCl Annexe. I. Détail des résultats de la simulation avec Phreeq Échantillon.3 (16/03/2011) Reading input data for simulation 3. -----------------------------------SOLUTION 3 temp 19 pH 7.69 pe 4 redox pe units mg/L density 1 Ca 9062.5 Mg 4876.76 Na 94500 K 1700 Cl 170000 S(6) 13750 Alkalinity 390.4 N(5) 0 water 1 # kg Initial solution 3. -----------------------------Solution composition---------------------Elements Molality Moles Alkalinity 1.105e-002 1.105e-002 Ca 3.204e-001 3.204e-001 Cl 6.795e+000 6.795e+000 K 6.161e-002 6.161e-002 Mg 2.842e-001 2.842e-001 Na 5.825e+000 5.825e+000 S(6) 2.028e-001 2.028e-001 ----------------------------Description of solution-------------------pH = 7.690 pe = 4.000 Specific Conductance (uS/cm, 19 oC) = 411761 Density (g/cm3) = 1.23878 Activity of water = 0.773 Ionic strength = 7.412e+000 Mass of water (kg) = 1.000e+000 Total carbon (mol/kg) = 1.062e-002 Total CO2 (mol/kg) = 1.062e-002 Temperature (deg C) = 19.000 Electrical balance (eq) = -1.158e-001 Percent error, 100*(Cat-|An|)/(Cat+|An|) = -0.84 Iterations = 8 Total H = 1.110226e+002 Total O = 5.634937e+001 ------------------------------Saturation indices----------------------Phase SI log IAP log KT Anhydrite Calcite Dolomite Gypsum Halite 1.45 2.29 4.85 1.46 0.06 -2.90 -6.16 -12.09 -3.12 1.63 137 -4.34 -8.45 -16.95 -4.58 1.57 CaSO4 CaCO3 CaMg(CO3)2 CaSO4:2H2O NaCl Annexe. I. Détail des résultats de la simulation avec Phreeq Échantillon.4 (21/03/2011) Reading input data for simulation 4. -----------------------------------SOLUTION 4 temp 18 pH 7.69 pe 4 redox pe units mg/l density 1 Ca 11000 Mg 10307.4 Na 48000 K 1700 Cl 88000 S(6) 64789 Alkalinity 552.05 N(5) 0 water 1 # kg Initial solution 4. -----------------------------Solution composition---------------------Elements Molality Moles Alkalinity 1.422e-002 1.422e-002 Ca 3.538e-001 3.538e-001 Cl 3.200e+000 3.200e+000 K 5.605e-002 5.605e-002 Mg 5.466e-001 5.466e-001 Na 2.692e+000 2.692e+000 S(6) 8.695e-001 8.695e-001 ----------------------------Description of solution-------------------pH = 7.690 pe = 4.000 Specific Conductance (uS/cm, 18 oC) = 211535 Density (g/cm3) = 1.19440 Activity of water = 0.879 Ionic strength = 4.356e+000 Mass of water (kg) = 1.000e+000 Total carbon (mol/kg) = 1.356e-002 Total CO2 (mol/kg) = 1.356e-002 Temperature (deg C) = 18.000 Electrical balance (eq) = -4.047e-001 Percent error, 100*(Cat-|An|)/(Cat+|An|) = -5.52 Iterations = 6 Total H = 1.110252e+002 Total O = 5.902488e+001 ------------------------------Saturation indices----------------------Phase SI log IAP log KT Anhydrite 1.69 -2.65 -4.34 CaSO4 Calcite 2.15 -6.29 -8.44 CaCO3 Dolomite 4.63 -12.30 -16.92 CaMg(CO3)2 Gypsum 1.82 -2.76 -4.58 CaSO4:2H2O Halite -0.85 0.71 1.57 NaCl 138 Annexe. I. Détail des résultats de la simulation avec Phreeq Échantillon.5 (28/03/2011) Reading input data for simulation 5. -----------------------------------SOLUTION 5 temp 22 pH 7.5 pe 4 redox pe units mg/l density 1 Ca 11250 Mg 6770.5 Na 51600 K 2500 Cl 98000 S(6) 17254 Alkalinity 372.1 N(5) 0 water 1 # kg Initial solution 5. -----------------------------Solution composition---------------------Elements Molality Moles Alkalinity 9.154e-003 9.154e-003 Ca 3.456e-001 3.456e-001 Cl 3.403e+000 3.403e+000 K 7.871e-002 7.871e-002 Mg 3.429e-001 3.429e-001 Na 2.763e+000 2.763e+000 S(6) 2.211e-001 2.211e-001 ----------------------------Description of solution-------------------pH = 7.500 pe = 4.000 Specific Conductance (uS/cm, 22 oC) = 247597 Density (g/cm3) = 1.15275 Activity of water = 0.881 Ionic strength = 4.338e+000 Mass of water (kg) = 1.000e+000 Total carbon (mol/kg) = 8.830e-003 Total CO2 (mol/kg) = 8.830e-003 Temperature (deg C) = 22.000 Electrical balance (eq) = 3.643e-001 Percent error, 100*(Cat-|An|)/(Cat+|An|) = 4.88 Iterations = 6 Total H = 1.110209e+002 Total O = 5.641718e+001 ------------------------------Saturation indices----------------------Phase Anhydrite Calcite Dolomite Gypsum Halite SI log IAP 1.20 1.91 4.07 1.32 -0.81 -3.15 -6.56 -12.95 -3.26 0.76 139 log KT -4.35 -8.46 -17.02 -4.58 1.58 CaSO4 CaCO3 CaMg(CO3)2 CaSO4:2H2O NaCl Annexe. I. Détail des résultats de la simulation avec Phreeq Échantillon.6 (04/04/2011) Reading input data for simulation 6. -----------------------------------SOLUTION 6 temp 23 pH 7.62 pe 4 redox pe units mg/l density 1 Ca 1000O Mg 8892.6 Na 54000 K 2350 Cl 95847 S(6) 17215 Alkalinity 469.7 N(5) 0 water 1 # kg Initial solution 6. -----------------------------Solution composition---------------------Elements Molality Moles Alkalinity 1.144e-002 1.144e-002 Ca 3.042e-002 3.042e-002 Cl 3.296e+000 3.296e+000 K 7.327e-002 7.327e-002 Mg 4.459e-001 4.459e-001 Na 2.864e+000 2.864e+000 S(6) 2.185e-001 2.185e-001 ----------------------------Description of solution-------------------pH = 7.620 pe = 4.000 Specific Conductance (uS/cm, 23 oC) = 244324 Density (g/cm3) = 1.14187 Activity of water = 0.885 Ionic strength = 3.947e+000 Mass of water (kg) = 1.000e+000 Total carbon (mol/kg) = 1.085e-002 Total CO2 (mol/kg) = 1.085e-002 Temperature (deg C) = 23.000 Electrical balance (eq) = 1.452e-001 Percent error, 100*(Cat-|An|)/(Cat+|An|) = 2.06 Iterations = 6 Total H = 1.110226e+002 Total O = 5.641265e+001 ------------------------------Saturation indices----------------------Phase SI log IAP log KT Anhydrite Calcite Dolomite Gypsum Halite 0.13 1.22 3.87 0.26 -0.84 -4.22 -7.25 -13.18 -4.32 0.74 140 -4.35 -8.47 -17.04 -4.58 1.58 CaSO4 CaCO3 CaMg(CO3)2 CaSO4:2H2O NaCl Annexe. I. Détail des résultats de la simulation avec Phreeq Échantillon.7 (11/04/2011) Reading input data for simulation 7. -----------------------------------SOLUTION 7 temp 23 pH 7.7 pe 4 redox pe units mg/l density 1 Ca 11250 Mg 8993.7 Na 50700 K 2850 Cl 84500 S(6) 65891 Alkalinity 420.9 N(5) 0 water 1 # kg Initial solution 7. -----------------------------Solution composition---------------------Elements Molality Moles Alkalinity 1.085e-002 1.085e-002 Ca 3.620e-001 3.620e-001 Cl 3.074e+000 3.074e+000 K 9.400e-002 9.400e-002 Mg 4.771e-001 4.771e-001 Na 2.844e+000 2.844e+000 S(6) 8.846e-001 8.846e-001 ----------------------------Description of solution-------------------pH = 7.700 pe = 4.000 Specific Conductance (uS/cm, 23 oC) = 238543 Density (g/cm3) = 1.19300 Activity of water = 0.879 Ionic strength = 4.318e+000 Mass of water (kg) = 1.000e+000 Total carbon (mol/kg) = 1.025e-002 Total CO2 (mol/kg) = 1.025e-002 Temperature (deg C) = 23.000 Electrical balance (eq) = -2.376e-001 Percent error, 100*(Cat-|An|)/(Cat+|An|) = -3.24 Iterations = 6 Total H = 1.110221e+002 Total O = 5.907533e+001 ------------------------------Saturation indices----------------------Phase SI log IAP log KT Anhydrite Calcite Dolomite Gypsum Halite 1.71 2.10 4.50 1.82 -0.86 -2.64 -6.37 -12.54 -2.76 0.71 141 -4.35 -8.47 -17.04 -4.58 1.58 CaSO4 CaCO3 CaMg(CO3)2 CaSO4:2H2O NaCl Annexe. I. Détail des résultats de la simulation avec Phreeq Échantillon.8 (18/04/2011) Reading input data for simulation 8. -----------------------------------SOLUTION 8 temp 21 pH 7 pe 4 redox pe units mg/l density 1 Ca 10750 Mg 10307.4 Na 49000 K 3100 Cl 85500 S(6) 68000 Alkalinity 469.7 N(5) 0 water 1 # kg Initial solution 8. -----------------------------Solution composition---------------------Elements Molality Moles Alkalinity 1.214e-002 1.214e-002 Ca 3.470e-001 3.470e-001 Cl 3.120e+000 3.120e+000 K 1.026e-001 1.026e-001 Mg 5.486e-001 5.486e-001 Na 2.758e+000 2.758e+000 S(6) 9.159e-001 9.159e-001 ----------------------------Description of solution-------------------pH = 7.000 pe = 4.000 Specific Conductance (uS/cm, 21 oC) = 227611 Density (g/cm3) = 1.19665 Activity of water = 0.878 Ionic strength = 4.354e+000 Mass of water (kg) = 1.000e+000 Total carbon (mol/kg) = 1.221e-002 Total CO2 (mol/kg) = 1.221e-002 Temperature (deg C) = 21.000 Electrical balance (eq) = -3.128e-001 Percent error, 100*(Cat-|An|)/(Cat+|An|) = -4.26 Iterations = 8 Total H = 1.110243e+002 Total O = 5.920616e+001 ------------------------------Saturation indices----------------------Phase SI log IAP log KT Anhydrite Calcite Dolomite Gypsum Halite 1.70 1.45 3.27 1.82 -0.86 -2.65 -7.01 -13.73 -2.76 0.71 142 -4.35 -8.46 -17.00 -4.58 1.57 CaSO4 CaCO3 CaMg(CO3)2 CaSO4:2H2O NaCl Annexe. I. Détail des résultats de la simulation avec Phreeq Échantillon.9 (02/05/2011) Reading input data for simulation 9. -----------------------------------SOLUTION 9 temp 24 pH 7 pe 4 redox pe units mg/l density 1 Ca 1000 Mg 9005.7 Na 135000 K 2351 Cl 150007 S(6) 97852 Alkalinity 445.3 N(5) 0 water 1 # kg Initial solution 9. -----------------------------Solution composition--------------------Elements Molality Moles Alkalinity 1.472e-002 1.472e-002 Ca 4.128e-002 4.128e-002 Cl 7.001e+000 7.001e+000 K 9.949e-002 9.949e-002 Mg 6.129e-001 6.129e-001 Na 9.717e+000 9.717e+000 S(6) 1.685e+000 1.685e+000 ----------------------------Description of solution------------------pH = 7.000 pe = 4.000 Specific Conductance (uS/cm, 24 oC) = 608558 Density (g/cm3) = 1.32983 Activity of water = 0.688 Ionic strength = 1.026e+001 Mass of water (kg) = 1.000e+000 Total carbon (mol/kg) = 1.465e-002 Total CO2 (mol/kg) = 1.465e-002 Temperature (deg C) = 24.000 Electrical balance (eq) = 7.376e-001 Percent error, 100*(Cat-|An|)/(Cat+|An|) = 3.95 Iterations = 7 Total H = 1.110268e+002 Total O = 6.229206e+001 ------------------------------Saturation indices----------------------Phase SI log IAP log KT Anhydrite Calcite Dolomite Gypsum Halite 1.52 1.29 3.94 1.42 0.50 -2.83 -7.18 -13.13 -3.16 2.08 143 -4.36 -8.47 -17.07 -4.58 1.58 CaSO4 CaCO3 CaMg(CO3)2 CaSO4:2H2O NaCl Annexe. I. Détail des résultats de la simulation avec Phreeq Échantillon.10 (15/05/2011) Reading input data for simulation 10. -----------------------------------SOLUTION 10 temp 32 pH 8.03 pe 4 redox pe units mg/l density 1 Ca 11230 Mg 9117.8 Na 126944 K 2850 Cl 155510 S(6) 98241 Alkalinity 250.1 N(5) 0 water 1 # kg Initial solution 10. -----------------------------Solution composition---------------------Elements Molality Moles Alkalinity 8.387e-003 8.387e-003 Ca 4.702e-001 4.702e-001 Cl 7.361e+000 7.361e+000 K 1.223e-001 1.223e-001 Mg 6.294e-001 6.294e-001 Na 9.267e+000 9.267e+000 S(6) 1.716e+000 1.716e+000 ----------------------------Description of solution-------------------pH = 8.030 pe = 4.000 Specific Conductance (uS/cm, 32 oC) = 724169 Density (g/cm3) = 1.34812 Activity of water = 0.685 Ionic strength = 1.016e+001 Mass of water (kg) = 1.000e+000 