Étude géochimique comparative des deux cycles géochimique dans

Transcription

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
Encadreur
DJIDEL Mohamed
Examinateur
ZEDDOURI Samia
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
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
Bilan hydrique du Chotte Merouane durant la période
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
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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
Variations de la salinité de l’eau en fonction du temps pour
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
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
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
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61
61
62
62
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Figure 43
Figure 44
Figure 45
Figure 46
Figure 47
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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
Merouane
Le Spectre de L’halite caractéristique de la partie
Merouane
Le Spectre de L’halite caractéristique de la partie
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
carotte 2 dans les sels du chott Merouane
carotte 3 dans les sels du chott Merouane
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
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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)
108
Figure 89
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
Variation de l’indice de saturation de la calcite en fonction
Variation de l’indice de saturation du gypse en fonction du
Variation de l’indice de saturation de l’anhydrite en fonction
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
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
Figure. 01. Situation géographique
Des chotts en Afrique du Nord
(Hacini.2006)
4
Figure. 02. Carte de Situation Géographique et
géologique du Chott Merouane
(D’après un plan original de Guiraud, 1990)
5
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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
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
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
Figure.4. La Carte Géologique Régionale
Du Sahara Septentrionale(OSS.2003).
10
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
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
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
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
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
Figure.5.Log stratigraphique synthétique de la région du chott Merouane.
16
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
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
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
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
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
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
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)
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
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)
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 = 1610  × 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
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
200
ETR
ETP(mm)
150
100
DEFICITE
D'ECOULEMENTS
50
0
Les Mois
Figure.14. Bilan hydrique du Chotte Merouane
28
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
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
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
(૛૚,ૡ૚ା૚૙)
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
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
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
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
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
•
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
•
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
•
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
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
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
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
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
•
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
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
.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
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
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
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
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
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
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
Figure.20. La masse des éléments
Figure.
Dans les eaux souterraines (CT)
En % (janvier 2011)
52
SO4
HCO3
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
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
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
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
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
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
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
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.
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
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.
Figure.27. Variations de la salinité de l’eau en fonction du temps pour la
d’
61
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
d’
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
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
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.
Figure.32.Représentation des compositions chimiques des eaux de saumure
du chott Merouane dans un diagramme de piper
65
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
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
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
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
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
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
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
Figure.39. Variation des Concentrations en Chlorre dans les eaux de
chott Merouane en fonction du temps (janvier
(
à juin 2011)
71
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
Figure.40. : Variation des Concentrations en Potassium dans les eaux de
Chott Merouane en fonction du temps (janvier
(
à juin 2011)
72
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
Figure.41. Variation des Concentrations en Sulfates dans les eaux de
Merouane en fonction du temps (janvier
(
à juin 2011)
73
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
Figure.42. Variation des Concentrations en Bicarbonates dans les
eaux de Merouane en fonction
fonctio du temps (janvier à juin 2011)
74
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
5
4
3
2
1
0
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
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
Figure.47
7.les espèces aqueuses du Potassium
77
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
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
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
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
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
81
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
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
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
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.
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
86
26-juil.
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
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
CALCITE
4
3
2
1
0
-1
-2
-3
07-janv.
26-févr.
17-avr.
06-juin
26-juil.
Variations de l’indice de saturation de la Calcite
CALCITE
3
2,5
2
1,5
1
0,5
0
0
2
4
6
8
10
12
Force Ionique
Variations de l’indice de saturation de la calcite
88
DOLOMIE
7
6
5
4
3
2
1
0
07-janv.
26-févr.
17-avr.
06-juin
26-juil.
DOLOMIE
7
6
5
4
3
2
1
0
0
2
4
6
8
10
12
Force Ionique
89
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).
GYPSE
3
2,5
2
1,5
1
0,5
0
07-janv.
26-févr.
17-avr.
06-juin
26-juil.
Variations de l’indice de saturation des Gypses
90
GYPSE
3
2,5
2
1,5
1
0,5
0
0
2
4
6
8
10
12
Force Ionique
Variations de l’indice de saturation des
s gypses
ANHYDRITE
3
2
1
0
-1
-2
-3
18-déc.
17-janv.
janv.
16-févr.
18-mars
17-avr.
17-mai
16-juin
