Faculté des Sciences Ain Chock Casablanca

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U.F.R : Géodynamique des Orogènes Marocains

THESE
DE
DOCTORAT

Spécialité : Sciences de l’Eau et Environnement


HYDROGEOCHIMIE D’UN ECOSYSTEME AQUATIQUE : CAS DES LACS RESERVOIRS : IMFOUT- DAOURAT ET SIDI MAÂCHOU SUR L’OUED OUM RBIA
IMPACT DU SEDIMENT SUR L’EUTROPHISATION

Par
Mme. Fatiha BENZHA LFADELI

Date : le 21 juillet 2007 à 9H devant le jury composé de :

Pr. ZOUHRI S. Faculté des Sciences Aïn Chock Président
Pr. HILALI A. Faculté des Sciences Aïn Chock Directeur de thèse
Pr. KAOUKAYA A. Faculté des Sciences Aïn Chock Rapporteur
Pr. IGHZOU A. Faculté des Sciences Aïn Chock Rapporteur
Pr. AJDOUR A. Ecole Mohammedia des ingénieurs Rapporteur
Pr. LEKHLIF B. Ecole Hassania des travaux publics Examinateur
Pr. ZIDANE F. Faculté des Sciences Aïn Chock Examinateur


RESUME:

Ce travail porte sur la qualité des eaux et des sédiments de la partie aval d’Oued Oum Rbia aménagé de trois retenues : Imfout (27millions m3), Daourat (9,5millions m3) et Sidi Maâchou (2 millions m3). Pour cela, une étude hydrogéochimique a été entreprise. Elle a pour objectifs de 1) comprendre le fonctionnement et l’organisation de l’écosystème aquatique, 2) évaluer le potentiel trophique des trois retenues, 3) déterminer le facteur limitant de l’eutrophisation, 4) quantifier les bilans annuels de masse des retenues, 5) mettre en évidence l’impact de la vidange Daourat en tant qu’une perturbation anthropique, sur le fonctionnement de l’hydrosystème, 6) dégager l’impact des caractéristiques granulométriques sur la qualité des eaux, 7) étudier le comportement du phosphore à l’interface eau- sédiment.
Pour répondre à ces objectifs, neufs stations de prélèvement d’eau ont été choisi dont six ont fait l’objet également de prélèvement de sédiment et trois d’eau interstitielle.
Les résultats du compartiment hydrique ont révélé un faible temps de séjour des eaux dans les retenues, l’absence de thermocline et une oxygénation presque permanente. Ces facteurs reflètent globalement un bon fonctionnement du milieu. Les eaux sont dures et alcalines. La composition en éléments nutritifs suit le rythme saisonnier avec une prédominance de l’azote à cause de la plus grande étendue des sols agricoles. Le phosphore soluble réactif est repéré facteur limitant la prolifération phytoplanctonique. Dans les trois retenues de l’étude, nous avons matérialisé des rapports fonctionnels significatifs entre la production phytoplanctonique estimée par la chlorophylle (a) et la nutrition estimée par les sels nutritifs mettant en évidence la contribution des sels nutritifs dans le développement phytoplanctonique, ainsi qu’entre la production et la photosynthèse estimée par l’oxygène dissous mettant en évidence la contribution de la biomasse phytoplanctonique dans l’oxygénation des retenues.
La classification de l’OCDE modifiée selon les conditions de notre milieu situe la retenue Imfout dans la classe eutrophe et les retenues Daourat et Sidi Maâchou dans la classe hypereutrophe. La vidange de la retenue Daourat constitue un exemple concret de perturbation anthropique contribuant aux apports endogènes.
Les inégalités dans les bilans de masse évaluées au sein des retenues trouvent leur explication dans les irrégularités météorologiques, les apports latéraux, la nature du bassin versant, la nature des pratiques agricoles, l’effet de la vidange et la disposition en série des retenues. Tous ces facteurs sont à l’origine des tendances globales à la rétention pour Imfout et au relargage pour Daourat et Sidi Maâchou.
Les résultats du compartiment sédiment montrent une distribution granulométrique résultante du facteur climatique, de la nature du bassin versant et de la morphologie du milieu marquée par des faciès à dominante silteuse en hiver et limoneuse en été. Le comportement granulométrique conditionne remarquablement le processus d’adsorption des orthophosphates en offrant un plus grand volume poreux par le faciès limoneux. Les descripteurs physico-chimiques ont révélé un pH généralement inférieur à celui du surnageant et un potentiel redox en faveur de la mobilité du phosphore. La matière organique est peu présente.
La spéciation chimique du phosphore du sédiment montre qu’il est majoritairement sous forme inorganique représenté en grande partie par la fraction liée au calcium (CaCO3)-P suivi de la fraction liée au fer Fe(OOH)-P. Les fractions organiques sont faiblement représentées à cause de la faible couverture végétale du bassin versant.
L’étude des échanges à l’interface eau- sédiment par l’approche des gradients de concentrations d’orthophosphates entre l’eau surnageante et l’eau interstitielle a permis de quantifier les flux de relargage qui demeurent faibles confrontés à la littérature, cependant les flux à Sidi Maâchou comptent le double d’Imfout confirmant bien la tendance globale au relargage de Sidi Maâchou. L’approche expérimentale basée sur les tests de fixation et relargage en aérobiose et sous différentes conditions de pH a mis en évidence l’importance de la fraction minérale dans les processus d’accumulation et de régénération du phosphore. La spéciation chimique du phosphore après chaque test a identifié les fractions minérales les plus impliquées dans le dynamisme du phosphore et leur sensibilité vis-à-vis du pH. On note l’effet du pH acide sur la dissolution CaCO3-P et la précipitation du Fe (OOH)-P et l’effet du pH basique sur la dissolution de Fe (OOH)-P et la précipitation de CaCO3-P.

Mots clés : Bassin versant Oum Rbia, Ecosystème aquatique, retenues de barrage, eaux, sédiment, granulométrie, eutrophisation, Bilan de masse, phosphore, échanges eau- sédiment.


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