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REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUP

REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE UNIVERSITE MOHAMED BOUDIAF - M’SILA Faculté de Technologie Département d’Hydraulique MEMOIRE Présenté pour l’obtention du diplôme MASTER FILIERE : Hydraulique Option : Hydraulique urbaine THEME ANALYSE STATISTIQUE MULTIVARIEE DES EAUX SOUTERRAINES DE LA REGION DE BOUSSAADA Dirigé par : Présenté par : Mr. GHODBANE.M HELALI N. EL HOUDA Promotion : 2015/2016 Remerciements et dédicace Au terme de cette étude, je veux d’abord remercier mon encadreur monsieur GHODBANE Massoud pour ses précieux conseils, et ses orientations tout le long d’année. Je remercie vivement monsieur Ali HATTAB pour sa gentillesse et sa spontanéité avec lesquelles il a bien voulu m’aider à terminer ce travail. Ensuite, je tenu à remercier aussi mes Professeurs et mes enseignants sur tous monsieur Mezali Farouk, pour l’intérêt qu’ils m’on accordé. Enfin, mes reconnaissances iront aussi à toute personne qui, de loin ou de prés, a participé à l’achèvement De ce travail … Remerciements et dédicace Je dédie cette thèse `A mes très chers parents HELALI Mohamed et ZERROUAK Noura. Qui peuvent être fier et trouver ici le résultat de longues années de sacrifices et de privations pour m'aider à avancer dans la vie. Aucune dédicace, aucun mot ne pourrait exprimer à leur juste valeur la gratitude et l'amour que je les porte. Chaque ligne de cette thèse chaque mot et chaque lettre vous exprime la reconnaissance, le respect et l'estime. Dieu merci d'être mes parents. `A ceux qui ont toujours été à mes côtés; mes adorables sœurs et frères ; Asma, Leila, Soussou, Mohamed, Saleh, et Sid Ahmed. `A les plus mignonnes du monde ; mes neveux Mohamed Amine et Siradj Eddine, qu’ALLAH les gardes. `A ceux qui malgré la distance m’ont toujours accordé leur soutiens mes oncles et mes tantes. `A mes chères amies Hayem et Marwa avec qui j’ai partagé des moments les plus agréables. `A tous les étudiantes et les étudiants de ma promotion, sans citer des noms. Que chacun trouve à travers ces lignes ma sincère amitié. `A mes collègues de travail au C.T.H. Et à tous ceux qui m’aiment. Sommaire Sommaire Introduction générale __________________________________________________________ 1 Chapitre I : Présentation du site d’étude ___________________________________________ 4 I.1. Introduction ___________________________________________________________________ 4 I.2. Aperçu géographique: ___________________________________________________________ 4 I.2.1. Localisation géographique: __________________________________________________________ 4 I.2.2. Développement et économie ___________________________________________________________ 4 I.2.3. Habitats et activités _________________________________________________________________ 6 I.2.4. Relief : ___________________________________________________________________________ 6 I. 3.Démographie __________________________________________________________________ 8 I.4. Répartition administrative ________________________________________________________ 8 I.5.Le climat _____________________________________________________________________ 10 I.6.Caractéristiques morphométriques et physiques du B.V ________________________________ 11 I.6.1.Zone étudié B.V de Boussaâda. ________________________________________________________ 11 I.6.2.Surface __________________________________________________________________________ 11 I.6.3.Périmètre _________________________________________________________________________ 12 I.6.4.Indice de compacité de Gravelius ______________________________________________________ 12 I.6.5.Courbe hypsométrique et diagramme de fréquence ________________________________________ 14 I.6.6.Rectangle équivalent ________________________________________________________________ 15 I.6.7.Les indices de pente : _______________________________________________________________ 15 I.6.8.Pente moyenne ____________________________________________________________________ 16 I.6.9.Longueur du cours d’eau principal _____________________________________________________ 17 I.7.Les caractéristiques du réseau hydrographique ______________________________________ 17 I.7.1.Densité de drainage ________________________________________________________________ 17 I.7.2.Dénivelée spécifique (DS) ____________________________________________________________ 18 I.7.3.Temps de concentration (TC) _________________________________________________________ 19 I.7.4.Vitesse d’écoulement de l’eau (VC) ____________________________________________________ 19 I.7.5.Réseau hydrographique: _____________________________________________________________ 20 I.7.6.Récapitulatif des caractéristiques principales du B.V Boussaâda _____________________________ 21 Sommaire I.8.Conclusion ___________________________________________________________________ 21 Chapitre II : Aperçu géologique ________________________________________________ 23 II.1.Introduction __________________________________________________________________ 23 II.2.Zone de Bou Saada ____________________________________________________________ 23 II.3.ELEMENTS de STRATIGRAPHIE : _____________________________________________ 24 II.4.Conclusion : _________________________________________________________________ 26 Chapitre III : Aperçu hydrogéologique ___________________________________________ 28 III.1.Introduction _________________________________________________________________ 28 III.2.Zone de Boussaâda ___________________________________________________________ 28 III.2.1.Les cartes structurales _____________________________________________________________ 28 III.2.2. Les cartes piézométriques __________________________________________________________ 28 III.2.3.Inventaire des points d’eau: _________________________________________________________ 29 III.2.4.Etude piézométrique : ______________________________________________________________ 29 III.2.5.Interprétation des cartes piézométriques : ______________________________________________ 29 III.3.Conclusion __________________________________________________________________ 31 Chapitre IV : Hydrochimie ____________________________________________________ 33 IV.1. Introduction ________________________________________________________________ 33 IV.2. Analyse des paramètres physico-chimiques des eaux souterraines _____________________ 34 IV.2.1.Représentation graphique des paramètres physiques. _____________________________________ 34 IV.3. Etablissement des cartes hydro-chimiques_________________________________________ 37 IV.3.1. Carte iso-teneur en Potentiel hydrogène (Ph) __________________________________________ 37 IV.3.2. Carte iso-valeurs de conductivité électrique (CE) ________________________________________ 38 IV.3.3. Carte iso-teneur en calcium (Ca+2 mg/l) _______________________________________________ 39 IV.3.4. Carte iso-teneur en magnésium (Mg+2 mg/l) ____________________________________________ 41 IV.3.5. Carte iso-teneur en chlorure (Cl- mg/l) ________________________________________________ 43 IV.3.6. Carte iso-teneur en bicarbonate (HCO3 - mg/l) __________________________________________ 44 IV.3.7. Carte iso-teneur en Sulfate (SO4 - - mg/l) _______________________________________________ 46 IV.3.8. Carte iso-teneur en Nitrate (NO3 - mg/l) ________________________________________________ 48 IV.4.Faciès hydro-chimiques ________________________________________________________ 51 Sommaire IV.4.1.Classification de Piper _____________________________________________________________ 51 IV.4.2.Classification de Schoeller et Berkaloff ________________________________________________ 52 IV.5.Analyses statistiques multivariées des variables physico-chimiques _____________________ 54 IV.5.1.L’Analyse en composantes principales (ACP) ___________________________________________ 54 IV.5.1.1.Méthodologie ___________________________________________________________________ 54 IV.5.1.2. Application de L’ACP sur des données chimiques de la zone d’étude _______________________ 55 IV.5.2 .L’analyse par la méthode de classification ascendante hiérarchique (CAH) ___________________ 62 IV.5.2.1.Principe de la méthode ___________________________________________________________ 62 IV.5.2.2.Avantages de la classification ascendante hiérarchique __________________________________ 62 IV.5.2.3.Application de CAH sur les résultats d’analyses de la région de Boussaâda __________________ 62 IV.7.Conclusion __________________________________________________________________ 65 Conclusion générale __________________________________________________________ 67 Liste des figures Liste des figures Figure. I. 1.Carte de la situation géographique de la ville de Boussaâda ___________________ 5 Figure.I.2.Situation géographique de la ville de M'sila. [04] ____________________________ 7 Figure.I.3.Situation géographique de la ville de Boussaâda. [04] _________________________ 9 Figure. I.4.B.V de Boussaâda par satellite [07] _____________________________________ 11 Figure.I.5.Carte du bassin versant étudié __________________________________________ 12 Figure. I.6. Courbe hypsométrique _______________________________________________ 14 Figure. I.7.Carte hypsométrique du B.V de Boussaâda _______________________________ 18 Figure.I.8.Le réseau hydrographique du sous bassin de Bou-Saada. _____________________ 20 Figure.II.1.extrait de la carte géologique du Boussaâda [07] ........................................................ 23 Figure.II.2.Coupe géologique de la zone de Boussaâda. [04] ....................................................... 25 Figure.III. 1: Carte de position des forages étudié 2015…………………………………………29 Figure.III. 2: la Carte piézometrique du B.V de Boussaada 2012 ................................................ 30 Figure.III.3: la Carte piézometrique du B.V de Boussaada 2015 ................................................. 31 Figure. IV.1.Répartition de pH des eaux souterraines pour les périodes ...................................... 34 Figure. IV.2.Répartition de CE des eaux souterraines pour les périodes ...................................... 35 Figure. IV.3.Répartition de la Température des eaux souterraines pour les compagnes (Mai 2012 et Décembre 2015) ...................................................................................................... 36 Figure. IV.4. Carte iso-teneur en Potentiel hydrogène (Ph) 2012 ................................................ 37 Figure. IV.5.Carte iso-teneur en Potentiel hydrogène (Ph) 2015 ................................................. 37 Figure. IV.6.Carte iso-valeur de conductivité électrique CE (µ S/cm) Mai 2012 ........................ 