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Gestion quantitative et qualitative des ressources en eaux dans la région de Sidi Bouzid (Tunisie centrale) à l’aide d’un SIG : Etude de la recharge induite des nappes et leur vulnérabilité à la pollution
 | Mots-clés, logiciels ESRI utilisés et publics visés |  | | | Mots-clés : SIG, Cartographie thématique, base de données, gestion des ressources hydriques, recharge induite, vulnérabilité, nappe phréatique, Sidi Bouzid, Tunisie
Logiciels ESRI utilisés : ArcView, ArcGIS, ArcInfo
Public visé : Tout public
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II – Etude de la recharge induite des nappes aquifères par le SIG
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|  | Les nappes phréatiques de la région de Sidi Bouzid sont de plus en plus exploitées et même surexploitées pour répondre aux besoins grandissants de l’irrigation. Pour répondre à ces besoins, nous visons à travers ce travail, à améliorer les quantités d’eau disponibles, par le stockage et une mise en réserve de l’eau dans les nappes proches de la surface d’où elle peut être extraite par pompage. Ces nappes ne sont alimentées que lorsque des écoulements se produisent dans les lits des oueds. Le stockage ne concerne souvent qu’une partie du réservoir potentiel. Comme celui-ci se vide souvent dans un exutoire, par des fuites vers l’extérieur ou par surexploitation, il est possible d’accroître sa productivité en eau par recharge induite (Mamou et Kassah, 2000).
La recharge artificielle des nappes en Tunisie est conçue comme un moyen pour régulariser les écoulements de surface, assurer un stockage souterrain des eaux et éviter leur déperdition dans la mer ou les dépressions salées. A ces objectifs s’ajoute celui de la préservation des nappes contre l’invasion saline ou la baisse continue de leur surface piézométrique (Mamou, 1997). Cette recharge peut s’effectuer à l’aide d’un large éventail de techniques permettant d’optimiser les conditions locales du site d’injection. L’épandage des eaux le long des tronçons perméables des lits d’oueds reste la technique qui donne les meilleurs résultats (Rognon, 2000). En effet, cette méthode permet d’assurer une infiltration qui peut aller jusqu’à 70 % des eaux utilisées pour la recharge. La région de Sidi Bouzid se situe dans un étage climatique aride à semi-aride, caractérisé par l’irrégularité et la rareté des précipitations et un bilan hydrique déficitaire pour la majorité des nappes.
Dans cette région, les ressources en eau superficielles se limitent à des écoulements de crues, très irréguliers, parfois très abondants mais limités à une saison ou le plus souvent à quelques jours. En fonction de la vitesse d’écoulement et de la perméabilité des alluvions, une partie souvent faible de cette eau s’infiltre pendant la durée de la crue, entraînant la montée du niveau piézométrique des nappes. Mais une partie plus ou moins importante du réservoir potentiel reste vide tandis que de gros volumes d’eau vont se perdre dans les dépressions (Mamou, 1997). La gestion des nappes phréatiques de la région de Sidi Bouzid alimentées par des crues brèves et très espacées des oueds, est un exercice très difficile. Ces crues qui durent au maximum quelques jours par an, s’infiltrent rapidement à travers les formations perméables, caractérisant les lits des principaux cours d’eau.