de Anhydrites
91
ANHYDRITE
3
2,5
2
1,5
1
0,5
0
0
2
4
6
8
10
12
Force Ionique
des Anhydrites
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
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
Carotte #1
Carotte #2
Carotte #3
Carotte #4
Figure.65. La lithostratigraphie des carottes
Prélevée dans le chott.
94
70 Cm
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
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
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
97
INTENSITÉ
Figure.70 Le Spectre de la calcite et des sulfures caractéristiques
INTENSITÉ
Figure.71.Le Spectre de la calcite et des sulfures caractéristiques
98
INTENSITÉ
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
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
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,
101
INTENSITÉ
INTENSITÉ
102
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
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
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
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
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
25
20
15
10
2003
5
2010
0
Les Mois
Figure.85.Variation des précipitations en fonction du temps
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
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
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
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
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
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%
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
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
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)
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
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
Figure.89.Variation des Concentrations en Calcium dans les eaux de
Merouane en fonction du temps (janvier à juin 2003)
116
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.
Figure.90. Variation des Concentrations du Magnésium dans les
eaux de Merouane en fonction du temps (2011/2003)
117
[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
[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
Figure.93. Variations de la concentration du sodium
En fonction du temps (2003)
119
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.
Figure.94. Variation des Concentrations en Potassium
dans les eaux de Merouane en fonction du temps
(2011/2003)
120
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
[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.
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
[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
Figure.98. Variations de la concentration des sulfates
En fonction du temps en 2003
123
[SO4] en mmole/Kg.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
[HCO3] en mmole/Kg
30
25
20
15
2011
10
2003
5
0
07-janv.
26-févr.
17-avr.
06-juin
26-juil.
Figure.100. Variations de la concentration des bicarbonates en fonction du
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
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
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
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
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.
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
127
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
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
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
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
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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
Échantillon.2 (07/03/2011
-----------------------------------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.
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
7.730
pe =
4.000
Density (g/cm3) =
1.20755
Activity of water =
0.812
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
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
-----------------------------------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.
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
7.690
pe =
4.000
Density (g/cm3) =
1.23878
Activity of water =
0.773
Iterations =
8
Total H = 1.110226e+002
Total O = 5.634937e+001
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
-----------------------------------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.
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
7.690
pe =
4.000
Density (g/cm3) =
1.19440
Activity of water =
0.879
Iterations =
6
Total H = 1.110252e+002
Total O = 5.902488e+001
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
-----------------------------------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.
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
7.500
pe =
4.000
Density (g/cm3) =
1.15275
Activity of water =
0.881
4.88
Iterations =
6
Total H = 1.110209e+002
Total O = 5.641718e+001
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
-----------------------------------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.
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
7.620
pe =
4.000
Density (g/cm3) =
1.14187
Activity of water =
0.885
2.06
Iterations =
6
Total H = 1.110226e+002
Total O = 5.641265e+001
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
-----------------------------------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.
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
7.700
pe =
4.000
Density (g/cm3) =
1.19300
Activity of water =
0.879
Iterations =
6
Total H = 1.110221e+002
Total O = 5.907533e+001
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
-----------------------------------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.
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
7.000
pe =
4.000
Density (g/cm3) =
1.19665
Activity of water =
0.878
Iterations =
8
Total H = 1.110243e+002
Total O = 5.920616e+001
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
-----------------------------------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
Density (g/cm3) =
1.32983
Activity of water =
0.688
3.95
Iterations =
7
Total H = 1.110268e+002
Total O = 6.229206e+001
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
-----------------------------------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.
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
8.030
pe =
4.000
Density (g/cm3) =
1.34812
Activity of water =
0.685
4.24
Iterations =
7
Total H = 1.110197e+002
Total O = 6.239479e+001
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
-----------------------------------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
-----------------------------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
7.800
pe =
4.000
Density (g/cm3) =
1.32731
Activity of water =
0.743
Iterations =
9
Total H = 1.110243e+002
Total O = 6.215885e+001
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
-----------------------------------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
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
7.890
pe =
4.000
Density (g/cm3) =
1.33841
Activity of water =
0.744
Iterations =
9
Total H = 1.110257e+002
Total O = 6.288785e+001
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.
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.
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.
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.
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
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.
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
100
Halite
NaCl
Kalicinite
KHCO3
100
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.
hexagonal
orthorhomb
Portlandite
Ca(OH)2
Goethite
FeOOH
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. 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
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
50
54
68
68
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
267
313
234
205
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
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
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
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
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
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

Étude géochimique comparative des deux cycles géochimique dans

Transcription

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