hydrogéologie de la source ras el ma, chaouen (rif

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Revue AFN Maroc N° : 12-14 Juin 2014 2 Recherche Hydrogéologie de la source Ras El Ma, Chaouen (Rif septentrional, Maroc) BOULAAJOUL M’hamed *, EL MESSARI Stitou Jamal* et NABIL Lahcen** (*) Facultés des Sciences, Université Abdelmalek Saâdi, Tétouan (**) Facultés des lettres et sciences humaines, Université Abdelmalek Saâdi, Tétouan Hydrogeology of the Ras El Ma Source in the city of Chaouen (Rif W, Morocco) لماء بم عين رأس الوجيا هيدرو)ي، المغرب الغربشماللريف البا( لشاون دينة اRésumé : L´alimentation en eau potable de la ville de Chaouen est actuellement assurée par captage des eaux de la source Ras El Ma qui sourde de la Dorsale calcaire du Rif. Le régime hydrologique de cette source est étroitement lié à la pluviométrie de sa zone de recharge. Son débit moyen annuel est de 395 l/s, soit plus de 12,45 Mm 3 /an. Les apports les plus faibles surviennent pendant les saisons sèches, avec un minimum historique enregistré pendant la sécheresse des années 1981-1985 qui était limité à 70 l/s. Les volumes captés depuis la source Ras El Ma sont donc actuellement suffisants pour assurer la demande en eau de la ville sans déficit, surtout suite à une nouvelle réhabilitation du réseau de distribution. Le problème se pose plutôt en termes de sécurisation de l’approvisionnement en périodes d´étiages accentués, où le réservoir souterrain, entretenant le débit de la source, risque de ne plus être suffisamment réalimenté. L’étude du fonctionnement hydrogéologique de la source peut aider à comprendre les facteurs climatologiques et géologiques qui ont un impact direct sur le stock des eaux souterraines, permettra de donner des recommandations pour une gestion optimale de la ressource, prévoir le débit d’exhaure de la source après une longue période de sécheresse, et peut également définir la zone de recharge pour une éventuelle préservation contre des pollutions accidentelles. Mots clés : Géologie, hydrogéologie, géochimie, source Ras El Ma, Chaouen, Maroc Summary : The drinking water supply in the city of Chaouen is actually insured by water catchment from Ras El Ma source, which is considered one of the most significant sources derived from Rif's limestone ridge. This source's hydrological regime is closely related to the rainfall of the area. Its annual average-flow is 395 l/s, i.e. 12.45 Mm 3 /year. The lowest intake occurs during the dry seasons, with an historical minimum recorded during the “1981-1985” drought-period, limited to 70 l/s.

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Page 1: Hydrogéologie de la source Ras El Ma, Chaouen (Rif

Revue AFN Maroc Ndeg 12-14 Juin 2014

2

Recherche

Hydrogeacuteologie de la source Ras El Ma Chaouen (Rif septentrional Maroc)

BOULAAJOUL Mrsquohamed EL MESSARI Stitou Jamal et NABIL Lahcen () Faculteacutes des Sciences Universiteacute Abdelmalek Saacircdi Teacutetouan

() Faculteacutes des lettres et sciences humaines Universiteacute Abdelmalek Saacircdi

Teacutetouan

Hydrogeology of the Ras El Ma Source in the city of Chaouen

(Rif W Morocco)

دينة الشاون )بالريف الشمال الغربي المغرب(هيدرولوجيا عين رأس الماء بم

Reacutesumeacute Lacutealimentation en eau potable de la ville de Chaouen est actuellement

assureacutee par captage des eaux de la source Ras El Ma qui sourde de la Dorsale

calcaire du Rif Le reacutegime hydrologique de cette source est eacutetroitement lieacute agrave la

pluviomeacutetrie de sa zone de recharge Son deacutebit moyen annuel est de 395 ls soit

plus de 1245 Mm3an Les apports les plus faibles surviennent pendant les saisons

segraveches avec un minimum historique enregistreacute pendant la seacutecheresse des anneacutees

1981-1985 qui eacutetait limiteacute agrave 70 ls

Les volumes capteacutes depuis la source Ras El Ma sont donc actuellement

suffisants pour assurer la demande en eau de la ville sans deacuteficit surtout suite agrave une

nouvelle reacutehabilitation du reacuteseau de distribution Le problegraveme se pose plutocirct en

termes de seacutecurisation de lrsquoapprovisionnement en peacuteriodes dacuteeacutetiages accentueacutes ougrave

le reacuteservoir souterrain entretenant le deacutebit de la source risque de ne plus ecirctre

suffisamment reacutealimenteacute

Lrsquoeacutetude du fonctionnement hydrogeacuteologique de la source peut aider agrave

comprendre les facteurs climatologiques et geacuteologiques qui ont un impact direct

sur le stock des eaux souterraines permettra de donner des recommandations pour

une gestion optimale de la ressource preacutevoir le deacutebit drsquoexhaure de la source apregraves

une longue peacuteriode de seacutecheresse et peut eacutegalement deacutefinir la zone de recharge

pour une eacuteventuelle preacuteservation contre des pollutions accidentelles

Mots cleacutes

Geacuteologie hydrogeacuteologie geacuteochimie source Ras El Ma Chaouen Maroc

Summary The drinking water supply in the city of Chaouen is actually insured by

water catchment from Ras El Ma source which is considered one of the most

significant sources derived from Rifs limestone ridge This sources hydrological

regime is closely related to the rainfall of the area Its annual average-flow is

395 ls ie 1245 Mm3year The lowest intake occurs during the dry seasons with

an historical minimum recorded during the ldquo1981-1985rdquo drought-period limited to

70 ls

Revue AFN Maroc Ndeg 12-14 Juin 2014

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The volumes captured from the Ras El Ma source are currently sufficient to

ensure the water demand of the city The supply security during low-flow periods

would be the main constraint management

The study of hydrogeological function of the water source could (i) help to

understand climatological and geological factors that have a direct impact on the

stock of underground water (ii) give recommendations for an optimal management

of this source (iii) predict the flow of drainage during the long period of drought

and (iv) define the source recharge-area for a possible preservation against

accidental pollution

Keywords Geacuteologie hydrogeacuteologie geacuteochimie source Ras El Ma Chaouen Maroc

الملخص

يتم حاليا تزويد مدينة شفشاون بالمياه الجوفية المنبثقة من عين رأس الماء التي تعتبر من

أهم العيون النابعة من وحدة تيسوكة بالذروة الكارستية يعتبر نظامها الهيدرولوجي شديد الارتباط

يناهز ث أي مال 593 بكمية التساقطات المسجلة بمنطقة نفاذيتها يقدر صبيبها المتوسط السنوي ب

مليون م 54235

في السنة يتم تسجيل الواردات الدنيا خلال الفصول الجافة حيث تم تسجيل أصغر

والذي ناهز 5993إلى 5995الجفاف الذي عرفته المنطقة خلال الفترة الممتدة من ءصبيب أثنا

ثل 07

لتزويد الساكنة بالماء الصالح كمية المياه التي توفرها عين رأس الماء تعد حاليا كافية

للشرب والإشكالية الواردة تكمن في تأمين تزويد المدينة خلال الفصول التي تطول مدة جفافها

حيث تعجز خزاناتها الجوفية على توفير الصبيب الكافي لهذا الغرض

ة محالة من فهم العناصر المناخي دراسة السلوك الهيدرولوجي لعين رأس الماء ستمكن لا

والتكوينات الجيولوجية التي تؤثر مباشرة على مخزون الموارد المائية الجوفية وصياغة التوصيات

هذه المادة الحيوية وتوضيح الرؤيا المتعلقة التي تمكن من تثمين الموارد المائية وتحسين تدبير

جيولوجي الذي بالصبيب الأدنى الذي توفره العين خلال الفترات الجافة وتحديد الحوض الهيدرو

قصد حمايتها من التلوث العرضي يغديها

المفتاح الكلمات

شفشاون المغرب الجيولوجيا الهيدروجيولوجيا الهيدروكيمياء عين رأس الماء

Liste des abreacuteviations

ABHL Agence du Bassin Hydraulique du Loukkos

CNESTEN Centre National de lrsquoEnergie des Sciences et des Techniques

Nucleacuteaires

DRPE Direction de la Recherche et de la Planification de lrsquoEau

H3 Tritium

O18 Oxygegravene 18

SAD Systegraveme Annexe de Drainage

SMOW Standard Mean Ocean Water

UT Uniteacute de Tritium

Revue AFN Maroc Ndeg 12-14 Juin 2014

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Introduction

La source est situeacutee aux coordonneacutees Lambert suivantes x=513050

y=507850 et z=690 m (carte topographique au 150 000 de Chaouen) Elle possegravede

un bassin versant topographique relativement petit ne deacutepassant pas 62 kmsup2 avec

un deacutebit qui draine la quasi-totaliteacute de lrsquoaquifegravere de lrsquouniteacute de Jbel Tissouka dont

la superficie deacutepasse 50 kmsup2 Le deacutebit moyen mensuel de la source est de 395 ls

il varie entre 127 ls en eacutetiage et plus de 5000 ls en peacuteriode des hautes eaux la

tempeacuterature de lrsquoeau est quasi-stationnaire variant entre 116degC en hiver et 137degC

en eacuteteacute (Fig 1)

Figure 1 Site de la source de Ras El Ma Chaouen

Source Carte topographique au 150 000e de Chaouen

La source Ras El Ma situeacutee agrave lrsquoEst de la ville de Chaouen fournit une eau

de tregraves bonne qualiteacute et en quantiteacute largement suffisante pour reacutepondre agrave la totaliteacute

des besoins en eau potable de la ville abritant une population de plus de

Revue AFN Maroc Ndeg 12-14 Juin 2014

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40 000 habitants Le surplus est utiliseacute pour lrsquoirrigation de la petite et moyenne

hydraulique locale qui couvrent une superficie de plus de 600 ha destineacutee

principalement aux cultures maraichegraveres (ABHL 2004)

1 Meacutethodologie

11 Hydrologie de la source Nous allons proceacuteder au traitement de la seacuterie statistique des deacutebits de la

source de Ras El Ma pour deacuteterminer lrsquoordre de grandeur des variations

temporelles des deacutebits moyens mensuels de la source Il srsquoagit de mener une

correacutelation pluies-deacutebits agrave travers une approche moyennant plusieurs eacutequations

pour trouver une correacutelation entre les deacutebits mesureacutes au niveau de la source et les

preacutecipitations mensuelles enregistreacutees au niveau de la station climatologique de

Bab Taza Aussi srsquoagit-il de calculer des apports de Jbel Tissouka agrave lrsquoaide du

calcul du gradient altitudinal des preacutecipitations (fondeacute sur les courbes

hypsomeacutetriques-pluies) Nous nous sommes baseacutes sur la seacuterie statistique des deacutebits

moyens mensuels 1970-2003 Les graphiques du cumul des deacutebits moyens

mensuels vont nous permettre de faire une eacutevaluation du deacutebit moyen interannuel

de la source

Lrsquoanalyse geacuteologique de lrsquouniteacute de Tissouka agrave travers une bregraveve

preacutesentation geacuteologique et stratigraphique et une coupe structurale au niveau du

reacuteservoir de la source permettront ainsi de faire une eacutevaluation du volume de la

reacuteserve Les laquo coefficients de tarissement raquo permettront le calcul du temps du demi-

tarissement des deacutebits drsquoeacutetiage de la source de Ras El Ma pour les diffeacuterents eacutetiages

et relatifs agrave chaque eacutetiage entre 1970 et 2003 et une preacutesentation graphique de ce

coefficient en fonction du deacutebit initial correspondant Et moyennant la laquo formule de

Maillet raquo nous allons calculer les diffeacuterents laquo volumes dynamiques raquo de la source

en fonction du deacutebit initial et du coefficient de tarissement correspondant pour

chaque anneacutee Le deacutepouillement des limnigrammes de la source nous conduit agrave

calculer les deacutebits journaliers de la source et agrave faire une preacutesentation graphique des

laquo deacutebits classeacutes raquo qui preacutesentent des anomalies au niveau des deacutebits de 440 ls et

840 ls

12 Analyses hydro-chimiques de Ras El Ma

Lrsquoanalyse des mesures continues des conductiviteacutes eacutelectriques de la source

[graphiques de laquo distribution des freacutequences de Bakalowicz raquo] nous a

permis de faire une classification karstique de la source Ras El Ma

La repreacutesentation des eacuteleacutements majeurs des diffeacuterentes analyses chimiques

mous a permis de faire apparaitre le facies chimique de la source via le

laquo Diagramme classificateur de Piper raquo

Pour cerner les variations temporelles des eacuteleacutements majeurs de cette

source nous avions recouru au laquo diagramme star raquo

Les analyses isotopiques des eaux de la source et lrsquoeacutevaluation de sa

laquo signature de lrsquooxygegravene 18 raquo (O18) drsquoune part et la laquo signature des

Revue AFN Maroc Ndeg 12-14 Juin 2014

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preacutecipitations raquo des diffeacuterentes stations pluviomeacutetriques reacutegionales drsquoautre

part permettent drsquoeacutevaluer lrsquoaltitude de recharge de la source

Les variations de laquo tritium raquo agrave lrsquoeacutetat naturel dans lrsquoespace et le laquo tableau

des interpreacutetations qualitatives de Clark et Fritz raquo drsquoune part et lrsquoanalyse

des teneurs en tritium des eaux souterraines de la source Ras El Ma drsquoautre

part nous ont permis de faire une estimation du temps de seacutejour 2 Aspects hydrologique de la source Ras El Ma Chaouen

Lrsquouniteacute de Jbel Tissouka aquifegravere alimentant la source Ras El Ma et

faisant partie de la Dorsale calcaire du Rif connaicirct des preacutecipitations importantes

et cette pluviomeacutetrie a un impact direct sur le deacutebit de la source Le climat

enregistre des variations spatiotemporelles importantes et conditionnent les deacutebits

maxima des peacuteriodes humides et les deacutebits minima des eacutetiages

Une seacuterie des deacutebits moyens mensuels de la source a eacuteteacute eacutetablie par les

Services de lrsquoABHL pour la peacuteriode hydrologique 1970-4705 (Tableau 1)

Tableau 1 Deacutebits mensuels de la source Ras El Ma (Chaouen)

Sept Oct Nov Deacutec Jan Feacutev Mars Av Mai Juin Juil Aoucirct

Maximum 300 405 1030 1135 2270 2678 1640 1090 1495 831 475 366

Moyenne 115 174 340 440 674 779 474 469 416 260 174 133

Minimum 70 70 81 92 105 98 90 100 95 85 87 77

Max-min 230 335 949 1043 2165 2580 1550 990 1400 746 388 289

Ecart Type 54 91 249 272 655 692 420 275 332 189 99 68

Source BOULAAcircJOUL synthegravese de la seacuterie statistique ABHL (1970- 4705)

Figure 2 Preacutesentation des deacutebits (Q maxima et Q minima en ls) de la source de

Ras El Ma (Chaouen)

Source BOULAAcircJOUL seacuterie statistique ABHL (1970- 2013)

Les deacutebits maxima et minima (Tableau 1) montrent que les Q max eacutevoluent

avec les preacutecipitations en passant de 300 ls en septembre agrave la fin des eacutetiages agrave

2678 ls au mois de feacutevrier en peacuteriode de hautes eaux avec une amplitude de

2378 ls Par contre les deacutebits minima avec des variations relativement faibles

passent ainsi de 70 ls aux mois de septembre et octobre agrave 100 ls au mois drsquoavril

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

Sept Oct Nov Dec Jan Fev Mars Avr Mai Juin Juil Aout

Maximum

Moyenne

Minimum

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avec une amplitude de 30 ls seulement gracircce au maintien de lrsquoamortissement du

deacutebit par lrsquoimportance du stock

21 Correacutelation pluie et deacutebit agrave Ras El Ma (Chaouen)

La correacutelation des deacutebits de la source Ras El Ma avec les preacutecipitations

enregistreacutees au niveau de la station climatologique de Bab Taza est traiteacutee en trois

eacutetapes (Tableau 2)

1 avec la pluie du mecircme mois

2 en correacutelation avec la pluie du mecircme mois et avec celle du mois

preacuteceacutedent

3 et avec les pluies du mecircme mois et celles des deux mois preacuteceacutedents

Tableaux 2-3 et 4 Correacutelation deacutebit-pluie source de Ras El Ma (Chaouen)

Ndeg Equations Rsup2

1 Qm= 034Pm 34

2 Qm= 017Pm+ 048 Pm -1 56

3 Qm= 022Pm+030 Pm -1 + 049 Pm -2 72

4 Qm= 054Qm-1+025 Pm 63

5 Qm= 044Qm-1+015 Pm +034 Pm -1 70

6 Qm= 027Qm-1+019 Pm +026 Pm -1+ 049 Pm -2 76

7 Log(Qm) = 062 Log (Qm-1)+029 (Pm)13 73

8 Log(Qm) = 041 Log (Qm-1)+025 (Pm)13+018 (Pm-1)13 024 (Pm-2)

13 78 Source BOULAAcircJOUL ineacutedit (seacuterie statistique 1970- 2013)

Leacutegende des tableaux 2-3 et 4

Qm = Deacutebit moyen mensuel du mois actuel de la source Ras El Ma

Qm-1= Deacutebit moyen mensuel du mois preacuteceacutedent

Pm = Pluie moyenne mensuelle du mois actuel

Pm-1= Pluie moyenne mensuelle du mois preacuteceacutedent

Pm-2 = Pluie moyenne mensuelle enregistreacutee il y a deux mois

Les reacutesultats (Tableau 2) prouvent que le deacutebit de la source est tributaire

des pluies du mecircme mois comme il est influenceacute par les preacutecipitations enregistreacutees

pendant les deux mois preacuteceacutedents

Pour mieux cerner les paramegravetres qui ont une influence directe sur les

valeurs du deacutebit nous avons associeacute des deacutebits enregistreacutes pendant le mois

preacuteceacutedent avec les pluies enregistreacutees pendant le mecircme mois et eacutegalement celles

enregistreacutees pendant les deux mois preacuteceacutedents Les coefficients de correacutelation se

sont ameacutelioreacutes pour passer de 34 agrave une valeur de 76 (Tableau 3)

Dans le souci de mieux cerner les paramegravetres hydro-climatologiques et la

faccedilon avec laquelle ils participent dans lrsquoeacutevaluation des deacutebits de la source

Ras El Ma nous avons encore opteacute pour les valeurs logarithmiques des deacutebits du

mois preacuteceacutedent en combinaison avec les fonctions puissances des valeurs

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pluviomeacutetriques du mecircme mois pour le cas de la 7e eacutequation et pendant les deux

mois preacuteceacutedents pour le cas de la 8e eacutequation (Tableau 4) Cette opeacuteration a

ameacutelioreacute timidement le coefficient de correacutelation de 76 agrave 78

Lrsquoameacutelioration des coefficients de correacutelation prouve lrsquoexistence de

relations avec les logarithmes des deacutebits des mois preacuteceacutedents et avec les fonctions

puissances des preacutecipitations enregistreacutees pendant le mecircme mois et eacutegalement

pendant les deux mois preacuteceacutedents Les deacutebits calculeacutes sont preacutesenteacutes dans le mecircme

graphique avec les deacutebits mesureacutes (Figure 3)

La figure 3 montre une grande similitude pour les deacutebits maxima ce qui

prouve que lrsquoaugmentation des deacutebits est tributaire des apports pluviomeacutetriques

par contre les deacutebits minima accusent des diffeacuterences eacutenormes entre les deacutebits

mesureacutes et les deacutebits calculeacutes surtout pendant les longues peacuteriodes segraveches ougrave les

deacutebits calculeacutes sont largement infeacuterieurs aux deacutebits mesureacutes Ce qui est ducirc

principalement aux facteurs pluies qui sont nulles alors que lrsquoimportance du stock

du reacuteservoir arrive agrave maintenir un deacutebit de tarissement important capable de

subvenir agrave tous les besoins de lrsquoAEP de la ville pendant plusieurs mois sans pluies

Figure 3 Deacutebits (Q) mesureacutes et deacutebits calculeacutes Ras El Ma (Chaouen)

Source BOULAAcircJOUL seacuterie statistique (1970-2013)

La seacuterie des deacutebits moyens mensuels contient des vides qui ont eacuteteacute

combleacutes par des correacutelations avec les pluies enregistreacutees au niveau du barrage

Alitlate par conseacutequent la seacuterie des deacutebits moyens est biaiseacutee par ces deacutebits

calculeacutes Les courbes des hyeacutetogrammes montrent une certaine divergence entre les

pluies enregistreacutees au niveau de la station Bab Taza et les deacutebits correspondants

Les deux diagrammes montrent deux cycles hydrologiques de la source

Ras El Ma apparemment avec des preacutecipitations quasi-similaires dans le 1er cycle

hydrologique de lrsquoanneacutee 1978-79 des pluies de 300 mm au mois de janvier suivi

de 400 mm au mois de feacutevrier ayant geacuteneacutereacute lrsquohydrogramme drsquoune crue importante

(deacutebit de pointe = 2500 ls) Par contre dans le second cycle hydrologique de

lrsquoanneacutee 1998-99 mecircme avec des preacutecipitations de 200 mm au mois drsquooctobre et

300 mm au mois drsquoavril la source nrsquoa presque pas reacuteagi et nrsquoa donneacute lieu qursquoagrave un

hydrogramme bien plat avec des deacutebits qui nrsquoont pas deacutepasseacute 200 ls

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Figure 4 Hyeacutetogrammes de deux cycles hydrologiques 78-79 et 98-99 de la

source Ras El Ma (Chaouen)

22 Calcul des apports de Jbel Tissouka

Lrsquouniteacute de Jbel Tissouka aquifegravere de la source Ras El Ma posseacutedant une

superficie de plus de 50 kmsup2 perccediloit des preacutecipitations moyennes annuelles qui

peuvent atteindre une valeur de plus de 2000 mm au point culminant par

conseacutequent le gradient altitudinal pluviomeacutetrique et lrsquohypsomeacutetrie de lrsquouniteacute

permettent de calculer le volume drsquoeau reccedilu par chaque tranche de hauteur ∆H de

200 m de puissance de cet aquifegravere (Tableau 5)

Tableau 5 Volume drsquoeau geacuteneacutereacute par les pluies source de Ras El Ma (Chaouen)

Tranche ∆H (m) Superficie (kmsup2) Pluie (mm) Volume (m3)

0800-1000 35 1364 4774000

1000-1200 1075 1562 16791500

1200-1400 1375 1760 2420000

1400-1600 54 5939 23496000

1600-1800 75 4592 16395000

1800-2000 25 4532 5885000

Total - - 91 542 000 Source BOULAAcircJOUL seacuterie statistique (1970-2012)

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Le calcul de la superficie des tranches de hauteur comme preacutesenteacute dans le

tableau 5 nous permet de calculer les preacutecipitations correspondantes moyennant

les gradients pluviomeacutetriques et drsquoeacutevaluer le volume des apports perccedilu par cette

mecircme tranche Et en fin de compte nous avons pu eacutevaluer le volume total des

apports au niveau de lrsquouniteacute de Jbel Tissouka deacutepassant 90 M m3an

23 Calcul du volume annuel de la source Ras El Ma

La seacuterie des deacutebits moyens mensuels de la source Ras El Ma pour la peacuteriode

1970 - 2003 (396 mois) est consigneacutee dans la Figure 5

Figure 5 Courbe des volumes cumuleacutes de la source de Ras El Ma (Chaouen)

Source BOULAAcircJOUL seacuterie statistique (1970-2003)

La courbe des volumes cumuleacutes de la source Ras El Mas montre

lrsquoexistence drsquoune certaine reacutegulariteacute dans les volumes annuels deacuteverseacutes par

lrsquoeacutequation suivante (coefficient de correacutelation = 996)

Vc = 1024N+1505 (Vc = volume cumuleacute et N = nombre de mois)

De mecircme le volume deacuteverseacute chaque anneacutee peut ecirctre calculeacute par le deacutebit

moyen interannuel (395 ls) Le volume annuel ainsi calculeacute (Vol) deacutepasse

12 000 000 m3an

( 33 451272045612864003653950 MmmVol )

Ce volume ne repreacutesente que 13 du volume drsquoeau calculeacute drsquoapregraves les

pluies moyennes au niveau de lrsquouniteacute de Jbel Tissouka et qui est pregraves de

90 M m3an (Tableau 5)

3 Geacuteologie de lrsquouniteacute de Tissouka

31 Stratigraphie

La source Ras El Ma sourd au niveau des calcaires agrave silex drsquoacircge

Pliensbachien de lrsquouniteacute de Jbel Tissouka au niveau du contact de chevauchement

entre lrsquoaquifegravere et un substratum formeacute par lrsquouniteacute de Tanger interne (Figure 7)

La stratigraphie de lrsquouniteacute de Tissouka est comme suit

o Dolomies agrave stromatolithe drsquoacircge Norien agrave Carnien

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o Alternances calcareacuteo-dolomitiques du Rheacutetien drsquoune eacutepaisseur drsquoenviron

100 m

o Calcaires massifs de lrsquoHettangien drsquoune eacutepaisseur un peu moins de

100 m

o Bregraveches agrave silex du Sineacutemurien

o Calcaires agrave silex du Pliensbachien lieu drsquoeacutemergence de la source (NOLD

amp AL 1981)

Au Nord-est lrsquouniteacute de Jbel Tissouka chevauche lrsquouniteacute de Jbel Lakrae

elle-mecircme surmonteacutee par les uniteacutes de Bab Aidime et par celle drsquoImansorene Vers

le Sud-ouest elle repose sur lrsquouniteacute de Tanger interne en contact subhorizontal

32 Scheacutemas de lrsquoaquiclude

La topographie du substratum formeacute par les flyschs de lrsquouniteacute de Tanger du

cocircteacute ouest et par les Ghomarides du cocircteacute est favorise le deacuteversement des sources de

la Dorsale calcaire vers les points bas de cet aquiclude Par conseacutequent certaines

sources deacuteversent vers le cocircteacute ouest cas de la source Ras El Ma alors que drsquoautres

deacuteversent vers le versant est cas de la source Aouslaf (Figure 6)

Figure 6 Illustration du substratum impermeacuteable de lrsquoAquifegravere de Tissouka

Source El Kadiri K (ineacutedit)

Les formations carbonateacutees de lrsquouniteacute de Jbel Tissouka formeacutees de calcaire

agrave silex Pleinsbachien des bregraveches agrave silex Sineacutemuriens et des dolomies agrave

stromatolithes Noriens agrave Cariens sont alors le siegravege drsquoun aquifegravere karstique

(Figure 7)

La Source Ras El Ma qui sourd au pied drsquoune falaise est une source de

deacuteversement Son bassin versant geacuteologique est constitueacute par les formations

carbonateacutees des uniteacutes de Jbel Tissouka celle drsquoImensorene et celle de Bab Aidime

(NOLD amp AL 1981) La deacutelimitation rigoureuse de cet aquifegravere neacutecessite un

traccedilage chimique etou des sondages de reconnaissance

La figure 8 syntheacutetise la disposition structurale deacutecrite preacuteceacutedemment dans

une reconstitution scheacutematique 3 D donne une vision approximative de la

reconstitution de la geacuteomeacutetrie du reacuteservoir et permet une eacutevaluation du volume de

lrsquoaquifegravere de Jbel Tissouka

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Figure 7 Coupe structurale syntheacutetique de la nappe du J Tissouka

Source El Kadiri K (ineacutedit)

Les dimensions probables du reacuteservoir de la source Ras El Ma (Figure 8)

permettent drsquoeacutevaluer le volume (Vol) moyennant la formule suivante

eCHPLVol

Avec

L = Largeur = 1500 m

P = Profondeur = 4000 m

H = Hauteur = 750 m

Ce = Coefficient drsquoemmagasinement = 4permil

Drsquoougrave le volume total VT = 18 M m3

Figure 8 Scheacutema syntheacutetique du reacuteservoir de Ras El Ma (Chaouen)

Source El Kadiri K (ineacutedit)

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La surface du bassin versant hydrogeacuteologique est eacutegale agrave la largeur que

multiplie la profondeur elle est alors eacutegale agrave 6 kmsup2 et pour le calcul du volume

drsquoeau de lrsquoaquifegravere il faut multiplier par la hauteur et par le coefficient

drsquoemmagasinement (4 permil) nous avons alors le volume du reacuteservoir de Jbel