Face à cette situation, un programme pour la gestion des ressources en eaux dans cette zone est devenu indispensable. Pour fournir une aide aux décideurs et aux gestionnaires, le Système d’information géographique (SIG) est considéré comme un des meilleurs outils pour à la fois rassembler toutes les données, les analyser et visualiser plusieurs couches d’informations sur un même support. Cet outil permet d’inspirer des approches globales en matière de gestion des ressources en eaux qui pourraient faciliter le développement de solutions aux problèmes de surexploitation et de dégradation de la qualité des eaux souterraines. |
II-1- Données et traitements nécessaires |  |  |
|  | L’élaboration des cartes thématiques dans cette approche, demande des phases de traitement (numérisation et superposition des couches d’informations) et des données très variées. En effet à partir des données géologiques, géomorphologiques, hydrogéologiques, hydrologiques et climatiques, on se propose d’identifier les zones de recharge induite possibles pour les différentes nappes phréatiques dans la région de Sidi Bouzid. Ces zones tiennent compte de tous ces paramètres environnementaux (données). Les différentes données sont utilisées sous formes de cartes thématiques obtenues par numérisation et assemblage de vingt neuf feuilles topographiques et géologiques à échelle 1/50.000 et 1/100.000. 1-1- Données géomorphologiques La détermination de la forme des reliefs est très utile pour déterminer les zones hautes et les zones basses et pour rechercher des sites de réservoirs de rétention et de stockage des eaux de surface. Ainsi, la couverture topographique digitalisée est transformée en un modèle numérique de terrain (MNT) reposant sur la triangulation de Delaunay. Ce modèle est ensuite transformé en une vue trois dimensions pour mieux visualiser les bassins versants ainsi que les sous-bassins. Cette vue tridimensionnelle est également utilisée comme support sur lequel on projette les autres couvertures telles la géologie, l’hydrographie et la perméabilité pour obtenir des cartes en trois dimensions. 1-2- Géologie de surface et faciès lithologiques affleurants La majorité des affleurements dans la région de Sidi Bouzid sont constitués par des alluvions quaternaires. Ces dernières sont formées essentiellement par des sables, argiles et limons. Les lits des oueds sont formés par des dépôts plus perméables (sables, graviers et limons sableux). Les zones de reliefs sont formées par des dépôts carbonatés (calcaires et dolomies) et des argiles. Les dépressions salées (sebkhas et garaâts) sont formées par des argiles, silts et des gypses (figure 1). La dominance des affleurements limoneux au centre des bassins et des plaines a permis l’extension de l’agriculture (oléicultures et cultures maraîchères) dans cette région.
 | | Figure 1 : Carte des faciès lithologiques affleurants de la région de Sidi Bouzid |
1-3- Données hydrogéologiques Les données de forages et les corrélations hydro-litho-stratigraphiques montrent que la majorité des nappes phréatiques de la région de Sidi Bouzid sont de nature lenticulaire. Il s’agit des systèmes aquifères multicouches dont les niveaux réservoirs sont logés dans des niveaux sableux à sablo-argileux et parfois graveleux. Ces niveaux plus ou moins communicants sont séparés par des couches imperméables à semi-perméables (argileuses et argilo-sableuses) dont l’extension latérale est souvent discontinue. |
II-3- Identification des zones de recharge induite des nappes phréatique |  |  |
|  | La carte de perméabilité (figure 3) est élaborée à partir de la carte géologique en attribuant un coefficient de perméabilité (tableau 1) pour chaque faciès lithologique figurant sur la carte géologique. Elle permet de visualiser les zones les plus favorables à l’infiltration ou les plus perméables dans la région étudiée. Cette carte montre que les zones formées par des sables et des lits des oueds sont les plus favorables à l’infiltration des eaux de surface et donc à l’alimentation des nappes. Les parties centrales des bassin, formées par des limons et des sables, sont moyennement favorables. Les zones de reliefs, formés par une croûte calcaire, présentent une infiltration faible. Les dépressions salées, formées par des argiles, des silts et des évaporites, sont défavorables à l’infiltration. La région de Sidi Bouzid est occupée par quelques zones aménagées sous forme de travaux de Conservation des Eaux et des Sols (CES). L’analyse de la figure 3 montre que certaines de ces zones sont projetées sur des terrains moyennement ou parfois défavorables à l’infiltration.
