Les  dépressions salées (sebkha) se trouvent généralement dans le domaine du semi- aride [1, 2]. Ces dernières se caractérisent par des cuvettes de déflation éolienne. L’origine des sels qui  affectent les  sols  peut être géologique, marine et anthropique (irrigation). L’effet des sels sur les sols est nocif, parfois dévastateur quand les quantités déposées dépassent le seuil toléré. Ils affectent principalement les capacités physiques  du sol en diminuant sa perméabilité et en rendant l’eau  indisponible pour les plantes.
Le but de ce travail est  de faire, d’une part,  une cartographie de la salinité des sols de la dépression fermée  à l’aide de l’outil spatial analyst[3, 4], ensuite utiliser le module de géotraitement de Arcmap pour estimer la qualité de l’échantillonnage et éventuellement trouver l’origine de la salinité qui affecte notre zone d’étude , enfin comprendre les conditions dans lesquelles se forment les dépressions fermées salées .

La plaine de Gadaïne fait partie du domaine semi-aride à hiver frais. C’est une région relativement plane et présente des zones dépressionnaires  faisant partie de la guirlande de chotts qui courent  de Tunisie au Maroc  en passant par les hautes plaines Algériennes [5].
La zone d’étude  fait partie de ce domaine et  se situe  entre le  piémont nord des monts de Belezma et Ain-yagout, à 821 m d ‘altitude. La  pente est  faible (entre 0 et 2%). Ses coordonnées géographiques sont 6° 21’ 55’’ E et 35°44’ 17’’N  .La dépression présente une  cuvette de déflation éolienne occupée par lac aux apparences salées.

 La comparaison de plusieurs documents topographique et satellitaires du lac Falenta (fig.1) nous fait penser qu’il y a une évolution évidente de la  salinité :
      -     1959 : la carte topographique ne signale pas de lac salé.
-          1973: sur l’image MSS, le lac est peu apparent.
-          1987: sur l’image TM (B1,B5,B7),  le lac prend forme avec un début de salinisation.
-          2000: sur l’image ETM(B1,B5,B7) montre une accentuation de la salinité du lac (couleur orangée).
-          2007: photo actuel du lac. La salinité est bien développée à travers les efflorescences salines qui recouvrent le sol.

Pour apprécier la salinité et son extension dans la zone d’étude (spatialisation) , le protocole suivant a été choisi [6] :
Sur terrain :
Choix de  33 sites (fig.2).
Le prélèvement des échantillons s’est fait  sur deux niveaux (0-30cm et 30-50 cm). L’espacement entre les sites est d ‘environ 100 m.
Les analyses au  laboratoire :
La  conductivité électrique  (CE), exprimée  en ds/m .
les chlorures (Cl-), exprimés en meq /100 g de terre.
Le sodium (Na+) , exprimé en meq /100 g de terre .
Cartographie :
Interpolation IDW (Inverse Distance Weighted) : CE, Cl- et Na+.
Vectorisation : les cartes thématiques. 
Matériel utilisé : Image Landsat, MNT, carte topographique.
Logiciels : ArcView 3.2, ArcMap 9 .1 et ENVI 4.2.

Une zone est considérée comme salée, quand la conductivité électrique de l'extrait de pâte saturée est supérieur à 4 dS/m  [7] .
 
Selon la FAO, l'échelle de la salinité à 25 °C est :
 
   4    dS/m  :     zone légèrement salée.
   4 à 8   dS/m :     zone modérément salée.
   8 à16  dS/m :     zone gravement salée.
   + 16    dS/m :     zone salinité très grave.
 
Seuls les végétaux résistants prospèrent dans le domaine d’une  CE supérieure à 16 dS/m (le palmier dattier).

L’interpolation IDW des données analytiques de la conductivité électrique (CE) montre une grande concentration de la salinité au milieu du lac (11 ds/m) et ceci pour les deux niveaux (fig. 3  et 4).
Le sodium et les chlorures sont bien représentés aussi avec des valeurs très élevées (fig.5 et 6) et (fig.7 et 8)  attestant que le milieu est chloruré et sodique. On retrouve cette configuration de la salinité dans certaines études sur les lacs salés de part le monde[6] .

Le semivariogramme  de la CE
L’extension géostatistique  de ArcMap permet l’analyse géospatiale de l’échantillonnage sur terrain et sa validité. Le modèle sphérique s’ajuste bien  à notre étude. La distibution  de la CE du sol présente une anisotropie. La courbe du  semivariogramme nous indique que l’effet  pépite est égal à zéro, à l’origine des axes,  ce qui laisse supposer que l’échantillonnage  est valide.  La portée est de 257 m, distance à partir de laquelle les variables sont indépendantes. La direction de la semi-variance  est 19° N (vers l’affleurement du trias (Annexe1)).

Les conditions de  formation de lacs salés  de la plaine de Gadaïne :
L’influence de la géomorphologie
La transition entre le relief et la plaine se fait à travers un mini torrent qui prend naissance  au sommet de la colline, au nord du lac falenta. La terminaison en glacis cône se confond avec l’oued el madher. Ce dernier, de faible ampleur,  contourne la dépression fermée (fig.10) . L’influence de l’affleurement triasique sur les sols de la plaine s’avère réelle surtout en période humide quand les ruissellements se font de plus en plus importants.
La dépression Falenta présente une cuvette de 1000 m de diamètre. Elle est entourée de bourrelets. Le centre est occupé par une eau saumâtre qui, généralement, s’évapore en été. 

