Abstracts
Résumé
Le Sud sétifien, situé au nord-est algérien, est le siège de plusieurs aquifères renfermant parfois de l’eau chaude dont la température varie entre 25 °C et 43 °C. Afin d’évaluer le potentiel en eau thermale de cet ensemble, nous avons utilisé une approche pluridisciplinaire axée sur la géologie, la géophysique, l’hydrodynamique et l’hydrochimie. Il ressort de cette approche que cet ensemble est caractérisé par la présence d’une série de horsts et de grabens. Les horsts sont formés par des calcaires et des dolomies, datés du Lias au Miocène, et les grabens ont permis l’instauration d’un système endoréique fermé occupé par des lacs salés. Ces massifs carbonatés affleurent au milieu d’une vaste plaine comblée par des formations alluvionnaires du Mio-Plio-Quaternaire. L’aperçu hydrogéologique montre que les formations du Crétacé peuvent offrir des possibilités aquifères non négligeables. L’outil hydrochimique montre que les eaux chaudes se caractérisent par la présence de trois faciès chimiques différents, le premier de type Cl-Na à l’Est, le second de type SO4-Ca au centre et le troisième de type SO4-Na à Ca à l’Ouest. Cette analyse a aussi permis d’attribuer au sodium, aux chlorures et aux sulfates une origine terrigène évaporitique, par le rapport molaire Sr2+/Ca2+. La salinité qui caractérise ces eaux thermales est principalement due à la circulation des eaux à grande profondeur dans les formations cristallophylliennes et les formations carbonatées qui sont en contact avec des formations terrigènes salifères. Le géothermomètre à silice montre que ces eaux thermales ont une température de 80 °C et que l’eau proviendrait d’une profondeur allant de 1 400 à 2 200 m à travers un système de failles qui affecte le socle. Il est montré que la baisse de la température de 40 °C est due en partie au mélange avec les eaux superficielles.
Mots-clés :
- Eau thermale,
- Géologie,
- Horst,
- Hydrochimie,
- Karst,
- Sud sétifien,
- Algérie
Abstract
The south setifian mountains, situated in the north-east of Algeria, are the seat of aquifers with thermal waters where the temperature varies between 25°C in the east and 43°C at the centre. In order to evaluate the thermal water potential of this whole region, we have employed a multidisciplinary approach involving geology, geophysics, hydrogeology and hydrogeochemistry. The results from this approach indicate that the whole region is characterized by the presence of a series of horsts formed by thick carbonated and karstified layers dating from the Lias to the Miocene, and grabens have allowed for the establishment of a closed endorheic system occupied by chotts and sebkhas, filled with salt water. These massive carbonate outcroppings occur in the middle of the plain filled by Mio-Plio-Quaternary alluvial materials. This hydrogeological analysis indicates that these formations from the cretaceous era can offer considerable aquifer possibilities. The hydrochemical analysis showed that the waters of the region show three different chemical facies: the first, Cl-Na in the east; the second, SO4-Ca in the centre; and the third, SO4-Na to Ca, in the west. This hydrochemical analysis also allowed us to attribute the sodium, chloride and sulfate to an evaporative origin. The salinity that characterizes these thermal waters is mainly due to water circulation at great depths in the carbonate formations and to the alteration of the evaporate minerals during their ascent. The molar ratio Sr2+/Ca2+ confirmed this hypothesis. Different geo-thermometers, mainly that of silica, have shown that these thermal waters have a temperature of 80°C and come from a depth that varies between 1400 and 2200 m, through a fault system that affects the base. The decrease of the temperature to 40°C is likely due in part to mixing with surface water, as shown by the technique of Giggenbach.
Keywords:
- Thermal water,
- Geology,
- Horst,
- Hydrochemistry,
- Karst,
- South sétifien,
- Algeria
Appendices
Références bibliographiques
- Abdesselam M., J. Mania, J. Mudry, J.P., Gélard, P. Chauve, H. Lami et C. Aigoun (2000). Arguments hydrogéochimiques en faveur de Trias évaporitique non affleurant dans le massif du Djurdjura (dorsale kabyle, élément des Maghrébines). Rev. Sci. Eau, 13, 155-166.
- Appelo C.A.J. et D. Postma (1993). Geochemistry, groundwater and pollution. J. Hydrol., 155, 295-296.
- ATHAMENA M. (2007). Étude des ressources thermales de l’ensemble allochtone sud sétifien. Mémoire de Magister, Univ. Batna, Algérie, 150 p.
- Bouchareb-Haouchine F.Z. (1993). Apport de la géothermométrie et des données de forages profonds à l’identification des ressources géothermiques de l’Algérie du Nord. Application à la région du Hodna. Mémoire de Magister, Univ. Alger, Algérie, 105 p.
- Bouchareb-Haouchine, F.Z., A. Issaad et H. Bendhia (1994). Estimation and interpretation of geothermal gradient in Northern Algeria. Bull. Serv. Geol. Algeria, 5, 69-74.