 | | Figure 3 : Zones d’infiltration et des travaux de CES dans la région de Sidi Bouzid |
 | | Tableau 1 : Porosité, perméabilité et coefficient d’infiltration de certaines roches réservoirs (Banton, 1997 et Castany, 1982 ; modifié) |
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II-4- Représentation tridimensionnelle des zones de recharge induite des nappes |  |  |
|  | Les zones de recharge induite, favorables à l’infiltration, proposées ainsi que les travaux de conservation des eaux et des sols déjà réalisés, figurant sur la carte de perméabilité (figure 3) sont représentés, dans cette étape de traitement, sur des cartes en trois dimensions pour chaque bassin hydrogéologique de la région de Sidi Bouzid. Cette représentation cartographique permet d’identifier les zones de recharge induite possible et de discuter l’emplacement des zones déjà aménagées en tenant compte de la perméabilité des affleurements, de la morphologie du terrain et des zones de circulation et d’accumulation des eaux de ruissellement.
L’apport de SIG, dans ce travail, consiste à représenter des thèmes de type polygone en trois dimensions. En effet, après la digitalisation la correction des erreurs et l’assemblage des cartes nécessaires, la couverture topographique obtenue est transformée en un modèle numérique de terrain (MNT) puis en une vue en trois dimensions. Cette dernière est utilisée comme support pour superposer les autres couvertures polygonales (géologie et perméabilité) et linéaire (réseau hydrographique). Les cartes de perméabilité en trois dimensions obtenues permettent d’observer à la fois les zones de circulation et de stockage des eaux de ruissellement et la perméabilité des terrains affleurant.
Ainsi, sur les cartes élaborées, on a pu identifier plusieurs zones correspondant à des cuvettes susceptibles à la fois de récupérer les eaux de surface mais aussi de constituer des terrains favorables à la recharge des nappes. Vu la densité de l’information spatiale, qui ne peut pas être représentée clairement sur une seule carte, on a élaboré une carte, pour chaque bassin hydrogéologique, sous forme d’un modèle numérique de terrain. Chaque carte peut servir comme une base de données à partir de la quelle on peut trouver l’information complète (localisation géographique, lithologie, perméabilité,…) pour chaque région inventoriée. La figure 4 représente un exemple de carte d’infiltration en 3D. Pour les autres nappes, les cartes sont obtenues de la même manière.
 | | Figure 4 : Cartographie des zones de recharge induite dans le bassins d’Oued El Hajal |
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III – Etude de la vulnérabilité à la pollution des eaux souterraines |  |  |
|  | La protection et la préservation des ressources en eaux souterraines s’avèrent intéressantes, particulièrement dans les pays à climat aride et semi-aride où les ressources en eau sont rares. L’urbanisation croissante et le développement continu de l’activité agricole, par extension des périmètres irrigués, dans la région de Sidi Bouzid contribuent, d’une façon continue, à la dégradation quantitative et qualitative des eaux souterraines. Le risque de contamination de ces eaux est généralement lié aux activités anthropiques telles que les rejets non contrôlés des déchets, des eaux usées et l’utilisation intensive des engrais et des pesticides. Pour faire face à ce danger, une prévision du comportement des systèmes aquifères suite à une contamination est recommandée afin d’assurer un aménagement et une gestion du territoires qui permettent la préservation de la qualité de la ressource.
L’étude de la vulnérabilité à la pollution des nappes permet une meilleure gestion des eaux souterraines et des interventions convenables dans le cas de contamination (Graillat et al, 1994). Elle permet aussi de préciser les zones sollicitées à être contaminées suite à des activités anthropiques. Une fois identifiées, ces régions peuvent être visées avec prudence par les planificateurs et les utilisateurs de la terre (Babiker et al, 2004). Les cartes de vulnérabilité des aquifères sont des outils standard pour protéger les eaux souterraines contre toute éventuelle source de pollution. Elles sont précieuses pour toute décision future.
Dans le but de déterminer la vulnérabilité des nappes phréatiques de la région de Sidi Bouzid on a utilisé la méthode DRASTIC (Aller et al, 1987), couplée avec un Système d’Information Géographique (SIG). L’objectif est de démontrer l’apport de l'usage combiné de SIG et modèle DRASTIC comme une méthode efficace pour délimiter les zones à risque de ces aquifères et pour une meilleure gestion des ressources en eau.
