« Apport d’un système d’information géoréférencé pour la gestion intégrée des

ressources en eaux de la région de Foussana (Tunisie centrale) »

ELABORE PAR:MR. KHEMIRI SAMIFaculté des sciences de Tunis FST

SOUS LA DIRECTION SCIENTIFIQUE DEMr. ZARGOUNI FOUADProfesseur à la Faculté des sciences de Tunis FST

L’ objectif principal de ce travail est de concevoir un prototype d’un système d’information géographique (S.I.G) des ressources en eau souterraine , couplé à l'analyse des données de terrain.

Ce travail consiste à:

Structurer et à réaliser une base de données cartographiques, afin d’analyser et d’évaluer de manière explicite les paramètres naturels (topographiques, géologiques, hydrogéologiques, hydrologiques).

Proposer des modèles de plans d’information dérivés (MNT, conductivité, transmissivité, piézométrie, ...)

gérer et analyser les informations nécessaires pour la sélection de sites adéquats d’implantation de nouveaux forages.

Conceptualiser le Système d’Information Géographique (SIG) et l’enrichir par de nouvelles données piézométriques et chimiques.

Ce SIG ainsi mis en place pourrait être utilisé comme un outil d’aide à la décision de la gestion de ressources en eau.

OBJECTIF

PLAN

Introduction

Méthodologie

Présentation de secteur d’étude

Elaboration des plans d’informations

MNT et ces dérivés hydrologiques

Model Conceptuel des Données MCD

Conclusion

INTRODUCTION :

METHODOLOGIE : La démarche suivie dans ce travail s’articule sur la mise en place d’une base de

données topographiques , hydrologiques, géologiques et hydrogéologiques permettant une exploitation des données .

Ce qui a nécessité une compilation de ces données en utilisant des techniques variées de géostatistique et de spatialisation.

Ces techniques ont permis la création de plusieurs documents spatiaux de base en format Raster ou Vecteur. Ces plans d'information ont été par la suite combinés par des méthodes d'analyse multicritère pour produire des cartes qui représentent le potentiel hydrogéologique dans le bassin Mio-plio-quaternaire de Foussana.

L’eau est un élément indispensable dans la vie ( eau potable, irrigation, industrie…). Dans des pays à climat aride et semi aride tels que la Tunisie , le problème de la surexploitation des ressources en eau, non renouvelables pour la plupart, est devenu intolérable pour certaines nappes notamment celle de Foussana , objet de cette étude.

Cette situation nous a incité à une gestion appropriée et rationnelle de ces ressources en utilisant un Système d'Information Géographique SIG comme outil d’aide à la décision.

*Cadre géographique et climatique:Le secteur d’étude se situe:- à l’avant pays de la chaîne alpine, à l’Ouest

de la Tunisie centrale au niveau de l’Atlas tunisien.

- Soit approximativement entre 8°30 et 8°42 de longitude et entre 35°15 et le 35°21 de latitude- limité à l’ Est par la région de kasserine, à l’ Ouest par l’Algérie, au Sud par la région de sidi Bouzid et au Nord par la région de Silliana.

Le secteur d’étude s’intègre dans les zones à climat aride à semi-aride avec une température annuelle de 15 à 19°C et une pluviométrie annuelle moyenne de 250 à 300 mm.

Cadre géologique

Les principaux affleurements du bassin de Foussana sont constitués par des alluvions du Quaternaire entourés de dépôts récifaux d’ âge crétacé des chaînes plissées bordières.

Ces alluvions sont formés par des graviers, des sables et des limons avec des passées conglomératiques.

   Ce fossé est entouré par des structures anticlinales de direction NE-SW, J.Semmama et J.Bireno au Nord, et J.Hamra à L’Ouest et J.Chambi à l’Est.Il est caractérisé par la présence de deux zones d’étranglement celle entre Semmama et Chambi appelée Khanget Boulâaba, à l’Est et celle entre Hamra et Birino appelée Khanguet Slouguia , à l’Ouest.

  Ce secteur se trouve dans un fossé d’effondrement , limité au Sud par la faille de Kasserine, trait structural majeur de l’Atlas central de la Tunisie.

Faille de Kasserine

Cadre hydrologique et hydrogéologique:

L’amont de ce bassin versant est drainé essentiellement par l’Oued Hatob qui s’écoule le long de l’axe de la cuvette de Foussana et débouche dans la plaine de Kairouan.

Le bassin de Foussana présente une superficie de l’ordre de 1350Km2 En revanche, le bassin hydrogéologique a une superficie de l’ordre de 650 Km2.

Le nombre de forages, illustré dans la figure indique une surexploitation de la nappe, d’une part et d’une mauvaise répartition de ces forages au niveau de la cuvette.

Le bassin versant de Foussana fait partie du grand ensemble hydrologique d’Oued Zroud

Le système aquifère est formé par deux nappes logées dans:

Les grés du Miocène

Les sables et conglomérats d’âge plio-quaternaire

Ces deux nappes sont liées et interconnectées soit directement soit par faille

Elaboration des plans d’informations : Carte Piézométrique:

L’élaboration des cartes piézométriques par la technique d’interpolation « spline » nous a permis de marquer les grands axes d’écoulement et les zones d’alimentations latérales.