Tissouka de lrsquoordre de 18 M m3

4 Hydrodynamique de la source Ras El Ma (Chaouen)

41 Tarissement de la source Ras El Ma

Lrsquohydrodynamique des terrains calcaires est particuliegraverement bien exploreacutee

par les eacutetudes des vidanges La preacutevision des peacutenuries sur les cours drsquoeau consiste

sur le plan technique agrave preacutevoir le deacutebit drsquoeacutetiage drsquoun cours drsquoeau donneacute en un

point donneacute et agrave un instant donneacute par lrsquoexploitation drsquoune seacuterie de donneacutees de

preacutefeacuterence suffisamment longue Le but eacutegalement de lrsquoeacutetude des tarissements est

de connaicirctre les caracteacuteristiques du systegraveme de nappes qui alimentent cette

eacutemergence car chaque nappe est caracteacuteriseacutee par un coefficient de tarissement ()

et un deacutebit de drainage initial (Q0)

Pour deacutemontrer lrsquoexistence de laquo reacuteserves exploitables raquo il faut proceacuteder agrave

lrsquoanalyse des seacuteries temporelles des deacutebits et agrave lrsquoanalyse des hydrogrammes de

deacutecrues et de tarissements Dans le but drsquoestimer le volume dynamique des

reacuteservoirs cette meacutethode de tarissement a eacuteteacute proposeacutee par MANGIN (1975)

Figure 9 - Analyse de la deacutecrue et du tarissement de la source Ras El Ma

Source Baklowicz (1999)

Revue AFN Maroc Ndeg 12-14 Juin 2014

14

42 Coefficient de tarissement de la source Ras El Ma

Pour deacuteterminer la loi de tarissement drsquoune source pendant une peacuteriode

donneacutee la formule la plus classiquement utiliseacutee est celle qui considegravere la

deacutecroissance exponentielle du deacutebit en fonction du temps et ce en absence de

toutes preacutecipitations qui risquent de perturber lrsquoallure de la courbe et eacutegalement

des pompages et des preacutelegravevements en amont des points de mesures Le deacutebit en un

temps (t) est donneacute alors par la formule de Maillet ci-dessous Les courbes de type

de Maillet correspondent approximativement au cas drsquoun reacuteservoir souterrain de

forme paralleacuteleacutepipeacutedique qui se vide par un bouchon poreux (LARRAS 1972)

La formule de Maillet t

t eQQ 0

Ougrave

Q0 = Le deacutebit agrave lrsquoinstant ldquot = 0rdquo

Qt = deacutebit agrave un instant ldquotrdquo

e = base du logarithme neacutepeacuterien

= coefficient de tarissement de la source calculeacute par la pente de la

courbe Log Q = f (t)

)(

00tt

eQQ

Q

QLog

tteQ

Q tt

0

0

)(

0

0

Le deacutebit de demi tarissement cest-agrave-dire le cas ougrave Q = Q02 sera atteint

apregraves le temps T = (t - t0) lrsquoeacutequation preacuteceacutedente deviendra alors sous la forme

suivante

693102)( 0

LogttT

Le graphique des deacutebits des eacutetiages nous a permis drsquoeacutevaluer pour chaque

tarissement un coefficient de tarissement ldquoαirdquo qui correspond agrave un deacutebit initial

ldquoQ0irdquo (Figure 10) Les deacutebits initiaux de drainage et les coefficients de tarissement

correspondants nous ont permis de tracer la courbe de tendance et de formuler

lrsquoeacutequation de tarissement

1141)(2610 0 QLn

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15

Figure 10 - Deacutebits initiaux et coefficients de tarissement de Ras El Ma (Chaouen)

Source BOULAAcircJOUL (2006)

43 Calcul du volume dynamique de la source Ras El Ma

Lrsquointeacutegration de la formule de Maillet nous a permis drsquoeacutevaluer le volume

dynamique des sources dans le systegraveme des reacuteservoirs karstiques agrave lrsquoinstant ldquotrdquo et agrave

partir drsquoun deacutebit de drainage ldquoQtrdquo correspondant agrave ce mecircme instant ldquotrdquo

0

0

QVdteQQV s

t

t

t

ts

Elle a permis drsquoeacutevaluer les volumes dynamiques de la source Ras El Ma

(Tableau 6)

Pour reacutealiser une eacutetude hydrodynamique fructueuse il est recommandeacute de

reacutepondre aux exigences primordiales suivantes

proceacuteder agrave des installations de postes pluviomeacutetriques pour atteindre une

densiteacute convenable et faire une reacutepartition adapteacutee agrave la geacuteomorphologie

des mesures de deacutebits avec une freacutequence adeacutequate en fonction des

conditions climatologiques de la zone

le choix drsquoun reacuteseau repreacutesentatif qui doit faire lrsquoobjet drsquoun suivi continu

et instaurer un programme de suivi par des compagnes exhaustives

et faire des traccedilages chimiques pour une eacutevaluation des bassins versants

geacuteologiques

Tableau 6 Volume dynamique de la source Ras El Ma (Chaouen)

Paramegravetres Qmax Qmin Qmoy

Deacutebit (m3s) 5900 0127 0396

Coefficient de tarissement (j-1) 07953 01732 0310

Temps de 12 tarissement (j) 2615 12006 6707

Volume dynamique (m3) 25 683 039 5 166 364 9 000 417 Source BOULAAcircJOUL (2006)

Lrsquoeacutetude de tarissement de deacutebits nous a reacuteveacuteleacute lrsquoexistence drsquoun systegraveme de

nappes tregraves complexe avec diffeacuterents types de vidange et nous a permis eacutegalement

-12

-10

-08

-06

-04

-02

00

0 500 1000 1500 2000 2500 3000

(s1)

Q0(ls)

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de faire des eacutevaluations des reacuteserves dynamiques pour trois diffeacuterentes anneacutees

hydrologiques une 1egravere humide avec un volume de 25 M m3 une 2egraveme anneacutee segraveche

avec un volume de 5 M m3 et une 3egraveme anneacutee moyenne avec un volume dynamique

de 9 M m3 (Tableau 6)

44 Deacutebits classeacutes de la source Ras El Ma

Lrsquoanalyse des deacutebits journaliers pour lrsquoanneacutee 1991-92 met en eacutevidence

lrsquoexistence de 3 anomalies qui correspondent agrave une diminution de la pente de la

droite repreacutesentative de la loi de distribution des deacutebits la 1egravere au niveau de 440 ls

et la 2egraveme agrave 840 ls correspondant agrave une augmentation des deacutebits par rapport agrave celle

des classes de freacutequence cela implique qursquoau-delagrave de 440 ls soit que les

eacutecoulements exploitent un systegraveme de drainage plus transmissif soit que le systegraveme

est alimenteacute par un bassin versant hydrogeacuteologique suppleacutementaire Le mecircme

pheacutenomegravene se reproduit et devient encore plus accentueacute au niveau de 840 ls cest-

agrave-dire que soit le SAD devient plus transmissive soit on est en preacutesence drsquoapports

drsquoun autre bassin versant hydrogeacuteologique

Lrsquoeacutetude des deacutebits classeacutes nous a permis de constater lrsquoexistence de deux

systegravemes de drainage qui sont en premier lieu moins transmissif au niveau du deacutebit

de 440 ls et qui devient plus transmissif au niveau du deacutebit de 840 ls avec la

preacutesence drsquoeacutechange de deacutebits entre les bassins limitrophes et dans les deux cas

crsquoest le reacuteservoir de Ras El Ma qui reccediloit des flux suppleacutementaires

Figure 11 Analyse des deacutebits classeacutes de la source Ras El Ma

Source BOULAAcircJOUL traitement des limnigrammes de la peacuteriode 1985-1995

5 Hydrochimie de la source Ras El Ma

La mineacuteralisation des eaux karstiques est une variable qui correspond agrave la

notion de variable reacutegionaliseacutee Elle montre que la conductiviteacute est un paramegravetre

global qui reflegravete la mineacuteralisation des eaux karstiques La distribution de

freacutequence de conductiviteacute repreacutesente alors une approche de la reacutealisation de la

0

20

40

60

80

100

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800

freq

Deacutebit ls

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fonction de la variable aleacuteatoire reacutegionaliseacutee et constitue un moyen syntheacutetique

pour repreacutesenter lrsquoapparition agrave un exutoire karstique de diffeacuterents types drsquoeaux

51 Conductiviteacute eacutelectrique de la source Ras El Ma

La forme de la courbe de distribution de la mineacuteralisation drsquoune source

donne une image sur le degreacute drsquoorganisation des eacutecoulements hydrogeacuteologiques

dans les aquifegraveres karstiques eacutetudieacutes et la distribution des freacutequences des valeurs

de la conductiviteacute sur une mecircme peacuteriode permet de comparer les eaux des

diffeacuterentes sources eacutetudieacutees Comme les distributions sont souvent plurimodales

aucune quantification matheacutematique nest possible pour caracteacuteriser ces courbes

Par conseacutequent linterpreacutetation possible sest faite gracircce agrave un catalogue de

distribution eacutetabli agrave partir de lrsquoeacutetude systeacutematique de certaines sources

(BAKALOWICZ 1999) La forme des courbes ainsi obtenues (Figure 12) rend

compte de la structure des systegravemes eacutetudieacutes conformeacutement au catalogue de

distribution des freacutequences de conductiviteacute

La distribution des classes de la conductiviteacute eacutelectrique de la source

Ras El Ma ldquo2010-2011rdquo (Figure 13) montre qursquoon est effectivement en preacutesence

drsquoun systegraveme tregraves karstique quasi-similaire agrave celui de la fontaine de Vaucluse

Figure 12 Distribution des freacutequences de conductiviteacute

Source BAKALOWICZ (1999)

Ras Elma

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Figure 13 Distribution des freacutequences de conductiviteacute eacutelectrique des eaux de

Ras El Ma

Source BOULAAcircJOUL analyses 2005

52 Eaux de Ras El Ma (Chaouen) dans le Diagramme de Piper

Figure 14 Les eaux de Ras El Ma (Chaouen) dans le Diagramme de Piper

Source BOULAAcircJOUL preacutelegravevements et analyses 2005

000

005

010

015

020

025

330 350 370 390 410 430 450

Freq

Cond (micros)

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Le diagramme de Piper utilise les eacuteleacutements majeurs pour repreacutesenter les

diffeacuterents faciegraves chimiques Il permet de voir leacutevolution dune eau passant dun

faciegraves agrave un autre gracircce agrave des analyses espaceacutees dans le temps ou des analyses

deacutechantillons pris agrave des endroits diffeacuterents Le diagramme de Piper est tregraves utile

pour repreacutesenter toutes autres sortes de groupes danalyses La localisation des eaux

de la source Ras El Ma (petits triangles) montre que son faciegraves chimique est

bicarbonateacute calcique et magneacutesien (Figure 14)

53 Eaux de Ras El Ma (Chaouen) dans le Diagramme Star

Nous avons repreacutesenteacute les pourcentages des variations mensuelles des ions

majeurs de lrsquoeau de la source Ras EL Ma par la meacutethode Star dans les diagrammes

de la figure 15 pour mieux visualiser les variations temporaires de la

mineacuteralisation de cette source

La mineacuteralisation de lrsquoeau de Ras El Ma agrave valeurs diverses est ainsi fonction

du temps (reacutepartitions temporelle des preacutecipitations) en rapport avec les aquifegraveres

en question pour chaque eacutepisode temporel (Figure 15)

Figure 15ndash La mineacuteralisation de lrsquoeau de la source Ras El Ma

Source BOULAAcircJOUL preacutelegravevements et analyses (Avril-Juillet 2005)

0

20

40

60

80

100Ca++

Mg++

NO3-

Cl-

SO4-

HCO3-

K+

Na+

La mineacuteralisation au mois davril

020406080

100Ca++

Mg++

NO3-

Cl-

SO4-

HCO3-

K+

Na+

La mineacuteralisation au mois de mai

0

20

40

60

80

100Ca++

Mg++

NO3-

Cl-

SO4-

HCO3-

K+

Na+

La mineacuteralisation au mois de juin

020406080

100Ca++

Mg++

NO3-

Cl-

SO4-

HCO3-

K+

Na+

La mineacuteralisation au mois de juillet

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20

54 Altitude de recharge

La composition chimique de leau de pluie est influenceacutee par la

composition de la source de vapeur deau elle peut avoir des similitudes

remarquables avec leau des oceacuteans Par la suite durant le transport de cette vapeur

puis sa condensation sous forme de pluie leau sappauvrit dhabitude en certains

eacuteleacutements au fur et agrave mesure de leacuteloignement de sa source ou senrichit inversement

au contact des poussiegraveres et de polluants atmospheacuteriques

Six effets principaux ont une influence directe sur les laquo signatures

isotopiques de lrsquooxygegravene 18 raquo des pluies et sont la tempeacuterature atmospheacuterique la

continentaliteacute en rapport avec la distance de transfert de la vapeur drsquoeau lrsquoeffet de

masse lrsquoeffet saisonnier et finalement lrsquoeffet drsquoaltitude

Sur base de lrsquoanalyse des teneurs des eaux de pluie en oxygegravene 18 pour une

peacuteriode respectable au niveau des stations hydro-climatologiques de lrsquoABHL les

valeurs des teneurs en oxygegravene 18 sont reporteacutees en correacutelation avec les altitudes

respectives des stations hydro-climatologiques preacuteciteacutees (Figure 16)

Figure 16 Graphique de la droite locale isotopique de la source Ras El Ma

Source Notes DRPE (2009)

Le reacutesultat de la teneur en oxygegravene 18 obtenu agrave partir des analyses des

eaux preacuteleveacutees au niveau de la source Ras El Ma eacutemergeante agrave une altitude de

638 m est de ndash706 permil vs SMOW ce qui prouve que lrsquoaltitude de recharge de la

source est limiteacutee agrave 1223 m et donc la valeur de la tranche de recharge de

lrsquoaquifegravere de Ras El Ma est eacutegale agrave 1223 - 638 = 585 m Crsquoest lrsquoune des tranches

les plus importantes de toute les sources de la Dorsale calcaire du Rif Nord-Ouest

55 Tritium dans lrsquoeau de la source Ras El Ma

Le tritium qui se trouve agrave leacutetat naturel dans latmosphegravere peacutenegravetre dans le

cycle hydrologique par le biais des preacutecipitations Cependant la meacutethode de

datation des eaux par le tritium a eacuteteacute fausseacutee par les apports dus aux

expeacuterimentations thermonucleacuteaires La concentration a montreacute un 1er maximum de

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600 UT en 1954 suivi drsquoun 2egraveme maximum de 460 UT en 1958 et un 3egraveme et plus

grand maximum en 1963 avec une concentration de 3300 UT

Une simple analyse des teneurs en tritium des eaux souterraines drsquoune

source permet drsquoobtenir une estimation sur son acircge (Tableau 7)

Tableau 7 - Interpreacutetation des teneurs en tritium de la source Ras El Ma

Teneurs Interpreacutetation qualitative

lt08 TU Recharge avant 1952

08 a 2 TU Meacutelange entre des eaux anciennes et actuelles

2 agrave 8 TU Eau actuelle lrsquoacircge varie entre 5 et 10 ans

10 agrave 20 TU Reacutesidu drsquoessais thermonucleacuteaires

gt20 TU Recharge entre 1960 et 1970 Source BOULAAcircJOUL Analyse CNESTEN (2009) CLARK amp FRITZ (1997)

La moyenne du 3H sur base des analyses isotopiques reacutealiseacutees sur les

eacutechantillons preacuteleveacutes au niveau de la source Ras El Ma est de 396 UT ce qui

permet de faire une eacutevaluation de lrsquoacircge des eaux de la source et de les placer dans

la gamme drsquoacircges variant entre 5 agrave 10 ans (preacutelegravevements BOULAAcircJOUL Analyse

CNESTEN 2009)

Conclusion

Il est neacutecessaire de faire des traccedilages chimiques pour identifier les limites

de lrsquoaquifegravere et cerner la surface du bassin versant hydrogeacuteologique moyennant

des sondages de reconnaissance Apparemment le reacuteservoir est relativement

important conclusion fondeacutee sur la stabiliteacute de la tempeacuterature de lrsquoeau

lrsquoimportance du volume geacuteologique de lrsquoaquifegravere lrsquoaltitude de recharge par

lrsquooxygegravene 18 et la datation de lrsquoacircge de lrsquoeau par le Tritium

La grande quantiteacute de lrsquoeau disponible et sa bonne qualiteacute prouve que la

source continuerait longtemps agrave reacutepondre aux besoins en eau potable de toute la

ville surtout en peacuteriodes des hautes eaux Mais il faut tout de mecircme une certaine

preacutecaution en cas de pollutions accidentelles ou drsquoeacuteboulements qui deacutetourneraient

des flux des systegravemes annexes de drainage vers drsquoautres exutoires

Pour reacutepondre agrave lrsquoimpeacuteratif de seacutecurisation de lrsquoAEP de la ville de

Chaouen un barrage en terre est en construction sur lrsquooued Moulay Bouchta

affluent de lrsquooued Laou avec une capaciteacute de stockage de 115 M m3 et des apports

moyens annuels au site du barrage de 185 Mm3an

Bibliographie BAKALOWICZ M 1999 - Guide Technique Ndeg3 Connaissance et gestion

des ressources en eaux souterraines dans les reacutegions karstiques CNRS (44 p)

BOULAAJOUL M 2006 - Approche du fonctionnement hydrogeacuteologique

de la Dorsale calcaire par eacutetudes hydrodynamique et geacuteochimique Meacutemoire de

DESA Faculteacute des sciences Teacutetouan (80 p)

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MANGIN A 1975 - Contribution agrave lrsquoeacutetude hydrodynamique des aquifegraveres

karstiques Thegravese de doctorat egraves sciences naturelles Institut des Sciences de la terre

de lrsquoUniversiteacute de Dijon (571p)

NOLD M et Al 1981 - Geacuteologie de la Dorsale calcaire entre Teacutetouan et

Assifane (Rif interne Maroc) Ministegravere de lrsquoEnergie et des Mines Editions du

service geacuteologique Rabat Maroc (205 p)

Page 2: Hydrogéologie de la source Ras El Ma, Chaouen (Rif

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3

The volumes captured from the Ras El Ma source are currently sufficient to

ensure the water demand of the city The supply security during low-flow periods

would be the main constraint management

The study of hydrogeological function of the water source could (i) help to

understand climatological and geological factors that have a direct impact on the

stock of underground water (ii) give recommendations for an optimal management

of this source (iii) predict the flow of drainage during the long period of drought

and (iv) define the source recharge-area for a possible preservation against

accidental pollution

Keywords Geacuteologie hydrogeacuteologie geacuteochimie source Ras El Ma Chaouen Maroc

الملخص

يتم حاليا تزويد مدينة شفشاون بالمياه الجوفية المنبثقة من عين رأس الماء التي تعتبر من

أهم العيون النابعة من وحدة تيسوكة بالذروة الكارستية يعتبر نظامها الهيدرولوجي شديد الارتباط

يناهز ث أي مال 593 بكمية التساقطات المسجلة بمنطقة نفاذيتها يقدر صبيبها المتوسط السنوي ب

مليون م 54235

في السنة يتم تسجيل الواردات الدنيا خلال الفصول الجافة حيث تم تسجيل أصغر

والذي ناهز 5993إلى 5995الجفاف الذي عرفته المنطقة خلال الفترة الممتدة من ءصبيب أثنا

ثل 07

لتزويد الساكنة بالماء الصالح كمية المياه التي توفرها عين رأس الماء تعد حاليا كافية

للشرب والإشكالية الواردة تكمن في تأمين تزويد المدينة خلال الفصول التي تطول مدة جفافها

حيث تعجز خزاناتها الجوفية على توفير الصبيب الكافي لهذا الغرض

ة محالة من فهم العناصر المناخي دراسة السلوك الهيدرولوجي لعين رأس الماء ستمكن لا

والتكوينات الجيولوجية التي تؤثر مباشرة على مخزون الموارد المائية الجوفية وصياغة التوصيات

هذه المادة الحيوية وتوضيح الرؤيا المتعلقة التي تمكن من تثمين الموارد المائية وتحسين تدبير

جيولوجي الذي بالصبيب الأدنى الذي توفره العين خلال الفترات الجافة وتحديد الحوض الهيدرو

قصد حمايتها من التلوث العرضي يغديها

المفتاح الكلمات

شفشاون المغرب الجيولوجيا الهيدروجيولوجيا الهيدروكيمياء عين رأس الماء

Liste des abreacuteviations

ABHL Agence du Bassin Hydraulique du Loukkos

CNESTEN Centre National de lrsquoEnergie des Sciences et des Techniques

Nucleacuteaires

DRPE Direction de la Recherche et de la Planification de lrsquoEau

H3 Tritium

O18 Oxygegravene 18

SAD Systegraveme Annexe de Drainage

SMOW Standard Mean Ocean Water

UT Uniteacute de Tritium

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4

Introduction

La source est situeacutee aux coordonneacutees Lambert suivantes x=513050

y=507850 et z=690 m (carte topographique au 150 000 de Chaouen) Elle possegravede

un bassin versant topographique relativement petit ne deacutepassant pas 62 kmsup2 avec

un deacutebit qui draine la quasi-totaliteacute de lrsquoaquifegravere de lrsquouniteacute de Jbel Tissouka dont

la superficie deacutepasse 50 kmsup2 Le deacutebit moyen mensuel de la source est de 395 ls

il varie entre 127 ls en eacutetiage et plus de 5000 ls en peacuteriode des hautes eaux la

tempeacuterature de lrsquoeau est quasi-stationnaire variant entre 116degC en hiver et 137degC

en eacuteteacute (Fig 1)

Figure 1 Site de la source de Ras El Ma Chaouen

Source Carte topographique au 150 000e de Chaouen

La source Ras El Ma situeacutee agrave lrsquoEst de la ville de Chaouen fournit une eau

de tregraves bonne qualiteacute et en quantiteacute largement suffisante pour reacutepondre agrave la totaliteacute

des besoins en eau potable de la ville abritant une population de plus de

Revue AFN Maroc Ndeg 12-14 Juin 2014

5

40 000 habitants Le surplus est utiliseacute pour lrsquoirrigation de la petite et moyenne

hydraulique locale qui couvrent une superficie de plus de 600 ha destineacutee

principalement aux cultures maraichegraveres (ABHL 2004)

1 Meacutethodologie

11 Hydrologie de la source Nous allons proceacuteder au traitement de la seacuterie statistique des deacutebits de la

source de Ras El Ma pour deacuteterminer lrsquoordre de grandeur des variations

temporelles des deacutebits moyens mensuels de la source Il srsquoagit de mener une

correacutelation pluies-deacutebits agrave travers une approche moyennant plusieurs eacutequations

pour trouver une correacutelation entre les deacutebits mesureacutes au niveau de la source et les

preacutecipitations mensuelles enregistreacutees au niveau de la station climatologique de

Bab Taza Aussi srsquoagit-il de calculer des apports de Jbel Tissouka agrave lrsquoaide du

calcul du gradient altitudinal des preacutecipitations (fondeacute sur les courbes

hypsomeacutetriques-pluies) Nous nous sommes baseacutes sur la seacuterie statistique des deacutebits

moyens mensuels 1970-2003 Les graphiques du cumul des deacutebits moyens

mensuels vont nous permettre de faire une eacutevaluation du deacutebit moyen interannuel

de la source

Lrsquoanalyse geacuteologique de lrsquouniteacute de Tissouka agrave travers une bregraveve

preacutesentation geacuteologique et stratigraphique et une coupe structurale au niveau du

reacuteservoir de la source permettront ainsi de faire une eacutevaluation du volume de la

reacuteserve Les laquo coefficients de tarissement raquo permettront le calcul du temps du demi-

tarissement des deacutebits drsquoeacutetiage de la source de Ras El Ma pour les diffeacuterents eacutetiages

et relatifs agrave chaque eacutetiage entre 1970 et 2003 et une preacutesentation graphique de ce

coefficient en fonction du deacutebit initial correspondant Et moyennant la laquo formule de

Maillet raquo nous allons calculer les diffeacuterents laquo volumes dynamiques raquo de la source

en fonction du deacutebit initial et du coefficient de tarissement correspondant pour

chaque anneacutee Le deacutepouillement des limnigrammes de la source nous conduit agrave

calculer les deacutebits journaliers de la source et agrave faire une preacutesentation graphique des

laquo deacutebits classeacutes raquo qui preacutesentent des anomalies au niveau des deacutebits de 440 ls et

840 ls

12 Analyses hydro-chimiques de Ras El Ma

Lrsquoanalyse des mesures continues des conductiviteacutes eacutelectriques de la source

[graphiques de laquo distribution des freacutequences de Bakalowicz raquo] nous a

permis de faire une classification karstique de la source Ras El Ma

La repreacutesentation des eacuteleacutements majeurs des diffeacuterentes analyses chimiques

mous a permis de faire apparaitre le facies chimique de la source via le

laquo Diagramme classificateur de Piper raquo

Pour cerner les variations temporelles des eacuteleacutements majeurs de cette

source nous avions recouru au laquo diagramme star raquo

Les analyses isotopiques des eaux de la source et lrsquoeacutevaluation de sa

laquo signature de lrsquooxygegravene 18 raquo (O18) drsquoune part et la laquo signature des

Revue AFN Maroc Ndeg 12-14 Juin 2014

6

preacutecipitations raquo des diffeacuterentes stations pluviomeacutetriques reacutegionales drsquoautre

part permettent drsquoeacutevaluer lrsquoaltitude de recharge de la source

Les variations de laquo tritium raquo agrave lrsquoeacutetat naturel dans lrsquoespace et le laquo tableau

des interpreacutetations qualitatives de Clark et Fritz raquo drsquoune part et lrsquoanalyse

des teneurs en tritium des eaux souterraines de la source Ras El Ma drsquoautre

part nous ont permis de faire une estimation du temps de seacutejour 2 Aspects hydrologique de la source Ras El Ma Chaouen

Lrsquouniteacute de Jbel Tissouka aquifegravere alimentant la source Ras El Ma et

faisant partie de la Dorsale calcaire du Rif connaicirct des preacutecipitations importantes

et cette pluviomeacutetrie a un impact direct sur le deacutebit de la source Le climat

enregistre des variations spatiotemporelles importantes et conditionnent les deacutebits

maxima des peacuteriodes humides et les deacutebits minima des eacutetiages

Une seacuterie des deacutebits moyens mensuels de la source a eacuteteacute eacutetablie par les

Services de lrsquoABHL pour la peacuteriode hydrologique 1970-4705 (Tableau 1)

Tableau 1 Deacutebits mensuels de la source Ras El Ma (Chaouen)

Sept Oct Nov Deacutec Jan Feacutev Mars Av Mai Juin Juil Aoucirct

Maximum 300 405 1030 1135 2270 2678 1640 1090 1495 831 475 366

Moyenne 115 174 340 440 674 779 474 469 416 260 174 133

Minimum 70 70 81 92 105 98 90 100 95 85 87 77

Max-min 230 335 949 1043 2165 2580 1550 990 1400 746 388 289

Ecart Type 54 91 249 272 655 692 420 275 332 189 99 68

Source BOULAAcircJOUL synthegravese de la seacuterie statistique ABHL (1970- 4705)

Figure 2 Preacutesentation des deacutebits (Q maxima et Q minima en ls) de la source de

Ras El Ma (Chaouen)

Source BOULAAcircJOUL seacuterie statistique ABHL (1970- 2013)

Les deacutebits maxima et minima (Tableau 1) montrent que les Q max eacutevoluent

avec les preacutecipitations en passant de 300 ls en septembre agrave la fin des eacutetiages agrave

2678 ls au mois de feacutevrier en peacuteriode de hautes eaux avec une amplitude de

2378 ls Par contre les deacutebits minima avec des variations relativement faibles

passent ainsi de 70 ls aux mois de septembre et octobre agrave 100 ls au mois drsquoavril

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

Sept Oct Nov Dec Jan Fev Mars Avr Mai Juin Juil Aout

Maximum

Moyenne

Minimum

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7

avec une amplitude de 30 ls seulement gracircce au maintien de lrsquoamortissement du

deacutebit par lrsquoimportance du stock

21 Correacutelation pluie et deacutebit agrave Ras El Ma (Chaouen)

La correacutelation des deacutebits de la source Ras El Ma avec les preacutecipitations

enregistreacutees au niveau de la station climatologique de Bab Taza est traiteacutee en trois

eacutetapes (Tableau 2)

1 avec la pluie du mecircme mois

2 en correacutelation avec la pluie du mecircme mois et avec celle du mois

preacuteceacutedent

3 et avec les pluies du mecircme mois et celles des deux mois preacuteceacutedents

Tableaux 2-3 et 4 Correacutelation deacutebit-pluie source de Ras El Ma (Chaouen)