La vulnérabilité dépend du type de nappe, libre ou captive, et du mode de circulation de l'eau dans l'aquifère. Les nappes libres sont plus vulnérables que les nappes profondes captives. Les polluants d'origine superficielle peuvent diffuser librement dans le sol et la zone non saturée jusqu'au niveau de la nappe. D’autre part, la fluctuation verticale saisonnière de la piézométrie aboutit à rincer les particules de la zone non saturée et entraîner les substances qui y sont adsorbées. Les nappes captives en revanche sont mieux protégées par les couches imperméables qui les surmontent. Leur alimentation en eau superficielle est plus circonscrite, donc plus aisée à protéger. Leur pollution apparaît lorsque le niveau protecteur imperméable est percé par un ouvrage (ancien forage, fouille profonde...). En outre la percolation de l'eau dans un milieu poreux peut produire une fixation des substances sur les particules et donc une épuration de l'eau. Ce phénomène n'existe pas dans les milieux fissurés où la circulation est bien plus rapide. |
III-1- Evaluation de la vulnérabilité des nappes phréatiques de la région de Sidi Bouzid par la méthode DRASTIC couplé à un SIG |  |  |
|  | La méthode DRASTIC utilisée aux États-Unis par l’Agence de Protection de l'Environnement (EPA) depuis 1985 permet de déterminer de degré de vulnérabilité et le potentiel polluant des eaux souterraines (Schnebelen et al, 2002). C'est une méthode paramétrique utilisant la somme des produits des sept paramètres: Profondeur de la nappe, Recharge nette, lithologie de l’aquifère, type de Sol, Topographie, lithologie de la zone non saturée et la Conductivité hydraulique de l’aquifère ou en anglais (Depth to water, net Recharge, Aquifer media, Soil media, Topography, Impact of the vadose zone media and the hydraulic Conductivity of the aquifer (DRASTIC)) (Aller et al, 1987). L'indice de la vulnérabilité DRASTIC est calculé selon l'équation suivante:
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Avec: Vv : Indice DRASTIC, R : Coefficient (Score) et W : Poids du paramètre Plusieurs auteurs ont utilisé la méthode DRASTIC couplée au SIG en mode Raster (Marzougui, 1995, Added et Hamza, 1999, Sinan et al, 2003). Cependant le choix de traitement et de représentation cartographique de l’information spatiale, en mode Raster, est souvent limité. Dans cette étude on a utilisé une représentation en mode vecteur des sept paramètres utilisés, obtenues par digitalisation ou par interpolation. Cette méthodologie consiste à utiliser un maillage régulier sur la totalité de la zone étudiée, avec une maille unitaire de (500m * 500m). Cette grille (trame) est superposée sur les sept paramètres formant le modèle DRASTIC, jusqu'à la carte de vulnérabilité synthétique (figures 5).
 | | Figure 5 : Les étapes d’élaboration de la carte de vulnérabilité par le SIG |
1-1- Elaboration du maillage Le maillage consiste à subdiviser la surface de la zone d'étude en polygones de type carré. Chaque carrée ou maille mesure 500m x 500m de superficie. Connaissant les limites géographique de la zone étudiée, cette grille, est obtenu par projection de nœuds équidistants. Pour la région de Sidi Bouzid les coordonnées UTM minimales et maximales sont calculées par de Arc-View comme suit :
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Avec Microsoft Excel, partant de point de coordonnées (X min, Y min) et pour chaque valeur de X (abscisse), on augmente, Y de 500m jusqu'à Y max. On ajoute 500 unités à X et on répète la même opération pour Y jusqu’à atteindre le point de coordonnées (X max, Y max). Ces données Excel sont exportées vers Microsoft Access puis vers Arc-View pour obtenir un thème « Shape File » de type point. En utilisant les extensions « Polygone de Thiessen » et « Xtools » d’Arc-View on peut transformer ce thème ponctuel, en un autre polygonal est clippé selon la limite de la zone étudiée. Chaque point représente le centroide d'un polygone. La carte de vulnérabilité est obtenue par superposition de ce thème (maillage) sur les sept cartes qui définissent les sept paramètres utilisés. L’affectation de score et de poids pour ces paramètres se fait sur la table attributaire du thème maillage selon la méthode DRASTIC. A la fin une colonne est ajoutée à cette table attributaire utilisant la formule générale DRASTIC pour définir les intervalles de vulnérabilité (figure 6).