Les courbes piézométriques de la nappe du Plio-quaternaire sont concaves vers l’aval et leur sommet se situe au niveau d’Oued Hatob indiquant un drainage presque parfait.

Les courbes piézométriques de la nappe des grès du Miocène présentent deux sens d’écoulement qui sont séparés par par une ligne de partage d’eau indiquant la présence d’une faille confirmée par les données géophysiques électriques en continuité avec la faille de Kasserine.

Cartes de salinité, de conductivité, de débit et de profondeur:

L’élaboration des plans d’information a fourni une idée sur les milieux et les zones les plus favorables à l’implantation de nouveaux forages .

La zone centrale du bassin présente une conductivité et une productivité très élevées , ce qui indique que c’est une zone favorable pour l’implantation des forages. Elle présente une salinité peu élevée et elle est peu profonde, ce qui est en faveur de son utilisation dans l’irrigation.

Carte de classification chimique des eaux de la nappe:

Les résultats des analyses montrent que ces eaux du bassin de Foussana sont de type sulfaté sodique.

La classification chimique des eaux prélevées des différents puits et sondages nous a renseigné sur l’origine et le milieu de circulation de ces eaux .

Carte des zones tampons autour des forages ‘‘buffers’’:

Carte de densité des forages :

Afin de protéger les installations hydrauliques (surtout les forages et les sondages étatiques) existantes dans cette zone, un calcul effectué de la densité des forages a identifié les zones les plus concentrés; puis on a procédé a des opération de distance autour de ces derniers, c'est-à-dire la proximité ou l’éloignement et la création des zones tampon de 10;100;500;1000 et 2000 m. Chaque évolution de distance aboutit à une image représentant l’adéquation des sites au critère considéré, après reclassification.

Model Numérique de Terrain MNT et ses dérivés:

Carte des expositions:

Carte des pentes:

Cette carte présente les pendages des couches pixel par pixel. Elle permet de déterminer le sens et la vitesse d’écoulement des eaux de surface.

Cette carte permet d’estimer la directiond’écoulement d’eau par pixel

- générer automatiquement une grille contenant la délimitation du bassin et des sous bassins versants.

- générer un fichier de formes (de lignes) correspondant au réseau hydrographique théorique. Celui-ci a été comparé au réseau graphique existant numérisé du fond topographique.

A partir du MNT et en utilisant le module ArcHydroTools de l’ ArcGis on a pu :

Ainsi et au terme de cette étude, nous avons pu réaliser un modèle géologique 3D par drapage sur lequel toutes les informations hydrogéologiques, chimiques et données des sondages ont été notées.

Model Conceptuel de Données MCD:

Pour les données attributaires et/ou alpha-numériques, un Modèle Conceptuel de Données (MCD) a été élaboré sous PowerAMC, puis intégré par la suite dans un système de gestion de base de données classiques sous Access, et introduit dans ArcGis pour être lié avec les données graphiques pré-existantes.

ECOUL_SURFACE

-id_Ecoul-Type_Ecoul- Nature_Ecoul- Longueur_Ecoul- Importance- Qualité_Ecoul- Consommateur-Vitesse

NAPPE-Nom-Type-Surface-Profondeur-Qualité eau-Debut Ponpage-Vitesse_Ecoul-Direction_EC-Mod 20-Mod 30

Conclusion :

Pour une bonne gestion des ressources en eau souterraine, on a besoin d’ informations détaillées, fiables et bien organisées sur l'état de l'environnement hydrogéologique.

Dans cette optique, le présent travail a permis de produire une série de thèmes environnementaux spatiaux sous forme de cartes numériques. Le Système d'Information Géographique (SIG), la géostatistique et diverses méthodes statistiques utilisés comme des outils et des techniques bien adaptés à cette problématique présentent une meilleure approche multidisciplinaire pour la sélection de sites d’implantation de nouveaux forages.

Ce travail a été réalisé en deux étapes :1.- Conception des plans d'informations spatiaux et temporels pour la gestion des ressources en eau dans le bassin versant de Foussana.

2.- Application du SIG à la sélection de sites potentiels pour l’implantation d’éventuels forages dans lebassin Foussana.

Les résultats de ce travail constituent un outil efficace d'aide à la décision pour la gestion et la protection des ressources en eau. En effet, ils serviront comme support de base pour toute étude ultérieure et permettront un accès et une mise à jour plus faciles. Toutefois le SIG n'est pas exhaustif et, pour l'enrichir, nous proposons de réaliser :a. Une modélisation des écoulements souterrains en trois dimensions pour identifier le cheminementde l'eau souterraine et comprendre les échanges hydrauliques entre les nappes du système aquifère du bassin de Foussana

b. Une élaboration d’un système d’information hydrogéologique en intégrant d’autres plans d’information comme la carte de la fracturation, la carte des épaisseurs des aquifères, les cartes géophysiques…

Merci Pour Votre Attention