Total carbon (mol/kg) = 7.798e-003 Total CO2 (mol/kg) = 7.798e-003 Temperature (deg C) = 32.000 Electrical balance (eq) = 7.861e-001 Percent error, 100*(Cat-|An|)/(Cat+|An|) = 4.24 Iterations = 7 Total H = 1.110197e+002 Total O = 6.239479e+001 ------------------------------Saturation indices----------------------Phase SI log IAP log KT Anhydrite 2.57 -1.82 -4.40 CaSO4 Calcite 2.65 -5.87 -8.52 CaCO3 Dolomite 5.65 -11.60 -17.25 CaMg(CO3)2 Gypsum 2.43 -2.15 -4.59 CaSO4:2H2O Halite 0.47 2.07 1.60 NaCl 144 Annexe. I. Détail des résultats de la simulation avec Phreeq Échantillon.11 (01/06/2011) Reading input data for simulation 11. -----------------------------------SOLUTION 11 temp 33 pH 7.8 pe 4 redox pe units mg/l density 1 Ca 7886.76 Mg 15207.77 Na 97522.21 K 4418.48 Cl 143484.62 S(6) 100203.32 Alkalinity 440.39 N(5) 0 water 1 # kg Initial solution 11. -----------------------------Solution composition--------------------Elements Molality Moles Alkalinity 1.395e-002 1.395e-002 Ca 3.119e-001 3.119e-001 Cl 6.416e+000 6.416e+000 K 1.791e-001 1.791e-001 Mg 9.916e-001 9.916e-001 Na 6.724e+000 6.724e+000 S(6) 1.654e+000 1.654e+000 ----------------------------Description of solution-------------------pH = 7.800 pe = 4.000 Specific Conductance (uS/cm, 33 oC) = 579857 Density (g/cm3) = 1.32731 Activity of water = 0.743 Ionic strength = 8.246e+000 Mass of water (kg) = 1.000e+000 Total carbon (mol/kg) = 1.286e-002 Total CO2 (mol/kg) = 1.286e-002 Temperature (deg C) = 33.000 Electrical balance (eq) = -2.260e-001 Percent error, 100*(Cat-|An|)/(Cat+|An|) = -1.52 Iterations = 9 Total H = 1.110243e+002 Total O = 6.215885e+001 ------------------------------Saturation indices----------------------Phase SI log IAP log KT Anhydrite Calcite Dolomite Gypsum Halite 2.15 2.53 5.79 2.07 0.11 -2.26 -6.00 -11.48 -2.51 1.71 145 -4.40 -8.53 -17.27 -4.59 1.60 CaSO4 CaCO3 CaMg(CO3)2 CaSO4:2H2O NaCl Annexe. I. Détail des résultats de la simulation avec Phreeq Échantillon.12 (20/06/2011) Reading input data for simulation 12. -----------------------------------SOLUTION 12 temp 35 pH 7.89 pe 4 redox pe units mg/l density 1 Ca 6733.77 Mg 19056.41 Na 92991.28 K 5661.32 Cl 140730.52 S(6) 110000 Alkalinity 525.2 N(5) 0 water 1 # kg Initial solution 12. -----------------------------Solution composition---------------------Elements Molality Moles Alkalinity 1.681e-002 1.681e-002 Ca 2.691e-001 2.691e-001 Cl 6.358e+000 6.358e+000 K 2.319e-001 2.319e-001 Mg 1.256e+000 1.256e+000 Na 6.479e+000 6.479e+000 S(6) 1.834e+000 1.834e+000 ----------------------------Description of solution-------------------pH = 7.890 pe = 4.000 Specific Conductance (uS/cm, 35 oC) = 591329 Density (g/cm3) = 1.33841 Activity of water = 0.744 Ionic strength = 8.167e+000 Mass of water (kg) = 1.000e+000 Total carbon (mol/kg) = 1.497e-002 Total CO2 (mol/kg) = 1.497e-002 Temperature (deg C) = 35.000 Electrical balance (eq) = -2.832e-001 Percent error, 100*(Cat-|An|)/(Cat+|An|) = -1.93 Iterations = 9 Total H = 1.110257e+002 Total O = 6.288785e+001 ------------------------------Saturation indices----------------------Phase Anhydrite Calcite Dolomite Gypsum Halite SI log IAP 2.08 -2.34 2.64 -5.90 6.20 -11.12 1.99 -2.60 0.08 1.68 146 log KT -4.42 -8.54 -17.31 -4.59 1.60 CaSO4 CaCO3 CaMg(CO3)2 CaSO4:2H2O NaCl monoclinique 5,49- Kieserite MgSO4,H2O Glauberite Na2SO4CaSO4 100 monoclinique 3,41- 100 monoclinique 3,13- 100 monoclinique 4,22- 90 4,84- 80 3,11- 80 4,21- 100 100 Tamarugite NaAl(SO4)2,6H2O 4,29- 100 3,44- 100 4,56- 80 3,17- rhomboed 100 monoclinique 2,91- Loewite Na12Mg7 (SO4)13,15H2O Vanthoffite Na6Mg (SO4)4 100 Bloedite monoclinique 3,25Na2SO4,.MgSO4,4H2O 100 3,21- 70 100 Mirabilite Na2SO4,10H2O 4,66- 2,78- 90 3,33- 80 3,18- 60 3,65- 100 4,04- 100 3,43- 100 3,29- 60 3,26- 50 3,18- 90 2,53- 70 2,81- 30 3,96- 100 2,70- 80 2,99- 40 2,97- 60 3,11- 50 3,08- 90 2,06 60 2,68 30 2,90 90 3,46 80 2,90 40 2,73 50 4,77 50 2,65 Distances (en A°) des cinq premiers pics de diffraction des rayons X, et intensités (en Z) orthorhomb Système cristallin Thénardite Na2SO4 Nom du minéral et formule chimique 13-102 19-1187 19-1186 21-1139 21-1138 19-1251 11-647 5-631 Référence A.S.T.M. 147 6,88- 7,617,53116,39° 1 7,353- 25,225- 6,097 95,20° 7 10,10- 8,288,51 112,20° 1 1 9,79- 9,218,19 113,50° 1 18,96 13,47 11,51- 10,38- 12,83 107,75° 1 11,09- 8,205,50 100,65° 1 9,821- 12,304- 5,863 Maille élémentaire ao- bo- co α β γ 2,445 3 2,85 1 2,10 11 138,39 278,18 350,09 3 c c 1,484 1,487 1,496 1,5071,515 1,5271,532 1,5291,536 1,5231,520 1,5351,533 1,5861,584 6 6 4 Densité Poids Indices de réfraction moléculaire nx ny nz 2,664 142,04 1,468 c 1,473 1 1,483 6 1,490 322,19 1,394 1 c 1,396 1,398 3 2,23 334,41 1,4833 c 1,486 1,4861,488 1,4576 1,489 2,694 546,48 1,485 c 1,488 1 1,489 6 2,376 1965,07 no=1,490 nE=1,471 1 c 6 peu soluble dans H2O, perd son eau à 350°C, s’altère en léonite, éclat vitreux, translucide . soluble dans H2O cristaux en tablettes, ressemblant au gypse, goût astringent, vitreux soluble dans HCl et en partie dans H2O, se décompose par H2O avec formation du gypse. soluble dans H2O friable, éclat vitreux à luisant, transparent soluble dans H2O goût peu amer, éclat vitreux, transparent, jaune rougeâtre. très soluble