Ndeg Equations Rsup2

1 Qm= 034Pm 34

2 Qm= 017Pm+ 048 Pm -1 56

3 Qm= 022Pm+030 Pm -1 + 049 Pm -2 72

4 Qm= 054Qm-1+025 Pm 63

5 Qm= 044Qm-1+015 Pm +034 Pm -1 70

6 Qm= 027Qm-1+019 Pm +026 Pm -1+ 049 Pm -2 76

7 Log(Qm) = 062 Log (Qm-1)+029 (Pm)13 73

8 Log(Qm) = 041 Log (Qm-1)+025 (Pm)13+018 (Pm-1)13 024 (Pm-2)

13 78 Source BOULAAcircJOUL ineacutedit (seacuterie statistique 1970- 2013)

Leacutegende des tableaux 2-3 et 4

Qm = Deacutebit moyen mensuel du mois actuel de la source Ras El Ma

Qm-1= Deacutebit moyen mensuel du mois preacuteceacutedent

Pm = Pluie moyenne mensuelle du mois actuel

Pm-1= Pluie moyenne mensuelle du mois preacuteceacutedent

Pm-2 = Pluie moyenne mensuelle enregistreacutee il y a deux mois

Les reacutesultats (Tableau 2) prouvent que le deacutebit de la source est tributaire

des pluies du mecircme mois comme il est influenceacute par les preacutecipitations enregistreacutees

pendant les deux mois preacuteceacutedents

Pour mieux cerner les paramegravetres qui ont une influence directe sur les

valeurs du deacutebit nous avons associeacute des deacutebits enregistreacutes pendant le mois

preacuteceacutedent avec les pluies enregistreacutees pendant le mecircme mois et eacutegalement celles

enregistreacutees pendant les deux mois preacuteceacutedents Les coefficients de correacutelation se

sont ameacutelioreacutes pour passer de 34 agrave une valeur de 76 (Tableau 3)

Dans le souci de mieux cerner les paramegravetres hydro-climatologiques et la

faccedilon avec laquelle ils participent dans lrsquoeacutevaluation des deacutebits de la source

Ras El Ma nous avons encore opteacute pour les valeurs logarithmiques des deacutebits du

mois preacuteceacutedent en combinaison avec les fonctions puissances des valeurs

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8

pluviomeacutetriques du mecircme mois pour le cas de la 7e eacutequation et pendant les deux

mois preacuteceacutedents pour le cas de la 8e eacutequation (Tableau 4) Cette opeacuteration a

ameacutelioreacute timidement le coefficient de correacutelation de 76 agrave 78

Lrsquoameacutelioration des coefficients de correacutelation prouve lrsquoexistence de

relations avec les logarithmes des deacutebits des mois preacuteceacutedents et avec les fonctions

puissances des preacutecipitations enregistreacutees pendant le mecircme mois et eacutegalement

pendant les deux mois preacuteceacutedents Les deacutebits calculeacutes sont preacutesenteacutes dans le mecircme

graphique avec les deacutebits mesureacutes (Figure 3)

La figure 3 montre une grande similitude pour les deacutebits maxima ce qui

prouve que lrsquoaugmentation des deacutebits est tributaire des apports pluviomeacutetriques

par contre les deacutebits minima accusent des diffeacuterences eacutenormes entre les deacutebits

mesureacutes et les deacutebits calculeacutes surtout pendant les longues peacuteriodes segraveches ougrave les

deacutebits calculeacutes sont largement infeacuterieurs aux deacutebits mesureacutes Ce qui est ducirc

principalement aux facteurs pluies qui sont nulles alors que lrsquoimportance du stock

du reacuteservoir arrive agrave maintenir un deacutebit de tarissement important capable de

subvenir agrave tous les besoins de lrsquoAEP de la ville pendant plusieurs mois sans pluies

Figure 3 Deacutebits (Q) mesureacutes et deacutebits calculeacutes Ras El Ma (Chaouen)

Source BOULAAcircJOUL seacuterie statistique (1970-2013)

La seacuterie des deacutebits moyens mensuels contient des vides qui ont eacuteteacute

combleacutes par des correacutelations avec les pluies enregistreacutees au niveau du barrage

Alitlate par conseacutequent la seacuterie des deacutebits moyens est biaiseacutee par ces deacutebits

calculeacutes Les courbes des hyeacutetogrammes montrent une certaine divergence entre les

pluies enregistreacutees au niveau de la station Bab Taza et les deacutebits correspondants

Les deux diagrammes montrent deux cycles hydrologiques de la source

Ras El Ma apparemment avec des preacutecipitations quasi-similaires dans le 1er cycle

hydrologique de lrsquoanneacutee 1978-79 des pluies de 300 mm au mois de janvier suivi

de 400 mm au mois de feacutevrier ayant geacuteneacutereacute lrsquohydrogramme drsquoune crue importante

(deacutebit de pointe = 2500 ls) Par contre dans le second cycle hydrologique de

lrsquoanneacutee 1998-99 mecircme avec des preacutecipitations de 200 mm au mois drsquooctobre et

300 mm au mois drsquoavril la source nrsquoa presque pas reacuteagi et nrsquoa donneacute lieu qursquoagrave un

hydrogramme bien plat avec des deacutebits qui nrsquoont pas deacutepasseacute 200 ls

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9

Figure 4 Hyeacutetogrammes de deux cycles hydrologiques 78-79 et 98-99 de la

source Ras El Ma (Chaouen)

22 Calcul des apports de Jbel Tissouka

Lrsquouniteacute de Jbel Tissouka aquifegravere de la source Ras El Ma posseacutedant une

superficie de plus de 50 kmsup2 perccediloit des preacutecipitations moyennes annuelles qui

peuvent atteindre une valeur de plus de 2000 mm au point culminant par

conseacutequent le gradient altitudinal pluviomeacutetrique et lrsquohypsomeacutetrie de lrsquouniteacute

permettent de calculer le volume drsquoeau reccedilu par chaque tranche de hauteur ∆H de

200 m de puissance de cet aquifegravere (Tableau 5)

Tableau 5 Volume drsquoeau geacuteneacutereacute par les pluies source de Ras El Ma (Chaouen)

Tranche ∆H (m) Superficie (kmsup2) Pluie (mm) Volume (m3)

0800-1000 35 1364 4774000

1000-1200 1075 1562 16791500

1200-1400 1375 1760 2420000

1400-1600 54 5939 23496000

1600-1800 75 4592 16395000

1800-2000 25 4532 5885000

Total - - 91 542 000 Source BOULAAcircJOUL seacuterie statistique (1970-2012)

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10

Le calcul de la superficie des tranches de hauteur comme preacutesenteacute dans le

tableau 5 nous permet de calculer les preacutecipitations correspondantes moyennant

les gradients pluviomeacutetriques et drsquoeacutevaluer le volume des apports perccedilu par cette

mecircme tranche Et en fin de compte nous avons pu eacutevaluer le volume total des

apports au niveau de lrsquouniteacute de Jbel Tissouka deacutepassant 90 M m3an

23 Calcul du volume annuel de la source Ras El Ma

La seacuterie des deacutebits moyens mensuels de la source Ras El Ma pour la peacuteriode

1970 - 2003 (396 mois) est consigneacutee dans la Figure 5

Figure 5 Courbe des volumes cumuleacutes de la source de Ras El Ma (Chaouen)

Source BOULAAcircJOUL seacuterie statistique (1970-2003)

La courbe des volumes cumuleacutes de la source Ras El Mas montre

lrsquoexistence drsquoune certaine reacutegulariteacute dans les volumes annuels deacuteverseacutes par

lrsquoeacutequation suivante (coefficient de correacutelation = 996)

Vc = 1024N+1505 (Vc = volume cumuleacute et N = nombre de mois)

De mecircme le volume deacuteverseacute chaque anneacutee peut ecirctre calculeacute par le deacutebit

moyen interannuel (395 ls) Le volume annuel ainsi calculeacute (Vol) deacutepasse

12 000 000 m3an

( 33 451272045612864003653950 MmmVol )

Ce volume ne repreacutesente que 13 du volume drsquoeau calculeacute drsquoapregraves les

pluies moyennes au niveau de lrsquouniteacute de Jbel Tissouka et qui est pregraves de

90 M m3an (Tableau 5)

3 Geacuteologie de lrsquouniteacute de Tissouka

31 Stratigraphie

La source Ras El Ma sourd au niveau des calcaires agrave silex drsquoacircge

Pliensbachien de lrsquouniteacute de Jbel Tissouka au niveau du contact de chevauchement

entre lrsquoaquifegravere et un substratum formeacute par lrsquouniteacute de Tanger interne (Figure 7)

La stratigraphie de lrsquouniteacute de Tissouka est comme suit

o Dolomies agrave stromatolithe drsquoacircge Norien agrave Carnien

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11

o Alternances calcareacuteo-dolomitiques du Rheacutetien drsquoune eacutepaisseur drsquoenviron

100 m

o Calcaires massifs de lrsquoHettangien drsquoune eacutepaisseur un peu moins de

100 m

o Bregraveches agrave silex du Sineacutemurien

o Calcaires agrave silex du Pliensbachien lieu drsquoeacutemergence de la source (NOLD

amp AL 1981)

Au Nord-est lrsquouniteacute de Jbel Tissouka chevauche lrsquouniteacute de Jbel Lakrae

elle-mecircme surmonteacutee par les uniteacutes de Bab Aidime et par celle drsquoImansorene Vers

le Sud-ouest elle repose sur lrsquouniteacute de Tanger interne en contact subhorizontal

32 Scheacutemas de lrsquoaquiclude

La topographie du substratum formeacute par les flyschs de lrsquouniteacute de Tanger du

cocircteacute ouest et par les Ghomarides du cocircteacute est favorise le deacuteversement des sources de

la Dorsale calcaire vers les points bas de cet aquiclude Par conseacutequent certaines

sources deacuteversent vers le cocircteacute ouest cas de la source Ras El Ma alors que drsquoautres

deacuteversent vers le versant est cas de la source Aouslaf (Figure 6)

Figure 6 Illustration du substratum impermeacuteable de lrsquoAquifegravere de Tissouka

Source El Kadiri K (ineacutedit)

Les formations carbonateacutees de lrsquouniteacute de Jbel Tissouka formeacutees de calcaire

agrave silex Pleinsbachien des bregraveches agrave silex Sineacutemuriens et des dolomies agrave

stromatolithes Noriens agrave Cariens sont alors le siegravege drsquoun aquifegravere karstique

(Figure 7)

La Source Ras El Ma qui sourd au pied drsquoune falaise est une source de

deacuteversement Son bassin versant geacuteologique est constitueacute par les formations

carbonateacutees des uniteacutes de Jbel Tissouka celle drsquoImensorene et celle de Bab Aidime

(NOLD amp AL 1981) La deacutelimitation rigoureuse de cet aquifegravere neacutecessite un

traccedilage chimique etou des sondages de reconnaissance

La figure 8 syntheacutetise la disposition structurale deacutecrite preacuteceacutedemment dans

une reconstitution scheacutematique 3 D donne une vision approximative de la

reconstitution de la geacuteomeacutetrie du reacuteservoir et permet une eacutevaluation du volume de

lrsquoaquifegravere de Jbel Tissouka

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12

Figure 7 Coupe structurale syntheacutetique de la nappe du J Tissouka

Source El Kadiri K (ineacutedit)

Les dimensions probables du reacuteservoir de la source Ras El Ma (Figure 8)

permettent drsquoeacutevaluer le volume (Vol) moyennant la formule suivante

eCHPLVol

Avec

L = Largeur = 1500 m

P = Profondeur = 4000 m

H = Hauteur = 750 m

Ce = Coefficient drsquoemmagasinement = 4permil

Drsquoougrave le volume total VT = 18 M m3

Figure 8 Scheacutema syntheacutetique du reacuteservoir de Ras El Ma (Chaouen)

Source El Kadiri K (ineacutedit)

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13

La surface du bassin versant hydrogeacuteologique est eacutegale agrave la largeur que

multiplie la profondeur elle est alors eacutegale agrave 6 kmsup2 et pour le calcul du volume

drsquoeau de lrsquoaquifegravere il faut multiplier par la hauteur et par le coefficient

drsquoemmagasinement (4 permil) nous avons alors le volume du reacuteservoir de Jbel

Tissouka de lrsquoordre de 18 M m3

4 Hydrodynamique de la source Ras El Ma (Chaouen)

41 Tarissement de la source Ras El Ma

Lrsquohydrodynamique des terrains calcaires est particuliegraverement bien exploreacutee

par les eacutetudes des vidanges La preacutevision des peacutenuries sur les cours drsquoeau consiste

sur le plan technique agrave preacutevoir le deacutebit drsquoeacutetiage drsquoun cours drsquoeau donneacute en un

point donneacute et agrave un instant donneacute par lrsquoexploitation drsquoune seacuterie de donneacutees de

preacutefeacuterence suffisamment longue Le but eacutegalement de lrsquoeacutetude des tarissements est

de connaicirctre les caracteacuteristiques du systegraveme de nappes qui alimentent cette

eacutemergence car chaque nappe est caracteacuteriseacutee par un coefficient de tarissement ()

et un deacutebit de drainage initial (Q0)

Pour deacutemontrer lrsquoexistence de laquo reacuteserves exploitables raquo il faut proceacuteder agrave

lrsquoanalyse des seacuteries temporelles des deacutebits et agrave lrsquoanalyse des hydrogrammes de

deacutecrues et de tarissements Dans le but drsquoestimer le volume dynamique des

reacuteservoirs cette meacutethode de tarissement a eacuteteacute proposeacutee par MANGIN (1975)

Figure 9 - Analyse de la deacutecrue et du tarissement de la source Ras El Ma

Source Baklowicz (1999)

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14

42 Coefficient de tarissement de la source Ras El Ma

Pour deacuteterminer la loi de tarissement drsquoune source pendant une peacuteriode

donneacutee la formule la plus classiquement utiliseacutee est celle qui considegravere la

deacutecroissance exponentielle du deacutebit en fonction du temps et ce en absence de

toutes preacutecipitations qui risquent de perturber lrsquoallure de la courbe et eacutegalement

des pompages et des preacutelegravevements en amont des points de mesures Le deacutebit en un

temps (t) est donneacute alors par la formule de Maillet ci-dessous Les courbes de type

de Maillet correspondent approximativement au cas drsquoun reacuteservoir souterrain de

forme paralleacuteleacutepipeacutedique qui se vide par un bouchon poreux (LARRAS 1972)

La formule de Maillet t

t eQQ 0

Ougrave

Q0 = Le deacutebit agrave lrsquoinstant ldquot = 0rdquo

Qt = deacutebit agrave un instant ldquotrdquo

e = base du logarithme neacutepeacuterien

= coefficient de tarissement de la source calculeacute par la pente de la

courbe Log Q = f (t)

)(

00tt

eQQ

Q

QLog

tteQ

Q tt

0

0

)(

0

0

Le deacutebit de demi tarissement cest-agrave-dire le cas ougrave Q = Q02 sera atteint

apregraves le temps T = (t - t0) lrsquoeacutequation preacuteceacutedente deviendra alors sous la forme

suivante

693102)( 0

LogttT

Le graphique des deacutebits des eacutetiages nous a permis drsquoeacutevaluer pour chaque

tarissement un coefficient de tarissement ldquoαirdquo qui correspond agrave un deacutebit initial

ldquoQ0irdquo (Figure 10) Les deacutebits initiaux de drainage et les coefficients de tarissement

correspondants nous ont permis de tracer la courbe de tendance et de formuler

lrsquoeacutequation de tarissement

1141)(2610 0 QLn

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15

Figure 10 - Deacutebits initiaux et coefficients de tarissement de Ras El Ma (Chaouen)

Source BOULAAcircJOUL (2006)

43 Calcul du volume dynamique de la source Ras El Ma

Lrsquointeacutegration de la formule de Maillet nous a permis drsquoeacutevaluer le volume

dynamique des sources dans le systegraveme des reacuteservoirs karstiques agrave lrsquoinstant ldquotrdquo et agrave

partir drsquoun deacutebit de drainage ldquoQtrdquo correspondant agrave ce mecircme instant ldquotrdquo

0

0

QVdteQQV s

t

t

t

ts

Elle a permis drsquoeacutevaluer les volumes dynamiques de la source Ras El Ma

(Tableau 6)

Pour reacutealiser une eacutetude hydrodynamique fructueuse il est recommandeacute de

reacutepondre aux exigences primordiales suivantes

proceacuteder agrave des installations de postes pluviomeacutetriques pour atteindre une

densiteacute convenable et faire une reacutepartition adapteacutee agrave la geacuteomorphologie

des mesures de deacutebits avec une freacutequence adeacutequate en fonction des

conditions climatologiques de la zone

le choix drsquoun reacuteseau repreacutesentatif qui doit faire lrsquoobjet drsquoun suivi continu

et instaurer un programme de suivi par des compagnes exhaustives

et faire des traccedilages chimiques pour une eacutevaluation des bassins versants

geacuteologiques

Tableau 6 Volume dynamique de la source Ras El Ma (Chaouen)

Paramegravetres Qmax Qmin Qmoy

Deacutebit (m3s) 5900 0127 0396

Coefficient de tarissement (j-1) 07953 01732 0310

Temps de 12 tarissement (j) 2615 12006 6707

Volume dynamique (m3) 25 683 039 5 166 364 9 000 417 Source BOULAAcircJOUL (2006)

Lrsquoeacutetude de tarissement de deacutebits nous a reacuteveacuteleacute lrsquoexistence drsquoun systegraveme de

nappes tregraves complexe avec diffeacuterents types de vidange et nous a permis eacutegalement

-12

-10

-08

-06

-04

-02

00

0 500 1000 1500 2000 2500 3000

(s1)

Q0(ls)

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de faire des eacutevaluations des reacuteserves dynamiques pour trois diffeacuterentes anneacutees

hydrologiques une 1egravere humide avec un volume de 25 M m3 une 2egraveme anneacutee segraveche

avec un volume de 5 M m3 et une 3egraveme anneacutee moyenne avec un volume dynamique

de 9 M m3 (Tableau 6)

44 Deacutebits classeacutes de la source Ras El Ma

Lrsquoanalyse des deacutebits journaliers pour lrsquoanneacutee 1991-92 met en eacutevidence

lrsquoexistence de 3 anomalies qui correspondent agrave une diminution de la pente de la

droite repreacutesentative de la loi de distribution des deacutebits la 1egravere au niveau de 440 ls

et la 2egraveme agrave 840 ls correspondant agrave une augmentation des deacutebits par rapport agrave celle

des classes de freacutequence cela implique qursquoau-delagrave de 440 ls soit que les

eacutecoulements exploitent un systegraveme de drainage plus transmissif soit que le systegraveme

est alimenteacute par un bassin versant hydrogeacuteologique suppleacutementaire Le mecircme

pheacutenomegravene se reproduit et devient encore plus accentueacute au niveau de 840 ls cest-

agrave-dire que soit le SAD devient plus transmissive soit on est en preacutesence drsquoapports

drsquoun autre bassin versant hydrogeacuteologique

Lrsquoeacutetude des deacutebits classeacutes nous a permis de constater lrsquoexistence de deux

systegravemes de drainage qui sont en premier lieu moins transmissif au niveau du deacutebit

de 440 ls et qui devient plus transmissif au niveau du deacutebit de 840 ls avec la

preacutesence drsquoeacutechange de deacutebits entre les bassins limitrophes et dans les deux cas

crsquoest le reacuteservoir de Ras El Ma qui reccediloit des flux suppleacutementaires

Figure 11 Analyse des deacutebits classeacutes de la source Ras El Ma

Source BOULAAcircJOUL traitement des limnigrammes de la peacuteriode 1985-1995

5 Hydrochimie de la source Ras El Ma

La mineacuteralisation des eaux karstiques est une variable qui correspond agrave la

notion de variable reacutegionaliseacutee Elle montre que la conductiviteacute est un paramegravetre

global qui reflegravete la mineacuteralisation des eaux karstiques La distribution de

freacutequence de conductiviteacute repreacutesente alors une approche de la reacutealisation de la

0

20

40

60

80

100

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800

freq

Deacutebit ls

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fonction de la variable aleacuteatoire reacutegionaliseacutee et constitue un moyen syntheacutetique

pour repreacutesenter lrsquoapparition agrave un exutoire karstique de diffeacuterents types drsquoeaux

51 Conductiviteacute eacutelectrique de la source Ras El Ma

La forme de la courbe de distribution de la mineacuteralisation drsquoune source

donne une image sur le degreacute drsquoorganisation des eacutecoulements hydrogeacuteologiques

dans les aquifegraveres karstiques eacutetudieacutes et la distribution des freacutequences des valeurs

de la conductiviteacute sur une mecircme peacuteriode permet de comparer les eaux des

diffeacuterentes sources eacutetudieacutees Comme les distributions sont souvent plurimodales

aucune quantification matheacutematique nest possible pour caracteacuteriser ces courbes

Par conseacutequent linterpreacutetation possible sest faite gracircce agrave un catalogue de

distribution eacutetabli agrave partir de lrsquoeacutetude systeacutematique de certaines sources

(BAKALOWICZ 1999) La forme des courbes ainsi obtenues (Figure 12) rend

compte de la structure des systegravemes eacutetudieacutes conformeacutement au catalogue de

distribution des freacutequences de conductiviteacute

La distribution des classes de la conductiviteacute eacutelectrique de la source

Ras El Ma ldquo2010-2011rdquo (Figure 13) montre qursquoon est effectivement en preacutesence

drsquoun systegraveme tregraves karstique quasi-similaire agrave celui de la fontaine de Vaucluse

Figure 12 Distribution des freacutequences de conductiviteacute

Source BAKALOWICZ (1999)

Ras Elma

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18

Figure 13 Distribution des freacutequences de conductiviteacute eacutelectrique des eaux de

Ras El Ma

Source BOULAAcircJOUL analyses 2005

52 Eaux de Ras El Ma (Chaouen) dans le Diagramme de Piper

Figure 14 Les eaux de Ras El Ma (Chaouen) dans le Diagramme de Piper

Source BOULAAcircJOUL preacutelegravevements et analyses 2005

000

005

010

015

020

025

330 350 370 390 410 430 450

Freq

Cond (micros)

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19

Le diagramme de Piper utilise les eacuteleacutements majeurs pour repreacutesenter les

diffeacuterents faciegraves chimiques Il permet de voir leacutevolution dune eau passant dun

faciegraves agrave un autre gracircce agrave des analyses espaceacutees dans le temps ou des analyses

deacutechantillons pris agrave des endroits diffeacuterents Le diagramme de Piper est tregraves utile

pour repreacutesenter toutes autres sortes de groupes danalyses La localisation des eaux

de la source Ras El Ma (petits triangles) montre que son faciegraves chimique est

bicarbonateacute calcique et magneacutesien (Figure 14)

53 Eaux de Ras El Ma (Chaouen) dans le Diagramme Star

Nous avons repreacutesenteacute les pourcentages des variations mensuelles des ions

majeurs de lrsquoeau de la source Ras EL Ma par la meacutethode Star dans les diagrammes

de la figure 15 pour mieux visualiser les variations temporaires de la

mineacuteralisation de cette source

La mineacuteralisation de lrsquoeau de Ras El Ma agrave valeurs diverses est ainsi fonction

du temps (reacutepartitions temporelle des preacutecipitations) en rapport avec les aquifegraveres

en question pour chaque eacutepisode temporel (Figure 15)

Figure 15ndash La mineacuteralisation de lrsquoeau de la source Ras El Ma

Source BOULAAcircJOUL preacutelegravevements et analyses (Avril-Juillet 2005)

0

20

40

60

80

100Ca++

Mg++

NO3-

Cl-

SO4-

HCO3-

K+

Na+

La mineacuteralisation au mois davril

020406080

100Ca++

Mg++

NO3-

Cl-

SO4-

HCO3-

K+

Na+

La mineacuteralisation au mois de mai

0

20

40

60

80

100Ca++

Mg++

NO3-

Cl-

SO4-

HCO3-

K+

Na+

La mineacuteralisation au mois de juin

020406080

100Ca++

Mg++

NO3-

Cl-

SO4-

HCO3-

K+

Na+

La mineacuteralisation au mois de juillet

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20

54 Altitude de recharge

La composition chimique de leau de pluie est influenceacutee par la

composition de la source de vapeur deau elle peut avoir des similitudes

remarquables avec leau des oceacuteans Par la suite durant le transport de cette vapeur

puis sa condensation sous forme de pluie leau sappauvrit dhabitude en certains

eacuteleacutements au fur et agrave mesure de leacuteloignement de sa source ou senrichit inversement

au contact des poussiegraveres et de polluants atmospheacuteriques

Six effets principaux ont une influence directe sur les laquo signatures

isotopiques de lrsquooxygegravene 18 raquo des pluies et sont la tempeacuterature atmospheacuterique la

continentaliteacute en rapport avec la distance de transfert de la vapeur drsquoeau lrsquoeffet de

masse lrsquoeffet saisonnier et finalement lrsquoeffet drsquoaltitude

Sur base de lrsquoanalyse des teneurs des eaux de pluie en oxygegravene 18 pour une

peacuteriode respectable au niveau des stations hydro-climatologiques de lrsquoABHL les

valeurs des teneurs en oxygegravene 18 sont reporteacutees en correacutelation avec les altitudes

respectives des stations hydro-climatologiques preacuteciteacutees (Figure 16)

Figure 16 Graphique de la droite locale isotopique de la source Ras El Ma

Source Notes DRPE (2009)

Le reacutesultat de la teneur en oxygegravene 18 obtenu agrave partir des analyses des

eaux preacuteleveacutees au niveau de la source Ras El Ma eacutemergeante agrave une altitude de

638 m est de ndash706 permil vs SMOW ce qui prouve que lrsquoaltitude de recharge de la

source est limiteacutee agrave 1223 m et donc la valeur de la tranche de recharge de

lrsquoaquifegravere de Ras El Ma est eacutegale agrave 1223 - 638 = 585 m Crsquoest lrsquoune des tranches

les plus importantes de toute les sources de la Dorsale calcaire du Rif Nord-Ouest

55 Tritium dans lrsquoeau de la source Ras El Ma

Le tritium qui se trouve agrave leacutetat naturel dans latmosphegravere peacutenegravetre dans le

cycle hydrologique par le biais des preacutecipitations Cependant la meacutethode de

datation des eaux par le tritium a eacuteteacute fausseacutee par les apports dus aux

expeacuterimentations thermonucleacuteaires La concentration a montreacute un 1er maximum de

Revue AFN Maroc Ndeg 12-14 Juin 2014

21

600 UT en 1954 suivi drsquoun 2egraveme maximum de 460 UT en 1958 et un 3egraveme et plus

grand maximum en 1963 avec une concentration de 3300 UT

Une simple analyse des teneurs en tritium des eaux souterraines drsquoune

source permet drsquoobtenir une estimation sur son acircge (Tableau 7)

Tableau 7 - Interpreacutetation des teneurs en tritium de la source Ras El Ma

Teneurs Interpreacutetation qualitative

lt08 TU Recharge avant 1952

08 a 2 TU Meacutelange entre des eaux anciennes et actuelles

2 agrave 8 TU Eau actuelle lrsquoacircge varie entre 5 et 10 ans

10 agrave 20 TU Reacutesidu drsquoessais thermonucleacuteaires

gt20 TU Recharge entre 1960 et 1970 Source BOULAAcircJOUL Analyse CNESTEN (2009) CLARK amp FRITZ (1997)

La moyenne du 3H sur base des analyses isotopiques reacutealiseacutees sur les

eacutechantillons preacuteleveacutes au niveau de la source Ras El Ma est de 396 UT ce qui

permet de faire une eacutevaluation de lrsquoacircge des eaux de la source et de les placer dans

la gamme drsquoacircges variant entre 5 agrave 10 ans (preacutelegravevements BOULAAcircJOUL Analyse

CNESTEN 2009)

Conclusion

Il est neacutecessaire de faire des traccedilages chimiques pour identifier les limites

de lrsquoaquifegravere et cerner la surface du bassin versant hydrogeacuteologique moyennant

des sondages de reconnaissance Apparemment le reacuteservoir est relativement

important conclusion fondeacutee sur la stabiliteacute de la tempeacuterature de lrsquoeau

lrsquoimportance du volume geacuteologique de lrsquoaquifegravere lrsquoaltitude de recharge par

lrsquooxygegravene 18 et la datation de lrsquoacircge de lrsquoeau par le Tritium

La grande quantiteacute de lrsquoeau disponible et sa bonne qualiteacute prouve que la

source continuerait longtemps agrave reacutepondre aux besoins en eau potable de toute la

ville surtout en peacuteriodes des hautes eaux Mais il faut tout de mecircme une certaine

preacutecaution en cas de pollutions accidentelles ou drsquoeacuteboulements qui deacutetourneraient

des flux des systegravemes annexes de drainage vers drsquoautres exutoires

Pour reacutepondre agrave lrsquoimpeacuteratif de seacutecurisation de lrsquoAEP de la ville de

