Investigation des eaux souterraines par Télédétection et Système d’Informations Géographiques dans les zones arides Cas de la région de Tabelbala-Tinfouchy
Date
2026
Authors
Journal Title
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Volume Title
Publisher
University of Tindouf
Abstract
Le sujet d’étude proposé dans la cadre de cette thèse porte sur la cartographie et
l’analyse détaillée du comportement morphostructural, visant à améliorer la compréhension des
aires de captages d’eau dans la région de Tabelbala (sud-ouest algérien), tout en définissant de
manière précise les zones du potentiel hydrique. La région étudiée est soumise à un climat aride,
caractérisée avec des hivers froids et des étés chauds et secs. L’estimation du bilan
hydrologique, réalisée à l’aide de l’abaque de Verdeil, indique une évapotranspiration réelle
(ETR) de 29 mm, mettant en évidence un déficit hydrologique important. L’étude géologique
détaillée a révélé que la série stratigraphique s’étend du Protérozoïque au Quaternaire récent.
Elle est majoritairement constituée de formations sédimentaires datant du Cambrien, de
l’Ordovicien et du Quaternaire (alluvions, éboulis dépôt torrentiels et éoliens) qui sont les plus
répondues. Ces formations sont marquées par une activité tectonique intense, ayant conduit à
la mise en place des structures plissées bien développées, notamment au niveau du Dj Kahal
Tabelbala, du Dj Bet Touaris et du Dj Ben Tadjine. Du point de vue hydrogéologique, la zone
d’intérêt recèle un important potentiel hydrique souterrain, stocké au sein de plusieurs systèmes
aquifères, parmi lesquels l’aquifère cambro-ordovicien, l’aquifère de la Hamada de la Daoura,
la nappe de l’Erg Erraoui et l’aquifère de la nappe de Tabelbala. L’analyse de la cartographie
piézométrique, basée sur des campagnes d’observation, met en évidence un écoulement général
orienté du nord-ouest et du nord-est vers le sud. L’alimentation des nappes provient
principalement de pluie efficace, faible et difficile à estimer, ainsi que des crues exceptionnelles
et des échanges latéraux entre nappes (Hamada, Erg et formations Cambro-ordoviciennes).
L’intégration conjointe de la géophysique électrique (SEV), des systèmes d’information
géographique (Fr, AHP), de la télédétection et des techniques d’intelligence artificielle (Rf,
SVM et NN), a permis la délimitation avec précision les zones à fort potentiel hydrique. Par
ailleurs, l’analyse hydrochimique, appuyée par l’étude des rapports caractéristiques, a permis
d’identifier l'origine de la minéralisation des eaux de l’aquifère de la région. Trois faciès
chimiques ont été distingués dans la région d’étude. Le faciès sulfaté sodique, dominant, est
principalement observé dans les eaux captées au nord de Chraîa, ainsi qu’aux alentours du
village de Tabelbala et du Ksar Makhlouf, témoignant l’influence des formations évaporitiques
sur la minéralisation des eaux. Ce facies se retrouve particulièrement concentré dans la partie
centrale de la région d’étude. En revanche, le faciès chloruré calcique, moins répondu,
caractérise principalement les eaux situées en périphérie de la région. L’analyse comparative
des concentrations en éléments chimiques (Na+, Cl-, Ca2+, SO4
2-, HCO3
-) a relevé une
prédominance des ions issus de formations gypsifères (Ca2+, SO4
2-) et salifères (Na+, Cl-) par
rapport aux ions carbonatés (Ca2+, HCO3
-), soulignant leur rôle déterminant dans
l’augmentation de la salinité des eaux. L’évaluation de qualité des eaux, en vue de leur
utilisation pour l’irrigation et la consommation humaine, a permis d’identifier les zones où la
composition chimique influence leur aptitude à ces usages. Cette investigation a abouti à
l’élaboration d’un ensemble de cartes thématiques et des résultats illustrant l’état, la nature et
le mode de fonctionnement du système aquifère. Ces travaux soulignant la nécessité d’une
gestion appropriée et durable en eau, afin d’assurer leur préservation et leur exploitation
optimale
Description
Structuration de la thèse
Le présent travail s’inscrit dans la continuité des recherches géologiques antérieures et
vise à les compléter en approfondissant certaines approches méthodologiques et analytiques. Il
s’appuie sur les travaux existants afin d’affiner les résultats obtenus et proposer de nouvelles
perspectives. Dans ce cadre, ce projet de thèse est structuré de la manière suivante :
Chapitre 1 : Généralité et Introduction
Ce chapitre, essentiellement introductif, est consacré à une présentation générale,
décrivant le contexte de la recherche et mettant en lumière les défis actuels liés à l'évaluation
de ressources hydriques dans les zones arides et semi-arides. Il aborde également les différents
objectifs de l’étude tout en exposant la problématique de la présente investigation. De plus, il
examine les caractéristiques naturelles liées à l’aspect géographique et physiographique de la
région d’étude, offrant ainsi un cadre contextuel essentiel à cette recherche.