dans H2O cristallise en solution au-dessus de 32.4°C, goût salé très soluble dans H2O efflorescence rapide, perd son eau à l’air sec, goût amer, transparence soluble dans H2O. se forme en solution entre 21 et71°C, goût amer et salé. Propriétés et remarques Annexe.II. Données cristallographiques et propriétés physiques et chimiques des sulfates, carbonates et chlorures cubique orthorhomb orthorhomb hexagonal monoclinique Arcanite K2SO4 Mercallite KHSO4 Aphtitalite K2Na(SO4)2 Kalinite KAl(SO4)2,11H2O 70 3,02- 100 4,06- 50 3,04- 5,35- 90 4,04- 30 2,73- 90 4,16- 50 2,38- 2,68- 80 2,94- 30 2,09- 70 3,06- 40 3,49- 80 2,91- 30 3,55 60 2,69 40 3,31 2,88 60 3,60 40 30 20 20 80 50 30 30 90 90 90 70 80 50 30 20 100 100 100 60 60 4,83- 4,32- 4,11- 9,55- 3,32 100 2,84- 2,94- 2,05- 4,09- 3,67 100 3,84- 3,52- 3,41- 3,26- 3,87 100 2,90- 3,00- 2,89- 4,18- 2,42 100 3,14- 2,65- 4,05- 2,99- 2,75 100 monoclinique 3,16- 100 monoclinique 3,71- Langbeinte K2Mg2(SO4)3 Kainite KMgClSO4,3H2O Picromerite MgK2(SO4)2,6H2O 100 monoclinique 3,42- Leonite MgK2(SO4)2,4H2O 4,21- orthorhomb 100 monoclinique 4,43- Epsomite MgSO4,7H2O Hexahydrite MgSO4,6H2O 17-133 20-928 11-649 5-0613 19-974 14-591 21-1400 21-995 8-467 13-101 148 5,66 ― ― 10 10 7,33 7 8,40- 9,79- 18,93 1 5,77- 10,06- 7,52 9,920 9,06- 12,26- 6,11 104,75° 10 19,05- 16,24- 9,86 94,92° 2 11,78- 9,53- 9,88 95,40° 1 1 11,86- 11,99- 6,85 10,04- 7,15- 24,3498,57° 2 1,75 11 2,65 1 2,322 3 2,660 11 2,829 3 2,131 3 2,15 3 2,201 3 1,68 3 1,757 2 3 c c 3 c 456,19 c 332,42 c 136,17 3 174,26 c 415,01 3 248,92 402,63 366,63 246,48 228,46 6 1,4935 1,4947 1,4973 11 1,445 1,460 1,491 2 no=1,487-1,491 nE=1,492-1,499 6 1,430 1,452 1,458 4 n=1,535 1,4607 1,4629 1,4755 1,4941,495 1,5051,506 1,5161,520 1,478 1,481 1,486 1,432 1,445 1,461 1,426 1,453 1,456 6 6 6 6 2 soluble dans H2O et dans solution acide, se forme facilement en solution, transparent . soluble dans H2O et acides, facilement fusible, goût amer et salin. plus stable que la patassalunite, efflorescence sur argiles et schistes alumineux. soluble dans H2O, hygroscopique, contient souvent des inclusions d’anhydrite ,halite etc.... soluble dans H2O, éclat vitreux , transparent . produit de déshydratation de l’epsomite, rarement en peu cristaux, goût amer et salé, luisant. très soluble dans H2O, exposé à l’air sec, perd jusqu’à 6H2O, goût astringent, vitreux. très soluble dans H2O, se forme en solution entre 41°et 87°C goût amer soluble dans H2O, perd son eau à faible température, facilement fusible. soluble dans H2O, se décompose en epsomite et en sylvite. Annexe.II. Données cristallographiques et propriétés physiques et chimiques des sulfates, carbonates et chlorures monoclinique hexagonal triclinique monoclinique hexagonal orthorhomb Gypse CaSO4,2H2O Bassanite 2.CaSO4, H2O Polyhalite CaMgK (SO4)4, 2H2O Görgeyite K2 Ca5(SO4)6,H2O Jarosite KFe3(SO4)2 (OH)6 Thermonatrite Na2CO3, H2O monoclinique orthorhomb Anhydrite CaSO4 Natron Na2CO3, 10H2O monoclinique Krausite KFe(SO4)2,H2O 80 70 70 50 40 20 20 20 60 50 30 30 100 50 50 10 30 30 30 20 70 40 30 30 80 70 50 50 100 100 70 60 60 60 50 60 30 30 2,77- 2,75- 2,68- 2,37- 2,47 100 3,08- 3,11- 5,09- 5,93- 1,89 100 3,01- 3,16- 2,82- 2,76- 1,84 100 3,18- 2,91- 2,89- 2,85- 2,94 100 6,01- 3,00- 3,46- 2,80- 2,13 100 7,56- 3,06- 4,27- 2,68- 2,87 100 3,49- 2,85- 2,33- 2,21- 1,87 100 3,09- 4,40- 6,59- 3,69- 4,26 15-800 8-448 22-827 18-997 21-982 14-453 6-0046 6-0226 18-1028 149 1483 : 1 : 1,00 121,13° 2 10 10 ?72- 6 ?47- 5 ?25 17,10- 6,7118,20 113,23° 1 7,20 ― 17,00 61,63° 2 1 11,69- 16,33- 7,60 91,6°- 90°91,9° 1 1,44 3 2,25 3 3,26 11 2,77 1 2,78 1 2,70 1 12,72 ― 6,84 2,32 3 2,960 3 1,806 3 5,68- 15,18- 6,29 113,85° 1 1 6,238- 6,991- 6,996 1,764 1,542 : 1 : 102,78° 2 286,14 3 124,00 3 500,81 c 584,98 c 563,81 c 228,12 c 172,17 3 136,14 3 305,15 c 1,405 1,425 1,440 1,420 1,506 1,524 1,5481,547 1,5621,560 1,567 1,560 1,569 1,584 no=1,820 nE=1,715 no=1,558 nE=1,586 1,5205 1,5226 1,5296 1,5700 1,5757 1,6138 1,588 1,650 1,722 3 4 4 1 6 2 6 6 2 se déshydrate facilement, perd son eau à basse T avec séparation de thermonatrite. dissolution incongruente avec précipitation du gypse, coloré en rouge par les inclusion éclat vitreux. soluble dans HCl, insoluble dans H2O, très pyroélectrique, éclat adamantin à vitreux. soluble dans H2O, facilement fusible, gout alcalin, forme stable à partir d’une solution de Na2CO3entre 32 et112°C. soluble dans HCl, se décompose lentement par l’eau, cristaux aciculaires ou en tablettes, transparent. soluble dans HCl. Dans une solution aqueuse saturée, la temp. de transition gypse-anhydrite est de 42°C soluble dans HCl, insoluble dans H2O, minéral secondaire de l’anhydrite et de la polyhalite. métastable, produit de déshydratation du gypse, couleur blanche. peu soluble dans H2O, se décompose par l’eau avec séparation du gypse ou de gypse et de la syngenite. Annexe.II. Données cristallographiques et propriétés physiques et chimiques des sulfates, carbonates et chlorures orthorhomb rhomboedrique 2,74- 2,10- 1,70- 2,50- 1,94 Shortite Na2Ca2(CO3)3 Magnesite MgCO3 Dypingite monoclinique Mg5(CO3)4(OH)2,5H2O Hydromagnesite monoclinique Mg4(CO3)3(OH)2,3H2O orthorhomb monoclinique Gaylussite Na2CO3.CaCO3, 5H2O Nesquehonite