un simple travail montre la méthodologie et l'opération d'une recharge artificielle des nappes d'eaux souterraine par les différent dispositif avec des exemples

1. République Algérienne Démocratique et Populaire
Université de Mohamed Ben Ahmed Oran 2
Faculté des sciences de la terre et de l’univers
Master 2 Eau souterraine et environnement
Thème
Présenté par :
Zemour Youcef
Maâtallah Nadia
Chargé de cours :Mr.Hayane

2. Plan de travail
*Introduction
*Définition de la recharge artificielle
*Les menaces qui affectent les Ressources en eaux
*Les objectifs de la recharge
*Les bénéfices de la recharge
*Conditions de la recharge artificielle
*Les moyens de surveillance
*Les dispositifs de recharge artificielle
*Recharge artificielle de la nappe de Mitidja «exemple d’application »
*Risques sanitaires et environnementaux
*Conclusion
*Recommandations

3. Introduction
Face aux besoins en eau sans cesse grandissants,
le concept de l’alimentation ou recharge
artificielle des nappes des eaux souterraines
apparait comme étant un moyen efficace
d’établir une meilleure gestion des ressources
en eau.

4. Définition
La recharge artificielle des nappes est une
pratique qui vise à augmenter les volumes
d’eau souterraine disponibles en favorisant, par
des moyens artificiels, son infiltration jusqu’à
l’aquifère ; elle fait partie, avec l’utilisation de
l’eau de pluie, des eaux usées retraitées et du
dessalement de l’eau de mer, des ressources en
eau non conventionnelles les plus souvent
citées participant à une gestion de l’eau
optimisée.

5. Les menaces qui affectent les Ressources en eaux
La surexploitation des ressources en eau
souterraines.
La pollution des ressources eau (cours d’eau,
nappes,....) par rejets solides ou liquides dans le
milieu, les cours d’eau et les nappes d’eau
souterraines vulnérables.
L’envasement des retenues des barrages.
L’impact des changements climatiques
La fréquence d’années sèches successives qui
entravent le renouvellement annuel des ressources
en eau

6. Les objectifs de la recharge
 Restauration d’une nappe surexploitée.
 Stockage d’eau en vue d’une utilisation ultérieure.
 Epuration naturelle des eaux usées par le sol (propriétés
biologiques et physico-chimiques du sol)
 Barrière hydraulique contre la progression des eaux salées,
notamment d’origine marine en exploitation côtière.
 L’amélioration de la qualité des nappes avec une baisse
significative des concentrations en certains éléments
chimiques par dilution (ex: nitrate, pesticides)
 De faciliter l’acceptation par le public de l’utilisation d’eaux
usées traitées, notamment en tant qu’eau potable, grâce au
passage de celles-ci par un système d’épuration naturelle : la
Zone Non Saturée en eau (ZNS).

7. Les bénéfices de la recharge
Mise en valeur des terres par augmentation des
disponibilités en eau (Notamment pendant les
périodes de sécheresse en pays semi-aride et
aride).
Maintien de la vie végétale à la surface du sol en
soutenant le niveau de la nappe.
Expansion humaine et industrielle de régions
jusqu’alors gênées par le manque d’eau.

8. Conditions de la recharge artificielle
Disponibilité de la ressource en eau à proximité des
sites à recharger.
Eau d’assez bonnes qualités chimiques et
bactériologiques, pour ne pas altérer la qualité de
l’eau de l’aquifère.
T° de l’eau < 25°C (des températures élevées
modifient la perméabilité du milieu récepteur).
Turbidité < 3 g/l pour éviter les risques de colmatage
précoce des ouvrages d’infiltration ou de l’injection.
Un débit régulier.
Une perméabilité suffisante (10-2 à 10-5 m/s)

9. Les moyens de surveillance
 Mesures de paramètres physico-chimiques :
saturation en eau, pression de l'eau, température,
conductivité, potentiel redox, pH des eaux
d’infiltration,
 Echantillonnage et analyse des gaz de la zone non
saturée,
 Echantillonnage et analyse des eaux de la zone non
saturée,
 Echantillonnage des sols pour une analyse
minéralogique et microbiologique,
 Tests de perméabilité sur les sols et sous-sols du site
de recharge.

10. Les dispositifs de recharge artificielle
Injection d’eau de bonne qualité dans les forages et
les puits.
les bassins d’infiltrations de différentes dimensions.
Utilisation de la technique des « big bag » dans les
cours d’eau pour favoriser une meilleure infiltration.
Les épandages d’eau de crues dans des grandes
surfaces planes ou dans des dépressions
Les lâchers des barrages
Par des barrages inféro flux.
Filtre à sable (Tertre d’infiltration)

11. Puits d'injection
Consiste à utiliser un puits pour en faire un usage
double, c'est-à-dire qu'on peut l'utiliser pour
l'alimentation et l'extraction en eau.
Ce procédé est notamment utilisé lorsqu’il existe
une couche imperméable entre la surface du sol
et la nappe. L’action épuratrice du sol intervenant
peu pour les eaux d’injection, le traitement de
celles-ci doit être plus élaborée que dans le cas de
bassins.

