Evaluation hydrogéologique et gestion des risques de contamination des eaux souterraines en zone industrielle aride Ain T'silla TFT

Abstract

Cette étude porte sur la caractérisation hydrogéologique, hydrochimique et environnementale de l’aquifère du Namurien dans le champ d’Ain Tsila (Illizi), en milieu saharien soumis à des pressions industrielles. L’objectif principal est de comprendre le fonctionnement du système souterrain, d’identifier les mécanismes contrôlant la qualité des eaux et d’évaluer la vulnérabilité de la nappe face aux activités anthropiques. L’approche adoptée combine la modélisation hydrodynamique, les analyses hydrochimique, les méthodes statistiques multi variées (ACP, ANOVA, clustering), ainsi que les méthodes d’évaluation de la vulnérabilité (GOD et pouvoir épurateur). Le modèle hydrogéologique calibré reproduit de manière satisfaisante les niveaux piézométriques observés, confirmant la fiabilité des paramètres hydrodynamiques et mettant en évidence un comportement globalement cohérent de l’aquifère, malgré des hétérogénéités locales. Les résultats montrent que l’aquifère présente une forte minéralisation, dominée par un faciès chloruré-sulfaté sodique-calcique, résultant principalement de la dissolution des formations évaporitiques et carbonatées, ainsi que de l’influence de conditions arides favorisant l’évaporation et l’accumulation des sels. Les analyses statistiques révèlent une variabilité spatiale importante des paramètres chimiques, traduisant à la fois des processus géologiques naturels et des apports anthropiques liés aux activités industrielles. L’étude des métaux lourds met en évidence des concentrations élevées en fer et en manganèse, indiquant une contamination significative d’origine mixte (géogénique et industrielle), tandis que les autres éléments restent globalement conformes aux normes de l’OMS. L’ACP et le clustering confirment une structuration spatiale de la pollution, distinguant des zones fortement impactées, modérément contaminées et relativement préservées. Les simulations de pompage montrent que l’augmentation des débits entraîne une intensification des rabattements et une interaction entre les cônes de dépression, traduisant une forte sensibilité du système à l’exploitation. Le transport des contaminants est principalement contrôlé par l’advection, ce qui favorise leur migration vers les zones de captage, en particulier sous l’effet des gradients hydrauliques induits par les forages. L’évaluation de la vulnérabilité indique que la nappe possède une protection naturelle globalement faible à modérée grâce à sa profondeur et à la nature argilo-marneuse de la couverture. Toutefois, cette protection peut être compromise en cas d’exploitation intensive, augmentant ainsi le risque de contamination. En conclusion, l’aquifère du Namurien constitue un système relativement protégé mais fortement sensible aux perturbations hydrodynamiques. Sa gestion durable nécessite une surveillance continue, une maîtrise des débits d’exploitation et une prise en compte intégrée des interactions entre écoulement, transport et activités industrielles تركز هذه الدراسة على التوصيف الهيدروجيولوجي، والهيدروكيميائي، والبيئي لخزان "الناموري " )(Namurianفي حقل "عين تسيلا" (إليزي، الصحراء الجزائرية)؛ وهي منطقة قاحلة تخضع لضغوط صناعية متزايدة. يكمن الهدف الرئيس للبحث في فهم آليات اشتغال نظام المياه الجوفية، وتحديد العمليات المتحكمة في جودة المياه، فضلاً عن تقييم مدى عرضة الخزان الجوفي للتأثيرات الطبيعية والبشرية (الأنثروبوجينية). تعتمد المنهجية المتبعة على الربط بين النمذجة الهيدروديناميكية، والتحاليل الهيدروكيميائية، والتقنيات الإحصائية متعددة المتغيرات( مثل تحليل المكونات الرئيسية ، PCAوتحليل التباين ، ANOVAوالتحليل العنقودي)، بالإضافة إلى طرق تقييم الحساسية للتلوث( طريقة GODوقدرة التوهين الطبيعي .)وقد نجح نموذج تدفق المياه الجوفية ال ُمعاير ، مما يؤكد موثوقية المعاملات الهيدروجيولوجية ويشير ٍل في محاكاة المستويات البيزومترية المرصودة بتوافق عا إلى سلوك متسق للخزان بشكل عام، رغم وجود تباينات محلية. أظهرت النتائج أن المياه الجوفية شديدة المعدنة، مع سيادة سحنة "كلورية-كبريتية صوديومية-كلسية" تتحكم فيها عملية ذوبان التكوينات التبخيرية والكربونية في ظل الظروف المناخية القاحلة. كما أبرزت التحليلات الإحصائية تبايناً مكانياً كبيراً في كيمياء المياه، مما يعكس تداخل العمليات الجيوكيميائية الطبيعية مع التأثيرات البشرية الموضعية المرتبطة بالأنشطة الصناعية. وكشف تقييم المعادن الثقيلة عن ارتفاع في تركيزات الحديد والمنغنيز، مما يشير إلى أصول جيوكيميائية وبشرية مختلطة، في حين ظلت المعادن الأخرى عموماً ضمن القيم التوجيهية لمنظمة الصحة العالمية. أكدت تحليلات المكونات الرئيسية والتحليل العنقودي وجود تنظيم مكاني للتلوث، متمثلاً في تمايز المناطق المتأثرة بشدة، والمناطق متوسطة التأثر، والقطاعات الأقل تلوثاً نسبياً. وتثبت سيناريوهات المحاكاة أن زيادة معدلات الضخ تؤدي إلى تكثيف هبوط المنسوب وتحفيز التفاعل بين مخاريط الانخفاض، مما يسلط الضوء على حساسية الخزان تجاه الاستغلال. ويخضع انتقال الملوثات بشكل أساسي لعملية "الحمل) ،" (Advectionمما يؤدي إلى هجرة سريعة للملوثات نحو آبار الضخ تحت تأثير التدرجات الهيدروليكية المتزايدة. يشير تقييم الحساسية ) (Vulnerabilityإلى أن الخزان يتمتع عموماً بحساسية ذاتية منخفضة إلى متوسطة نظراً لعمقه ووجود غطاء وقائي من الغضار والمارل. ومع ذلك، يمكن أن تضعف هذه الحماية الطبيعية في ظل السحب المكثف، مما يرفع من مخاطر تلوث المياه الجوفية. وبشكل عام، يعد خزان "الناموري" نظاماً هيدروجيولوجياً محمياً نسبياً ولكنه عالي الحساسية، حيث تتطلب إدارته المستدامة مراقبة مستمرة، وضخاً مقنناً، وفهماً متكاملاً لعمليات التدفق والنقل والتأثيرات الصناعية