MgCO3, 3H2O orthorhomb 50 Pirssonite Na2CO3.CaCO3, 2H2O 50 80 60 50 40 90 90 80 80 100 100 90 50 50 70 40 70 20 70 10 60 80 60 30 20 90 50 40 40 100 90 60 50 50 10,6- 5,86- 6,34- 2,53- 2,17 100 5,79- 2,90- 2,15- 9,18- 6,44 100 6,48- 3,85- 2,62- 3,03- 3,23 100 100 2,56- 5,52- 4,96- 2,18- 1,99 100 6,41- 3,21- 2,64- 2,73- 2,70 100 5,12- 2,56- 2,65- 2,50- 2,51 100 2,47- 2,70- 2,11- 8,08- 3,21 50 cubique 60 Northupite MgCO3.Na2CO3.NaCl 100 2,61- 1,89- 2,73- 2,47- 2,24 hexagonal Eilelite Na2Mg (CO3)2 23-1218 8-179 20-669 8-479 21-1348 21-343 23-662 19-1213 4-0737 11,93- 5,39 48,05° 2 2 14,950 10,97- 7,10 150 10,11- 8,94- 8,34 114,58° 14 7,68- 4,599 4,98- 1,444 1,490 : 1 : 101,55° 2 2 2 16,50 13 11,32- 20,06- 6,00 13,99 4,96 2,15 14 2,16 3 1,850 3 2,958 3 2,60 11 1,89 11 2,35 11 2,14 11 2,729 3 485,68 365,34 138,37 84,32 306,16 296,15 242,11 248,75 190,31 c 3 3 3 c c c c 3 1,5151,523 1,5271,530 1,5441,545 1,530 1,510 1,516 1,417 1,503 1,527 1,531 1,555 1,570 no=1,700 nE=1,509 1,4435 1,5156 1,5233 1,5043 1,5095 1,5751 n=1,514 no=1,6052 nE=1,4502 14 6 11 6 5 2 2 4 14 agrégats à structure rayonnante, éclat luisant, blanc fluorescent et phosphorescent. soluble dans HCl à froid avec effervescence, infusible, se forme par réaction de carbonates alcalins avec des sels de Mg . soluble dans les acides avec effervescence, infusible,éclat vitreux, transparent. soluble dans HCl avec effervescence, se décompose par H2O à chaud avec séparation de MgCO3. soluble dans HCl à froid avec effervescence, légèrement soluble dans H2O, éclat vitreux, transparent à translucide. soluble dans HCl avec effervescence, légèrement soluble dans H2O, éclat vitreux, transparent à translucide. se décompose par H2O et donne CaCO3 pyroélectrique ,éclat vitreux soluble dans HCl tiède avec effervescence. éclat vitreux, coloré et transparent. Annexe.II. Données cristallographiques et propriétés physiques et chimiques des sulfates, carbonates et chlorures hexagonal rhomboedrique 3,03- 1,87- 2,09- 3,85- 2,28 Calcite CaCO3 20 Buetschliite K2Ca(CO3)2 20 70 30 20 20 2,79- 1,73- 0,93- 3,59- 2,13 100 80 70 60 60 rhomboedrique 40 Sidérite FeCO3 50 2,89- 2,19- 1,79- 2,02- 1,80 100 30 30 20 20 60 rhomboedrique 70 Dolomite CaMg(CO3)2 20 80 100 30 80 3,40- 1,98- 3,27- 2,70- 2,37 30 80 orthorhomb 40 80 Aragonite CaCO3 100 100 2,86- 3,03- 2,69- 2,07- 1,69 100 3,19- 2,65- 2,70- 2,23- 2,17 20 hexagonal 30 Fairchidite K2Ca(CO3)2 100 2,83- 1,97- 2,89- 1,77- 1,76 hexagonal Huntite Mg3Ca(CO3)4 8-133 11-78 4-453 5-586 21-980 21-1287 14-409 151 4,677 4,832 4,94- 4,98 46,10° 5,38 5,29 9,5,5 102,93° 47,90° 7,942 2 15,267 15,920 2 5,72 2 17,02 18,12 8 13 13,32 8 7,821 3,96 2 2,872 3 2,930 3 2,710 3 2,465 11 2,696 15 115,85 184,41 100,09 100,09 238,30 238,30 353,05 c 3 3 3 c c c no=1,875 nE=1,633 1,530 1,6811,682 1,6851,686 no=1,679 nE=1,502 no=1,658 nE=1,486 no=1,595 nE=1,455 no=1,530 nE=1,455 6 6 6 2 11 soluble dans HCl à froid avec effervescence, plus bourbeux que la calcite. soluble dans HCl à chaud, par chauffage, perd CO2et donne l’hematite, maghemite ou la magnétite. en s’hydratant, se transforme en buetshliite s’obtient par traitement de calcite avec des solutions concentrées de KOH ou K2CO3 se forme par réaction de la calcite avec des solutions relativement diluées de KOH ou K2CO3 soluble dans HCl dilué avec effervescence soluble en solution alumineuse, éclat vitreux à luisant. métastable, cristallise en solution jusqu’à 90°C , soluble dans les acides dilués avec effervescence, vitreux à transparent. se présente en grains fins ou en libre fragile, adhère à la langue, blanc. Annexe.II. Données cristallographiques et propriétés physiques et chimiques des sulfates, carbonates et chlorures 70 cubique orthorhomb hexagonal orthorhomb hexagonal Sylvite KCl Carnallite KCl. MgCl2,6H2O Tachydrite 2MgCl2.CaCl2,12H2O Hydrophilite CaCl2 Antarticite CaCl2,6H2O 30 50 50 60 100 80 2,58- 2,27 2,16- 3,93- 2,78- 30 40 60 100 80 1,90- 2,85 4,49- 3,05- 2,33- 20 25 30 100 50 2,87- 5,10 70 2,60- 3,09- 3,80- 70 70 80 100 10 3,56- 3,28 20 3,32- 2,93- 3,75- 60 20 40 100 50 1,41- 1,28 80 2,72- 1,84 10 3,15- 2,22- 1,81- 100 monoclinique 4,10- 2,65- 2,88- 20 Bischofite MgCl2,6H2O 60 10 80 100 80 3,26- 1,26 90 40 2,82- 2,97 40 3,06- 2,21 50 2,82- 1,99- 1,63- 90 cubique 100 monoclinique 3,67- 2,63- 2,86- 100 Halite NaCl Kalicinite KHCO3 100 monoclinique 2,94- 2,60- 2,96- Nahcolite NaHCO3 60 60 60 100 60 2,21- 2,80 60 3,21- 2,45 2,95- 3,68- 2,64- triclinique Wegsheiderite Na2CO3.3NaHCO3 Trona monoclinique 2,66- 3,08- 9,88Na2CO3.NaHCO3,2H2O 100 80 60 1-1220 1-0338 1-1092 21-1315 4-587 1-431 5-0628 12-292 15-700 15-653 11-643 9,70- 3,53 93,32° 152 7,89 6,24- 1 :1 : 9,54- 6,277 9,90- 5,6404 1 2 2 6,43- 1,76 9 3,95 14 4,20 2 16,02- 22,52 2 2 7,15- 6,10 93,70° 11 15,01- 5,69- 3,68 104,5° 7,51- 10,04- 15,56- 3,47 91,92- 95,82 108,67 47 20,35- 3,4910,30 106,43° 10 1,71 3 2,15 3 1,67 11 1,61 3 1,99 11 1,569 3 2,165 3 2,17 3 2,159 3 2,341 14 2,112 3 3 3 c 219,08 3 110,99 3 517,60 c 277,86 3 74,56 203,31 3 58,44 100,12 3 84,00 357,99 c 226,03 3 1,600 1,605 1,613 no=1,550 nE=1,495 1,467 1,475 1,494 no=1,522 nE=1,513 1,494 1,507 1,528 n=1,4903 1,380 1,500 1,586 1,380 1,482 1,578 n=1,544 1,433 1,519 1,528 1,412 1,492 1,540 14 4 11 