13. Injection superficielle(bassin d’infiltration)
La construction d'un bassin ne peut se faire que sur des
terrains relativement plats. Les berges des bassins
doivent être rendues imperméables par bétonnage ou
dépôt de sédiments très fins; ceci, afin d'éviter toute
infiltration horizontale.
L’avantage principal des bassins est de pouvoir
recevoir des eaux quasi-brutes : en effet, par passage
dans le sol, les eaux de recharge subissent une
épuration naturelle pratiquement totale.

15. Par épandage d’eau de crues sur de grandes
surfaces « Système Legros »
L'eau à infiltrer est épandue en général sur des terres
agricoles, par l'intermédiaire de rainures (sillon de labour),
son écoulement peut être freiné par la réalisation de
diguettes de faible hauteur.
La ressource en eau est
constituée par des eaux
de cours d'eau en
période excédentaire,
hors période culturale.

16. Système Big bag
Le système consiste en une barrière constituée de
grands sacs remplis de tout venant d’oued ou de
terres pour stopper une partie des eaux afin
d’augmenter le taux de recharge de la nappe dans
les oueds et pour permettre aux agriculteurs de la
région de bénéficier d’un volume d’eau pour
l’irrigation de leurs terres au lieu d’utiliser les
eaux de la nappe.

19. Filtre à sable (Tertre d’infiltration)
Ces techniques sont utilisées en général lorsque l'un
des objectifs est le traitement d'eau (eau usée, eau
superficielle pour utilisation en eau potable...).
Les eaux à infiltrer sont épandues à la surface d'un
massif sableux (en place ou reconstitué) par
l'intermédiaire de drains, ou par écoulement
direct. Lorsque la surface piézométrique de la
nappe phréatique est trop proche du sol

22. Tour du monde de la recharge artificielle
Pays Localisation du site Type Réalimentation Taille (Hab.)
ALLEMAGNE Berlin Percolation pour 15%
Injection directe
3,4 millions
AUSTRALIE Adelaïde 1,1 millions
ESPAGNE Barcelone Injection directe 2,9 millions
ETATS-UNIS Californie, Montebello
Forebay
Percolation
ETATS-UNIS Orange County Water District,
Californie
Injection directe
ETATS-UNIS West Basin, Californie
ETATS-UNIS Tucson, Arizona Percolation
ETATS-UNIS Ville de Mesa, Arizona Percolation
FRANCE Pecq-Croissy Percolation
FRANCE Moulle Percolation 300 000
MEXIQUE Mexico 18 millions
TUNISIE Korba Percolation

23. Recharge naturelle et artificielle
Recharge artificielle avec des eaux traitées
Recharge artificielle mixte eaux traitées et eaux de pluies

24. Exemple de la Recharge
artificielle en Algérie

25. Recharge artificielle de la nappe de la Mitidja

26. Rabattement de niveau piézométrique
Un rabattement très important et remarquable dans la nappe, varient
de 10 à 50 mètres sur une période de 30 ans.
Cette baisse importante de la surface piézométrique est la
conséquence de plusieurs facteurs à savoir :
 Longue période de sécheresses (quatre dernières décennies)
combinée à une importante prolifération de forages.
 Le commencement précoce de l’irrigation dû à cette sécheresse.
 Importance des surfaces irriguées.
 Au pompage continu au niveau des principaux champs de captage
à cause de l’augmentation de la demande de la ressource au niveau
de l’algérois.
 Prolifération des forages agricoles et industriels illicites surtout au
voisinage des périmètres de protection des champs de captage.

27. Fluctuation de la surface piézométrique pour la période 1980-1995

28. Fluctuation de la surface piézométrique entre la période 1995-2010

29. La stabilisation du niveau piézométrique après
la fin de l’année 2000 est due à l’augmentation
des précipitations et à l’installation d’un projet
de recharge artificielle de la nappe par des
bassins d’infiltration à partir de l’oued El
Harrach à partir de l’année 2005 par l’ANRH
et la DRE de Blida.

30. 1ère expérience (de l’ANRH)
Au bord de l’oued El Harrach amont, Il existe :
Un (01) bassin de décantation des particules fines (50 m
x 46 m x 3 m).
Trois (03) bassins destinés à l’infiltration des eaux (31
m x 15 m x 3 m). Ces bassins sont alimentés par un
canal d’amenée d’eau à partir de l’oued
2ème expérience (de la DRE de Blida)
située à 3Km au Nord-ouest du site de l’ANRH. Ces
bassins sont de grandes dimensions (50 à 100 m de
long sur 30 à 50 m de largeur) qui sont alimentés par
des canaux d’irrigation datant de 1827 acheminant les
eaux d’oued Hammam Melouane.