Chaouen un barrage en terre est en construction sur lrsquooued Moulay Bouchta

affluent de lrsquooued Laou avec une capaciteacute de stockage de 115 M m3 et des apports

moyens annuels au site du barrage de 185 Mm3an

Bibliographie BAKALOWICZ M 1999 - Guide Technique Ndeg3 Connaissance et gestion

des ressources en eaux souterraines dans les reacutegions karstiques CNRS (44 p)

BOULAAJOUL M 2006 - Approche du fonctionnement hydrogeacuteologique

de la Dorsale calcaire par eacutetudes hydrodynamique et geacuteochimique Meacutemoire de

DESA Faculteacute des sciences Teacutetouan (80 p)

Revue AFN Maroc Ndeg 12-14 Juin 2014

22

MANGIN A 1975 - Contribution agrave lrsquoeacutetude hydrodynamique des aquifegraveres

karstiques Thegravese de doctorat egraves sciences naturelles Institut des Sciences de la terre

de lrsquoUniversiteacute de Dijon (571p)

NOLD M et Al 1981 - Geacuteologie de la Dorsale calcaire entre Teacutetouan et

Assifane (Rif interne Maroc) Ministegravere de lrsquoEnergie et des Mines Editions du

service geacuteologique Rabat Maroc (205 p)

Page 3: Hydrogéologie de la source Ras El Ma, Chaouen (Rif

Revue AFN Maroc Ndeg 12-14 Juin 2014

4

Introduction

La source est situeacutee aux coordonneacutees Lambert suivantes x=513050

y=507850 et z=690 m (carte topographique au 150 000 de Chaouen) Elle possegravede

un bassin versant topographique relativement petit ne deacutepassant pas 62 kmsup2 avec

un deacutebit qui draine la quasi-totaliteacute de lrsquoaquifegravere de lrsquouniteacute de Jbel Tissouka dont

la superficie deacutepasse 50 kmsup2 Le deacutebit moyen mensuel de la source est de 395 ls

il varie entre 127 ls en eacutetiage et plus de 5000 ls en peacuteriode des hautes eaux la

tempeacuterature de lrsquoeau est quasi-stationnaire variant entre 116degC en hiver et 137degC

en eacuteteacute (Fig 1)

Figure 1 Site de la source de Ras El Ma Chaouen

Source Carte topographique au 150 000e de Chaouen

La source Ras El Ma situeacutee agrave lrsquoEst de la ville de Chaouen fournit une eau

de tregraves bonne qualiteacute et en quantiteacute largement suffisante pour reacutepondre agrave la totaliteacute

des besoins en eau potable de la ville abritant une population de plus de

Revue AFN Maroc Ndeg 12-14 Juin 2014

5

40 000 habitants Le surplus est utiliseacute pour lrsquoirrigation de la petite et moyenne

hydraulique locale qui couvrent une superficie de plus de 600 ha destineacutee

principalement aux cultures maraichegraveres (ABHL 2004)

1 Meacutethodologie

11 Hydrologie de la source Nous allons proceacuteder au traitement de la seacuterie statistique des deacutebits de la

source de Ras El Ma pour deacuteterminer lrsquoordre de grandeur des variations

temporelles des deacutebits moyens mensuels de la source Il srsquoagit de mener une

correacutelation pluies-deacutebits agrave travers une approche moyennant plusieurs eacutequations

pour trouver une correacutelation entre les deacutebits mesureacutes au niveau de la source et les

preacutecipitations mensuelles enregistreacutees au niveau de la station climatologique de

Bab Taza Aussi srsquoagit-il de calculer des apports de Jbel Tissouka agrave lrsquoaide du

calcul du gradient altitudinal des preacutecipitations (fondeacute sur les courbes

hypsomeacutetriques-pluies) Nous nous sommes baseacutes sur la seacuterie statistique des deacutebits

moyens mensuels 1970-2003 Les graphiques du cumul des deacutebits moyens

mensuels vont nous permettre de faire une eacutevaluation du deacutebit moyen interannuel

de la source

Lrsquoanalyse geacuteologique de lrsquouniteacute de Tissouka agrave travers une bregraveve

preacutesentation geacuteologique et stratigraphique et une coupe structurale au niveau du

reacuteservoir de la source permettront ainsi de faire une eacutevaluation du volume de la

reacuteserve Les laquo coefficients de tarissement raquo permettront le calcul du temps du demi-

tarissement des deacutebits drsquoeacutetiage de la source de Ras El Ma pour les diffeacuterents eacutetiages

et relatifs agrave chaque eacutetiage entre 1970 et 2003 et une preacutesentation graphique de ce

coefficient en fonction du deacutebit initial correspondant Et moyennant la laquo formule de

Maillet raquo nous allons calculer les diffeacuterents laquo volumes dynamiques raquo de la source

en fonction du deacutebit initial et du coefficient de tarissement correspondant pour

chaque anneacutee Le deacutepouillement des limnigrammes de la source nous conduit agrave

calculer les deacutebits journaliers de la source et agrave faire une preacutesentation graphique des

laquo deacutebits classeacutes raquo qui preacutesentent des anomalies au niveau des deacutebits de 440 ls et

840 ls

12 Analyses hydro-chimiques de Ras El Ma

Lrsquoanalyse des mesures continues des conductiviteacutes eacutelectriques de la source

[graphiques de laquo distribution des freacutequences de Bakalowicz raquo] nous a

permis de faire une classification karstique de la source Ras El Ma

La repreacutesentation des eacuteleacutements majeurs des diffeacuterentes analyses chimiques

mous a permis de faire apparaitre le facies chimique de la source via le

laquo Diagramme classificateur de Piper raquo

Pour cerner les variations temporelles des eacuteleacutements majeurs de cette

source nous avions recouru au laquo diagramme star raquo

Les analyses isotopiques des eaux de la source et lrsquoeacutevaluation de sa

laquo signature de lrsquooxygegravene 18 raquo (O18) drsquoune part et la laquo signature des

Revue AFN Maroc Ndeg 12-14 Juin 2014

6

preacutecipitations raquo des diffeacuterentes stations pluviomeacutetriques reacutegionales drsquoautre

part permettent drsquoeacutevaluer lrsquoaltitude de recharge de la source

Les variations de laquo tritium raquo agrave lrsquoeacutetat naturel dans lrsquoespace et le laquo tableau

des interpreacutetations qualitatives de Clark et Fritz raquo drsquoune part et lrsquoanalyse

des teneurs en tritium des eaux souterraines de la source Ras El Ma drsquoautre

part nous ont permis de faire une estimation du temps de seacutejour 2 Aspects hydrologique de la source Ras El Ma Chaouen

Lrsquouniteacute de Jbel Tissouka aquifegravere alimentant la source Ras El Ma et

faisant partie de la Dorsale calcaire du Rif connaicirct des preacutecipitations importantes

et cette pluviomeacutetrie a un impact direct sur le deacutebit de la source Le climat

enregistre des variations spatiotemporelles importantes et conditionnent les deacutebits

maxima des peacuteriodes humides et les deacutebits minima des eacutetiages

Une seacuterie des deacutebits moyens mensuels de la source a eacuteteacute eacutetablie par les

Services de lrsquoABHL pour la peacuteriode hydrologique 1970-4705 (Tableau 1)

Tableau 1 Deacutebits mensuels de la source Ras El Ma (Chaouen)

Sept Oct Nov Deacutec Jan Feacutev Mars Av Mai Juin Juil Aoucirct

Maximum 300 405 1030 1135 2270 2678 1640 1090 1495 831 475 366

Moyenne 115 174 340 440 674 779 474 469 416 260 174 133

Minimum 70 70 81 92 105 98 90 100 95 85 87 77

Max-min 230 335 949 1043 2165 2580 1550 990 1400 746 388 289

Ecart Type 54 91 249 272 655 692 420 275 332 189 99 68

Source BOULAAcircJOUL synthegravese de la seacuterie statistique ABHL (1970- 4705)

Figure 2 Preacutesentation des deacutebits (Q maxima et Q minima en ls) de la source de

Ras El Ma (Chaouen)

Source BOULAAcircJOUL seacuterie statistique ABHL (1970- 2013)

Les deacutebits maxima et minima (Tableau 1) montrent que les Q max eacutevoluent

avec les preacutecipitations en passant de 300 ls en septembre agrave la fin des eacutetiages agrave

2678 ls au mois de feacutevrier en peacuteriode de hautes eaux avec une amplitude de

2378 ls Par contre les deacutebits minima avec des variations relativement faibles

passent ainsi de 70 ls aux mois de septembre et octobre agrave 100 ls au mois drsquoavril

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

Sept Oct Nov Dec Jan Fev Mars Avr Mai Juin Juil Aout

Maximum

Moyenne

Minimum

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7

avec une amplitude de 30 ls seulement gracircce au maintien de lrsquoamortissement du

deacutebit par lrsquoimportance du stock

21 Correacutelation pluie et deacutebit agrave Ras El Ma (Chaouen)

La correacutelation des deacutebits de la source Ras El Ma avec les preacutecipitations

enregistreacutees au niveau de la station climatologique de Bab Taza est traiteacutee en trois

eacutetapes (Tableau 2)

1 avec la pluie du mecircme mois

2 en correacutelation avec la pluie du mecircme mois et avec celle du mois

preacuteceacutedent

3 et avec les pluies du mecircme mois et celles des deux mois preacuteceacutedents

Tableaux 2-3 et 4 Correacutelation deacutebit-pluie source de Ras El Ma (Chaouen)

Ndeg Equations Rsup2

1 Qm= 034Pm 34

2 Qm= 017Pm+ 048 Pm -1 56

3 Qm= 022Pm+030 Pm -1 + 049 Pm -2 72

4 Qm= 054Qm-1+025 Pm 63

5 Qm= 044Qm-1+015 Pm +034 Pm -1 70

6 Qm= 027Qm-1+019 Pm +026 Pm -1+ 049 Pm -2 76

7 Log(Qm) = 062 Log (Qm-1)+029 (Pm)13 73

8 Log(Qm) = 041 Log (Qm-1)+025 (Pm)13+018 (Pm-1)13 024 (Pm-2)

13 78 Source BOULAAcircJOUL ineacutedit (seacuterie statistique 1970- 2013)

Leacutegende des tableaux 2-3 et 4

Qm = Deacutebit moyen mensuel du mois actuel de la source Ras El Ma

Qm-1= Deacutebit moyen mensuel du mois preacuteceacutedent

Pm = Pluie moyenne mensuelle du mois actuel

Pm-1= Pluie moyenne mensuelle du mois preacuteceacutedent

Pm-2 = Pluie moyenne mensuelle enregistreacutee il y a deux mois

Les reacutesultats (Tableau 2) prouvent que le deacutebit de la source est tributaire

des pluies du mecircme mois comme il est influenceacute par les preacutecipitations enregistreacutees

pendant les deux mois preacuteceacutedents

Pour mieux cerner les paramegravetres qui ont une influence directe sur les

valeurs du deacutebit nous avons associeacute des deacutebits enregistreacutes pendant le mois

preacuteceacutedent avec les pluies enregistreacutees pendant le mecircme mois et eacutegalement celles

enregistreacutees pendant les deux mois preacuteceacutedents Les coefficients de correacutelation se

sont ameacutelioreacutes pour passer de 34 agrave une valeur de 76 (Tableau 3)

Dans le souci de mieux cerner les paramegravetres hydro-climatologiques et la

faccedilon avec laquelle ils participent dans lrsquoeacutevaluation des deacutebits de la source

Ras El Ma nous avons encore opteacute pour les valeurs logarithmiques des deacutebits du

mois preacuteceacutedent en combinaison avec les fonctions puissances des valeurs

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8

pluviomeacutetriques du mecircme mois pour le cas de la 7e eacutequation et pendant les deux

mois preacuteceacutedents pour le cas de la 8e eacutequation (Tableau 4) Cette opeacuteration a

ameacutelioreacute timidement le coefficient de correacutelation de 76 agrave 78

Lrsquoameacutelioration des coefficients de correacutelation prouve lrsquoexistence de

relations avec les logarithmes des deacutebits des mois preacuteceacutedents et avec les fonctions

puissances des preacutecipitations enregistreacutees pendant le mecircme mois et eacutegalement

pendant les deux mois preacuteceacutedents Les deacutebits calculeacutes sont preacutesenteacutes dans le mecircme

graphique avec les deacutebits mesureacutes (Figure 3)

La figure 3 montre une grande similitude pour les deacutebits maxima ce qui

prouve que lrsquoaugmentation des deacutebits est tributaire des apports pluviomeacutetriques

par contre les deacutebits minima accusent des diffeacuterences eacutenormes entre les deacutebits

mesureacutes et les deacutebits calculeacutes surtout pendant les longues peacuteriodes segraveches ougrave les

deacutebits calculeacutes sont largement infeacuterieurs aux deacutebits mesureacutes Ce qui est ducirc

principalement aux facteurs pluies qui sont nulles alors que lrsquoimportance du stock

du reacuteservoir arrive agrave maintenir un deacutebit de tarissement important capable de

subvenir agrave tous les besoins de lrsquoAEP de la ville pendant plusieurs mois sans pluies

Figure 3 Deacutebits (Q) mesureacutes et deacutebits calculeacutes Ras El Ma (Chaouen)

Source BOULAAcircJOUL seacuterie statistique (1970-2013)

La seacuterie des deacutebits moyens mensuels contient des vides qui ont eacuteteacute

combleacutes par des correacutelations avec les pluies enregistreacutees au niveau du barrage

Alitlate par conseacutequent la seacuterie des deacutebits moyens est biaiseacutee par ces deacutebits

calculeacutes Les courbes des hyeacutetogrammes montrent une certaine divergence entre les

pluies enregistreacutees au niveau de la station Bab Taza et les deacutebits correspondants

Les deux diagrammes montrent deux cycles hydrologiques de la source

Ras El Ma apparemment avec des preacutecipitations quasi-similaires dans le 1er cycle

hydrologique de lrsquoanneacutee 1978-79 des pluies de 300 mm au mois de janvier suivi

de 400 mm au mois de feacutevrier ayant geacuteneacutereacute lrsquohydrogramme drsquoune crue importante

(deacutebit de pointe = 2500 ls) Par contre dans le second cycle hydrologique de

lrsquoanneacutee 1998-99 mecircme avec des preacutecipitations de 200 mm au mois drsquooctobre et

300 mm au mois drsquoavril la source nrsquoa presque pas reacuteagi et nrsquoa donneacute lieu qursquoagrave un

hydrogramme bien plat avec des deacutebits qui nrsquoont pas deacutepasseacute 200 ls

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9

Figure 4 Hyeacutetogrammes de deux cycles hydrologiques 78-79 et 98-99 de la

source Ras El Ma (Chaouen)

22 Calcul des apports de Jbel Tissouka

Lrsquouniteacute de Jbel Tissouka aquifegravere de la source Ras El Ma posseacutedant une

superficie de plus de 50 kmsup2 perccediloit des preacutecipitations moyennes annuelles qui

peuvent atteindre une valeur de plus de 2000 mm au point culminant par

conseacutequent le gradient altitudinal pluviomeacutetrique et lrsquohypsomeacutetrie de lrsquouniteacute

permettent de calculer le volume drsquoeau reccedilu par chaque tranche de hauteur ∆H de

200 m de puissance de cet aquifegravere (Tableau 5)

Tableau 5 Volume drsquoeau geacuteneacutereacute par les pluies source de Ras El Ma (Chaouen)

Tranche ∆H (m) Superficie (kmsup2) Pluie (mm) Volume (m3)

0800-1000 35 1364 4774000

1000-1200 1075 1562 16791500

1200-1400 1375 1760 2420000

1400-1600 54 5939 23496000

1600-1800 75 4592 16395000

1800-2000 25 4532 5885000

Total - - 91 542 000 Source BOULAAcircJOUL seacuterie statistique (1970-2012)

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10

Le calcul de la superficie des tranches de hauteur comme preacutesenteacute dans le

tableau 5 nous permet de calculer les preacutecipitations correspondantes moyennant

les gradients pluviomeacutetriques et drsquoeacutevaluer le volume des apports perccedilu par cette

mecircme tranche Et en fin de compte nous avons pu eacutevaluer le volume total des

apports au niveau de lrsquouniteacute de Jbel Tissouka deacutepassant 90 M m3an

23 Calcul du volume annuel de la source Ras El Ma

La seacuterie des deacutebits moyens mensuels de la source Ras El Ma pour la peacuteriode

1970 - 2003 (396 mois) est consigneacutee dans la Figure 5

Figure 5 Courbe des volumes cumuleacutes de la source de Ras El Ma (Chaouen)

Source BOULAAcircJOUL seacuterie statistique (1970-2003)

La courbe des volumes cumuleacutes de la source Ras El Mas montre

lrsquoexistence drsquoune certaine reacutegulariteacute dans les volumes annuels deacuteverseacutes par

lrsquoeacutequation suivante (coefficient de correacutelation = 996)

Vc = 1024N+1505 (Vc = volume cumuleacute et N = nombre de mois)

De mecircme le volume deacuteverseacute chaque anneacutee peut ecirctre calculeacute par le deacutebit

moyen interannuel (395 ls) Le volume annuel ainsi calculeacute (Vol) deacutepasse

12 000 000 m3an

( 33 451272045612864003653950 MmmVol )

Ce volume ne repreacutesente que 13 du volume drsquoeau calculeacute drsquoapregraves les

pluies moyennes au niveau de lrsquouniteacute de Jbel Tissouka et qui est pregraves de

90 M m3an (Tableau 5)

3 Geacuteologie de lrsquouniteacute de Tissouka

31 Stratigraphie

La source Ras El Ma sourd au niveau des calcaires agrave silex drsquoacircge

Pliensbachien de lrsquouniteacute de Jbel Tissouka au niveau du contact de chevauchement

entre lrsquoaquifegravere et un substratum formeacute par lrsquouniteacute de Tanger interne (Figure 7)

La stratigraphie de lrsquouniteacute de Tissouka est comme suit

o Dolomies agrave stromatolithe drsquoacircge Norien agrave Carnien

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11

o Alternances calcareacuteo-dolomitiques du Rheacutetien drsquoune eacutepaisseur drsquoenviron

100 m

o Calcaires massifs de lrsquoHettangien drsquoune eacutepaisseur un peu moins de

100 m

o Bregraveches agrave silex du Sineacutemurien

o Calcaires agrave silex du Pliensbachien lieu drsquoeacutemergence de la source (NOLD

amp AL 1981)

Au Nord-est lrsquouniteacute de Jbel Tissouka chevauche lrsquouniteacute de Jbel Lakrae

elle-mecircme surmonteacutee par les uniteacutes de Bab Aidime et par celle drsquoImansorene Vers

le Sud-ouest elle repose sur lrsquouniteacute de Tanger interne en contact subhorizontal

32 Scheacutemas de lrsquoaquiclude

La topographie du substratum formeacute par les flyschs de lrsquouniteacute de Tanger du

cocircteacute ouest et par les Ghomarides du cocircteacute est favorise le deacuteversement des sources de

la Dorsale calcaire vers les points bas de cet aquiclude Par conseacutequent certaines

sources deacuteversent vers le cocircteacute ouest cas de la source Ras El Ma alors que drsquoautres

deacuteversent vers le versant est cas de la source Aouslaf (Figure 6)

Figure 6 Illustration du substratum impermeacuteable de lrsquoAquifegravere de Tissouka

Source El Kadiri K (ineacutedit)

Les formations carbonateacutees de lrsquouniteacute de Jbel Tissouka formeacutees de calcaire

agrave silex Pleinsbachien des bregraveches agrave silex Sineacutemuriens et des dolomies agrave

stromatolithes Noriens agrave Cariens sont alors le siegravege drsquoun aquifegravere karstique

(Figure 7)

La Source Ras El Ma qui sourd au pied drsquoune falaise est une source de

deacuteversement Son bassin versant geacuteologique est constitueacute par les formations

carbonateacutees des uniteacutes de Jbel Tissouka celle drsquoImensorene et celle de Bab Aidime

(NOLD amp AL 1981) La deacutelimitation rigoureuse de cet aquifegravere neacutecessite un

traccedilage chimique etou des sondages de reconnaissance

La figure 8 syntheacutetise la disposition structurale deacutecrite preacuteceacutedemment dans

une reconstitution scheacutematique 3 D donne une vision approximative de la

reconstitution de la geacuteomeacutetrie du reacuteservoir et permet une eacutevaluation du volume de

lrsquoaquifegravere de Jbel Tissouka

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12

Figure 7 Coupe structurale syntheacutetique de la nappe du J Tissouka

Source El Kadiri K (ineacutedit)

Les dimensions probables du reacuteservoir de la source Ras El Ma (Figure 8)

permettent drsquoeacutevaluer le volume (Vol) moyennant la formule suivante

eCHPLVol

Avec

L = Largeur = 1500 m

P = Profondeur = 4000 m

H = Hauteur = 750 m

Ce = Coefficient drsquoemmagasinement = 4permil

Drsquoougrave le volume total VT = 18 M m3

Figure 8 Scheacutema syntheacutetique du reacuteservoir de Ras El Ma (Chaouen)

Source El Kadiri K (ineacutedit)

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13

La surface du bassin versant hydrogeacuteologique est eacutegale agrave la largeur que

multiplie la profondeur elle est alors eacutegale agrave 6 kmsup2 et pour le calcul du volume

drsquoeau de lrsquoaquifegravere il faut multiplier par la hauteur et par le coefficient

drsquoemmagasinement (4 permil) nous avons alors le volume du reacuteservoir de Jbel

Tissouka de lrsquoordre de 18 M m3

4 Hydrodynamique de la source Ras El Ma (Chaouen)

41 Tarissement de la source Ras El Ma

Lrsquohydrodynamique des terrains calcaires est particuliegraverement bien exploreacutee

par les eacutetudes des vidanges La preacutevision des peacutenuries sur les cours drsquoeau consiste

sur le plan technique agrave preacutevoir le deacutebit drsquoeacutetiage drsquoun cours drsquoeau donneacute en un

point donneacute et agrave un instant donneacute par lrsquoexploitation drsquoune seacuterie de donneacutees de

preacutefeacuterence suffisamment longue Le but eacutegalement de lrsquoeacutetude des tarissements est

de connaicirctre les caracteacuteristiques du systegraveme de nappes qui alimentent cette

eacutemergence car chaque nappe est caracteacuteriseacutee par un coefficient de tarissement ()

et un deacutebit de drainage initial (Q0)

Pour deacutemontrer lrsquoexistence de laquo reacuteserves exploitables raquo il faut proceacuteder agrave

lrsquoanalyse des seacuteries temporelles des deacutebits et agrave lrsquoanalyse des hydrogrammes de

deacutecrues et de tarissements Dans le but drsquoestimer le volume dynamique des

reacuteservoirs cette meacutethode de tarissement a eacuteteacute proposeacutee par MANGIN (1975)

Figure 9 - Analyse de la deacutecrue et du tarissement de la source Ras El Ma

Source Baklowicz (1999)

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14

42 Coefficient de tarissement de la source Ras El Ma

Pour deacuteterminer la loi de tarissement drsquoune source pendant une peacuteriode

donneacutee la formule la plus classiquement utiliseacutee est celle qui considegravere la

deacutecroissance exponentielle du deacutebit en fonction du temps et ce en absence de

toutes preacutecipitations qui risquent de perturber lrsquoallure de la courbe et eacutegalement

des pompages et des preacutelegravevements en amont des points de mesures Le deacutebit en un

temps (t) est donneacute alors par la formule de Maillet ci-dessous Les courbes de type

de Maillet correspondent approximativement au cas drsquoun reacuteservoir souterrain de

forme paralleacuteleacutepipeacutedique qui se vide par un bouchon poreux (LARRAS 1972)

La formule de Maillet t

t eQQ 0

Ougrave

Q0 = Le deacutebit agrave lrsquoinstant ldquot = 0rdquo

Qt = deacutebit agrave un instant ldquotrdquo

e = base du logarithme neacutepeacuterien

= coefficient de tarissement de la source calculeacute par la pente de la

courbe Log Q = f (t)

)(

00tt

eQQ

Q

QLog

tteQ

Q tt

0

0

)(

0

0

Le deacutebit de demi tarissement cest-agrave-dire le cas ougrave Q = Q02 sera atteint

apregraves le temps T = (t - t0) lrsquoeacutequation preacuteceacutedente deviendra alors sous la forme

suivante

693102)( 0

LogttT

Le graphique des deacutebits des eacutetiages nous a permis drsquoeacutevaluer pour chaque

tarissement un coefficient de tarissement ldquoαirdquo qui correspond agrave un deacutebit initial

ldquoQ0irdquo (Figure 10) Les deacutebits initiaux de drainage et les coefficients de tarissement

correspondants nous ont permis de tracer la courbe de tendance et de formuler

lrsquoeacutequation de tarissement

1141)(2610 0 QLn

Revue AFN Maroc Ndeg 12-14 Juin 2014

15

Figure 10 - Deacutebits initiaux et coefficients de tarissement de Ras El Ma (Chaouen)

Source BOULAAcircJOUL (2006)

43 Calcul du volume dynamique de la source Ras El Ma

Lrsquointeacutegration de la formule de Maillet nous a permis drsquoeacutevaluer le volume

dynamique des sources dans le systegraveme des reacuteservoirs karstiques agrave lrsquoinstant ldquotrdquo et agrave

partir drsquoun deacutebit de drainage ldquoQtrdquo correspondant agrave ce mecircme instant ldquotrdquo

0

0

QVdteQQV s

t

t

t

ts

Elle a permis drsquoeacutevaluer les volumes dynamiques de la source Ras El Ma

(Tableau 6)

Pour reacutealiser une eacutetude hydrodynamique fructueuse il est recommandeacute de

reacutepondre aux exigences primordiales suivantes

proceacuteder agrave des installations de postes pluviomeacutetriques pour atteindre une

densiteacute convenable et faire une reacutepartition adapteacutee agrave la geacuteomorphologie

des mesures de deacutebits avec une freacutequence adeacutequate en fonction des

conditions climatologiques de la zone

le choix drsquoun reacuteseau repreacutesentatif qui doit faire lrsquoobjet drsquoun suivi continu

et instaurer un programme de suivi par des compagnes exhaustives

et faire des traccedilages chimiques pour une eacutevaluation des bassins versants

geacuteologiques

Tableau 6 Volume dynamique de la source Ras El Ma (Chaouen)

Paramegravetres Qmax Qmin Qmoy

Deacutebit (m3s) 5900 0127 0396

Coefficient de tarissement (j-1) 07953 01732 0310

Temps de 12 tarissement (j) 2615 12006 6707

Volume dynamique (m3) 25 683 039 5 166 364 9 000 417 Source BOULAAcircJOUL (2006)

Lrsquoeacutetude de tarissement de deacutebits nous a reacuteveacuteleacute lrsquoexistence drsquoun systegraveme de

nappes tregraves complexe avec diffeacuterents types de vidange et nous a permis eacutegalement

-12

-10

-08

-06

-04

-02

00

0 500 1000 1500 2000 2500 3000

(s1)

Q0(ls)

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de faire des eacutevaluations des reacuteserves dynamiques pour trois diffeacuterentes anneacutees

hydrologiques une 1egravere humide avec un volume de 25 M m3 une 2egraveme anneacutee segraveche

avec un volume de 5 M m3 et une 3egraveme anneacutee moyenne avec un volume dynamique

de 9 M m3 (Tableau 6)

44 Deacutebits classeacutes de la source Ras El Ma

Lrsquoanalyse des deacutebits journaliers pour lrsquoanneacutee 1991-92 met en eacutevidence

lrsquoexistence de 3 anomalies qui correspondent agrave une diminution de la pente de la

droite repreacutesentative de la loi de distribution des deacutebits la 1egravere au niveau de 440 ls

et la 2egraveme agrave 840 ls correspondant agrave une augmentation des deacutebits par rapport agrave celle

des classes de freacutequence cela implique qursquoau-delagrave de 440 ls soit que les

eacutecoulements exploitent un systegraveme de drainage plus transmissif soit que le systegraveme

est alimenteacute par un bassin versant hydrogeacuteologique suppleacutementaire Le mecircme

pheacutenomegravene se reproduit et devient encore plus accentueacute au niveau de 840 ls cest-

agrave-dire que soit le SAD devient plus transmissive soit on est en preacutesence drsquoapports

drsquoun autre bassin versant hydrogeacuteologique

Lrsquoeacutetude des deacutebits classeacutes nous a permis de constater lrsquoexistence de deux

systegravemes de drainage qui sont en premier lieu moins transmissif au niveau du deacutebit

de 440 ls et qui devient plus transmissif au niveau du deacutebit de 840 ls avec la

preacutesence drsquoeacutechange de deacutebits entre les bassins limitrophes et dans les deux cas

crsquoest le reacuteservoir de Ras El Ma qui reccediloit des flux suppleacutementaires