6 2 11-6 6 2 4 14 6 se présente en agrégats aciculaires, se forme facilement en solution, éclat vitreux. soluble dans H2O, souvent un produit de dissolution de la carnallite, goût semblable à celui de la halite. soluble dans H2O, déliquescent, goût amer, transparent à transulucide . perd son eau en chauffant, très déliquescent goût amer , transparent. très déliquescent et hygroscopique, transparent à transulucide. soluble dans H2O (33,32 à 20 °C), s’obtient par action de CO2 sur une solution concentrée de K2CO3 soluble dans l’eau (35,7 g par 100 cc de H2O à 0°C), goût salé, éclat vitreux à translucide. soluble dans H2O et l’alcool, déliquescent, éclat vitreux. soluble dans H2O, se présente sous forme d’efflorescence dans les régions arides. se présente en cristaux aciculaires ou lamellaires, peut être associé aux trona, halite et nahcolite, éclat vitreux. soluble dans H2O etla glycérine ; éclat vitreux, transparent. Annexe.II. Données cristallographiques et propriétés physiques et chimiques des sulfates, carbonates et chlorures hexagonal orthorhomb Portlandite Ca(OH)2 Goethite FeOOH monoclinique 4,85- 4,37- 4,32- Gibbsite Al(OH)3 30 25 20 20 30 100 20 2,19- 1,72 40 4,18- 2,69- 2,45- 70 40 30 100 30 1,79- 3,11 50 2,63- 4,90- 1,93- 100 2,45- 2,39 20 40 60 100 90 1,57- 1,49 2,37- 4,77- 1,79- 57 hexagonal 63 Brucite Mg(OH)2 100 2,56- 1,82- 2,96- hexagonal Chloromagnesite MgCl2 17-536 4-733 7-324 7-239 7-239 4,75 12 17,59 2 4,896 9 153 4,582- 9,937- 3,015 11 3,584 8,624- 5,06- 9,70 94,57° 12 3,125 3,58 3,34,3 11 2,24 3 2,40 2 2,36 3 2,316 2,330 3 88,85 74,09 78,00 58,33 95,22 c 3 c 3 3 2,275 2,409 2,415 1,5661,568 1,5661,568 1,5871,589 no=1,574 nE=1,545 no=1,5561,559 nE=1,5801,581 no=1,675 nE=1,590 6 3 6 6 4 soluble dans HCl dilué, s’altère facilement en CaCO3 éclat vitreux à luisant. soluble dans HCl pléochroisme perceptible dans le rouge-brun, éclat adamantin et métallique. appelé aussi hydragillite, soluble dans.H2SO4 et NaOH à chaud soluble dans H2O, très déliquescent, souvent associé à la halite et la syvite. soluble dans HCl, flexible, souvent fibreux, couleur blanche. Annexe.II. Données cristallographiques et propriétés physiques et chimiques des sulfates, carbonates et chlorures Annexe. III. Les données Climatique Tableau.1. Les précipitations moyennes mensuelles et annuelles En mm (1975-2010) 1975 Janvier 50,2 Février 12,9 Mars 0 Avril 39 Mais 0 Juin 0 Juillet 0 Août 0 Septembre Octobre Novembre Décembre 1,4 0 12,7 1,9 1976 19,7 16,5 34,5 0 1,6 0 0 0 7 5,3 21,4 1 1977 16 0 11,8 0,6 5,6 0 0 0 0,3 0 10,4 0 1978 12,6 18 0 0 1,8 0 0 3 0 1,5 0 0 1979 7,9 22,8 1,8 3,5 0,8 0 0 0 4,8 8 2,3 8 1980 1981 10,1 0 14 14,6 64,7 0,1 10 0 0 2,4 0 23,2 0 0 0 0 0 3,1 0 0 50,2 0 0 4 1982 0 6,4 6 40,4 0,6 0 0 0 0 0 12,4 6,6 1983 0 2,2 5,4 0,1 2,2 0,9 0 0 0 0,2 1,7 18,9 1984 2,5 0 5 0,6 0 0 0 0 0 11,7 10 1,1 1985 9,6 0 0,1 3,6 11,2 0,7 0 0 2,6 0 0 5,9 1986 1987 0,6 8,5 0,7 2,5 37,6 10,3 8,1 0 2,2 1 0 1,8 0 0 0 0 0,6 0,1 14 17,1 6,6 0,1 9 0,3 1988 0 0 1,7 0 1,3 4,1 0 0 5,2 6,9 34,9 0,4 1989 1,4 0,2 0 1 0 1,5 0 0 1 0 5,2 1,2 1990 60,2 0 6,8 17 29,4 0 0 13,4 0 1 1 19,6 1991 0 3,1 17,5 0,2 9 1,8 0 0 3,3 2,4 5,5 0 1992 1993 34,7 0 0 22,9 23,1 5,1 18,8 0 23,7 1 0 0 14,4 0 0 1 0 1,4 0 6,8 7,2 12,2 10,3 4,8 1994 4,6 3,2 10,8 6,3 0 1,1 0,1 0 12,6 10 0 0 1995 2,7 0 0 0 0 0 0 3,2 31,3 0,9 1,9 21,4 1996 42,7 21,2 16,1 0 2,1 0 0 0 4,9 0,3 0 1,2 1997 0 0 0 17,9 1,5 0 0 0 20,5 0,2 10,4 13,7 1998 1999 0 39,9 2,9 5 1,3 22 5,1 0 0 10 7,8 4 0 2 0 0 5,1 0 19,9 0 2,6 33,2 1,7 2 2000 0 0 2 2 15,1 0 14 0 1 17,5 0 7 2001 41 0 11 1 0 0 0 0 47 0 15 26,6 2002 50 0 0 0,1 72 0 0 21 34 68 84 0 2003 20,8 4,3 13,9 0,2 0 0 0 5 0 12,5 3,4 9,1 2004 2005 60,8 0 7 4,1 17,1 0,8 11,9 0,2 0 0 0,8 3,3 0 0 10,8 6,2 0,2 6,1 25,7 3,2 25,8 1,7 8,6 0,1 2006 38,7 1,1 0 3,2 1,1 0,4 0,2 2,2 14,5 14,2 2,7 6,6 2007 0 0,3 0,8 41,5 0,2 0 0 21,3 0,5 0,9 0,1 11,5 2008 54 1,4 0 0 1,1 2,9 0,5 0,1 5 29,8 34 61 2009 90,1 0,3 25,2 10,5 5,7 0,1 0 0 23,1 0,4 0 0,5 2010 9,8 1,1 0,3 12,1 2,1 0 0 0 2,4 0 1,7 0 154 Annexe. III. Les données Climatique Tableau.2. L'humidité moyenne mensuelle et annuelle En % (1975-2010) 1975 Janvier 70 Février 72 Mars 45 Avril 54 Mais 44 Juin 37 Juillet 32 Août 38 1976 1977 72 79 65 58 65 46 49 48 51 47 45 39 36 30 32 34 40 46 55 49 73 60 71 64 1978 62 53 42 41 45 39 35 44 51 72 66 52 1979 58 54 41 43 37 36 36 35 51 48 59 61 1980 58 57 49 44 40 32 32 34 47 52 67 69 1981 60 58 42 44 38 32 32 32 40 45 61 57 1982 1983 55 58 52 55 45 47 57 38 37 35 33 34 31 25 39 29 52 33 51 46 65 49 67 57 1984 56 46 47 42 38 32 32 36 40 56 56 61 1985 59 50 51 35 37 30 24 30 42 51 50 58 1986 53 50 53 47 39 39 35 29 51 57 72 69 1987 63 52 60 48 38 31 30 32 39 50 53 65 1988 1989 54 71 49 32 39 46 38 43 39 42 39 38 46 37 32 38 37 48 53 62 68 60 76 70 1990 77 64 55 50 56 38 35 48 29 45 68 74 1991 60 52 50 43 40 34 26 26 45 53 57 69 1992 73 60 59 49 46 33 33 29 36 39 65 67 1993 65 66 54 43 38 28 28 28 41 46 73 74 1994 1995 63 63 52 59 54 50 43 45 36 38 42 36 33 35 38 36 50 49 58 57 67 54 67 74 1996 69 57 53 46 39 42 34 35 44 51 54 51 1997 58 47 50 50 44 37 34 36 51 55 58 63 1998 64 59 43 37 39 32 29 36 49 57 60 63 1999 72 57 48 34 29 29 53 31 45 46 63 75 2000 2001 73 62 55 48 45 42 37 42 45 39 34 32 38 28 