31. Cinq (05) bassins ont été réalisés dans la région
comprise entre Bouinan et Bougara qui
rechargent la nappe avec de grand débit :
 Bassin 1 : avec un débit d’infiltration variant de
40 à 70 l/s,
 Bassin 2 : avec un débit de 306 l/s (jaugeage du
14/03/2005)
 Les deux autres bassins reçoivent de 20 à 40 l/s
 Un grand bassin de décantation avant sa
finalisation avait un débit entrant de 986 l/s.

33. Oued El Harrach
⇩
Amenée d’eau
⇩
Bassin de décantation
⇩

34. Les niveaux statiques de la nappe mesurés en
2005 (date de mise en service) au niveau de trois
piézomètres implantés en aval des bassins,
donnent des profondeurs entre 35 et 41 m mais
après la suppression du canal d’alimentation des
bassins, les niveaux ont chutés pour atteindre des
valeurs variant entre 54 et 68 m en 2010.

36. Qualité des eaux de recharge
 La couleur, l’odeur et la saveur de l’eau sont acceptables pour faire la
recharge de la nappe.
 La turbidité est faible. Les concentrations de Ca, Mg, et Na sont
identiques, inferieures à 200 mg/l ce qui signifie que l’eau est moins dure.
 Les concentrations du potassium sont égales à 3 mg/l < à 12 mg/l .
 Les concentrations des chlorures varient entre 10 – 500 mg/l « < à 250
mg/l».
 Les concentrations des sulfates varient entre 100 – 400 mg/l « < à 250
mg/l ».
 Les concentrations des bicarbonates varient entre 214 – 275 mg/l « < à
200g/l ».
 Les concentrations des nitrates varient entre 0 – 8 mg/l « < à 50 mg/l».
 Les valeurs du pH obtenus varient entre 7,7 – 8,3.
 Les valeurs de la conductivité électrique varient entre 400 – 3000 μS/cm,
alors que le résidu sec varie entre 279 – 1847.
 Les matières en suspension (MES) sont très riche en sable.

37. Discussion
Les résultats obtenus de ces analyses montrent :
Une bonne qualité chimique de l’eau qui sera
utilisée pour la recharge de la nappe de la
Mitidja.
Les valeurs de la matière en suspension sont
importantes. Elles sont remarquables en périodes
des crues où l’écoulement transporte une quantité
importante de particules de sables, de terres et de
sédiments suite à l’érosion ou au lessivage des
sols fragiles.

38. Résultat
Ce projet a donné de bons résultats localement, étant
donnés que les forages agricoles situés dans ce
domaine exploitent les eaux souterraines à grand
débit. Cette constatation est appuyée par un faible
rabattement de la nappe malgré les grands
pompages effectués dans la région.
Actuellement, ces bassins sont à l’arrêt. Donc, il
est primordial de prendre en charge ce système
en créant un nouveau moyen d’alimentation.

39. Risques sanitaires et environnementaux
Selon la qualité et l’efficacité des traitements réalisés
sur les eaux de recharge, ces eaux peuvent contenir à
un degré plus ou moins important différents
contaminants tels que des métaux traces, des
nutriments ainsi que des micro-organismes, y
compris des micro-organismes pathogènes et des
molécules dites «émergentes». L’utilisation d’eau
d’origine et de qualité variées, notamment d’eaux
usées traitées, dans le cadre de dispositifs de
recharge artificielle est donc susceptible de présenter
des risques sanitaires élevés.

40. Pour limiter les risques sanitaires et
environnementaux, la caractérisation "eau-roche"
de la zone non saturée doit être menée. Les
critères pouvant affectés les processus
géochimiques et microbiologiques favorisant
l’épuration des eaux de recharge sont:
Le pH,
Le potentiel d’oxydoréduction,
La concentration en matière organique
La minéralogie.

41. Conclusion
L’emploi de ces dispositifs de recharge artificielle est
généralement envisagée du fait que la recharge
artificielle est une réponse pragmatique d’adaptation
au changement climatique, potentiellement éco-
responsable dans une approche systémique de la
gestion de l’environnement et économiquement
attractive pour la gestion des ressources en eau.
Plusieurs problèmes hydrauliques peuvent être
solutionnés si on a recours à la recharge artificielle
des nappes.

42. Recommandations
 Arrêter immédiatement les forages et puits
fortement contaminés;
 Arrêter l’exploitation dans les secteurs vulnérables à
l’intrusion;
Généraliser la microirrigation ;
Programmer des compagnes de mesure de la
piézométrie pour suivre les fluctuations du niveau de
la nappe;
 Faire des analyses chimiques et géophysique pour
suivre et localiser l’interface eau douce- eau salée;
Etudier et modéliser la propagation du biseau salé.

43. Merci pour Votre Attention