- Bouchareb-Haouchine F.Z. et A. Boudoukha (2009). Hydro-geochemical and litho-structural approach of deep circulations in the mounts of Hodna, Algeria. Eur. J. Sci. Res., 37, 12-20.
- BOUDOUKHA A. (1988). Hydrogéologie et modélisation du système aquifère des dépressions fermées d’El Eulma N.E Algérien. Thèse de Doctorat, Univ. Franche-Comté, Besançon, France, 184 p.
- BOUDOUKHA A. (1998). Hydrogéologie des hautes plaines sétifiennes et hydrochimie des eaux souterraines. Thèse de Doctorat, Univ. Annaba, Algérie, 230 p.
- BOUDOUKHA A. (2008). Identification des aquifères profonds par la prospection électrique. Application à l’Est algérien. Sci. Technol. A, 28, 47-52.
- BOUDOUKHA A., W.M. KOWALSKI et A. PHARISAT (1997). Évolution des sédiments lacustres Plio-Villafranchiens des dépressions fermées d’El Eulma. Est algérien. Bull. Soc. Sci. Nat. Pays Montbéliard, 187-200.
- BOUDOUKHA A., D. KHAMOUDJ et L. DJABRI (2006). Conséquence d’une surexploitation d’un aquifère en pays semi-aride : cas de la nappe superficielle d’El Eulma (Est Algérien). L’eau souterraine dans les Pays Méditerranéens, 17, 459-465.
- Bouri S., M. Gasmi, M. Jaouadi, M. Souissi, A. Mimi, A. Lahlou et H. Dhia (2007). Étude intégrée des données de surface et de subsurface pour la prospection des bassins hydrogéothermiques : cas du bassin de Maknassy (Tunisie centrale). Hydrol. Sci. J., 52, 1298-1315.
- Boutaleb A. (2001). Les minéralisations à Pb-Zn du domaine Sétifien-Hodna : Gitologie, pétrographie des dolomies, microthermométrie et implications métallogéniques. Thèse de doctorat d’état en géologie minière, IST. USTHB, Algérie, 350 p.
- BRADY P.V. et J.V. WALTER (1992). Surface chemistry and silicate dissolution at elevation temperature. Am. J. Sci., 292, 639-658.
- BRINIS N., A. BOUDOUKHA, L. djabri et J. MANIA (2009). La salinité des eaux souterraines de la zone Est de la plaine d’El Outaya. Région de Biskra, Algérie. Bul. Serv. Géol. Algérie, 20, 49-61.
- CASTANY G. (1967). Traité pratique des eaux souterraines. Dunod (Éditeur), Paris, 661 p.
- CENTRE D’EXPERTISE EN ANALYSE ENVIRONNEMENTALE DU QUÉBEC (2008). Détermination des nitrates et des nitrites : méthode colorimétrique automatisée avec le sulfate d’hydrazine et le N.E.D., MA. 300 – NO3 1.0, Rév. 1. Ministère du Développement durable, de l’Environnement et des Parcs du Québec, 12 p.
- C.G.G (1969). Étude par prospection géophysique dans la plaine de Gadaine, de Zana et d’El Madher. Ministère de l’Hydraulique, DHW de Batna, Algérie, 39 p.
- C.G.G (1972). Étude par prospection géophysique dans la plaine de Ain Djasser (ex Bourzhel). Ministère de l’Hydraulique, DHW de Batna, Algérie, 22 p.
- C.G.G (1973). Étude par prospection géophysique sur les hautes plaines de Sétif. Ministère de l’Hydraulique, DHW de Sétif, Algérie, 53 p.
- CHULLI B., J. MAKNI, M. BEDIR et H. BENDHIA (2011). Une approche multidisciplinaire pour la prospection des bassins hydrogéothermiques : cas du Sahel de Sfax (Tunisie orientale). Hydrol. Sci. J., 56, 507-520.
- COIFFAIT P.E. et J.M. VILA (1976). La série des Azerou (région des Biban, Algérie), un témoin de la plate-forme néritique sétifienne sous la nappe bibanique. C.R. Somm. Soc. Géol. Fr., 269-271, Paris, France.
- D’Amore F., G. Scandifio et C. Panichi (1983). Some observations on the chemical classification of ground waters. Geothermics, 12, 141-148.
- DEMDOUM. A. (2010). Étude hydrogéologique de la région d’El Eulma et le problème de la qualité des eaux. Thèse de Doctorat, Univ. Constantine, Algérie, 205 p.
- DIB-ADJOUL H. (1985). Le thermalisme de l’Est algérien. Thèse de Doctorat, Univ. Alger, Algérie, 281 p.
- DJEMBA S. (2001). Étude hydrogéologique et modélisation du système aquifère de Baida Bordj, El Eulma. Mémoire de magister, Univ. Tébessa, Algérie, 182 p.
- Djidi K., M. Bakalowicz et A. Benali (2008). Mixed, classical and hydrothermal karstification in a carbonate aquifer hydrogeological consequence. The case of the Saida aquifer system, Algeria. C.R. Geosci., 340, 462–473.