 | | Figure 6 : Elaboration du maillage sous SIG |
1-2 – Pondérations des paramètres DRASTIC Les Scores ou coefficients sont attribués aux paramètres en fonction de leur importance pour la vulnérabilité de l’aquifère. Le coefficient correspond à une ponctuation attribuée à une unité physique du terrain ou à une caractéristique hydrogéologique de l’aquifère. Ces coefficients prennent des valeurs dans un intervalle de classes numérique donné. Les classes définies en tenant compte du temps de transfert du polluant à l’aquifère et en commençant de la condition la plus favorable, ou vulnérabilité faible, (la valeur du score est égal à 1) jusqu'à la condition la plus critique (la valeur du score est égal à 10). Chaque facteur critique a été analysé et évalué comparativement aux autres paramètres pour définir son importance relative dans l'estimation de la vulnérabilité. Cette pondération se définie comme poids du facteur. Les poids sont compris entre 1 et 5 d'après leur importance croissante dans l’estimation de la vulnérabilité (tableau 2). Les poids élevés son attribués aux facteurs facilitant l’infiltration des polluants, de la surface du sol, à la nappe d’eau.
 | | Tableau 2 : Scores et Poids DRASTIC des paramètres de la vulnérabilité (Marzougui, 1995 et Hentati, 2004) |
1-3 – Calcul de l’indice DRASTIC et degré de vulnérabilité des aquifères Comme il a été mentionné par l’équation (1), l’indice de vulnérabilité se calcule par une somme des produits (Score * Poids) des sept paramètres DRASTIC comme suit :
V : indice potentiel de pollution (indice DRASTIC) ou degré de vulnérabilité; Wi : poids du facteur; Si : score du facteur. Les indices DRASTIC calculés représentent une mesure de la vulnérabilité de l’aquifère. Ils sont comprises entre un minimum de 36 et un maximum de 176 dans les nappes phréatiques de la région de Sidi Bouzid. Les grandes valeurs désignent une vulnérabilité des aquifères très élevée. Le degré de vulnérabilité se défini de la façon suivant (Hentati, 2004): - Vulnérabilité très faible, si V < 80 ; - Vulnérabilité faible, si 80 ≤ V < 100 ; - Vulnérabilité moyenne si 100 ≤ V < 140 ; - Vulnérabilité forte si 140 ≤ V < 160 ; - Vulnérabilité très forte si V ≥ 160. 1-4- Acquisition et de traitements des données * Profondeur de la nappe La profondeur de la nappe représente la distance verticale traversée par un polluant depuis la surface du sol pour atteindre l’aquifère. Généralement, la protection potentielle de l’aquifère augmente avec la profondeur la surface supérieure de l’eau. Ce paramètre est obtenu par interpolation des données relatives aux puits de surface et piézomètres. Il détermine l’épaisseur de la zone non saturée. Il est défini comme étant la différence de niveau entre la surface topographique et la surface piézométrique. Dans la région de Sidi Bouzid dix intervalles de classes de profondeur du plan d’eau sont enregistrés (figure 7).