Une  topographie plane
La topographie de la plaine de Gadaine est plutôt plane ou  légèrement ondulée, avec une pente variant entre 0 et 2 %( fig.11).  La figure réalisée avec le modèle numérique de terrain, 30 m de résolution montre  que la zone d’étude est effectivement homogène et entourée de reliefs qui favorisent l’endoréisme.

Un drainage endoréique
La modélisation hydrographique avec le modèle numérique de terrain  (MNT) de 30 m de résolution de la plaine de Gadaïne s’exécute de la manière suivante, à partir de l’extension hydrotools d’ArcMap 9.1 :
                                       Flowdirection + flowaccumulation.
Cette méthode a pour avantage de montrer l’importance du volume d’eau que pourrait canaliser le réseau hydrographique d’un bassin versant. Mais, en premier lieu il faut d’abord combler les puits (avec la commande « fill ») pour ne pas fausser les calculs volumétriques des ruissellements.
Il faut noter que notre région reçoit une pluviométrie annuelle de plus de 300 mm, concentrée surtout entre les mois de novembre et  mai . L’examen de la carte du réseau hydrographique  met en évidence un ruissellement   endoréique  au niveau de la plaine (fig.12). L’eau qui arrive des reliefs a tendance à stagner dans les régions  les plus basses pour former des lacs momentanés. En période de crues on assiste à d’énormes inondations  qui se déversent dans  les zones dépressionnaires.

L’influence des affleurements géologiques
La plaine de gadaïne est d’origine sédimentaire. L’âge  des formations géologiques remonte au secondaire. L’affleurement du trias en amont de la dépression (au nord) témoigne de la présence d’une forte salinité dans la région (fig.13). D’ailleurs cet affleurement plonge sous la plaine  et pourrait constituer une source de contamination pour  les sols  par remontée capillaire. La composition colorée des images landsat (bandes 1, 5, 7) met en valeur ce phénomène avec une couleur orangée (Annexe2).  

L’effet de la texture
La fraction fine est bien représentée dans les deux horizons de la dépression , elle est surtout concentrée au nord où elle atteint un taux de plus de 60% (fig.14). Cette distribution spatiale joue en faveur d’une rétention de l’eau et par conséquent de  la salinité , la superposition de la carte de la CE sur celle de l’argile montre que les zones les plus salines correspondent au surface dont la texture est la plus lourde. En période estivale, l’évaporation de l’eau laisse à la surface des efflorescences salines que le vent disperse dans la plaine.

La présence des sels dans les dépressions fermées est bien réelle. Les vents, qui sont fréquents dans cette région, jouent un rôle d’épandeur de particules salines sur les parcelles cultivées limitrophes. L’alcalisation devient de plus en plus  importante au fil des années et risque de provoquer des chutes de rendements céréaliers . Des solutions existent . La plus utilisée est la mise en place  de drains pour évacuer les eaux des lacs , car ce sont ces dernières qui par le système infiltration-évaporation déposent les sels à la surface de la dépression (Annexe 3).

Les systèmes d’information géographiques sont en voie de s’imposer comme outils de diagnostique surtout en milieu naturel. L’ étude menée pour  comprendre le fonctionnement d’une dépression fermée dans une plaine du semi-aride fait ressortir que plusieurs paramètres physiques participent  à  la formation des lacs salés dans la plaine de Gadaïne (pente faible, présence du trias, endoréisme, déflation éolienne,  les ruissellements, etc).
 
La spatialisation de la conductivité électrique  a montré que la dépression renferme une salinité élevée, surtout au centre de celle-ci.
 
Le géotraitement  a permis de vérifier la qualité de l’échantillonnage. Il a aussi montré la direction de la faible variance de la salinité, c'est-à-dire la probable origine de la salinité.
 
La modélisation du terrain avec spatial analyst et le modèle numérique de terrain a permis de mettre en  évidence l’endoréisme de la zone d’étude et les processus d’alimentation  des dépressions.
Des actions d’assainissement du milieu  pourraient être envisagées par la création d’un drainage adéquat afin d’éviter la contamination par les sels de la plaine.

 
[1] Coque  R , 1962. La Tunisie présaharienne. M.C.M.L. XII, Paris,  467  pages.

[2] Tricart  J, 1972. Influence de la géomorphologie sur les sols de la Pampa Deprimida. Cah. Orstom, série pédol, vol X, n°2 .1953-1958.

[3] Burrough PA, 1986. Principles of geographical information  systems for land resources
assessment. Monographs of soils resources survey, Oxford university press; 12.

[4] Panagopoulos T, Jesus J, Antunes MDC, Beltrao J, 2006. Analysis of spatial interpolation for optimising management of a salinized field cultivited with lettuce. European Journal of
Agronomy; 24:1-10

[5]Cote M. 1999. Mutations rurales en Algérie. Armand Colin. U, Para universitaire. Paris.

[6] Corwin DL, Lesh SM, 2005. Characterizing soil spatial variability with apparent soil  electrical conductivity, “computers and electronics in agriculture”135-152.ELSEVIER.

[7] United States Salinity Laboratory. Diagnosis and improvement of saline and alkaline
soils. USDA   Handbook, Washington 1954; 60:160 p