38 Figure. IV.7.Carte iso-valeur de conductivité électrique CE (µ S/cm) décembre 2015 ............... 39 Figure. IV.8.Carte iso-teneur en calcium (Ca+2 en mg/l) 2012 ..................................................... 40 Figure. IV.9.Carte iso-teneur en calcium (Ca+2 en mg/l) 2015 ..................................................... 40 Figure. IV.10.Carte iso-teneur en magnésium (Mg+2 mg/l) 2012 ................................................ 42 Figure. IV.11.Carte iso-teneur en magnésium (Mg+2 mg/l) 2015 ................................................ 42 Figure. IV.12.Carte iso-teneur en chlorure (Cl- mg/l) 2012 ......................................................... 43 Liste des figures Figure. IV.13.Carte iso-teneur en chlorure (Cl- mg/l) 2015 ......................................................... 44 Figure. IV.14.Carte iso-teneur en bicarbonate (HCO3 - mg/l) 2012 ............................................. 45 Figure. IV. 15.Carte iso-teneur en bicarbonate (HCO3 - mg/l) 2015 ............................................ 46 Figure. IV.16.Carte iso-teneur en sulfate SO4 Mai 2012 ............................................................ 47 Figure. IV.17.Carte iso-teneur en sulfate SO4 Mai 2015 ............................................................ 48 Figure. IV.18.Carte iso-teneur en Nitrate (No3- mg/l) 2012 ......................................................... 49 Figure. IV.19. Carte iso-teneur en Nitrate (No3- mg/l) 2015 ........................................................ 50 Figure. IV.20.Diagramme de Piper Compagne de (Mai 2012) ..................................................... 51 Figure. IV.21.Diagramme de Piper Compagne de (Décembre 2015) ........................................... 52 Figure. IV.22.Diagramme du SCHOELLER – BERKALOFF (Mai 2012) .................................. 53 Figure. IV.23.Diagramme du SCHOELLER – BERKALOFF (Décembre 2015) ........................ 53 Figure. IV.24.Cercle de corrélation (Mai 2012) ........................................................................... 59 Figure. IV.25.Répartition des Individus (Mai 2012) .................................................................... 59 Figure. IV.26.cercle de corrélation (Décembre 2015) ................................................................. 61 Figure. IV.27.Répartition des Individus (Décembre 2015) .......................................................... 61 Figure. IV.28. Dendrogramme de l'analyse de faisceau hiérarchique (Q-mode). ......................... 63 Liste des tableaux Liste des tableaux Tableau.I.1: Evaluation de la population du Boussaâda ............................................................................... 8 Tableau.I.2: Données climatiques à Boussaâda ......................................................................................... 10 Tableau.I.3: Calcul des surfaces partielles et cumulées ........................................................................... ..13 Tableau.I.4: classification des Reliefs ........................................................................................................ 19 Tableau.I.5: Principales caractéristiques morphométriques du B.V du Boussaâda .................................. .21 Tableau IV. 1.Statistiques de pH des eaux souterraines de la zone d’étude……………………….……..34 Tableau IV. 2.Statistiques de C.E des eaux souterraines de la zone d’étude……………………………...35 Tableau IV. 3. Statistiques de Température des eaux souterraine de la zone d’étude………………….…36 Tableau IV. 4.Statistique du calcium dans les eaux souterraines de Boussaâda 2015........................…....39 Tableau IV. 5.Statistiques de Magnésium dans les eaux souterraines de Boussaâda 2015………..….….41 Tableau IV. 6.Statistique de Chlorure dans les eaux souterraine de Boussaâda 2015…………..……..…43 Tableau IV. 7.Statistique de Bicarbonate dans les eaux souterraine de Boussaada 2015………………...44 Tableau IV. 8. Statistique de sulfaté dans les eaux souterraine de Boussaâda 2015…………..….……...46 Tableau IV.9.Statistique de Nitrate dans les eaux souterraine de Boussaâda 2015…….………………..48 Tableau IV. 10. Statistiques et comparaison des moyennes des paramètres physico-chimiques avec les normes Algériennes …………………………………………………………………………….…….….55 Tableau IV. 11.Statistiques et comparaison des moyennes des paramètres physico-chimiques avec les normes Algériennes…………………………………………………………………………………..…..56 Tableau IV. 12.Matrice de corrélation des paramètres chimique Mai 2012……………………………..56 Tableau IV. 13.Matrice de corrélation des paramètres chimique Décembre 2015………………...…….57 Tableau IV. 14. Corrélation entre les couples des paramètres physico-chimiques……………………...57 Tableau IV. 15.Corrélation entre les couples des paramètres physico-chimiques………………….…...57 Tableau IV. 16. Pourcentage de variance exprimée………………………………..…………………….58 Tableau IV. 17. Corrélation entre les variables et les facteurs…………………………………………....58 Tableau IV. 18.Pourcentage de variance exprimée…………………………………………………........60 Tableau IV. 19.Corrélation entre les variables et les facteurs……………………………..……………..60 Tableau IV. 20. Valeurs moyennes des paramètres physico-chimiques pour les trois principaux groupes…………………………………………………………………………………………………...64 ﻣــﻠـﺨـﺺ ﻣﻠــﺨﺺ ھﺬه uploads/Geographie/ analyse-statistique-multivariee-des-eaux-souterraines-bousaada.pdf