 | | Figure 7 : Carte de la ponctuation pondérée des profondeurs du plan d’eau dans les nappes phréatiques de la région de Sidi Bouzid. |
* Recharge nette La recharge nette définie la quantité d'eau de précipitation qui atteint l’aquifère. Le taux d’infiltration de cette fraction d’eau guide le transport des contaminants dans le sol jusqu’à la zone saturée. Le calcul la fraction infiltrée se fait par plusieurs méthodes selon la nature de l’aquifère étudié Karstiques (Al-Adamat et al, 2003) ou poreux (Babiker et al, 2004 et Mohamed, 2003) et le type du climat qui caractérise la région. Dans la région de Sidi Bouzid, les nappes phréatiques sont rechargées par infiltration directe des eaux météoriques. Leur recharge nette est déterminée selon la formule (Recharge nette = précipitation * coefficient d’infiltration), relative aux milieux poreux (Babiker et al, 2004 et Mohamed, 2003). Ainsi, à partir de la carte géologique (figure 1), de la carte des isohyètes et des coefficients d’infiltration, on a pu calculer le taux de recharge nette des nappes et sa répartition spatiale. Dans la région de Sidi Bouzid on a défini trois classes de recharge nette montrant la variation spatiale de ce paramètre (figure 8).
 | | Figure 8 : Carte de recharge nette des nappes phréatiques de la région de Sidi Bouzid |
* Lithologie et perméabilité de l’aquifère La circulation et la propagation d’un contaminant dans la zone saturée dépendent de la texture et la distribution lithologique des couches de l’aquifère. Cela est toujours contrôlé par la granulométrie, la porosité, la perméabilité et la lithologie des formations géologiques. La conductivité hydraulique contrôle la migration des contaminants et leur dispersion du point d’injection, à la surface, jusqu’à la zone saturée et, par conséquent, leurs concentrations dans la nappe aquifère. La carte de conductivité hydraulique est obtenue par affectation d’un facteur de perméabilité pour chaque classe lithologique (Castany, 1982 et Banton, 1997). Ce facteur critique est obtenu par corrélation et interpolation de données de forages et de piézomètres. Six classes lithologiques et conductivité hydraulique ont été distinguées et indexées selon le modèle DRASTIC (figure 9 et tableau 2).
 | | Figure 9 : Carte de la lithologie et de la perméabilité de la zone saturée des nappes phréatiques dans la région de Sidi Bouzid. |
* Lithologie de la zone non saturée La zone non saturée est définie comme la fraction entre la nappe et la surface du sol où les pores sont partiellement saturés en eau. La perméabilité de cette zone non saturée contrôle la circulation des polluants et leur arrivée à la nappe. La plupart des processus physico-chimiques qui ont lieu dans cette zone sont influencés par l’épaisseur de cette partie. L’infiltration et la dispersion des contaminants sont guidées par les caractéristiques lithologiques des couches qui contrôlent leurs chemins et leurs trajectoires en sub-surface. Ce paramètre est obtenu par interpolation et corrélation des données de forages et par digitalisation et assemblage des cartes géologiques (échelle 1/50.000 et 1/100.000). Les différentes classes obtenues (figure 1) sont pondérées de 1 à 9 selon le modèle DRASTIC. * Type de sol Les caractéristiques du sol guident le mouvement descendant des contaminants. La présence de matériaux fins (argiles, silts et limons) et de la matière organique dans le sol diminue la perméabilité intrinsèque, et retarde la migration des contaminants, par les processus physico-chimiques (adsorption, échange ionique, oxydation, biodégradation). Ce paramètre est obtenu à partir de la carte agricole (CRDA de Sidi Bouzid) sous format vecteur. * La topographie La topographie indique si un polluant fuira ou restera à la surface pour s’infiltrer dans la nappe (Lynchez et al, 1994). La couverture topographique de la région de Sidi Bouzid est obtenue par digitalisation et assemblage d’une trentaine de cartes topographiques à échelle 1/50.000 en utilisant les logiciels SIG. En utilisant les extensions « Spatial Analyst » et « 3D Analyst » la couverture obtenue est transformée en un Modèle Numérique de Terrain (MNT). Les logiciels SIG permettent de générer automatiquement une carte de pente à partir de l’MNT. L’extension « Grid Analyst » d’Arc-View permet de clipper cette couverture de pente selon la limite de la zone étudiée. La quasi-totalité de la région (à l’exception des reliefs) est caractérisée par une pente faible comprise entre 0 et 3 %. 1-5- détermination de l’indice DRASTIC Les valeurs de l’indice DRASTIC sont classées en huit intervalles définissant huit classes de 1 à 8 allant de la valeur 23 jusqu’à la valeur 226 (Aller et al, 1987). Dans la région de Sidi Bouzid les valeurs oscillent entre 36 et 176 définissant six classes de 3 à 8 (tableau 3). Ces classes sont représentées sur la carte de distribution spatiale des Indices DRASTIC (figure 10). Cette figure montre une dominance des classes 7 et 8 définissant une vulnérabilité faible à la pollution. Les classes 5 et 6 sont moins importantes et définissent une vulnérabilité moyenne à la pollution. Les classes 3 et 4, représentant une vulnérabilité élevée sont très peu présentes.