Figure 11 Analyse des deacutebits classeacutes de la source Ras El Ma

Source BOULAAcircJOUL traitement des limnigrammes de la peacuteriode 1985-1995

5 Hydrochimie de la source Ras El Ma

La mineacuteralisation des eaux karstiques est une variable qui correspond agrave la

notion de variable reacutegionaliseacutee Elle montre que la conductiviteacute est un paramegravetre

global qui reflegravete la mineacuteralisation des eaux karstiques La distribution de

freacutequence de conductiviteacute repreacutesente alors une approche de la reacutealisation de la

0

20

40

60

80

100

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800

freq

Deacutebit ls

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fonction de la variable aleacuteatoire reacutegionaliseacutee et constitue un moyen syntheacutetique

pour repreacutesenter lrsquoapparition agrave un exutoire karstique de diffeacuterents types drsquoeaux

51 Conductiviteacute eacutelectrique de la source Ras El Ma

La forme de la courbe de distribution de la mineacuteralisation drsquoune source

donne une image sur le degreacute drsquoorganisation des eacutecoulements hydrogeacuteologiques

dans les aquifegraveres karstiques eacutetudieacutes et la distribution des freacutequences des valeurs

de la conductiviteacute sur une mecircme peacuteriode permet de comparer les eaux des

diffeacuterentes sources eacutetudieacutees Comme les distributions sont souvent plurimodales

aucune quantification matheacutematique nest possible pour caracteacuteriser ces courbes

Par conseacutequent linterpreacutetation possible sest faite gracircce agrave un catalogue de

distribution eacutetabli agrave partir de lrsquoeacutetude systeacutematique de certaines sources

(BAKALOWICZ 1999) La forme des courbes ainsi obtenues (Figure 12) rend

compte de la structure des systegravemes eacutetudieacutes conformeacutement au catalogue de

distribution des freacutequences de conductiviteacute

La distribution des classes de la conductiviteacute eacutelectrique de la source

Ras El Ma ldquo2010-2011rdquo (Figure 13) montre qursquoon est effectivement en preacutesence

drsquoun systegraveme tregraves karstique quasi-similaire agrave celui de la fontaine de Vaucluse

Figure 12 Distribution des freacutequences de conductiviteacute

Source BAKALOWICZ (1999)

Ras Elma

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18

Figure 13 Distribution des freacutequences de conductiviteacute eacutelectrique des eaux de

Ras El Ma

Source BOULAAcircJOUL analyses 2005

52 Eaux de Ras El Ma (Chaouen) dans le Diagramme de Piper

Figure 14 Les eaux de Ras El Ma (Chaouen) dans le Diagramme de Piper

Source BOULAAcircJOUL preacutelegravevements et analyses 2005

000

005

010

015

020

025

330 350 370 390 410 430 450

Freq

Cond (micros)

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Le diagramme de Piper utilise les eacuteleacutements majeurs pour repreacutesenter les

diffeacuterents faciegraves chimiques Il permet de voir leacutevolution dune eau passant dun

faciegraves agrave un autre gracircce agrave des analyses espaceacutees dans le temps ou des analyses

deacutechantillons pris agrave des endroits diffeacuterents Le diagramme de Piper est tregraves utile

pour repreacutesenter toutes autres sortes de groupes danalyses La localisation des eaux

de la source Ras El Ma (petits triangles) montre que son faciegraves chimique est

bicarbonateacute calcique et magneacutesien (Figure 14)

53 Eaux de Ras El Ma (Chaouen) dans le Diagramme Star

Nous avons repreacutesenteacute les pourcentages des variations mensuelles des ions

majeurs de lrsquoeau de la source Ras EL Ma par la meacutethode Star dans les diagrammes

de la figure 15 pour mieux visualiser les variations temporaires de la

mineacuteralisation de cette source

La mineacuteralisation de lrsquoeau de Ras El Ma agrave valeurs diverses est ainsi fonction

du temps (reacutepartitions temporelle des preacutecipitations) en rapport avec les aquifegraveres

en question pour chaque eacutepisode temporel (Figure 15)

Figure 15ndash La mineacuteralisation de lrsquoeau de la source Ras El Ma

Source BOULAAcircJOUL preacutelegravevements et analyses (Avril-Juillet 2005)

0

20

40

60

80

100Ca++

Mg++

NO3-

Cl-

SO4-

HCO3-

K+

Na+

La mineacuteralisation au mois davril

020406080

100Ca++

Mg++

NO3-

Cl-

SO4-

HCO3-

K+

Na+

La mineacuteralisation au mois de mai

0

20

40

60

80

100Ca++

Mg++

NO3-

Cl-

SO4-

HCO3-

K+

Na+

La mineacuteralisation au mois de juin

020406080

100Ca++

Mg++

NO3-

Cl-

SO4-

HCO3-

K+

Na+

La mineacuteralisation au mois de juillet

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20

54 Altitude de recharge

La composition chimique de leau de pluie est influenceacutee par la

composition de la source de vapeur deau elle peut avoir des similitudes

remarquables avec leau des oceacuteans Par la suite durant le transport de cette vapeur

puis sa condensation sous forme de pluie leau sappauvrit dhabitude en certains

eacuteleacutements au fur et agrave mesure de leacuteloignement de sa source ou senrichit inversement

au contact des poussiegraveres et de polluants atmospheacuteriques

Six effets principaux ont une influence directe sur les laquo signatures

isotopiques de lrsquooxygegravene 18 raquo des pluies et sont la tempeacuterature atmospheacuterique la

continentaliteacute en rapport avec la distance de transfert de la vapeur drsquoeau lrsquoeffet de

masse lrsquoeffet saisonnier et finalement lrsquoeffet drsquoaltitude

Sur base de lrsquoanalyse des teneurs des eaux de pluie en oxygegravene 18 pour une

peacuteriode respectable au niveau des stations hydro-climatologiques de lrsquoABHL les

valeurs des teneurs en oxygegravene 18 sont reporteacutees en correacutelation avec les altitudes

respectives des stations hydro-climatologiques preacuteciteacutees (Figure 16)

Figure 16 Graphique de la droite locale isotopique de la source Ras El Ma

Source Notes DRPE (2009)

Le reacutesultat de la teneur en oxygegravene 18 obtenu agrave partir des analyses des

eaux preacuteleveacutees au niveau de la source Ras El Ma eacutemergeante agrave une altitude de

638 m est de ndash706 permil vs SMOW ce qui prouve que lrsquoaltitude de recharge de la

source est limiteacutee agrave 1223 m et donc la valeur de la tranche de recharge de

lrsquoaquifegravere de Ras El Ma est eacutegale agrave 1223 - 638 = 585 m Crsquoest lrsquoune des tranches

les plus importantes de toute les sources de la Dorsale calcaire du Rif Nord-Ouest

55 Tritium dans lrsquoeau de la source Ras El Ma

Le tritium qui se trouve agrave leacutetat naturel dans latmosphegravere peacutenegravetre dans le

cycle hydrologique par le biais des preacutecipitations Cependant la meacutethode de

datation des eaux par le tritium a eacuteteacute fausseacutee par les apports dus aux

expeacuterimentations thermonucleacuteaires La concentration a montreacute un 1er maximum de

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21

600 UT en 1954 suivi drsquoun 2egraveme maximum de 460 UT en 1958 et un 3egraveme et plus

grand maximum en 1963 avec une concentration de 3300 UT

Une simple analyse des teneurs en tritium des eaux souterraines drsquoune

source permet drsquoobtenir une estimation sur son acircge (Tableau 7)

Tableau 7 - Interpreacutetation des teneurs en tritium de la source Ras El Ma

Teneurs Interpreacutetation qualitative

lt08 TU Recharge avant 1952

08 a 2 TU Meacutelange entre des eaux anciennes et actuelles

2 agrave 8 TU Eau actuelle lrsquoacircge varie entre 5 et 10 ans

10 agrave 20 TU Reacutesidu drsquoessais thermonucleacuteaires

gt20 TU Recharge entre 1960 et 1970 Source BOULAAcircJOUL Analyse CNESTEN (2009) CLARK amp FRITZ (1997)

La moyenne du 3H sur base des analyses isotopiques reacutealiseacutees sur les

eacutechantillons preacuteleveacutes au niveau de la source Ras El Ma est de 396 UT ce qui

permet de faire une eacutevaluation de lrsquoacircge des eaux de la source et de les placer dans

la gamme drsquoacircges variant entre 5 agrave 10 ans (preacutelegravevements BOULAAcircJOUL Analyse

CNESTEN 2009)

Conclusion

Il est neacutecessaire de faire des traccedilages chimiques pour identifier les limites

de lrsquoaquifegravere et cerner la surface du bassin versant hydrogeacuteologique moyennant

des sondages de reconnaissance Apparemment le reacuteservoir est relativement

important conclusion fondeacutee sur la stabiliteacute de la tempeacuterature de lrsquoeau

lrsquoimportance du volume geacuteologique de lrsquoaquifegravere lrsquoaltitude de recharge par

lrsquooxygegravene 18 et la datation de lrsquoacircge de lrsquoeau par le Tritium

La grande quantiteacute de lrsquoeau disponible et sa bonne qualiteacute prouve que la

source continuerait longtemps agrave reacutepondre aux besoins en eau potable de toute la

ville surtout en peacuteriodes des hautes eaux Mais il faut tout de mecircme une certaine

preacutecaution en cas de pollutions accidentelles ou drsquoeacuteboulements qui deacutetourneraient

des flux des systegravemes annexes de drainage vers drsquoautres exutoires

Pour reacutepondre agrave lrsquoimpeacuteratif de seacutecurisation de lrsquoAEP de la ville de

Chaouen un barrage en terre est en construction sur lrsquooued Moulay Bouchta

affluent de lrsquooued Laou avec une capaciteacute de stockage de 115 M m3 et des apports

moyens annuels au site du barrage de 185 Mm3an

Bibliographie BAKALOWICZ M 1999 - Guide Technique Ndeg3 Connaissance et gestion

des ressources en eaux souterraines dans les reacutegions karstiques CNRS (44 p)

BOULAAJOUL M 2006 - Approche du fonctionnement hydrogeacuteologique

de la Dorsale calcaire par eacutetudes hydrodynamique et geacuteochimique Meacutemoire de

DESA Faculteacute des sciences Teacutetouan (80 p)

Revue AFN Maroc Ndeg 12-14 Juin 2014

22

MANGIN A 1975 - Contribution agrave lrsquoeacutetude hydrodynamique des aquifegraveres

karstiques Thegravese de doctorat egraves sciences naturelles Institut des Sciences de la terre

de lrsquoUniversiteacute de Dijon (571p)

NOLD M et Al 1981 - Geacuteologie de la Dorsale calcaire entre Teacutetouan et

Assifane (Rif interne Maroc) Ministegravere de lrsquoEnergie et des Mines Editions du

service geacuteologique Rabat Maroc (205 p)

Page 4: Hydrogéologie de la source Ras El Ma, Chaouen (Rif

Revue AFN Maroc Ndeg 12-14 Juin 2014

5

40 000 habitants Le surplus est utiliseacute pour lrsquoirrigation de la petite et moyenne

hydraulique locale qui couvrent une superficie de plus de 600 ha destineacutee

principalement aux cultures maraichegraveres (ABHL 2004)

1 Meacutethodologie

11 Hydrologie de la source Nous allons proceacuteder au traitement de la seacuterie statistique des deacutebits de la

source de Ras El Ma pour deacuteterminer lrsquoordre de grandeur des variations

temporelles des deacutebits moyens mensuels de la source Il srsquoagit de mener une

correacutelation pluies-deacutebits agrave travers une approche moyennant plusieurs eacutequations

pour trouver une correacutelation entre les deacutebits mesureacutes au niveau de la source et les

preacutecipitations mensuelles enregistreacutees au niveau de la station climatologique de

Bab Taza Aussi srsquoagit-il de calculer des apports de Jbel Tissouka agrave lrsquoaide du

calcul du gradient altitudinal des preacutecipitations (fondeacute sur les courbes

hypsomeacutetriques-pluies) Nous nous sommes baseacutes sur la seacuterie statistique des deacutebits

moyens mensuels 1970-2003 Les graphiques du cumul des deacutebits moyens

mensuels vont nous permettre de faire une eacutevaluation du deacutebit moyen interannuel

de la source

Lrsquoanalyse geacuteologique de lrsquouniteacute de Tissouka agrave travers une bregraveve

preacutesentation geacuteologique et stratigraphique et une coupe structurale au niveau du

reacuteservoir de la source permettront ainsi de faire une eacutevaluation du volume de la

reacuteserve Les laquo coefficients de tarissement raquo permettront le calcul du temps du demi-

tarissement des deacutebits drsquoeacutetiage de la source de Ras El Ma pour les diffeacuterents eacutetiages

et relatifs agrave chaque eacutetiage entre 1970 et 2003 et une preacutesentation graphique de ce

coefficient en fonction du deacutebit initial correspondant Et moyennant la laquo formule de

Maillet raquo nous allons calculer les diffeacuterents laquo volumes dynamiques raquo de la source

en fonction du deacutebit initial et du coefficient de tarissement correspondant pour

chaque anneacutee Le deacutepouillement des limnigrammes de la source nous conduit agrave

calculer les deacutebits journaliers de la source et agrave faire une preacutesentation graphique des

laquo deacutebits classeacutes raquo qui preacutesentent des anomalies au niveau des deacutebits de 440 ls et

840 ls

12 Analyses hydro-chimiques de Ras El Ma

Lrsquoanalyse des mesures continues des conductiviteacutes eacutelectriques de la source

[graphiques de laquo distribution des freacutequences de Bakalowicz raquo] nous a

permis de faire une classification karstique de la source Ras El Ma

La repreacutesentation des eacuteleacutements majeurs des diffeacuterentes analyses chimiques

mous a permis de faire apparaitre le facies chimique de la source via le

laquo Diagramme classificateur de Piper raquo

Pour cerner les variations temporelles des eacuteleacutements majeurs de cette

source nous avions recouru au laquo diagramme star raquo

Les analyses isotopiques des eaux de la source et lrsquoeacutevaluation de sa

laquo signature de lrsquooxygegravene 18 raquo (O18) drsquoune part et la laquo signature des

Revue AFN Maroc Ndeg 12-14 Juin 2014

6

preacutecipitations raquo des diffeacuterentes stations pluviomeacutetriques reacutegionales drsquoautre

part permettent drsquoeacutevaluer lrsquoaltitude de recharge de la source

Les variations de laquo tritium raquo agrave lrsquoeacutetat naturel dans lrsquoespace et le laquo tableau

des interpreacutetations qualitatives de Clark et Fritz raquo drsquoune part et lrsquoanalyse

des teneurs en tritium des eaux souterraines de la source Ras El Ma drsquoautre

part nous ont permis de faire une estimation du temps de seacutejour 2 Aspects hydrologique de la source Ras El Ma Chaouen

Lrsquouniteacute de Jbel Tissouka aquifegravere alimentant la source Ras El Ma et

faisant partie de la Dorsale calcaire du Rif connaicirct des preacutecipitations importantes

et cette pluviomeacutetrie a un impact direct sur le deacutebit de la source Le climat

enregistre des variations spatiotemporelles importantes et conditionnent les deacutebits

maxima des peacuteriodes humides et les deacutebits minima des eacutetiages

Une seacuterie des deacutebits moyens mensuels de la source a eacuteteacute eacutetablie par les

Services de lrsquoABHL pour la peacuteriode hydrologique 1970-4705 (Tableau 1)

Tableau 1 Deacutebits mensuels de la source Ras El Ma (Chaouen)

Sept Oct Nov Deacutec Jan Feacutev Mars Av Mai Juin Juil Aoucirct

Maximum 300 405 1030 1135 2270 2678 1640 1090 1495 831 475 366

Moyenne 115 174 340 440 674 779 474 469 416 260 174 133

Minimum 70 70 81 92 105 98 90 100 95 85 87 77

Max-min 230 335 949 1043 2165 2580 1550 990 1400 746 388 289

Ecart Type 54 91 249 272 655 692 420 275 332 189 99 68

Source BOULAAcircJOUL synthegravese de la seacuterie statistique ABHL (1970- 4705)

Figure 2 Preacutesentation des deacutebits (Q maxima et Q minima en ls) de la source de

Ras El Ma (Chaouen)

Source BOULAAcircJOUL seacuterie statistique ABHL (1970- 2013)

Les deacutebits maxima et minima (Tableau 1) montrent que les Q max eacutevoluent

avec les preacutecipitations en passant de 300 ls en septembre agrave la fin des eacutetiages agrave

2678 ls au mois de feacutevrier en peacuteriode de hautes eaux avec une amplitude de

2378 ls Par contre les deacutebits minima avec des variations relativement faibles

passent ainsi de 70 ls aux mois de septembre et octobre agrave 100 ls au mois drsquoavril

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

Sept Oct Nov Dec Jan Fev Mars Avr Mai Juin Juil Aout

Maximum

Moyenne

Minimum

Revue AFN Maroc Ndeg 12-14 Juin 2014

7

avec une amplitude de 30 ls seulement gracircce au maintien de lrsquoamortissement du

deacutebit par lrsquoimportance du stock

21 Correacutelation pluie et deacutebit agrave Ras El Ma (Chaouen)

La correacutelation des deacutebits de la source Ras El Ma avec les preacutecipitations

enregistreacutees au niveau de la station climatologique de Bab Taza est traiteacutee en trois

eacutetapes (Tableau 2)

1 avec la pluie du mecircme mois

2 en correacutelation avec la pluie du mecircme mois et avec celle du mois

preacuteceacutedent

3 et avec les pluies du mecircme mois et celles des deux mois preacuteceacutedents

Tableaux 2-3 et 4 Correacutelation deacutebit-pluie source de Ras El Ma (Chaouen)

Ndeg Equations Rsup2

1 Qm= 034Pm 34

2 Qm= 017Pm+ 048 Pm -1 56

3 Qm= 022Pm+030 Pm -1 + 049 Pm -2 72

4 Qm= 054Qm-1+025 Pm 63

5 Qm= 044Qm-1+015 Pm +034 Pm -1 70

6 Qm= 027Qm-1+019 Pm +026 Pm -1+ 049 Pm -2 76

7 Log(Qm) = 062 Log (Qm-1)+029 (Pm)13 73

8 Log(Qm) = 041 Log (Qm-1)+025 (Pm)13+018 (Pm-1)13 024 (Pm-2)

13 78 Source BOULAAcircJOUL ineacutedit (seacuterie statistique 1970- 2013)

Leacutegende des tableaux 2-3 et 4

Qm = Deacutebit moyen mensuel du mois actuel de la source Ras El Ma

Qm-1= Deacutebit moyen mensuel du mois preacuteceacutedent

Pm = Pluie moyenne mensuelle du mois actuel

Pm-1= Pluie moyenne mensuelle du mois preacuteceacutedent

Pm-2 = Pluie moyenne mensuelle enregistreacutee il y a deux mois

Les reacutesultats (Tableau 2) prouvent que le deacutebit de la source est tributaire

des pluies du mecircme mois comme il est influenceacute par les preacutecipitations enregistreacutees

pendant les deux mois preacuteceacutedents

Pour mieux cerner les paramegravetres qui ont une influence directe sur les

valeurs du deacutebit nous avons associeacute des deacutebits enregistreacutes pendant le mois

preacuteceacutedent avec les pluies enregistreacutees pendant le mecircme mois et eacutegalement celles

enregistreacutees pendant les deux mois preacuteceacutedents Les coefficients de correacutelation se

sont ameacutelioreacutes pour passer de 34 agrave une valeur de 76 (Tableau 3)

Dans le souci de mieux cerner les paramegravetres hydro-climatologiques et la

faccedilon avec laquelle ils participent dans lrsquoeacutevaluation des deacutebits de la source

Ras El Ma nous avons encore opteacute pour les valeurs logarithmiques des deacutebits du

mois preacuteceacutedent en combinaison avec les fonctions puissances des valeurs

Revue AFN Maroc Ndeg 12-14 Juin 2014

8

pluviomeacutetriques du mecircme mois pour le cas de la 7e eacutequation et pendant les deux

mois preacuteceacutedents pour le cas de la 8e eacutequation (Tableau 4) Cette opeacuteration a

ameacutelioreacute timidement le coefficient de correacutelation de 76 agrave 78

Lrsquoameacutelioration des coefficients de correacutelation prouve lrsquoexistence de

relations avec les logarithmes des deacutebits des mois preacuteceacutedents et avec les fonctions

puissances des preacutecipitations enregistreacutees pendant le mecircme mois et eacutegalement

pendant les deux mois preacuteceacutedents Les deacutebits calculeacutes sont preacutesenteacutes dans le mecircme

graphique avec les deacutebits mesureacutes (Figure 3)

La figure 3 montre une grande similitude pour les deacutebits maxima ce qui

prouve que lrsquoaugmentation des deacutebits est tributaire des apports pluviomeacutetriques

par contre les deacutebits minima accusent des diffeacuterences eacutenormes entre les deacutebits

mesureacutes et les deacutebits calculeacutes surtout pendant les longues peacuteriodes segraveches ougrave les

deacutebits calculeacutes sont largement infeacuterieurs aux deacutebits mesureacutes Ce qui est ducirc

principalement aux facteurs pluies qui sont nulles alors que lrsquoimportance du stock

du reacuteservoir arrive agrave maintenir un deacutebit de tarissement important capable de

subvenir agrave tous les besoins de lrsquoAEP de la ville pendant plusieurs mois sans pluies

Figure 3 Deacutebits (Q) mesureacutes et deacutebits calculeacutes Ras El Ma (Chaouen)

Source BOULAAcircJOUL seacuterie statistique (1970-2013)

La seacuterie des deacutebits moyens mensuels contient des vides qui ont eacuteteacute

combleacutes par des correacutelations avec les pluies enregistreacutees au niveau du barrage

Alitlate par conseacutequent la seacuterie des deacutebits moyens est biaiseacutee par ces deacutebits

calculeacutes Les courbes des hyeacutetogrammes montrent une certaine divergence entre les

pluies enregistreacutees au niveau de la station Bab Taza et les deacutebits correspondants

Les deux diagrammes montrent deux cycles hydrologiques de la source

Ras El Ma apparemment avec des preacutecipitations quasi-similaires dans le 1er cycle

hydrologique de lrsquoanneacutee 1978-79 des pluies de 300 mm au mois de janvier suivi

de 400 mm au mois de feacutevrier ayant geacuteneacutereacute lrsquohydrogramme drsquoune crue importante

(deacutebit de pointe = 2500 ls) Par contre dans le second cycle hydrologique de

lrsquoanneacutee 1998-99 mecircme avec des preacutecipitations de 200 mm au mois drsquooctobre et

300 mm au mois drsquoavril la source nrsquoa presque pas reacuteagi et nrsquoa donneacute lieu qursquoagrave un

hydrogramme bien plat avec des deacutebits qui nrsquoont pas deacutepasseacute 200 ls

Revue AFN Maroc Ndeg 12-14 Juin 2014

9

Figure 4 Hyeacutetogrammes de deux cycles hydrologiques 78-79 et 98-99 de la

source Ras El Ma (Chaouen)

22 Calcul des apports de Jbel Tissouka

Lrsquouniteacute de Jbel Tissouka aquifegravere de la source Ras El Ma posseacutedant une

superficie de plus de 50 kmsup2 perccediloit des preacutecipitations moyennes annuelles qui

peuvent atteindre une valeur de plus de 2000 mm au point culminant par

conseacutequent le gradient altitudinal pluviomeacutetrique et lrsquohypsomeacutetrie de lrsquouniteacute

permettent de calculer le volume drsquoeau reccedilu par chaque tranche de hauteur ∆H de

200 m de puissance de cet aquifegravere (Tableau 5)

Tableau 5 Volume drsquoeau geacuteneacutereacute par les pluies source de Ras El Ma (Chaouen)

Tranche ∆H (m) Superficie (kmsup2) Pluie (mm) Volume (m3)

0800-1000 35 1364 4774000

1000-1200 1075 1562 16791500

1200-1400 1375 1760 2420000

1400-1600 54 5939 23496000

1600-1800 75 4592 16395000

1800-2000 25 4532 5885000

Total - - 91 542 000 Source BOULAAcircJOUL seacuterie statistique (1970-2012)

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10

Le calcul de la superficie des tranches de hauteur comme preacutesenteacute dans le

tableau 5 nous permet de calculer les preacutecipitations correspondantes moyennant

les gradients pluviomeacutetriques et drsquoeacutevaluer le volume des apports perccedilu par cette

mecircme tranche Et en fin de compte nous avons pu eacutevaluer le volume total des

apports au niveau de lrsquouniteacute de Jbel Tissouka deacutepassant 90 M m3an

23 Calcul du volume annuel de la source Ras El Ma

La seacuterie des deacutebits moyens mensuels de la source Ras El Ma pour la peacuteriode

1970 - 2003 (396 mois) est consigneacutee dans la Figure 5

Figure 5 Courbe des volumes cumuleacutes de la source de Ras El Ma (Chaouen)

Source BOULAAcircJOUL seacuterie statistique (1970-2003)

La courbe des volumes cumuleacutes de la source Ras El Mas montre

lrsquoexistence drsquoune certaine reacutegulariteacute dans les volumes annuels deacuteverseacutes par

lrsquoeacutequation suivante (coefficient de correacutelation = 996)

Vc = 1024N+1505 (Vc = volume cumuleacute et N = nombre de mois)

De mecircme le volume deacuteverseacute chaque anneacutee peut ecirctre calculeacute par le deacutebit

moyen interannuel (395 ls) Le volume annuel ainsi calculeacute (Vol) deacutepasse

12 000 000 m3an

( 33 451272045612864003653950 MmmVol )

Ce volume ne repreacutesente que 13 du volume drsquoeau calculeacute drsquoapregraves les

pluies moyennes au niveau de lrsquouniteacute de Jbel Tissouka et qui est pregraves de

90 M m3an (Tableau 5)

3 Geacuteologie de lrsquouniteacute de Tissouka

31 Stratigraphie

La source Ras El Ma sourd au niveau des calcaires agrave silex drsquoacircge

Pliensbachien de lrsquouniteacute de Jbel Tissouka au niveau du contact de chevauchement

entre lrsquoaquifegravere et un substratum formeacute par lrsquouniteacute de Tanger interne (Figure 7)

La stratigraphie de lrsquouniteacute de Tissouka est comme suit

o Dolomies agrave stromatolithe drsquoacircge Norien agrave Carnien

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11

o Alternances calcareacuteo-dolomitiques du Rheacutetien drsquoune eacutepaisseur drsquoenviron

100 m

o Calcaires massifs de lrsquoHettangien drsquoune eacutepaisseur un peu moins de

100 m

o Bregraveches agrave silex du Sineacutemurien

o Calcaires agrave silex du Pliensbachien lieu drsquoeacutemergence de la source (NOLD

amp AL 1981)

Au Nord-est lrsquouniteacute de Jbel Tissouka chevauche lrsquouniteacute de Jbel Lakrae

elle-mecircme surmonteacutee par les uniteacutes de Bab Aidime et par celle drsquoImansorene Vers

le Sud-ouest elle repose sur lrsquouniteacute de Tanger interne en contact subhorizontal

32 Scheacutemas de lrsquoaquiclude

La topographie du substratum formeacute par les flyschs de lrsquouniteacute de Tanger du

cocircteacute ouest et par les Ghomarides du cocircteacute est favorise le deacuteversement des sources de

la Dorsale calcaire vers les points bas de cet aquiclude Par conseacutequent certaines

sources deacuteversent vers le cocircteacute ouest cas de la source Ras El Ma alors que drsquoautres

deacuteversent vers le versant est cas de la source Aouslaf (Figure 6)

Figure 6 Illustration du substratum impermeacuteable de lrsquoAquifegravere de Tissouka

Source El Kadiri K (ineacutedit)

Les formations carbonateacutees de lrsquouniteacute de Jbel Tissouka formeacutees de calcaire

agrave silex Pleinsbachien des bregraveches agrave silex Sineacutemuriens et des dolomies agrave

stromatolithes Noriens agrave Cariens sont alors le siegravege drsquoun aquifegravere karstique

(Figure 7)

La Source Ras El Ma qui sourd au pied drsquoune falaise est une source de

deacuteversement Son bassin versant geacuteologique est constitueacute par les formations

carbonateacutees des uniteacutes de Jbel Tissouka celle drsquoImensorene et celle de Bab Aidime