- Fekraoui A. (2007). Caractéristiques géochimiques des eaux géothermales de la région d’Oran. Rev. Ener. Renouv., 07, 75–80.
- Ghebouli S. (2008). Origine de la salinité des eaux souterraines : cas des hautes plaines sétifiennes. Nord-Est algérien. Sci. Technol. A, 28, 37-46.
- Giggenbach W.F. (1988). Geothermal solute equilibria, Derivation of Na-K-Mg-Ca geoindicators. Geochim. Cosmochim., 52, 2749–2765.
- GLAÇON J. (1967). Recherches sur la géologie et les gites métallifères du Tell sétifien. Bull. Serv. Geol. Alger, 552 p.
- GOUAIDIA l., A. BOUDOUKHA et A. PHARISAT (2005). Impact de la lithologie et la sécheresse sur le chimisme des eaux souterraines d’une nappe en zone semi-aride; cas de la nappe alluvionnaire de Meskiana. Bull. Soc. Sci.Nat. Pays Montbéliard, 245-255.
- GOUAIDIA L., A. BOUDOUKHA, L. DJABRI L. et A. DJERRAB (2006). Impact des activités agricoles et de la nature de la couche vadose sur l’évolution des nitrates dans la plaine de Meskiana (NE algérien). L’eau souterraine dans les Pays Méditerranéens, 17, 37-46.
- Hsissou Y., P. Chauve, J. Mania, A. Mangin, M. Bakalowicz et A. Graiz (1996). Caractérisation des eaux de l’aquifère du Turonien du bassin de Tadla (Maroc) par le rapport des concentrations molaires Sr2+/Ca2+. J. Hydrol., 183, 445-451.
- ISSAADI A. (1992). Le thermalisme dans son cadre géostructural, apports à la connaissance de la structure profonde de l’Algérie et de ses ressources géothermales. Thèse de Doctorat, Univ. Alger, Algérie, 274 p.
- ISSAADI A. (1996). Mécanismes de fonctionnement des systèmes hydrothermaux. Application aux eaux thermominérales algériennes et aux eaux de Hammam Bou-Hadjar. Bull. Ser. Géol. Algérie, 7, 71-85.
- Issaadi A. et F.Z. Bouchareb-Haouchine (1997). Estimation du flux de chaleur en Algérie du Nord à partir de la thermométrie silice. Bull. Ser. Geol. Algérie, 8, 29-39.
- Khammoudj D. (2009). Dynamique des systèmes et stratégie d’aménagement et gestion de la ressource en eau en zone semi-aride : cas de la région d’El Eulma. W de Sétif. Thèse de Doctorat, Univ. Annaba, Algérie, 273 p.
- Lahlou Mimi a., H. Bendhia, S. Bouri, A. Lahrech, L. Benabidet et F.Z. Bouchareb-Haouchine (1998). Application of chemical geothemometers to thermal springs of the Maghreb. North Africa. Geothermics, 27, 211-233.
- Lakhdar A., A. Ntarmouchent, M. Ribeiro, M. Beqqali, K. El Ouadeche, L. Benabidete, M. Dahire, Y. Driouche et A. Benslimane (2006). Nouvelle approche géologique et géodynamique du complexe hydrothermal de Mouley Yakoub (Bordure septentrionale du sillon Sud Rifain). Comunicaçoes Geologicas, 93, 185-204.
- Lambrakis N. et G. Kallergis (2005). Contribution to the study of Greek thermal springs: hydrogeological and hydrochemical characteristics and origin of thermal waters. Hydrogeol. J., 13, 506–521.
- Mebarki A. (2009). Ressources en eau et aménagement en Algérie. Les bassins hydrographiques de l’Est. Office des Publications Universitaires, Algérie, 389 p.
- Meybek M. (1984). Les fleuves et le cycle géochimique des éléments. Thèse de Doctorat d'état, Univ. Paris VI, ENSup., 506 p.
- PARKHURST D.L., D.C. THORSTENSON et L.N. PLUMMER (1980). PHREEQC. A computer program for geochemical calculations. US Geol. Survey Water Resource Invest. Rept., pp. 80-96.
- RODIER J. (1996). L’analyse de l’eau, eaux naturelles, eaux résiduaires, eau de mer. 8e édition, Dunod (Éditeur), Paris, 1365 p.
- Toubal A. (2005). Regard sur les perspectives hydrogéologiques profondes des hautes plaines sétifiennes à travers la prospection électrique. Bull. Serv. Geol. Algérie, 16, 55-67.
- VILA J.M (1980). La chaine alpine d’Algérie orientale et les confins algéro-tunisiens. Thèse de Doctorat, Univ. Pierre et Marie Curie, Paris VI, France, 665 p.
- WILDI W. (1983). La chaîne tello-rifaine (Algérie, Maroc, Tunisie) : structure, stratigraphie et évolution du Trias au Miocène. Rev. Geol. Dynam. Geogr. Phys., Paris, Masson, 201-297.