 | | Tableau 3 : Intervalles des valeurs de l’Indice DRASTIC et classes correspondantes dans la région de Sidi Bouzid |
 | | Figure 10 : Carte de l’Indice DRASTIC des nappes phréatiques de la région de Sidi Bouzid. |
1-6- Présentation de la carte de Vulnérabilité La figure 10 (carte représentée avec des polygones) est convertie en un modèle numérique de terrain (MNT), en utilisant l’extension « 3D-Analyst » d’Arc View ou d’Arc Gis, pour donner la carte de vulnérabilité à la pollution (figure 11). Cette conversion a permis une transformation des valeurs numériques en degré de vulnérabilité (Classes DRASTIC). Dans la région de Sidi Bouzid la vulnérabilité à la pollution est classées en cinq degrés (Très faible, Faible, moyen, Elevé et Très élevé). L’analyse de cette carte montre une dominance des aires à vulnérabilité faible et moyenne dans la majorité des nappes phréatiques. Les nappes de Regueb, Ouled Askar, Sidi Bouzid, Sebkhat El Bhira, Sebkhat Noual et Braga présentent des aires relativement importantes à vulnérabilité très faible. Les aires à vulnérabilité élevée à très élevée sont présentes dans les nappes de Hajeb Layoun – Jilma (région d’Oued Zerga), Sebkhat El Bhira (région d’Oued Zéroud), Sebkhat Noual (au Sud de la Sebkha) et les nappes de Maknassy et Regueb au niveau de l’Oued Leban.
 | | Figure 11 : Carte de Vulnérabilité des nappes phréatiques de la région de Sidi Bouzid |
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III-2- Principaux types et origines de pollution des eaux souterraines |  |  |
|  | Le potentiel polluant, est une combinaison de plusieurs facteurs hydrogéologiques et anthropiques avec l’influence des sources de contamination dans une région donnée. (Added et Hamza, 1999). Les nappes aquifères représentent une source importante pour le stockage d’eau et sont plus protégés contre toutes éventuelles sources de pollution, par rapport aux eaux de surface (EPA, 1985). Cependant, cette fraction souterraine d’eau peut être touchées par la pollution dans les zones agricoles par infiltration des engrais et des pesticides agricoles (Babiker et al, 2005), mais aussi au voisinage des zones urbaines et des infrastructures par infiltration des eaux usées, polluées, et lessivages des déchets. L'intrusion de ces polluants dans l’aquifère change la qualité de l'eau et réduit sa valeur au consommateur (Melloul et Collin, 1994). Les différentes sources de pollution, liées aux activités anthropiques dans la région de Sidi Bouzid, sont représentées dans la figure 12.