(NOLD amp AL 1981) La deacutelimitation rigoureuse de cet aquifegravere neacutecessite un

traccedilage chimique etou des sondages de reconnaissance

La figure 8 syntheacutetise la disposition structurale deacutecrite preacuteceacutedemment dans

une reconstitution scheacutematique 3 D donne une vision approximative de la

reconstitution de la geacuteomeacutetrie du reacuteservoir et permet une eacutevaluation du volume de

lrsquoaquifegravere de Jbel Tissouka

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Figure 7 Coupe structurale syntheacutetique de la nappe du J Tissouka

Source El Kadiri K (ineacutedit)

Les dimensions probables du reacuteservoir de la source Ras El Ma (Figure 8)

permettent drsquoeacutevaluer le volume (Vol) moyennant la formule suivante

eCHPLVol

Avec

L = Largeur = 1500 m

P = Profondeur = 4000 m

H = Hauteur = 750 m

Ce = Coefficient drsquoemmagasinement = 4permil

Drsquoougrave le volume total VT = 18 M m3

Figure 8 Scheacutema syntheacutetique du reacuteservoir de Ras El Ma (Chaouen)

Source El Kadiri K (ineacutedit)

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La surface du bassin versant hydrogeacuteologique est eacutegale agrave la largeur que

multiplie la profondeur elle est alors eacutegale agrave 6 kmsup2 et pour le calcul du volume

drsquoeau de lrsquoaquifegravere il faut multiplier par la hauteur et par le coefficient

drsquoemmagasinement (4 permil) nous avons alors le volume du reacuteservoir de Jbel

Tissouka de lrsquoordre de 18 M m3

4 Hydrodynamique de la source Ras El Ma (Chaouen)

41 Tarissement de la source Ras El Ma

Lrsquohydrodynamique des terrains calcaires est particuliegraverement bien exploreacutee

par les eacutetudes des vidanges La preacutevision des peacutenuries sur les cours drsquoeau consiste

sur le plan technique agrave preacutevoir le deacutebit drsquoeacutetiage drsquoun cours drsquoeau donneacute en un

point donneacute et agrave un instant donneacute par lrsquoexploitation drsquoune seacuterie de donneacutees de

preacutefeacuterence suffisamment longue Le but eacutegalement de lrsquoeacutetude des tarissements est

de connaicirctre les caracteacuteristiques du systegraveme de nappes qui alimentent cette

eacutemergence car chaque nappe est caracteacuteriseacutee par un coefficient de tarissement ()

et un deacutebit de drainage initial (Q0)

Pour deacutemontrer lrsquoexistence de laquo reacuteserves exploitables raquo il faut proceacuteder agrave

lrsquoanalyse des seacuteries temporelles des deacutebits et agrave lrsquoanalyse des hydrogrammes de

deacutecrues et de tarissements Dans le but drsquoestimer le volume dynamique des

reacuteservoirs cette meacutethode de tarissement a eacuteteacute proposeacutee par MANGIN (1975)

Figure 9 - Analyse de la deacutecrue et du tarissement de la source Ras El Ma

Source Baklowicz (1999)

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42 Coefficient de tarissement de la source Ras El Ma

Pour deacuteterminer la loi de tarissement drsquoune source pendant une peacuteriode

donneacutee la formule la plus classiquement utiliseacutee est celle qui considegravere la

deacutecroissance exponentielle du deacutebit en fonction du temps et ce en absence de

toutes preacutecipitations qui risquent de perturber lrsquoallure de la courbe et eacutegalement

des pompages et des preacutelegravevements en amont des points de mesures Le deacutebit en un

temps (t) est donneacute alors par la formule de Maillet ci-dessous Les courbes de type

de Maillet correspondent approximativement au cas drsquoun reacuteservoir souterrain de

forme paralleacuteleacutepipeacutedique qui se vide par un bouchon poreux (LARRAS 1972)

La formule de Maillet t

t eQQ 0

Ougrave

Q0 = Le deacutebit agrave lrsquoinstant ldquot = 0rdquo

Qt = deacutebit agrave un instant ldquotrdquo

e = base du logarithme neacutepeacuterien

= coefficient de tarissement de la source calculeacute par la pente de la

courbe Log Q = f (t)

)(

00tt

eQQ

Q

QLog

tteQ

Q tt

0

0

)(

0

0

Le deacutebit de demi tarissement cest-agrave-dire le cas ougrave Q = Q02 sera atteint

apregraves le temps T = (t - t0) lrsquoeacutequation preacuteceacutedente deviendra alors sous la forme

suivante

693102)( 0

LogttT

Le graphique des deacutebits des eacutetiages nous a permis drsquoeacutevaluer pour chaque

tarissement un coefficient de tarissement ldquoαirdquo qui correspond agrave un deacutebit initial

ldquoQ0irdquo (Figure 10) Les deacutebits initiaux de drainage et les coefficients de tarissement

correspondants nous ont permis de tracer la courbe de tendance et de formuler

lrsquoeacutequation de tarissement

1141)(2610 0 QLn

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Figure 10 - Deacutebits initiaux et coefficients de tarissement de Ras El Ma (Chaouen)

Source BOULAAcircJOUL (2006)

43 Calcul du volume dynamique de la source Ras El Ma

Lrsquointeacutegration de la formule de Maillet nous a permis drsquoeacutevaluer le volume

dynamique des sources dans le systegraveme des reacuteservoirs karstiques agrave lrsquoinstant ldquotrdquo et agrave

partir drsquoun deacutebit de drainage ldquoQtrdquo correspondant agrave ce mecircme instant ldquotrdquo

0

0

QVdteQQV s

t

t

t

ts

Elle a permis drsquoeacutevaluer les volumes dynamiques de la source Ras El Ma

(Tableau 6)

Pour reacutealiser une eacutetude hydrodynamique fructueuse il est recommandeacute de

reacutepondre aux exigences primordiales suivantes

proceacuteder agrave des installations de postes pluviomeacutetriques pour atteindre une

densiteacute convenable et faire une reacutepartition adapteacutee agrave la geacuteomorphologie

des mesures de deacutebits avec une freacutequence adeacutequate en fonction des

conditions climatologiques de la zone

le choix drsquoun reacuteseau repreacutesentatif qui doit faire lrsquoobjet drsquoun suivi continu

et instaurer un programme de suivi par des compagnes exhaustives

et faire des traccedilages chimiques pour une eacutevaluation des bassins versants

geacuteologiques

Tableau 6 Volume dynamique de la source Ras El Ma (Chaouen)

Paramegravetres Qmax Qmin Qmoy

Deacutebit (m3s) 5900 0127 0396

Coefficient de tarissement (j-1) 07953 01732 0310

Temps de 12 tarissement (j) 2615 12006 6707

Volume dynamique (m3) 25 683 039 5 166 364 9 000 417 Source BOULAAcircJOUL (2006)

Lrsquoeacutetude de tarissement de deacutebits nous a reacuteveacuteleacute lrsquoexistence drsquoun systegraveme de

nappes tregraves complexe avec diffeacuterents types de vidange et nous a permis eacutegalement

-12

-10

-08

-06

-04

-02

00

0 500 1000 1500 2000 2500 3000

(s1)

Q0(ls)

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de faire des eacutevaluations des reacuteserves dynamiques pour trois diffeacuterentes anneacutees

hydrologiques une 1egravere humide avec un volume de 25 M m3 une 2egraveme anneacutee segraveche

avec un volume de 5 M m3 et une 3egraveme anneacutee moyenne avec un volume dynamique

de 9 M m3 (Tableau 6)

44 Deacutebits classeacutes de la source Ras El Ma

Lrsquoanalyse des deacutebits journaliers pour lrsquoanneacutee 1991-92 met en eacutevidence

lrsquoexistence de 3 anomalies qui correspondent agrave une diminution de la pente de la

droite repreacutesentative de la loi de distribution des deacutebits la 1egravere au niveau de 440 ls

et la 2egraveme agrave 840 ls correspondant agrave une augmentation des deacutebits par rapport agrave celle

des classes de freacutequence cela implique qursquoau-delagrave de 440 ls soit que les

eacutecoulements exploitent un systegraveme de drainage plus transmissif soit que le systegraveme

est alimenteacute par un bassin versant hydrogeacuteologique suppleacutementaire Le mecircme

pheacutenomegravene se reproduit et devient encore plus accentueacute au niveau de 840 ls cest-

agrave-dire que soit le SAD devient plus transmissive soit on est en preacutesence drsquoapports

drsquoun autre bassin versant hydrogeacuteologique

Lrsquoeacutetude des deacutebits classeacutes nous a permis de constater lrsquoexistence de deux

systegravemes de drainage qui sont en premier lieu moins transmissif au niveau du deacutebit

de 440 ls et qui devient plus transmissif au niveau du deacutebit de 840 ls avec la

preacutesence drsquoeacutechange de deacutebits entre les bassins limitrophes et dans les deux cas

crsquoest le reacuteservoir de Ras El Ma qui reccediloit des flux suppleacutementaires

Figure 11 Analyse des deacutebits classeacutes de la source Ras El Ma

Source BOULAAcircJOUL traitement des limnigrammes de la peacuteriode 1985-1995

5 Hydrochimie de la source Ras El Ma

La mineacuteralisation des eaux karstiques est une variable qui correspond agrave la

notion de variable reacutegionaliseacutee Elle montre que la conductiviteacute est un paramegravetre

global qui reflegravete la mineacuteralisation des eaux karstiques La distribution de

freacutequence de conductiviteacute repreacutesente alors une approche de la reacutealisation de la

0

20

40

60

80

100

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800

freq

Deacutebit ls

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fonction de la variable aleacuteatoire reacutegionaliseacutee et constitue un moyen syntheacutetique

pour repreacutesenter lrsquoapparition agrave un exutoire karstique de diffeacuterents types drsquoeaux

51 Conductiviteacute eacutelectrique de la source Ras El Ma

La forme de la courbe de distribution de la mineacuteralisation drsquoune source

donne une image sur le degreacute drsquoorganisation des eacutecoulements hydrogeacuteologiques

dans les aquifegraveres karstiques eacutetudieacutes et la distribution des freacutequences des valeurs

de la conductiviteacute sur une mecircme peacuteriode permet de comparer les eaux des

diffeacuterentes sources eacutetudieacutees Comme les distributions sont souvent plurimodales

aucune quantification matheacutematique nest possible pour caracteacuteriser ces courbes

Par conseacutequent linterpreacutetation possible sest faite gracircce agrave un catalogue de

distribution eacutetabli agrave partir de lrsquoeacutetude systeacutematique de certaines sources

(BAKALOWICZ 1999) La forme des courbes ainsi obtenues (Figure 12) rend

compte de la structure des systegravemes eacutetudieacutes conformeacutement au catalogue de

distribution des freacutequences de conductiviteacute

La distribution des classes de la conductiviteacute eacutelectrique de la source

Ras El Ma ldquo2010-2011rdquo (Figure 13) montre qursquoon est effectivement en preacutesence

drsquoun systegraveme tregraves karstique quasi-similaire agrave celui de la fontaine de Vaucluse

Figure 12 Distribution des freacutequences de conductiviteacute

Source BAKALOWICZ (1999)

Ras Elma

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Figure 13 Distribution des freacutequences de conductiviteacute eacutelectrique des eaux de

Ras El Ma

Source BOULAAcircJOUL analyses 2005

52 Eaux de Ras El Ma (Chaouen) dans le Diagramme de Piper

Figure 14 Les eaux de Ras El Ma (Chaouen) dans le Diagramme de Piper

Source BOULAAcircJOUL preacutelegravevements et analyses 2005

000

005

010

015

020

025

330 350 370 390 410 430 450

Freq

Cond (micros)

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Le diagramme de Piper utilise les eacuteleacutements majeurs pour repreacutesenter les

diffeacuterents faciegraves chimiques Il permet de voir leacutevolution dune eau passant dun

faciegraves agrave un autre gracircce agrave des analyses espaceacutees dans le temps ou des analyses

deacutechantillons pris agrave des endroits diffeacuterents Le diagramme de Piper est tregraves utile

pour repreacutesenter toutes autres sortes de groupes danalyses La localisation des eaux

de la source Ras El Ma (petits triangles) montre que son faciegraves chimique est

bicarbonateacute calcique et magneacutesien (Figure 14)

53 Eaux de Ras El Ma (Chaouen) dans le Diagramme Star

Nous avons repreacutesenteacute les pourcentages des variations mensuelles des ions

majeurs de lrsquoeau de la source Ras EL Ma par la meacutethode Star dans les diagrammes

de la figure 15 pour mieux visualiser les variations temporaires de la

mineacuteralisation de cette source

La mineacuteralisation de lrsquoeau de Ras El Ma agrave valeurs diverses est ainsi fonction

du temps (reacutepartitions temporelle des preacutecipitations) en rapport avec les aquifegraveres

en question pour chaque eacutepisode temporel (Figure 15)

Figure 15ndash La mineacuteralisation de lrsquoeau de la source Ras El Ma

Source BOULAAcircJOUL preacutelegravevements et analyses (Avril-Juillet 2005)

0

20

40

60

80

100Ca++

Mg++

NO3-

Cl-

SO4-

HCO3-

K+

Na+

La mineacuteralisation au mois davril

020406080

100Ca++

Mg++

NO3-

Cl-

SO4-

HCO3-

K+

Na+

La mineacuteralisation au mois de mai

0

20

40

60

80

100Ca++

Mg++

NO3-

Cl-

SO4-

HCO3-

K+

Na+

La mineacuteralisation au mois de juin

020406080

100Ca++

Mg++

NO3-

Cl-

SO4-

HCO3-

K+

Na+

La mineacuteralisation au mois de juillet

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20

54 Altitude de recharge

La composition chimique de leau de pluie est influenceacutee par la

composition de la source de vapeur deau elle peut avoir des similitudes

remarquables avec leau des oceacuteans Par la suite durant le transport de cette vapeur

puis sa condensation sous forme de pluie leau sappauvrit dhabitude en certains

eacuteleacutements au fur et agrave mesure de leacuteloignement de sa source ou senrichit inversement

au contact des poussiegraveres et de polluants atmospheacuteriques

Six effets principaux ont une influence directe sur les laquo signatures

isotopiques de lrsquooxygegravene 18 raquo des pluies et sont la tempeacuterature atmospheacuterique la

continentaliteacute en rapport avec la distance de transfert de la vapeur drsquoeau lrsquoeffet de

masse lrsquoeffet saisonnier et finalement lrsquoeffet drsquoaltitude

Sur base de lrsquoanalyse des teneurs des eaux de pluie en oxygegravene 18 pour une

peacuteriode respectable au niveau des stations hydro-climatologiques de lrsquoABHL les

valeurs des teneurs en oxygegravene 18 sont reporteacutees en correacutelation avec les altitudes

respectives des stations hydro-climatologiques preacuteciteacutees (Figure 16)

Figure 16 Graphique de la droite locale isotopique de la source Ras El Ma

Source Notes DRPE (2009)

Le reacutesultat de la teneur en oxygegravene 18 obtenu agrave partir des analyses des

eaux preacuteleveacutees au niveau de la source Ras El Ma eacutemergeante agrave une altitude de

638 m est de ndash706 permil vs SMOW ce qui prouve que lrsquoaltitude de recharge de la

source est limiteacutee agrave 1223 m et donc la valeur de la tranche de recharge de

lrsquoaquifegravere de Ras El Ma est eacutegale agrave 1223 - 638 = 585 m Crsquoest lrsquoune des tranches

les plus importantes de toute les sources de la Dorsale calcaire du Rif Nord-Ouest

55 Tritium dans lrsquoeau de la source Ras El Ma

Le tritium qui se trouve agrave leacutetat naturel dans latmosphegravere peacutenegravetre dans le

cycle hydrologique par le biais des preacutecipitations Cependant la meacutethode de

datation des eaux par le tritium a eacuteteacute fausseacutee par les apports dus aux

expeacuterimentations thermonucleacuteaires La concentration a montreacute un 1er maximum de

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600 UT en 1954 suivi drsquoun 2egraveme maximum de 460 UT en 1958 et un 3egraveme et plus

grand maximum en 1963 avec une concentration de 3300 UT

Une simple analyse des teneurs en tritium des eaux souterraines drsquoune

source permet drsquoobtenir une estimation sur son acircge (Tableau 7)

Tableau 7 - Interpreacutetation des teneurs en tritium de la source Ras El Ma

Teneurs Interpreacutetation qualitative

lt08 TU Recharge avant 1952

08 a 2 TU Meacutelange entre des eaux anciennes et actuelles

2 agrave 8 TU Eau actuelle lrsquoacircge varie entre 5 et 10 ans

10 agrave 20 TU Reacutesidu drsquoessais thermonucleacuteaires

gt20 TU Recharge entre 1960 et 1970 Source BOULAAcircJOUL Analyse CNESTEN (2009) CLARK amp FRITZ (1997)

La moyenne du 3H sur base des analyses isotopiques reacutealiseacutees sur les

eacutechantillons preacuteleveacutes au niveau de la source Ras El Ma est de 396 UT ce qui

permet de faire une eacutevaluation de lrsquoacircge des eaux de la source et de les placer dans

la gamme drsquoacircges variant entre 5 agrave 10 ans (preacutelegravevements BOULAAcircJOUL Analyse

CNESTEN 2009)

Conclusion

Il est neacutecessaire de faire des traccedilages chimiques pour identifier les limites

de lrsquoaquifegravere et cerner la surface du bassin versant hydrogeacuteologique moyennant

des sondages de reconnaissance Apparemment le reacuteservoir est relativement

important conclusion fondeacutee sur la stabiliteacute de la tempeacuterature de lrsquoeau

lrsquoimportance du volume geacuteologique de lrsquoaquifegravere lrsquoaltitude de recharge par

lrsquooxygegravene 18 et la datation de lrsquoacircge de lrsquoeau par le Tritium

La grande quantiteacute de lrsquoeau disponible et sa bonne qualiteacute prouve que la

source continuerait longtemps agrave reacutepondre aux besoins en eau potable de toute la

ville surtout en peacuteriodes des hautes eaux Mais il faut tout de mecircme une certaine

preacutecaution en cas de pollutions accidentelles ou drsquoeacuteboulements qui deacutetourneraient

des flux des systegravemes annexes de drainage vers drsquoautres exutoires

Pour reacutepondre agrave lrsquoimpeacuteratif de seacutecurisation de lrsquoAEP de la ville de

Chaouen un barrage en terre est en construction sur lrsquooued Moulay Bouchta

affluent de lrsquooued Laou avec une capaciteacute de stockage de 115 M m3 et des apports

moyens annuels au site du barrage de 185 Mm3an

Bibliographie BAKALOWICZ M 1999 - Guide Technique Ndeg3 Connaissance et gestion

des ressources en eaux souterraines dans les reacutegions karstiques CNRS (44 p)

BOULAAJOUL M 2006 - Approche du fonctionnement hydrogeacuteologique

de la Dorsale calcaire par eacutetudes hydrodynamique et geacuteochimique Meacutemoire de

DESA Faculteacute des sciences Teacutetouan (80 p)

Revue AFN Maroc Ndeg 12-14 Juin 2014

22

MANGIN A 1975 - Contribution agrave lrsquoeacutetude hydrodynamique des aquifegraveres

karstiques Thegravese de doctorat egraves sciences naturelles Institut des Sciences de la terre

de lrsquoUniversiteacute de Dijon (571p)

NOLD M et Al 1981 - Geacuteologie de la Dorsale calcaire entre Teacutetouan et

Assifane (Rif interne Maroc) Ministegravere de lrsquoEnergie et des Mines Editions du

service geacuteologique Rabat Maroc (205 p)

Page 5: Hydrogéologie de la source Ras El Ma, Chaouen (Rif

Revue AFN Maroc Ndeg 12-14 Juin 2014

6

preacutecipitations raquo des diffeacuterentes stations pluviomeacutetriques reacutegionales drsquoautre

part permettent drsquoeacutevaluer lrsquoaltitude de recharge de la source

Les variations de laquo tritium raquo agrave lrsquoeacutetat naturel dans lrsquoespace et le laquo tableau

des interpreacutetations qualitatives de Clark et Fritz raquo drsquoune part et lrsquoanalyse

des teneurs en tritium des eaux souterraines de la source Ras El Ma drsquoautre

part nous ont permis de faire une estimation du temps de seacutejour 2 Aspects hydrologique de la source Ras El Ma Chaouen

Lrsquouniteacute de Jbel Tissouka aquifegravere alimentant la source Ras El Ma et

faisant partie de la Dorsale calcaire du Rif connaicirct des preacutecipitations importantes

et cette pluviomeacutetrie a un impact direct sur le deacutebit de la source Le climat

enregistre des variations spatiotemporelles importantes et conditionnent les deacutebits

maxima des peacuteriodes humides et les deacutebits minima des eacutetiages

Une seacuterie des deacutebits moyens mensuels de la source a eacuteteacute eacutetablie par les

Services de lrsquoABHL pour la peacuteriode hydrologique 1970-4705 (Tableau 1)

Tableau 1 Deacutebits mensuels de la source Ras El Ma (Chaouen)

Sept Oct Nov Deacutec Jan Feacutev Mars Av Mai Juin Juil Aoucirct

Maximum 300 405 1030 1135 2270 2678 1640 1090 1495 831 475 366

Moyenne 115 174 340 440 674 779 474 469 416 260 174 133

Minimum 70 70 81 92 105 98 90 100 95 85 87 77

Max-min 230 335 949 1043 2165 2580 1550 990 1400 746 388 289

Ecart Type 54 91 249 272 655 692 420 275 332 189 99 68

Source BOULAAcircJOUL synthegravese de la seacuterie statistique ABHL (1970- 4705)

Figure 2 Preacutesentation des deacutebits (Q maxima et Q minima en ls) de la source de

Ras El Ma (Chaouen)

Source BOULAAcircJOUL seacuterie statistique ABHL (1970- 2013)

Les deacutebits maxima et minima (Tableau 1) montrent que les Q max eacutevoluent

avec les preacutecipitations en passant de 300 ls en septembre agrave la fin des eacutetiages agrave

2678 ls au mois de feacutevrier en peacuteriode de hautes eaux avec une amplitude de

2378 ls Par contre les deacutebits minima avec des variations relativement faibles

passent ainsi de 70 ls aux mois de septembre et octobre agrave 100 ls au mois drsquoavril

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

Sept Oct Nov Dec Jan Fev Mars Avr Mai Juin Juil Aout

Maximum

Moyenne

Minimum

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7

avec une amplitude de 30 ls seulement gracircce au maintien de lrsquoamortissement du

deacutebit par lrsquoimportance du stock

21 Correacutelation pluie et deacutebit agrave Ras El Ma (Chaouen)

La correacutelation des deacutebits de la source Ras El Ma avec les preacutecipitations

enregistreacutees au niveau de la station climatologique de Bab Taza est traiteacutee en trois

eacutetapes (Tableau 2)

1 avec la pluie du mecircme mois

2 en correacutelation avec la pluie du mecircme mois et avec celle du mois

preacuteceacutedent

3 et avec les pluies du mecircme mois et celles des deux mois preacuteceacutedents

Tableaux 2-3 et 4 Correacutelation deacutebit-pluie source de Ras El Ma (Chaouen)

Ndeg Equations Rsup2

1 Qm= 034Pm 34

2 Qm= 017Pm+ 048 Pm -1 56

3 Qm= 022Pm+030 Pm -1 + 049 Pm -2 72

4 Qm= 054Qm-1+025 Pm 63

5 Qm= 044Qm-1+015 Pm +034 Pm -1 70

6 Qm= 027Qm-1+019 Pm +026 Pm -1+ 049 Pm -2 76

7 Log(Qm) = 062 Log (Qm-1)+029 (Pm)13 73

8 Log(Qm) = 041 Log (Qm-1)+025 (Pm)13+018 (Pm-1)13 024 (Pm-2)

13 78 Source BOULAAcircJOUL ineacutedit (seacuterie statistique 1970- 2013)

Leacutegende des tableaux 2-3 et 4

Qm = Deacutebit moyen mensuel du mois actuel de la source Ras El Ma

Qm-1= Deacutebit moyen mensuel du mois preacuteceacutedent

Pm = Pluie moyenne mensuelle du mois actuel

Pm-1= Pluie moyenne mensuelle du mois preacuteceacutedent

Pm-2 = Pluie moyenne mensuelle enregistreacutee il y a deux mois

Les reacutesultats (Tableau 2) prouvent que le deacutebit de la source est tributaire

des pluies du mecircme mois comme il est influenceacute par les preacutecipitations enregistreacutees

pendant les deux mois preacuteceacutedents

Pour mieux cerner les paramegravetres qui ont une influence directe sur les

valeurs du deacutebit nous avons associeacute des deacutebits enregistreacutes pendant le mois

preacuteceacutedent avec les pluies enregistreacutees pendant le mecircme mois et eacutegalement celles

enregistreacutees pendant les deux mois preacuteceacutedents Les coefficients de correacutelation se

sont ameacutelioreacutes pour passer de 34 agrave une valeur de 76 (Tableau 3)

Dans le souci de mieux cerner les paramegravetres hydro-climatologiques et la

faccedilon avec laquelle ils participent dans lrsquoeacutevaluation des deacutebits de la source

Ras El Ma nous avons encore opteacute pour les valeurs logarithmiques des deacutebits du

mois preacuteceacutedent en combinaison avec les fonctions puissances des valeurs

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8

pluviomeacutetriques du mecircme mois pour le cas de la 7e eacutequation et pendant les deux

mois preacuteceacutedents pour le cas de la 8e eacutequation (Tableau 4) Cette opeacuteration a

ameacutelioreacute timidement le coefficient de correacutelation de 76 agrave 78

Lrsquoameacutelioration des coefficients de correacutelation prouve lrsquoexistence de

relations avec les logarithmes des deacutebits des mois preacuteceacutedents et avec les fonctions

puissances des preacutecipitations enregistreacutees pendant le mecircme mois et eacutegalement

pendant les deux mois preacuteceacutedents Les deacutebits calculeacutes sont preacutesenteacutes dans le mecircme

graphique avec les deacutebits mesureacutes (Figure 3)

La figure 3 montre une grande similitude pour les deacutebits maxima ce qui

prouve que lrsquoaugmentation des deacutebits est tributaire des apports pluviomeacutetriques

par contre les deacutebits minima accusent des diffeacuterences eacutenormes entre les deacutebits

mesureacutes et les deacutebits calculeacutes surtout pendant les longues peacuteriodes segraveches ougrave les

deacutebits calculeacutes sont largement infeacuterieurs aux deacutebits mesureacutes Ce qui est ducirc

principalement aux facteurs pluies qui sont nulles alors que lrsquoimportance du stock

du reacuteservoir arrive agrave maintenir un deacutebit de tarissement important capable de

subvenir agrave tous les besoins de lrsquoAEP de la ville pendant plusieurs mois sans pluies

Figure 3 Deacutebits (Q) mesureacutes et deacutebits calculeacutes Ras El Ma (Chaouen)

Source BOULAAcircJOUL seacuterie statistique (1970-2013)

La seacuterie des deacutebits moyens mensuels contient des vides qui ont eacuteteacute

combleacutes par des correacutelations avec les pluies enregistreacutees au niveau du barrage

Alitlate par conseacutequent la seacuterie des deacutebits moyens est biaiseacutee par ces deacutebits

calculeacutes Les courbes des hyeacutetogrammes montrent une certaine divergence entre les

pluies enregistreacutees au niveau de la station Bab Taza et les deacutebits correspondants

Les deux diagrammes montrent deux cycles hydrologiques de la source

Ras El Ma apparemment avec des preacutecipitations quasi-similaires dans le 1er cycle

hydrologique de lrsquoanneacutee 1978-79 des pluies de 300 mm au mois de janvier suivi

de 400 mm au mois de feacutevrier ayant geacuteneacutereacute lrsquohydrogramme drsquoune crue importante

(deacutebit de pointe = 2500 ls) Par contre dans le second cycle hydrologique de

lrsquoanneacutee 1998-99 mecircme avec des preacutecipitations de 200 mm au mois drsquooctobre et

300 mm au mois drsquoavril la source nrsquoa presque pas reacuteagi et nrsquoa donneacute lieu qursquoagrave un

hydrogramme bien plat avec des deacutebits qui nrsquoont pas deacutepasseacute 200 ls

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9

Figure 4 Hyeacutetogrammes de deux cycles hydrologiques 78-79 et 98-99 de la

source Ras El Ma (Chaouen)