33 26 33 48 56 45 56 57 61 70 2002 67 55 46 41 39 29 33 34 41 48 55 60 2003 64 56 53 40 37 34 29 32 41 51 60 66 2004 68 57 50 45 42 34 31 36 45 44 72 77 2005 69 58 47 38 32 35 28 35 46 54 53 65 2006 2007 66 64 57 52 39 44 37 55 32 32 25 27 29 31 35 31 44 40 47 47 58 51 72 63 2008 64 53 44 30 34 40 30 36 46 63 67 72 2009 76 52 55 45 38 33 33 32 54 49 54 57 2010 62 49 45 46 38 28 30 34 47 49 55 56 155 Septembre Octobre Novembre Décembre 50 54 68 68 Annexe. III. Les données Climatique Tableau.3.La durée d’insolation moyenne mensuelle et annuelle En heure (1975-2010) 1975 Janvier 0 Février 174 Mars 291 Avril 243 Mais 301 Juin 372 Juillet 381 Août 344 1976 1977 217 220 185 266 217 307 312 300 313 329 351 378 375 341 357 347 309 330 270 279 252 264 239 257 1978 233 232 307 294 350 339 384 363 327 267 255 242 1979 202 190 260 309 335 303 381 353 267 239 267 264 1980 251 228 267 290 344 352 398 362 298 303 215 243 1981 274 250 271 272 336 311 351 343 286 303 281 248 1982 1983 259 272 229 240 257 246 263 240 303 251 327 312 359 334 341 284 266 290 233 268 223 226 238 261 1984 238 237 278 297 307 326 372 293 276 261 245 207 1985 219 224 263 247 313 332 362 345 281 273 217 206 1986 258 232 248 322 344 340 358 327 277 234 229 234 1987 235 235 283 295 286 259 299 328 302 265 249 201 1988 1989 234 231 228 212 283 287 286 283 304 339 201 332 325 365 334 274 298 261 236 247 174 245 234 224 1990 261 269 242 242 297 326 368 358 283 257 234 236 1991 228 239 225 284 326 308 345 366 273 233 249 194 1992 218 243 202 276 294 332 358 355 307 264 235 237 1993 244 210 283 318 324 310 360 326 283 233 191 244 1994 1995 220 279 223 268 254 279 319 309 344 334 343 336 368 368 370 315 227 237 245 277 270 249 268 226 1996 220 227 272 286 318 354 364 326 261 287 237 249 1997 233 262 321 263 334 328 355 320 264 281 261 246 1998 252 264 296 296 344 348 381 360 278 278 265 270 1999 204 261 300 308 335 328 351 300 269 280 204 227 2000 2001 276 256 285 263 287 299 393 310 284 221 371 345 372 344 349 349 294 266 240 270 254 223 231 225 2002 268 261 294 280 248 353 297 286 279 288 209 245 2003 207 229 273 274 311 370 355 366 291 207 243 231 2004 57 120 239 305 347 339 386 329 312 248 216 192 2005 253 237 228 283 325 313 330 323 272 272 335 339 2006 2007 228 259 224 209 306 284 273 234 282 339 344 329 370 376 332 312 275 267 285 251 253 275 220 234 2008 271 239 268 280 283 242 353 337 254 205 268 229 2009 205 253 266 321 358 344 361 346 267 313 264 251 2010 267 208 225 244 321 260 359 351 274 266 264 246 156 Septembre Octobre Novembre Décembre 267 313 234 205 Annexe. III. Les données Climatique Tableau.4.Evaporation moyennes mensuelles et annuelles En mm (1975-2010) 1975 Janvier 74 Février 73 Mars 239 Avril 243 Mais 301 Juin 387 Juillet 481 Août 419 Septembre Octobre Novembre Décembre 288 236 105 115 1976 1977 84 84 126 137 149 177 234 234 338 310 420 336 465 394 515 505 342 261 288 208 1978 121 101 171 252 264 276 363 381 303 1979 140 115 236 267 310 390 409 381 240 1980 103 121 212 261 290 410 380 333 1981 144 87 290 233 248 372 374 1982 1983 86 97 78 137 179 252 208 341 332 402 458 428 422 540 1984 127 222 207 292 427 431 1985 156 248 245 404 477 536 1986 148 226 217 303 330 1987 172 202 168 302 1988 1989 177 92 164 99 247 319 1990 68 130 1991 75 131 1992 60 1993 1994 1995 117 135 121 87 121 81 140 233 105 93 288 194 111 115 300 236 200 113 248 479 496 276 333 211 211 130 147 83 115 376 563 359 197 158 155 622 494 379 264 155 129 364 461 421 270 146 146 120 310 382 384 351 169 137 159 94 330 364 449 321 422 372 417 396 388 444 283 364 236 180 154 180 91 110 192 227 259 433 439 317 355 257 81 100 311 231 314 438 450 370 262 245 165 81 108 186 314 371 458 448 478 358 325 128 108 101 118 192 339 445 616 569 509 376 385 109 91 133 158 194 185 258 256 316 311 463 418 433 453 478 509 422 390 310 284 162 215 126 201 130 154 1996 118 159 271 340 409 415 496 472 337 230 117 174 1997 137 143 201 240 417 511 507 400 287 233 161 126 1998 121 137 264 344 404 443 451 498 415 237 157 121 1999 81 143 227 253 339 343 361 324 260 2000 2001 599 111 100 124 167 202 275 174 283 220 341 274 298 422 295 295 260 189 2002 66 106 160 208 285 304 298 272 190 139 130 90 2003 99 95 104 184 225 238 317 285 247 197 111 113 2004 73 80 159 184 232 317 342 254 134 181 258 64 2005 64 95 158 177 192 261 305 224 234 144 129 76 2006 2007 49 45 102 85 176 118 192 100 201 267 295 241 319 207 248 241 160 220 158 187 84 102 55 63 2008 52 67 115 203 234 371 333 217 161 82 78 53 2009 45 112 109 123 166 226 202 200 119 122 104 91 2010 69 122 142 159 183 274 305 285 190 176 169 141 157 147 182 79 65 99 96 112 56 Annexe. III. Les données Climatique Tableau.5.La vitesse du vent moyen mensuel et annuel En m/s (1975-2010) 1975 Janvier 2 Février 4 Mars 6 Avril 6 Mais 5 Juin 5 Juillet 4 Août 4 Septembre Octobre Novembre Décembre 5 4 4 4 1976 1977 4 4 5 4 5 4 5 5 5 5 5 6 5 5 5 5 4 5 5 3 5 3 4 3 1978 3 4 4 5 6 4 4 5 5 2 3 2 1979 3 4 3 3 3 3 3 3 5 4 4 5 1980 3 2 4 4 4 4 3 2 3 2 2 2 1981 3 2 3 4 3 4 3 2 2 2 3 3 1982 1983 3 1 3 2 3 3 4 3 4 4 3 3 2 3 3 3 2 3 3 2 3 2 3 3 1984 2 3 3 4 5 3 2 3 3 2 2 2 1985 4 3 3 5 5 4 3 3 3 3 3 3 1986 3 4 4 4 3 2 2 3 3 3 3 3 1987 3 2 3 4 5 5 5 4 3 3 3 3 1988 1989 4 3 4 4 4 4 5 5 5 5 6 5 4 4 