 | | Figure 12 : Superposition des degrés de vulnérabilité avec les différentes activités anthropiques dans la région de Sidi Bouzid. |
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III-3- Etude de risque de pollution des nappes |  |  |
|  | Le risque de pollution des eaux souterraines résulte de l’interaction entre la vulnérabilité de l’aquifère à la pollution et les activités anthropiques comme sources de contamination. Pour déterminer les zones à risques dans la région de Sidi Bouzid, on a superposé la carte de vulnérabilité avec les différentes sources de pollution représentées par la carte d’occupation des sols et les activités anthropiques (figure 12). La combinaison de ces paramètres permet de dégager les degrés de risque, en tenant compte de degré de vulnérabilité et de l’absence ou la présence des sources polluantes, susceptibles d’altérer la qualité des eaux souterraines. Cette combinaison permet de classer le degré de risque en cinq classes (très faible, faible, moyen, élevé et très élevé) (tableau 4).
 | | Tableau 4 : Classification de degré de Risque |
Ainsi, la figure 13 montre que la région de Sidi Bouzid est occupée par une grande surface à risque moyen à élevé. Ces zones à grand risque coïncident, généralement, avec les cours d’eau, les dépressions salées et les plaines où la profondeur de la nappe est faible. En effet dans la nappe de Hajeb Layoun – Jilma, les zones à risque élevé se trouvent au niveau des Oueds Zéroud et Zerga et ses environs. Dans le bassin de Bled Regueb, les zones les plus risquées caractérisent la moitié Est (partie aval) de la nappe et essentiellement les régions de Garaât Mathnane, Oued Leban et Oued Wadrane. Le grand risque de contamination des eaux souterraines est signalé aussi au niveau de la zone de communication entre les nappes d’Ouled Askar et d’Oued El Hajal, au niveau de l’Oued Naggadha, ainsi que la partie Est de la nappe de Sebkhat Noual. Les région de Sebkhat En-Njila (nappe de Braga) et Garaât Majdoul (nappe de Sebkhat El Bhira) sont aussi susceptibles à être facilement contaminées. La nappe de Sidi Bouzid est globalement caractérisée par un degré de risque moyen à faible. Les zones à risque faible à très faibles sont généralement les zones amont des nappes (piémonts des reliefs bordiers).
 | | Figure 13 : Carte de risque des nappes phréatiques de la région de Sidi Bouzid |
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IV – Conclusion |  |  |
|  | La superposition de plusieurs de couches d’information, à l’aide de SIG, nous a permis d’élaborer des supports cartographiques numériques pour la gestion intégrée des ressources en eau dans la région de Sidi Bouzid. Il s’agit d’une carte de recharge induite des aquifères, la carte de vulnérabilité à la pollution et la carte de risque.
En effet, cette méthodologie a permis de proposer des zones de recharge induite pour remédier à la situation alarmante des nappes surexploitées et d’en protéger les autres. Ces zones sont à la fois favorables à l’infiltration des eaux de surface et formées par des cuvettes de rétention de ces eaux. L’implantation de zones bénéfiques pour ces nappes est facilitée essentiellement par l’élaboration d’une carte de perméabilité en trois dimensions pour chaque bassin hydrogéologique. Les différentes cartes élaborées montrent que ces zones longent les principaux Oueds (Zerga, Zéroud, El Hajal, El Fekka, Naggadha, Serg Edhiba, Ben Sellem, Leban et Wadrane) et les piémonts des reliefs bordiers, caractérisés par des formations à forte perméabilité.
Dans la deuxième partie de ce travail, l'indice empirique du modèle DRASTIC a été utilisé pour déterminer la vulnérabilité des nappes phréatique de la région de Sidi Bouzid. L'indice calculé varie entre 36 et 176. Cette marge de variation permet de classer la vulnérabilité en cinq classes; très faible, faible, moyenne, élevée et très élevée. Ces degrés de vulnérabilité sont superposés avec les différentes sources de pollution dans la région pour identifier les zones à risque.
Les différentes cartes éditées peuvent être utilisées comme des outils d’aide à la décision et d’analyse spatiale pour tous projets futurs dans la région. |
Références bibliographiques |  |  |
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