22 Calcul des apports de Jbel Tissouka

Lrsquouniteacute de Jbel Tissouka aquifegravere de la source Ras El Ma posseacutedant une

superficie de plus de 50 kmsup2 perccediloit des preacutecipitations moyennes annuelles qui

peuvent atteindre une valeur de plus de 2000 mm au point culminant par

conseacutequent le gradient altitudinal pluviomeacutetrique et lrsquohypsomeacutetrie de lrsquouniteacute

permettent de calculer le volume drsquoeau reccedilu par chaque tranche de hauteur ∆H de

200 m de puissance de cet aquifegravere (Tableau 5)

Tableau 5 Volume drsquoeau geacuteneacutereacute par les pluies source de Ras El Ma (Chaouen)

Tranche ∆H (m) Superficie (kmsup2) Pluie (mm) Volume (m3)

0800-1000 35 1364 4774000

1000-1200 1075 1562 16791500

1200-1400 1375 1760 2420000

1400-1600 54 5939 23496000

1600-1800 75 4592 16395000

1800-2000 25 4532 5885000

Total - - 91 542 000 Source BOULAAcircJOUL seacuterie statistique (1970-2012)

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10

Le calcul de la superficie des tranches de hauteur comme preacutesenteacute dans le

tableau 5 nous permet de calculer les preacutecipitations correspondantes moyennant

les gradients pluviomeacutetriques et drsquoeacutevaluer le volume des apports perccedilu par cette

mecircme tranche Et en fin de compte nous avons pu eacutevaluer le volume total des

apports au niveau de lrsquouniteacute de Jbel Tissouka deacutepassant 90 M m3an

23 Calcul du volume annuel de la source Ras El Ma

La seacuterie des deacutebits moyens mensuels de la source Ras El Ma pour la peacuteriode

1970 - 2003 (396 mois) est consigneacutee dans la Figure 5

Figure 5 Courbe des volumes cumuleacutes de la source de Ras El Ma (Chaouen)

Source BOULAAcircJOUL seacuterie statistique (1970-2003)

La courbe des volumes cumuleacutes de la source Ras El Mas montre

lrsquoexistence drsquoune certaine reacutegulariteacute dans les volumes annuels deacuteverseacutes par

lrsquoeacutequation suivante (coefficient de correacutelation = 996)

Vc = 1024N+1505 (Vc = volume cumuleacute et N = nombre de mois)

De mecircme le volume deacuteverseacute chaque anneacutee peut ecirctre calculeacute par le deacutebit

moyen interannuel (395 ls) Le volume annuel ainsi calculeacute (Vol) deacutepasse

12 000 000 m3an

( 33 451272045612864003653950 MmmVol )

Ce volume ne repreacutesente que 13 du volume drsquoeau calculeacute drsquoapregraves les

pluies moyennes au niveau de lrsquouniteacute de Jbel Tissouka et qui est pregraves de

90 M m3an (Tableau 5)

3 Geacuteologie de lrsquouniteacute de Tissouka

31 Stratigraphie

La source Ras El Ma sourd au niveau des calcaires agrave silex drsquoacircge

Pliensbachien de lrsquouniteacute de Jbel Tissouka au niveau du contact de chevauchement

entre lrsquoaquifegravere et un substratum formeacute par lrsquouniteacute de Tanger interne (Figure 7)

La stratigraphie de lrsquouniteacute de Tissouka est comme suit

o Dolomies agrave stromatolithe drsquoacircge Norien agrave Carnien

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11

o Alternances calcareacuteo-dolomitiques du Rheacutetien drsquoune eacutepaisseur drsquoenviron

100 m

o Calcaires massifs de lrsquoHettangien drsquoune eacutepaisseur un peu moins de

100 m

o Bregraveches agrave silex du Sineacutemurien

o Calcaires agrave silex du Pliensbachien lieu drsquoeacutemergence de la source (NOLD

amp AL 1981)

Au Nord-est lrsquouniteacute de Jbel Tissouka chevauche lrsquouniteacute de Jbel Lakrae

elle-mecircme surmonteacutee par les uniteacutes de Bab Aidime et par celle drsquoImansorene Vers

le Sud-ouest elle repose sur lrsquouniteacute de Tanger interne en contact subhorizontal

32 Scheacutemas de lrsquoaquiclude

La topographie du substratum formeacute par les flyschs de lrsquouniteacute de Tanger du

cocircteacute ouest et par les Ghomarides du cocircteacute est favorise le deacuteversement des sources de

la Dorsale calcaire vers les points bas de cet aquiclude Par conseacutequent certaines

sources deacuteversent vers le cocircteacute ouest cas de la source Ras El Ma alors que drsquoautres

deacuteversent vers le versant est cas de la source Aouslaf (Figure 6)

Figure 6 Illustration du substratum impermeacuteable de lrsquoAquifegravere de Tissouka

Source El Kadiri K (ineacutedit)

Les formations carbonateacutees de lrsquouniteacute de Jbel Tissouka formeacutees de calcaire

agrave silex Pleinsbachien des bregraveches agrave silex Sineacutemuriens et des dolomies agrave

stromatolithes Noriens agrave Cariens sont alors le siegravege drsquoun aquifegravere karstique

(Figure 7)

La Source Ras El Ma qui sourd au pied drsquoune falaise est une source de

deacuteversement Son bassin versant geacuteologique est constitueacute par les formations

carbonateacutees des uniteacutes de Jbel Tissouka celle drsquoImensorene et celle de Bab Aidime

(NOLD amp AL 1981) La deacutelimitation rigoureuse de cet aquifegravere neacutecessite un

traccedilage chimique etou des sondages de reconnaissance

La figure 8 syntheacutetise la disposition structurale deacutecrite preacuteceacutedemment dans

une reconstitution scheacutematique 3 D donne une vision approximative de la

reconstitution de la geacuteomeacutetrie du reacuteservoir et permet une eacutevaluation du volume de

lrsquoaquifegravere de Jbel Tissouka

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12

Figure 7 Coupe structurale syntheacutetique de la nappe du J Tissouka

Source El Kadiri K (ineacutedit)

Les dimensions probables du reacuteservoir de la source Ras El Ma (Figure 8)

permettent drsquoeacutevaluer le volume (Vol) moyennant la formule suivante

eCHPLVol

Avec

L = Largeur = 1500 m

P = Profondeur = 4000 m

H = Hauteur = 750 m

Ce = Coefficient drsquoemmagasinement = 4permil

Drsquoougrave le volume total VT = 18 M m3

Figure 8 Scheacutema syntheacutetique du reacuteservoir de Ras El Ma (Chaouen)

Source El Kadiri K (ineacutedit)

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13

La surface du bassin versant hydrogeacuteologique est eacutegale agrave la largeur que

multiplie la profondeur elle est alors eacutegale agrave 6 kmsup2 et pour le calcul du volume

drsquoeau de lrsquoaquifegravere il faut multiplier par la hauteur et par le coefficient

drsquoemmagasinement (4 permil) nous avons alors le volume du reacuteservoir de Jbel

Tissouka de lrsquoordre de 18 M m3

4 Hydrodynamique de la source Ras El Ma (Chaouen)

41 Tarissement de la source Ras El Ma

Lrsquohydrodynamique des terrains calcaires est particuliegraverement bien exploreacutee

par les eacutetudes des vidanges La preacutevision des peacutenuries sur les cours drsquoeau consiste

sur le plan technique agrave preacutevoir le deacutebit drsquoeacutetiage drsquoun cours drsquoeau donneacute en un

point donneacute et agrave un instant donneacute par lrsquoexploitation drsquoune seacuterie de donneacutees de

preacutefeacuterence suffisamment longue Le but eacutegalement de lrsquoeacutetude des tarissements est

de connaicirctre les caracteacuteristiques du systegraveme de nappes qui alimentent cette

eacutemergence car chaque nappe est caracteacuteriseacutee par un coefficient de tarissement ()

et un deacutebit de drainage initial (Q0)

Pour deacutemontrer lrsquoexistence de laquo reacuteserves exploitables raquo il faut proceacuteder agrave

lrsquoanalyse des seacuteries temporelles des deacutebits et agrave lrsquoanalyse des hydrogrammes de

deacutecrues et de tarissements Dans le but drsquoestimer le volume dynamique des

reacuteservoirs cette meacutethode de tarissement a eacuteteacute proposeacutee par MANGIN (1975)

Figure 9 - Analyse de la deacutecrue et du tarissement de la source Ras El Ma

Source Baklowicz (1999)

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14

42 Coefficient de tarissement de la source Ras El Ma

Pour deacuteterminer la loi de tarissement drsquoune source pendant une peacuteriode

donneacutee la formule la plus classiquement utiliseacutee est celle qui considegravere la

deacutecroissance exponentielle du deacutebit en fonction du temps et ce en absence de

toutes preacutecipitations qui risquent de perturber lrsquoallure de la courbe et eacutegalement

des pompages et des preacutelegravevements en amont des points de mesures Le deacutebit en un

temps (t) est donneacute alors par la formule de Maillet ci-dessous Les courbes de type

de Maillet correspondent approximativement au cas drsquoun reacuteservoir souterrain de

forme paralleacuteleacutepipeacutedique qui se vide par un bouchon poreux (LARRAS 1972)

La formule de Maillet t

t eQQ 0

Ougrave

Q0 = Le deacutebit agrave lrsquoinstant ldquot = 0rdquo

Qt = deacutebit agrave un instant ldquotrdquo

e = base du logarithme neacutepeacuterien

= coefficient de tarissement de la source calculeacute par la pente de la

courbe Log Q = f (t)

)(

00tt

eQQ

Q

QLog

tteQ

Q tt

0

0

)(

0

0

Le deacutebit de demi tarissement cest-agrave-dire le cas ougrave Q = Q02 sera atteint

apregraves le temps T = (t - t0) lrsquoeacutequation preacuteceacutedente deviendra alors sous la forme

suivante

693102)( 0

LogttT

Le graphique des deacutebits des eacutetiages nous a permis drsquoeacutevaluer pour chaque

tarissement un coefficient de tarissement ldquoαirdquo qui correspond agrave un deacutebit initial

ldquoQ0irdquo (Figure 10) Les deacutebits initiaux de drainage et les coefficients de tarissement

correspondants nous ont permis de tracer la courbe de tendance et de formuler

lrsquoeacutequation de tarissement

1141)(2610 0 QLn

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Figure 10 - Deacutebits initiaux et coefficients de tarissement de Ras El Ma (Chaouen)

Source BOULAAcircJOUL (2006)

43 Calcul du volume dynamique de la source Ras El Ma

Lrsquointeacutegration de la formule de Maillet nous a permis drsquoeacutevaluer le volume

dynamique des sources dans le systegraveme des reacuteservoirs karstiques agrave lrsquoinstant ldquotrdquo et agrave

partir drsquoun deacutebit de drainage ldquoQtrdquo correspondant agrave ce mecircme instant ldquotrdquo

0

0

QVdteQQV s

t

t

t

ts

Elle a permis drsquoeacutevaluer les volumes dynamiques de la source Ras El Ma

(Tableau 6)

Pour reacutealiser une eacutetude hydrodynamique fructueuse il est recommandeacute de

reacutepondre aux exigences primordiales suivantes

proceacuteder agrave des installations de postes pluviomeacutetriques pour atteindre une

densiteacute convenable et faire une reacutepartition adapteacutee agrave la geacuteomorphologie

des mesures de deacutebits avec une freacutequence adeacutequate en fonction des

conditions climatologiques de la zone

le choix drsquoun reacuteseau repreacutesentatif qui doit faire lrsquoobjet drsquoun suivi continu

et instaurer un programme de suivi par des compagnes exhaustives

et faire des traccedilages chimiques pour une eacutevaluation des bassins versants

geacuteologiques

Tableau 6 Volume dynamique de la source Ras El Ma (Chaouen)

Paramegravetres Qmax Qmin Qmoy

Deacutebit (m3s) 5900 0127 0396

Coefficient de tarissement (j-1) 07953 01732 0310

Temps de 12 tarissement (j) 2615 12006 6707

Volume dynamique (m3) 25 683 039 5 166 364 9 000 417 Source BOULAAcircJOUL (2006)

Lrsquoeacutetude de tarissement de deacutebits nous a reacuteveacuteleacute lrsquoexistence drsquoun systegraveme de

nappes tregraves complexe avec diffeacuterents types de vidange et nous a permis eacutegalement

-12

-10

-08

-06

-04

-02

00

0 500 1000 1500 2000 2500 3000

(s1)

Q0(ls)

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de faire des eacutevaluations des reacuteserves dynamiques pour trois diffeacuterentes anneacutees

hydrologiques une 1egravere humide avec un volume de 25 M m3 une 2egraveme anneacutee segraveche

avec un volume de 5 M m3 et une 3egraveme anneacutee moyenne avec un volume dynamique

de 9 M m3 (Tableau 6)

44 Deacutebits classeacutes de la source Ras El Ma

Lrsquoanalyse des deacutebits journaliers pour lrsquoanneacutee 1991-92 met en eacutevidence

lrsquoexistence de 3 anomalies qui correspondent agrave une diminution de la pente de la

droite repreacutesentative de la loi de distribution des deacutebits la 1egravere au niveau de 440 ls

et la 2egraveme agrave 840 ls correspondant agrave une augmentation des deacutebits par rapport agrave celle

des classes de freacutequence cela implique qursquoau-delagrave de 440 ls soit que les

eacutecoulements exploitent un systegraveme de drainage plus transmissif soit que le systegraveme

est alimenteacute par un bassin versant hydrogeacuteologique suppleacutementaire Le mecircme

pheacutenomegravene se reproduit et devient encore plus accentueacute au niveau de 840 ls cest-

agrave-dire que soit le SAD devient plus transmissive soit on est en preacutesence drsquoapports

drsquoun autre bassin versant hydrogeacuteologique

Lrsquoeacutetude des deacutebits classeacutes nous a permis de constater lrsquoexistence de deux

systegravemes de drainage qui sont en premier lieu moins transmissif au niveau du deacutebit

de 440 ls et qui devient plus transmissif au niveau du deacutebit de 840 ls avec la

preacutesence drsquoeacutechange de deacutebits entre les bassins limitrophes et dans les deux cas

crsquoest le reacuteservoir de Ras El Ma qui reccediloit des flux suppleacutementaires

Figure 11 Analyse des deacutebits classeacutes de la source Ras El Ma

Source BOULAAcircJOUL traitement des limnigrammes de la peacuteriode 1985-1995

5 Hydrochimie de la source Ras El Ma

La mineacuteralisation des eaux karstiques est une variable qui correspond agrave la

notion de variable reacutegionaliseacutee Elle montre que la conductiviteacute est un paramegravetre

global qui reflegravete la mineacuteralisation des eaux karstiques La distribution de

freacutequence de conductiviteacute repreacutesente alors une approche de la reacutealisation de la

0

20

40

60

80

100

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800

freq

Deacutebit ls

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17

fonction de la variable aleacuteatoire reacutegionaliseacutee et constitue un moyen syntheacutetique

pour repreacutesenter lrsquoapparition agrave un exutoire karstique de diffeacuterents types drsquoeaux

51 Conductiviteacute eacutelectrique de la source Ras El Ma

La forme de la courbe de distribution de la mineacuteralisation drsquoune source

donne une image sur le degreacute drsquoorganisation des eacutecoulements hydrogeacuteologiques

dans les aquifegraveres karstiques eacutetudieacutes et la distribution des freacutequences des valeurs

de la conductiviteacute sur une mecircme peacuteriode permet de comparer les eaux des

diffeacuterentes sources eacutetudieacutees Comme les distributions sont souvent plurimodales

aucune quantification matheacutematique nest possible pour caracteacuteriser ces courbes

Par conseacutequent linterpreacutetation possible sest faite gracircce agrave un catalogue de

distribution eacutetabli agrave partir de lrsquoeacutetude systeacutematique de certaines sources

(BAKALOWICZ 1999) La forme des courbes ainsi obtenues (Figure 12) rend

compte de la structure des systegravemes eacutetudieacutes conformeacutement au catalogue de

distribution des freacutequences de conductiviteacute

La distribution des classes de la conductiviteacute eacutelectrique de la source

Ras El Ma ldquo2010-2011rdquo (Figure 13) montre qursquoon est effectivement en preacutesence

drsquoun systegraveme tregraves karstique quasi-similaire agrave celui de la fontaine de Vaucluse

Figure 12 Distribution des freacutequences de conductiviteacute

Source BAKALOWICZ (1999)

Ras Elma

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18

Figure 13 Distribution des freacutequences de conductiviteacute eacutelectrique des eaux de

Ras El Ma

Source BOULAAcircJOUL analyses 2005

52 Eaux de Ras El Ma (Chaouen) dans le Diagramme de Piper

Figure 14 Les eaux de Ras El Ma (Chaouen) dans le Diagramme de Piper

Source BOULAAcircJOUL preacutelegravevements et analyses 2005

000

005

010

015

020

025

330 350 370 390 410 430 450

Freq

Cond (micros)

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19

Le diagramme de Piper utilise les eacuteleacutements majeurs pour repreacutesenter les

diffeacuterents faciegraves chimiques Il permet de voir leacutevolution dune eau passant dun

faciegraves agrave un autre gracircce agrave des analyses espaceacutees dans le temps ou des analyses

deacutechantillons pris agrave des endroits diffeacuterents Le diagramme de Piper est tregraves utile

pour repreacutesenter toutes autres sortes de groupes danalyses La localisation des eaux

de la source Ras El Ma (petits triangles) montre que son faciegraves chimique est

bicarbonateacute calcique et magneacutesien (Figure 14)

53 Eaux de Ras El Ma (Chaouen) dans le Diagramme Star

Nous avons repreacutesenteacute les pourcentages des variations mensuelles des ions

majeurs de lrsquoeau de la source Ras EL Ma par la meacutethode Star dans les diagrammes

de la figure 15 pour mieux visualiser les variations temporaires de la

mineacuteralisation de cette source

La mineacuteralisation de lrsquoeau de Ras El Ma agrave valeurs diverses est ainsi fonction

du temps (reacutepartitions temporelle des preacutecipitations) en rapport avec les aquifegraveres

en question pour chaque eacutepisode temporel (Figure 15)

Figure 15ndash La mineacuteralisation de lrsquoeau de la source Ras El Ma

Source BOULAAcircJOUL preacutelegravevements et analyses (Avril-Juillet 2005)

0

20

40

60

80

100Ca++

Mg++

NO3-

Cl-

SO4-

HCO3-

K+

Na+

La mineacuteralisation au mois davril

020406080

100Ca++

Mg++

NO3-

Cl-

SO4-

HCO3-

K+

Na+

La mineacuteralisation au mois de mai

0

20

40

60

80

100Ca++

Mg++

NO3-

Cl-

SO4-

HCO3-

K+

Na+

La mineacuteralisation au mois de juin

020406080

100Ca++

Mg++

NO3-

Cl-

SO4-

HCO3-

K+

Na+

La mineacuteralisation au mois de juillet

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20

54 Altitude de recharge

La composition chimique de leau de pluie est influenceacutee par la

composition de la source de vapeur deau elle peut avoir des similitudes

remarquables avec leau des oceacuteans Par la suite durant le transport de cette vapeur

puis sa condensation sous forme de pluie leau sappauvrit dhabitude en certains

eacuteleacutements au fur et agrave mesure de leacuteloignement de sa source ou senrichit inversement

au contact des poussiegraveres et de polluants atmospheacuteriques

Six effets principaux ont une influence directe sur les laquo signatures

isotopiques de lrsquooxygegravene 18 raquo des pluies et sont la tempeacuterature atmospheacuterique la

continentaliteacute en rapport avec la distance de transfert de la vapeur drsquoeau lrsquoeffet de

masse lrsquoeffet saisonnier et finalement lrsquoeffet drsquoaltitude

Sur base de lrsquoanalyse des teneurs des eaux de pluie en oxygegravene 18 pour une

peacuteriode respectable au niveau des stations hydro-climatologiques de lrsquoABHL les

valeurs des teneurs en oxygegravene 18 sont reporteacutees en correacutelation avec les altitudes

respectives des stations hydro-climatologiques preacuteciteacutees (Figure 16)

Figure 16 Graphique de la droite locale isotopique de la source Ras El Ma

Source Notes DRPE (2009)

Le reacutesultat de la teneur en oxygegravene 18 obtenu agrave partir des analyses des

eaux preacuteleveacutees au niveau de la source Ras El Ma eacutemergeante agrave une altitude de

638 m est de ndash706 permil vs SMOW ce qui prouve que lrsquoaltitude de recharge de la

source est limiteacutee agrave 1223 m et donc la valeur de la tranche de recharge de

lrsquoaquifegravere de Ras El Ma est eacutegale agrave 1223 - 638 = 585 m Crsquoest lrsquoune des tranches

les plus importantes de toute les sources de la Dorsale calcaire du Rif Nord-Ouest

55 Tritium dans lrsquoeau de la source Ras El Ma

Le tritium qui se trouve agrave leacutetat naturel dans latmosphegravere peacutenegravetre dans le

cycle hydrologique par le biais des preacutecipitations Cependant la meacutethode de

datation des eaux par le tritium a eacuteteacute fausseacutee par les apports dus aux

expeacuterimentations thermonucleacuteaires La concentration a montreacute un 1er maximum de

Revue AFN Maroc Ndeg 12-14 Juin 2014

21

600 UT en 1954 suivi drsquoun 2egraveme maximum de 460 UT en 1958 et un 3egraveme et plus

grand maximum en 1963 avec une concentration de 3300 UT

Une simple analyse des teneurs en tritium des eaux souterraines drsquoune

source permet drsquoobtenir une estimation sur son acircge (Tableau 7)

Tableau 7 - Interpreacutetation des teneurs en tritium de la source Ras El Ma

Teneurs Interpreacutetation qualitative

lt08 TU Recharge avant 1952

08 a 2 TU Meacutelange entre des eaux anciennes et actuelles

2 agrave 8 TU Eau actuelle lrsquoacircge varie entre 5 et 10 ans

10 agrave 20 TU Reacutesidu drsquoessais thermonucleacuteaires

gt20 TU Recharge entre 1960 et 1970 Source BOULAAcircJOUL Analyse CNESTEN (2009) CLARK amp FRITZ (1997)

La moyenne du 3H sur base des analyses isotopiques reacutealiseacutees sur les

eacutechantillons preacuteleveacutes au niveau de la source Ras El Ma est de 396 UT ce qui

permet de faire une eacutevaluation de lrsquoacircge des eaux de la source et de les placer dans

la gamme drsquoacircges variant entre 5 agrave 10 ans (preacutelegravevements BOULAAcircJOUL Analyse

CNESTEN 2009)

Conclusion

Il est neacutecessaire de faire des traccedilages chimiques pour identifier les limites

de lrsquoaquifegravere et cerner la surface du bassin versant hydrogeacuteologique moyennant

des sondages de reconnaissance Apparemment le reacuteservoir est relativement

important conclusion fondeacutee sur la stabiliteacute de la tempeacuterature de lrsquoeau

lrsquoimportance du volume geacuteologique de lrsquoaquifegravere lrsquoaltitude de recharge par

lrsquooxygegravene 18 et la datation de lrsquoacircge de lrsquoeau par le Tritium

La grande quantiteacute de lrsquoeau disponible et sa bonne qualiteacute prouve que la

source continuerait longtemps agrave reacutepondre aux besoins en eau potable de toute la

ville surtout en peacuteriodes des hautes eaux Mais il faut tout de mecircme une certaine

preacutecaution en cas de pollutions accidentelles ou drsquoeacuteboulements qui deacutetourneraient

des flux des systegravemes annexes de drainage vers drsquoautres exutoires

Pour reacutepondre agrave lrsquoimpeacuteratif de seacutecurisation de lrsquoAEP de la ville de

Chaouen un barrage en terre est en construction sur lrsquooued Moulay Bouchta

affluent de lrsquooued Laou avec une capaciteacute de stockage de 115 M m3 et des apports

moyens annuels au site du barrage de 185 Mm3an

Bibliographie BAKALOWICZ M 1999 - Guide Technique Ndeg3 Connaissance et gestion

des ressources en eaux souterraines dans les reacutegions karstiques CNRS (44 p)

BOULAAJOUL M 2006 - Approche du fonctionnement hydrogeacuteologique

de la Dorsale calcaire par eacutetudes hydrodynamique et geacuteochimique Meacutemoire de

DESA Faculteacute des sciences Teacutetouan (80 p)

Revue AFN Maroc Ndeg 12-14 Juin 2014

22

MANGIN A 1975 - Contribution agrave lrsquoeacutetude hydrodynamique des aquifegraveres

karstiques Thegravese de doctorat egraves sciences naturelles Institut des Sciences de la terre

de lrsquoUniversiteacute de Dijon (571p)

NOLD M et Al 1981 - Geacuteologie de la Dorsale calcaire entre Teacutetouan et

Assifane (Rif interne Maroc) Ministegravere de lrsquoEnergie et des Mines Editions du

service geacuteologique Rabat Maroc (205 p)

Page 6: Hydrogéologie de la source Ras El Ma, Chaouen (Rif

Revue AFN Maroc Ndeg 12-14 Juin 2014

7

avec une amplitude de 30 ls seulement gracircce au maintien de lrsquoamortissement du

deacutebit par lrsquoimportance du stock

21 Correacutelation pluie et deacutebit agrave Ras El Ma (Chaouen)

La correacutelation des deacutebits de la source Ras El Ma avec les preacutecipitations

enregistreacutees au niveau de la station climatologique de Bab Taza est traiteacutee en trois

eacutetapes (Tableau 2)

1 avec la pluie du mecircme mois

2 en correacutelation avec la pluie du mecircme mois et avec celle du mois

preacuteceacutedent

3 et avec les pluies du mecircme mois et celles des deux mois preacuteceacutedents

Tableaux 2-3 et 4 Correacutelation deacutebit-pluie source de Ras El Ma (Chaouen)

Ndeg Equations Rsup2

1 Qm= 034Pm 34

2 Qm= 017Pm+ 048 Pm -1 56

3 Qm= 022Pm+030 Pm -1 + 049 Pm -2 72

4 Qm= 054Qm-1+025 Pm 63

5 Qm= 044Qm-1+015 Pm +034 Pm -1 70

6 Qm= 027Qm-1+019 Pm +026 Pm -1+ 049 Pm -2 76

7 Log(Qm) = 062 Log (Qm-1)+029 (Pm)13 73

8 Log(Qm) = 041 Log (Qm-1)+025 (Pm)13+018 (Pm-1)13 024 (Pm-2)

13 78 Source BOULAAcircJOUL ineacutedit (seacuterie statistique 1970- 2013)

Leacutegende des tableaux 2-3 et 4

Qm = Deacutebit moyen mensuel du mois actuel de la source Ras El Ma

Qm-1= Deacutebit moyen mensuel du mois preacuteceacutedent

Pm = Pluie moyenne mensuelle du mois actuel

Pm-1= Pluie moyenne mensuelle du mois preacuteceacutedent

Pm-2 = Pluie moyenne mensuelle enregistreacutee il y a deux mois

Les reacutesultats (Tableau 2) prouvent que le deacutebit de la source est tributaire

des pluies du mecircme mois comme il est influenceacute par les preacutecipitations enregistreacutees

pendant les deux mois preacuteceacutedents

Pour mieux cerner les paramegravetres qui ont une influence directe sur les

valeurs du deacutebit nous avons associeacute des deacutebits enregistreacutes pendant le mois

preacuteceacutedent avec les pluies enregistreacutees pendant le mecircme mois et eacutegalement celles

enregistreacutees pendant les deux mois preacuteceacutedents Les coefficients de correacutelation se

sont ameacutelioreacutes pour passer de 34 agrave une valeur de 76 (Tableau 3)

Dans le souci de mieux cerner les paramegravetres hydro-climatologiques et la

faccedilon avec laquelle ils participent dans lrsquoeacutevaluation des deacutebits de la source

Ras El Ma nous avons encore opteacute pour les valeurs logarithmiques des deacutebits du

mois preacuteceacutedent en combinaison avec les fonctions puissances des valeurs

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8

pluviomeacutetriques du mecircme mois pour le cas de la 7e eacutequation et pendant les deux

mois preacuteceacutedents pour le cas de la 8e eacutequation (Tableau 4) Cette opeacuteration a

ameacutelioreacute timidement le coefficient de correacutelation de 76 agrave 78

Lrsquoameacutelioration des coefficients de correacutelation prouve lrsquoexistence de

relations avec les logarithmes des deacutebits des mois preacuteceacutedents et avec les fonctions

puissances des preacutecipitations enregistreacutees pendant le mecircme mois et eacutegalement

pendant les deux mois preacuteceacutedents Les deacutebits calculeacutes sont preacutesenteacutes dans le mecircme

graphique avec les deacutebits mesureacutes (Figure 3)