4 4 4 4 4 3 3 4 4 4 1990 4 2 3 4 5 4 3 3 4 3 3 2 1991 2 3 4 4 4 4 3 3 3 0 2 3 1992 1 2 3 4 3 3 3 2 3 3 3 3 1993 1,9 4,3 3,3 4,2 5,4 5 4,8 3,7 2 3,8 3,5 4 1994 1995 2,6 2,7 2,5 2,3 3,5 3,3 3,1 3,3 2,3 2,8 3 3,4 5,1 3,1 1,9 2,9 3,7 1,9 1,9 2,4 2 2,8 2,8 2,5 1996 2,6 3,9 2,3 3,1 3,3 2,8 2,6 2,5 2,9 1,7 2 2 1997 1,6 0,8 1,6 3,3 3,4 3,2 3 2,3 2,5 1,9 2,6 2,3 1998 2 1,8 2,5 3,3 3,8 3 2,1 2,2 2,3 2,8 2,7 2 1999 3 3 4 4 4 4 4 0 2,2 4 3 4 2000 2001 2 3 0 3 4 4 5 4 4 5 3 4 3 4 3 3 0 3 3 3 3 3 4 3 2002 2 2 3 4 4 4 4 4 3 2 4 3 2003 3,9 3,4 2,5 4,4 4,3 2,2 2,1 1,9 2,2 3,5 2,2 3,3 2004 3,8 2,3 3,8 4,3 4,7 4,2 2,8 3,7 2,3 2,2 2,6 3,4 2005 2,3 3,3 4,3 4 3,7 3,4 3,4 3,5 3,1 2,5 2,4 2,3 2006 2007 2,3 1,1 2,9 2,5 3,7 3,7 3,3 4,7 3,6 3 3,5 3,5 2,9 2,9 2,9 3,9 2,6 3,2 2,6 3,4 1,5 1,7 2,2 2 2008 1,7 1,1 3,2 3,2 4,7 4 3,7 3,2 3,7 3,2 2,5 1,8 2009 3,2 3,1 4,4 4,1 4,1 2,7 2,3 3 2,7 1,8 2,4 3,5 2010 3,5 4,1 3,4 3 3,4 3,7 2,3 2,3 2 2,3 3,1 2,2 158 Annexe. III. Les données Climatique Tableau.6.Les températures moyennes mensuelles et annuelles En °C (1975-2010) 1975 Janvier 9,2 Février 11,7 Mars 14,8 Avril 18,8 Mais 24,6 Juin 28,8 Juillet 32,6 Août 31,5 Septembre Octobre Novembre Décembre 29,2 20,2 13,1 10,9 1976 1977 8,9 11,7 12,2 15,3 13,7 17,5 19,6 19,8 24,5 24,3 28,4 29,4 32,6 35 31,3 32,2 1978 9,5 15 16,1 20,2 24,5 30,6 31,8 1979 12 13,9 16,5 18,4 24,2 30,6 32,7 1980 9,5 12,3 16 18,6 23,5 28,9 31,2 1981 8,1 11,2 18,9 21,1 26,1 30,05 1982 1983 11,2 7,4 12,4 11,4 15,4 15,4 19,2 19,2 25 25 1984 10,1 11,6 15 21,1 1985 9,4 15 14,7 21,6 1986 10,1 13,4 15 19,5 1987 9,7 13,1 15,5 21,5 24,7 31,4 33,9 33,7 29,5 1988 1989 12,5 9,2 13 12,4 15,6 17,2 21,8 20,2 28,3 25,1 30,4 29,1 34,8 32,6 33,5 34,6 26,7 29,9 1990 11,2 13,9 16,2 20 24,2 31,4 32,7 30,9 31,7 24,3 16,1 9,9 1991 8,9 11,7 17,3 18,7 21,1 29,3 33,5 32,5 30 22,2 14,2 9,6 1992 8,6 11,3 15,2 19,5 23,9 28,8 31,1 32,9 29 22,9 15,9 11,1 1993 8,7 11,2 14,2 20,5 26,3 32,5 33,8 33,2 28,8 23,1 15,9 10,5 1994 1995 11,4 9,8 12,7 14,6 16,9 15,9 18,6 18,9 27 26,7 31,3 30,5 33,6 33,3 34 33,7 28,9 27,1 22,1 22,7 16,3 15,7 10,5 13,7 1996 12,9 12,1 13,2 20,4 25,3 28,3 32,5 34,4 27,3 20,1 16 13,1 1997 11,8 13,8 15,4 19,6 26,2 33,3 34,9 33,3 27,9 22,8 16,4 12,5 1998 10,9 13,3 16,1 20,8 25,3 31,1 33,9 33,7 30,2 20,5 15,1 9,6 1999 11 11,35 16,85 21,95 29,55 33,9 34,25 34,05 31 25,45 15,6 11 2000 2001 8,4 11,5 12,45 12,2 17,6 20,9 22,65 20,6 28,3 26,4 33,7 31,85 30,15 35,45 32,5 32,5 29,1 29,95 21,1 26,8 16,45 16,6 13 10,9 2002 9,6 13,35 18,45 21,4 25,85 31,4 34,45 33,55 28,9 22,8 17,3 13,25 2003 12 11,5 15,8 22,2 27,1 31,5 35,96 33,3 28,9 25,4 16,1 10,7 2004 11,5 14,7 17,6 20,8 23,5 30,1 32,8 35,1 27,8 25 14,6 12,2 2005 8,8 10,5 17,9 21,2 27,9 31,4 35,7 33,2 28,4 24 17 10,5 2006 2007 9,1 11,8 12,4 14,8 18,3 18,3 23,7 20,3 28,3 26,4 31,7 32,8 34,1 32,9 33,6 34 27 30,4 27,4 23,5 16,6 15 12,5 10,8 2008 10,9 12,7 17,4 23 27,3 30,4 35,8 34,1 29,9 22,9 14,8 10,5 2009 11,2 12,5 16,5 19,2 25,7 31,5 35,2 34,3 27,2 21,7 15,6 13,6 2010 12,3 15,8 18,8 22,5 24,8 32 34,7 34,4 28,4 22,1 16,5 12,8 27,4 26,9 21,1 21,3 12,6 15,6 11,9 11,4 31,5 26,9 32,9 26,2 18,3 13,5 12,6 23 12,9 32,5 10,3 28,5 19,7 15,8 32,5 8,4 30,7 28,1 22,2 13,9 32,1 32,2 13 34,7 33,4 33,6 33,6 28,4 37,7 21,7 21,6 15,3 17,2 9,3 10,2 24,4 24,6 29,7 31,6 33,1 27,4 19,4 15,1 10,4 31,7 33,7 32,3 27,3 21,5 17,2 26,6 11 29,9 32,3 33,6 28,2 22,9 14,5 10,5 32,5 15,1 12,9 23,6 22,1 16,5 17,3 9,7 13,5 159 Annexe. IV .Photos Photo01 : Zone de contacte entre le canal collecteur Et Oued Khrouf Photo02 : Les eaux du Forage Albienne dans la région du Chott Merouane 160 Annexe. IV .Photos Photo3 : Les eaux de saumure Du Chott Merouane (Mois de janvier) Photo4 : Les sels précipités dans le chott (Mois de juillet) 161 Annexe. IV .Photos Photo5 : Méthode d’échantillonnage Des eaux saumures Photo6 : Méthode d’échantillonnage Des Sels 162 4992,5 80500 1900 148750 13875 0 451,41 0 322069 1,21 16 9090 117017 2260 148600 67001 0 854 0 19-jan 8,28 390732 1,27 13 Mg Na K Cl So4 Co3 Hco3 No3 Paramètre pH Conductivité (uS/cm) Densité d'eau de saumure g/cm3 Températures 0 390,4 0 13750 170000 1700 94500 4876,76 9062,5 0 552,05 0 64789 88000 1700 11250 7,73 19 1,24 411761 7,69 18 1,19 211535 7,69 10750 11230 0 469,7 0 17215 95847 2350 54000 0 420,9 0 65891 84500 2850 50700 0 469,7 0 68000 85500 3100 49000 161 22 1,15 7886,76 6733,77 20-juin 7,62 7,7 2850 0 445,3 0 97852 0 400 0 98241 7,98 8,03 18-avr 02-mai 15-mai 7,67 23 1,14 23 1,19 21 1,20 4418,48 5661,32 24 1,33 32 1,35 33 1,33 579857 7,8 01-juin 0 440,39 0 100203,3 35 1,34 591329 7,89 20-juin 0 525,2 0 110000 150007 155510 143484,6 140730,5 2351 135000 126944 97522,00 92991,28 247597 244324 238543 227611 608558 724169 7,5 10000 01-juin 8892,6 8993,7 10307,4 9005,7 9117,8 15207,77 19056,41 10000 18-avr 02-mai 15-mai Valeur mesurée à chaque prélèvement 0 372,1 0 17254 98000 2500 51600 6770,5 10307,4 48000 11250 11000 07-mars 16-mars 21-mars 28-mars 04-avr 11-avr 8125 2870 Ca 07-mars 16-mars 21-mars 28-mars 04-avr 11-avr 19-jan Élément chimique Teneurs (mg/L) pour chaque prélèvement du chott Merouane durant le cycle géochimique 2010/2011. Tableau.1. Les paramètres physicochimiques des eaux de saumure Annexe.IV. Les résultats d’analyse Physicochimique