Chapitre 2 : Hydroclimatologie
Dans ce chapitre, une description approfondie du contexte hydroclimatique est menée,
mettant en exergue les paramètres climatiques essentiels tels que la précipitation, la
température, l’humidité du sol et de l‘air, le vent, et le bilan hydrologique. L’étude s’est
focalisée principalement sur des données issues des sources globales, notamment le programme
Power de la NASA.
Chapitre 3 : Géologie
Dans cette partie, une description géologique et structurale détaillée liée à la zone
d’intérêt a été abordée, où les éléments lithologiques et structuraux susceptibles d’influencer la
dynamique et l’écoulement de l’eau ont été mis en évidence. Cette analyse s’est penchée
particulièrement sur les caractéristiques lithologiques ainsi que les différentes failles et
fractures, qui peuvent influencer la circulation et l’infiltration des eaux.
Chapitre 4 : Hydrogéologie
Ce chapitre est réservé à la caractérisation hydrogéologique, où une description de
divers aquifères présents dans la région a eu lieu. Cette description englobe l’identification ainsi
que la description de différents aquifères relatifs à notre zone en mettant en relief les
caractéristiques hydrodynamiques et hydrogéologiques (perméabilité, débit…).
Chapitre 5 : Géophysique
Ce chapitre présente une description détaillée des paramètres hydrogéoélectriques issus
des sondages électriques verticaux (SEV), incluant notamment les épaisseurs de différents
niveaux aquifères ainsi que les résistivités transversales de l’aquifère cambro-ordovicien. Ces
données ont été intégrées et exploitées en vue de délimiter les différents aquifères existants ainsi
de déterminer les champs propices à l’implantation de forages.
Chapitre 6 : Cartographie des ressources hydriques souterraines
Ce chapitre décrit en détail l’état de l’art des différentes méthodes et modèles adoptés
pour la réalisation de cette étude. Ces méthodes appropriées à l’évaluation de la potentialité en
eau souterraine impliquent des techniques d'analyse probabiliste indirecte telles que le
processus hiérarchique analytique (AHP) et le rapport de fréquence (FR) ainsi que
des techniques avancées de l’intelligence artificielle, notamment la forêt aléatoire (Random
Forest, RF), les réseaux neurones (Neural Network, NN) et la machine à vecteur de support
(Support Vector Machine, SVM).
Chapitre 7 : Hydrochimie
Cette partie se focalise sur l’analyse hydrochimique relative aux aquifères de la région
de Tabelbala. Cette action implique un échantillonnage des différents points d’eau afin de
déterminer et d’identifier le faciès, la composition et les propriétés chimiques des eaux dans la
région considérée. Il est important de souligner que cette caractérisation se limite aux aquifères
à nappe libre.
Chapitre 8 : Evaluation de la qualité des eaux
Dans cette partie, nous avons essayé d’évaluer l’aptitude des eaux de la plaine de
Tabelbala à l’irrigation ainsi qu’à la consommation domestique. Cette évaluation s’articule
autour de l’exploitation d’un ensemble d’outils et de techniques (indices) permettant d’évaluer
la qualité des eaux en se basant sur divers paramètres physicochimiques.
En conclusion générale sont présentées les différentes constatations, mettant en lumière
le contexte géologique, hydrogéologique et structural qui influe d’une manière directe sur
l’estimation qualitative et quantitative de divers aquifères du secteur d’étude.
Keywords
hydrogéologie, Tabelbala, données spatiales, géophysique électrique, système d’information géographique, zonéographies, Apprentissage automatique
Citation
Sciences de la Terre et de l’Univers