La figure 3 montre une grande similitude pour les deacutebits maxima ce qui

prouve que lrsquoaugmentation des deacutebits est tributaire des apports pluviomeacutetriques

par contre les deacutebits minima accusent des diffeacuterences eacutenormes entre les deacutebits

mesureacutes et les deacutebits calculeacutes surtout pendant les longues peacuteriodes segraveches ougrave les

deacutebits calculeacutes sont largement infeacuterieurs aux deacutebits mesureacutes Ce qui est ducirc

principalement aux facteurs pluies qui sont nulles alors que lrsquoimportance du stock

du reacuteservoir arrive agrave maintenir un deacutebit de tarissement important capable de

subvenir agrave tous les besoins de lrsquoAEP de la ville pendant plusieurs mois sans pluies

Figure 3 Deacutebits (Q) mesureacutes et deacutebits calculeacutes Ras El Ma (Chaouen)

Source BOULAAcircJOUL seacuterie statistique (1970-2013)

La seacuterie des deacutebits moyens mensuels contient des vides qui ont eacuteteacute

combleacutes par des correacutelations avec les pluies enregistreacutees au niveau du barrage

Alitlate par conseacutequent la seacuterie des deacutebits moyens est biaiseacutee par ces deacutebits

calculeacutes Les courbes des hyeacutetogrammes montrent une certaine divergence entre les

pluies enregistreacutees au niveau de la station Bab Taza et les deacutebits correspondants

Les deux diagrammes montrent deux cycles hydrologiques de la source

Ras El Ma apparemment avec des preacutecipitations quasi-similaires dans le 1er cycle

hydrologique de lrsquoanneacutee 1978-79 des pluies de 300 mm au mois de janvier suivi

de 400 mm au mois de feacutevrier ayant geacuteneacutereacute lrsquohydrogramme drsquoune crue importante

(deacutebit de pointe = 2500 ls) Par contre dans le second cycle hydrologique de

lrsquoanneacutee 1998-99 mecircme avec des preacutecipitations de 200 mm au mois drsquooctobre et

300 mm au mois drsquoavril la source nrsquoa presque pas reacuteagi et nrsquoa donneacute lieu qursquoagrave un

hydrogramme bien plat avec des deacutebits qui nrsquoont pas deacutepasseacute 200 ls

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9

Figure 4 Hyeacutetogrammes de deux cycles hydrologiques 78-79 et 98-99 de la

source Ras El Ma (Chaouen)

22 Calcul des apports de Jbel Tissouka

Lrsquouniteacute de Jbel Tissouka aquifegravere de la source Ras El Ma posseacutedant une

superficie de plus de 50 kmsup2 perccediloit des preacutecipitations moyennes annuelles qui

peuvent atteindre une valeur de plus de 2000 mm au point culminant par

conseacutequent le gradient altitudinal pluviomeacutetrique et lrsquohypsomeacutetrie de lrsquouniteacute

permettent de calculer le volume drsquoeau reccedilu par chaque tranche de hauteur ∆H de

200 m de puissance de cet aquifegravere (Tableau 5)

Tableau 5 Volume drsquoeau geacuteneacutereacute par les pluies source de Ras El Ma (Chaouen)

Tranche ∆H (m) Superficie (kmsup2) Pluie (mm) Volume (m3)

0800-1000 35 1364 4774000

1000-1200 1075 1562 16791500

1200-1400 1375 1760 2420000

1400-1600 54 5939 23496000

1600-1800 75 4592 16395000

1800-2000 25 4532 5885000

Total - - 91 542 000 Source BOULAAcircJOUL seacuterie statistique (1970-2012)

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10

Le calcul de la superficie des tranches de hauteur comme preacutesenteacute dans le

tableau 5 nous permet de calculer les preacutecipitations correspondantes moyennant

les gradients pluviomeacutetriques et drsquoeacutevaluer le volume des apports perccedilu par cette

mecircme tranche Et en fin de compte nous avons pu eacutevaluer le volume total des

apports au niveau de lrsquouniteacute de Jbel Tissouka deacutepassant 90 M m3an

23 Calcul du volume annuel de la source Ras El Ma

La seacuterie des deacutebits moyens mensuels de la source Ras El Ma pour la peacuteriode

1970 - 2003 (396 mois) est consigneacutee dans la Figure 5

Figure 5 Courbe des volumes cumuleacutes de la source de Ras El Ma (Chaouen)

Source BOULAAcircJOUL seacuterie statistique (1970-2003)

La courbe des volumes cumuleacutes de la source Ras El Mas montre

lrsquoexistence drsquoune certaine reacutegulariteacute dans les volumes annuels deacuteverseacutes par

lrsquoeacutequation suivante (coefficient de correacutelation = 996)

Vc = 1024N+1505 (Vc = volume cumuleacute et N = nombre de mois)

De mecircme le volume deacuteverseacute chaque anneacutee peut ecirctre calculeacute par le deacutebit

moyen interannuel (395 ls) Le volume annuel ainsi calculeacute (Vol) deacutepasse

12 000 000 m3an

( 33 451272045612864003653950 MmmVol )

Ce volume ne repreacutesente que 13 du volume drsquoeau calculeacute drsquoapregraves les

pluies moyennes au niveau de lrsquouniteacute de Jbel Tissouka et qui est pregraves de

90 M m3an (Tableau 5)

3 Geacuteologie de lrsquouniteacute de Tissouka

31 Stratigraphie

La source Ras El Ma sourd au niveau des calcaires agrave silex drsquoacircge

Pliensbachien de lrsquouniteacute de Jbel Tissouka au niveau du contact de chevauchement

entre lrsquoaquifegravere et un substratum formeacute par lrsquouniteacute de Tanger interne (Figure 7)

La stratigraphie de lrsquouniteacute de Tissouka est comme suit

o Dolomies agrave stromatolithe drsquoacircge Norien agrave Carnien

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11

o Alternances calcareacuteo-dolomitiques du Rheacutetien drsquoune eacutepaisseur drsquoenviron

100 m

o Calcaires massifs de lrsquoHettangien drsquoune eacutepaisseur un peu moins de

100 m

o Bregraveches agrave silex du Sineacutemurien

o Calcaires agrave silex du Pliensbachien lieu drsquoeacutemergence de la source (NOLD

amp AL 1981)

Au Nord-est lrsquouniteacute de Jbel Tissouka chevauche lrsquouniteacute de Jbel Lakrae

elle-mecircme surmonteacutee par les uniteacutes de Bab Aidime et par celle drsquoImansorene Vers

le Sud-ouest elle repose sur lrsquouniteacute de Tanger interne en contact subhorizontal

32 Scheacutemas de lrsquoaquiclude

La topographie du substratum formeacute par les flyschs de lrsquouniteacute de Tanger du

cocircteacute ouest et par les Ghomarides du cocircteacute est favorise le deacuteversement des sources de

la Dorsale calcaire vers les points bas de cet aquiclude Par conseacutequent certaines

sources deacuteversent vers le cocircteacute ouest cas de la source Ras El Ma alors que drsquoautres

deacuteversent vers le versant est cas de la source Aouslaf (Figure 6)

Figure 6 Illustration du substratum impermeacuteable de lrsquoAquifegravere de Tissouka

Source El Kadiri K (ineacutedit)

Les formations carbonateacutees de lrsquouniteacute de Jbel Tissouka formeacutees de calcaire

agrave silex Pleinsbachien des bregraveches agrave silex Sineacutemuriens et des dolomies agrave

stromatolithes Noriens agrave Cariens sont alors le siegravege drsquoun aquifegravere karstique

(Figure 7)

La Source Ras El Ma qui sourd au pied drsquoune falaise est une source de

deacuteversement Son bassin versant geacuteologique est constitueacute par les formations

carbonateacutees des uniteacutes de Jbel Tissouka celle drsquoImensorene et celle de Bab Aidime

(NOLD amp AL 1981) La deacutelimitation rigoureuse de cet aquifegravere neacutecessite un

traccedilage chimique etou des sondages de reconnaissance

La figure 8 syntheacutetise la disposition structurale deacutecrite preacuteceacutedemment dans

une reconstitution scheacutematique 3 D donne une vision approximative de la

reconstitution de la geacuteomeacutetrie du reacuteservoir et permet une eacutevaluation du volume de

lrsquoaquifegravere de Jbel Tissouka

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Figure 7 Coupe structurale syntheacutetique de la nappe du J Tissouka

Source El Kadiri K (ineacutedit)

Les dimensions probables du reacuteservoir de la source Ras El Ma (Figure 8)

permettent drsquoeacutevaluer le volume (Vol) moyennant la formule suivante

eCHPLVol

Avec

L = Largeur = 1500 m

P = Profondeur = 4000 m

H = Hauteur = 750 m

Ce = Coefficient drsquoemmagasinement = 4permil

Drsquoougrave le volume total VT = 18 M m3

Figure 8 Scheacutema syntheacutetique du reacuteservoir de Ras El Ma (Chaouen)

Source El Kadiri K (ineacutedit)

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La surface du bassin versant hydrogeacuteologique est eacutegale agrave la largeur que

multiplie la profondeur elle est alors eacutegale agrave 6 kmsup2 et pour le calcul du volume

drsquoeau de lrsquoaquifegravere il faut multiplier par la hauteur et par le coefficient

drsquoemmagasinement (4 permil) nous avons alors le volume du reacuteservoir de Jbel

Tissouka de lrsquoordre de 18 M m3

4 Hydrodynamique de la source Ras El Ma (Chaouen)

41 Tarissement de la source Ras El Ma

Lrsquohydrodynamique des terrains calcaires est particuliegraverement bien exploreacutee

par les eacutetudes des vidanges La preacutevision des peacutenuries sur les cours drsquoeau consiste

sur le plan technique agrave preacutevoir le deacutebit drsquoeacutetiage drsquoun cours drsquoeau donneacute en un

point donneacute et agrave un instant donneacute par lrsquoexploitation drsquoune seacuterie de donneacutees de

preacutefeacuterence suffisamment longue Le but eacutegalement de lrsquoeacutetude des tarissements est

de connaicirctre les caracteacuteristiques du systegraveme de nappes qui alimentent cette

eacutemergence car chaque nappe est caracteacuteriseacutee par un coefficient de tarissement ()

et un deacutebit de drainage initial (Q0)

Pour deacutemontrer lrsquoexistence de laquo reacuteserves exploitables raquo il faut proceacuteder agrave

lrsquoanalyse des seacuteries temporelles des deacutebits et agrave lrsquoanalyse des hydrogrammes de

deacutecrues et de tarissements Dans le but drsquoestimer le volume dynamique des

reacuteservoirs cette meacutethode de tarissement a eacuteteacute proposeacutee par MANGIN (1975)

Figure 9 - Analyse de la deacutecrue et du tarissement de la source Ras El Ma

Source Baklowicz (1999)

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42 Coefficient de tarissement de la source Ras El Ma

Pour deacuteterminer la loi de tarissement drsquoune source pendant une peacuteriode

donneacutee la formule la plus classiquement utiliseacutee est celle qui considegravere la

deacutecroissance exponentielle du deacutebit en fonction du temps et ce en absence de

toutes preacutecipitations qui risquent de perturber lrsquoallure de la courbe et eacutegalement

des pompages et des preacutelegravevements en amont des points de mesures Le deacutebit en un

temps (t) est donneacute alors par la formule de Maillet ci-dessous Les courbes de type

de Maillet correspondent approximativement au cas drsquoun reacuteservoir souterrain de

forme paralleacuteleacutepipeacutedique qui se vide par un bouchon poreux (LARRAS 1972)

La formule de Maillet t

t eQQ 0

Ougrave

Q0 = Le deacutebit agrave lrsquoinstant ldquot = 0rdquo

Qt = deacutebit agrave un instant ldquotrdquo

e = base du logarithme neacutepeacuterien

= coefficient de tarissement de la source calculeacute par la pente de la

courbe Log Q = f (t)

)(

00tt

eQQ

Q

QLog

tteQ

Q tt

0

0

)(

0

0

Le deacutebit de demi tarissement cest-agrave-dire le cas ougrave Q = Q02 sera atteint

apregraves le temps T = (t - t0) lrsquoeacutequation preacuteceacutedente deviendra alors sous la forme

suivante

693102)( 0

LogttT

Le graphique des deacutebits des eacutetiages nous a permis drsquoeacutevaluer pour chaque

tarissement un coefficient de tarissement ldquoαirdquo qui correspond agrave un deacutebit initial

ldquoQ0irdquo (Figure 10) Les deacutebits initiaux de drainage et les coefficients de tarissement

correspondants nous ont permis de tracer la courbe de tendance et de formuler

lrsquoeacutequation de tarissement

1141)(2610 0 QLn

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Figure 10 - Deacutebits initiaux et coefficients de tarissement de Ras El Ma (Chaouen)

Source BOULAAcircJOUL (2006)

43 Calcul du volume dynamique de la source Ras El Ma

Lrsquointeacutegration de la formule de Maillet nous a permis drsquoeacutevaluer le volume

dynamique des sources dans le systegraveme des reacuteservoirs karstiques agrave lrsquoinstant ldquotrdquo et agrave

partir drsquoun deacutebit de drainage ldquoQtrdquo correspondant agrave ce mecircme instant ldquotrdquo

0

0

QVdteQQV s

t

t

t

ts

Elle a permis drsquoeacutevaluer les volumes dynamiques de la source Ras El Ma

(Tableau 6)

Pour reacutealiser une eacutetude hydrodynamique fructueuse il est recommandeacute de

reacutepondre aux exigences primordiales suivantes

proceacuteder agrave des installations de postes pluviomeacutetriques pour atteindre une

densiteacute convenable et faire une reacutepartition adapteacutee agrave la geacuteomorphologie

des mesures de deacutebits avec une freacutequence adeacutequate en fonction des

conditions climatologiques de la zone

le choix drsquoun reacuteseau repreacutesentatif qui doit faire lrsquoobjet drsquoun suivi continu

et instaurer un programme de suivi par des compagnes exhaustives

et faire des traccedilages chimiques pour une eacutevaluation des bassins versants

geacuteologiques

Tableau 6 Volume dynamique de la source Ras El Ma (Chaouen)

Paramegravetres Qmax Qmin Qmoy

Deacutebit (m3s) 5900 0127 0396

Coefficient de tarissement (j-1) 07953 01732 0310

Temps de 12 tarissement (j) 2615 12006 6707

Volume dynamique (m3) 25 683 039 5 166 364 9 000 417 Source BOULAAcircJOUL (2006)

Lrsquoeacutetude de tarissement de deacutebits nous a reacuteveacuteleacute lrsquoexistence drsquoun systegraveme de

nappes tregraves complexe avec diffeacuterents types de vidange et nous a permis eacutegalement

-12

-10

-08

-06

-04

-02

00

0 500 1000 1500 2000 2500 3000

(s1)

Q0(ls)

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de faire des eacutevaluations des reacuteserves dynamiques pour trois diffeacuterentes anneacutees

hydrologiques une 1egravere humide avec un volume de 25 M m3 une 2egraveme anneacutee segraveche

avec un volume de 5 M m3 et une 3egraveme anneacutee moyenne avec un volume dynamique

de 9 M m3 (Tableau 6)

44 Deacutebits classeacutes de la source Ras El Ma

Lrsquoanalyse des deacutebits journaliers pour lrsquoanneacutee 1991-92 met en eacutevidence

lrsquoexistence de 3 anomalies qui correspondent agrave une diminution de la pente de la

droite repreacutesentative de la loi de distribution des deacutebits la 1egravere au niveau de 440 ls

et la 2egraveme agrave 840 ls correspondant agrave une augmentation des deacutebits par rapport agrave celle

des classes de freacutequence cela implique qursquoau-delagrave de 440 ls soit que les

eacutecoulements exploitent un systegraveme de drainage plus transmissif soit que le systegraveme

est alimenteacute par un bassin versant hydrogeacuteologique suppleacutementaire Le mecircme

pheacutenomegravene se reproduit et devient encore plus accentueacute au niveau de 840 ls cest-

agrave-dire que soit le SAD devient plus transmissive soit on est en preacutesence drsquoapports

drsquoun autre bassin versant hydrogeacuteologique

Lrsquoeacutetude des deacutebits classeacutes nous a permis de constater lrsquoexistence de deux

systegravemes de drainage qui sont en premier lieu moins transmissif au niveau du deacutebit

de 440 ls et qui devient plus transmissif au niveau du deacutebit de 840 ls avec la

preacutesence drsquoeacutechange de deacutebits entre les bassins limitrophes et dans les deux cas

crsquoest le reacuteservoir de Ras El Ma qui reccediloit des flux suppleacutementaires

Figure 11 Analyse des deacutebits classeacutes de la source Ras El Ma

Source BOULAAcircJOUL traitement des limnigrammes de la peacuteriode 1985-1995

5 Hydrochimie de la source Ras El Ma

La mineacuteralisation des eaux karstiques est une variable qui correspond agrave la

notion de variable reacutegionaliseacutee Elle montre que la conductiviteacute est un paramegravetre

global qui reflegravete la mineacuteralisation des eaux karstiques La distribution de

freacutequence de conductiviteacute repreacutesente alors une approche de la reacutealisation de la

0

20

40

60

80

100

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800

freq

Deacutebit ls

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17

fonction de la variable aleacuteatoire reacutegionaliseacutee et constitue un moyen syntheacutetique

pour repreacutesenter lrsquoapparition agrave un exutoire karstique de diffeacuterents types drsquoeaux

51 Conductiviteacute eacutelectrique de la source Ras El Ma

La forme de la courbe de distribution de la mineacuteralisation drsquoune source

donne une image sur le degreacute drsquoorganisation des eacutecoulements hydrogeacuteologiques

dans les aquifegraveres karstiques eacutetudieacutes et la distribution des freacutequences des valeurs

de la conductiviteacute sur une mecircme peacuteriode permet de comparer les eaux des

diffeacuterentes sources eacutetudieacutees Comme les distributions sont souvent plurimodales

aucune quantification matheacutematique nest possible pour caracteacuteriser ces courbes

Par conseacutequent linterpreacutetation possible sest faite gracircce agrave un catalogue de

distribution eacutetabli agrave partir de lrsquoeacutetude systeacutematique de certaines sources

(BAKALOWICZ 1999) La forme des courbes ainsi obtenues (Figure 12) rend

compte de la structure des systegravemes eacutetudieacutes conformeacutement au catalogue de

distribution des freacutequences de conductiviteacute

La distribution des classes de la conductiviteacute eacutelectrique de la source

Ras El Ma ldquo2010-2011rdquo (Figure 13) montre qursquoon est effectivement en preacutesence

drsquoun systegraveme tregraves karstique quasi-similaire agrave celui de la fontaine de Vaucluse

Figure 12 Distribution des freacutequences de conductiviteacute

Source BAKALOWICZ (1999)

Ras Elma

Revue AFN Maroc Ndeg 12-14 Juin 2014

18

Figure 13 Distribution des freacutequences de conductiviteacute eacutelectrique des eaux de

Ras El Ma

Source BOULAAcircJOUL analyses 2005

52 Eaux de Ras El Ma (Chaouen) dans le Diagramme de Piper

Figure 14 Les eaux de Ras El Ma (Chaouen) dans le Diagramme de Piper

Source BOULAAcircJOUL preacutelegravevements et analyses 2005

000

005

010

015

020

025

330 350 370 390 410 430 450

Freq

Cond (micros)

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19

Le diagramme de Piper utilise les eacuteleacutements majeurs pour repreacutesenter les

diffeacuterents faciegraves chimiques Il permet de voir leacutevolution dune eau passant dun

faciegraves agrave un autre gracircce agrave des analyses espaceacutees dans le temps ou des analyses

deacutechantillons pris agrave des endroits diffeacuterents Le diagramme de Piper est tregraves utile

pour repreacutesenter toutes autres sortes de groupes danalyses La localisation des eaux

de la source Ras El Ma (petits triangles) montre que son faciegraves chimique est

bicarbonateacute calcique et magneacutesien (Figure 14)

53 Eaux de Ras El Ma (Chaouen) dans le Diagramme Star

Nous avons repreacutesenteacute les pourcentages des variations mensuelles des ions

majeurs de lrsquoeau de la source Ras EL Ma par la meacutethode Star dans les diagrammes

de la figure 15 pour mieux visualiser les variations temporaires de la

mineacuteralisation de cette source

La mineacuteralisation de lrsquoeau de Ras El Ma agrave valeurs diverses est ainsi fonction

du temps (reacutepartitions temporelle des preacutecipitations) en rapport avec les aquifegraveres

en question pour chaque eacutepisode temporel (Figure 15)

Figure 15ndash La mineacuteralisation de lrsquoeau de la source Ras El Ma

Source BOULAAcircJOUL preacutelegravevements et analyses (Avril-Juillet 2005)

0

20

40

60

80

100Ca++

Mg++

NO3-

Cl-

SO4-

HCO3-

K+

Na+

La mineacuteralisation au mois davril

020406080

100Ca++

Mg++

NO3-

Cl-

SO4-

HCO3-

K+

Na+

La mineacuteralisation au mois de mai

0

20

40

60

80

100Ca++

Mg++

NO3-

Cl-

SO4-

HCO3-

K+

Na+

La mineacuteralisation au mois de juin

020406080

100Ca++

Mg++

NO3-

Cl-

SO4-

HCO3-

K+

Na+

La mineacuteralisation au mois de juillet

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20

54 Altitude de recharge

La composition chimique de leau de pluie est influenceacutee par la

composition de la source de vapeur deau elle peut avoir des similitudes

remarquables avec leau des oceacuteans Par la suite durant le transport de cette vapeur

puis sa condensation sous forme de pluie leau sappauvrit dhabitude en certains

eacuteleacutements au fur et agrave mesure de leacuteloignement de sa source ou senrichit inversement

au contact des poussiegraveres et de polluants atmospheacuteriques

Six effets principaux ont une influence directe sur les laquo signatures

isotopiques de lrsquooxygegravene 18 raquo des pluies et sont la tempeacuterature atmospheacuterique la

continentaliteacute en rapport avec la distance de transfert de la vapeur drsquoeau lrsquoeffet de

masse lrsquoeffet saisonnier et finalement lrsquoeffet drsquoaltitude

Sur base de lrsquoanalyse des teneurs des eaux de pluie en oxygegravene 18 pour une

peacuteriode respectable au niveau des stations hydro-climatologiques de lrsquoABHL les

valeurs des teneurs en oxygegravene 18 sont reporteacutees en correacutelation avec les altitudes

respectives des stations hydro-climatologiques preacuteciteacutees (Figure 16)

Figure 16 Graphique de la droite locale isotopique de la source Ras El Ma

Source Notes DRPE (2009)

Le reacutesultat de la teneur en oxygegravene 18 obtenu agrave partir des analyses des

eaux preacuteleveacutees au niveau de la source Ras El Ma eacutemergeante agrave une altitude de

638 m est de ndash706 permil vs SMOW ce qui prouve que lrsquoaltitude de recharge de la

source est limiteacutee agrave 1223 m et donc la valeur de la tranche de recharge de

lrsquoaquifegravere de Ras El Ma est eacutegale agrave 1223 - 638 = 585 m Crsquoest lrsquoune des tranches

les plus importantes de toute les sources de la Dorsale calcaire du Rif Nord-Ouest

55 Tritium dans lrsquoeau de la source Ras El Ma

Le tritium qui se trouve agrave leacutetat naturel dans latmosphegravere peacutenegravetre dans le

cycle hydrologique par le biais des preacutecipitations Cependant la meacutethode de

datation des eaux par le tritium a eacuteteacute fausseacutee par les apports dus aux

expeacuterimentations thermonucleacuteaires La concentration a montreacute un 1er maximum de

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21

600 UT en 1954 suivi drsquoun 2egraveme maximum de 460 UT en 1958 et un 3egraveme et plus

grand maximum en 1963 avec une concentration de 3300 UT

Une simple analyse des teneurs en tritium des eaux souterraines drsquoune

source permet drsquoobtenir une estimation sur son acircge (Tableau 7)

Tableau 7 - Interpreacutetation des teneurs en tritium de la source Ras El Ma

Teneurs Interpreacutetation qualitative

lt08 TU Recharge avant 1952

08 a 2 TU Meacutelange entre des eaux anciennes et actuelles

2 agrave 8 TU Eau actuelle lrsquoacircge varie entre 5 et 10 ans

10 agrave 20 TU Reacutesidu drsquoessais thermonucleacuteaires

gt20 TU Recharge entre 1960 et 1970 Source BOULAAcircJOUL Analyse CNESTEN (2009) CLARK amp FRITZ (1997)

La moyenne du 3H sur base des analyses isotopiques reacutealiseacutees sur les

eacutechantillons preacuteleveacutes au niveau de la source Ras El Ma est de 396 UT ce qui

permet de faire une eacutevaluation de lrsquoacircge des eaux de la source et de les placer dans

la gamme drsquoacircges variant entre 5 agrave 10 ans (preacutelegravevements BOULAAcircJOUL Analyse

CNESTEN 2009)

Conclusion

Il est neacutecessaire de faire des traccedilages chimiques pour identifier les limites

de lrsquoaquifegravere et cerner la surface du bassin versant hydrogeacuteologique moyennant

des sondages de reconnaissance Apparemment le reacuteservoir est relativement

important conclusion fondeacutee sur la stabiliteacute de la tempeacuterature de lrsquoeau

lrsquoimportance du volume geacuteologique de lrsquoaquifegravere lrsquoaltitude de recharge par

lrsquooxygegravene 18 et la datation de lrsquoacircge de lrsquoeau par le Tritium

La grande quantiteacute de lrsquoeau disponible et sa bonne qualiteacute prouve que la

source continuerait longtemps agrave reacutepondre aux besoins en eau potable de toute la

ville surtout en peacuteriodes des hautes eaux Mais il faut tout de mecircme une certaine

preacutecaution en cas de pollutions accidentelles ou drsquoeacuteboulements qui deacutetourneraient

des flux des systegravemes annexes de drainage vers drsquoautres exutoires

Pour reacutepondre agrave lrsquoimpeacuteratif de seacutecurisation de lrsquoAEP de la ville de

Chaouen un barrage en terre est en construction sur lrsquooued Moulay Bouchta

affluent de lrsquooued Laou avec une capaciteacute de stockage de 115 M m3 et des apports

moyens annuels au site du barrage de 185 Mm3an

Bibliographie BAKALOWICZ M 1999 - Guide Technique Ndeg3 Connaissance et gestion

des ressources en eaux souterraines dans les reacutegions karstiques CNRS (44 p)

BOULAAJOUL M 2006 - Approche du fonctionnement hydrogeacuteologique

de la Dorsale calcaire par eacutetudes hydrodynamique et geacuteochimique Meacutemoire de

DESA Faculteacute des sciences Teacutetouan (80 p)

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22

MANGIN A 1975 - Contribution agrave lrsquoeacutetude hydrodynamique des aquifegraveres

karstiques Thegravese de doctorat egraves sciences naturelles Institut des Sciences de la terre

de lrsquoUniversiteacute de Dijon (571p)

NOLD M et Al 1981 - Geacuteologie de la Dorsale calcaire entre Teacutetouan et

Assifane (Rif interne Maroc) Ministegravere de lrsquoEnergie et des Mines Editions du

service geacuteologique Rabat Maroc (205 p)

Page 7: Hydrogéologie de la source Ras El Ma, Chaouen (Rif

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8

pluviomeacutetriques du mecircme mois pour le cas de la 7e eacutequation et pendant les deux

mois preacuteceacutedents pour le cas de la 8e eacutequation (Tableau 4) Cette opeacuteration a

ameacutelioreacute timidement le coefficient de correacutelation de 76 agrave 78

Lrsquoameacutelioration des coefficients de correacutelation prouve lrsquoexistence de

relations avec les logarithmes des deacutebits des mois preacuteceacutedents et avec les fonctions

puissances des preacutecipitations enregistreacutees pendant le mecircme mois et eacutegalement

pendant les deux mois preacuteceacutedents Les deacutebits calculeacutes sont preacutesenteacutes dans le mecircme

graphique avec les deacutebits mesureacutes (Figure 3)

La figure 3 montre une grande similitude pour les deacutebits maxima ce qui

prouve que lrsquoaugmentation des deacutebits est tributaire des apports pluviomeacutetriques

par contre les deacutebits minima accusent des diffeacuterences eacutenormes entre les deacutebits

mesureacutes et les deacutebits calculeacutes surtout pendant les longues peacuteriodes segraveches ougrave les

deacutebits calculeacutes sont largement infeacuterieurs aux deacutebits mesureacutes Ce qui est ducirc

principalement aux facteurs pluies qui sont nulles alors que lrsquoimportance du stock

du reacuteservoir arrive agrave maintenir un deacutebit de tarissement important capable de

subvenir agrave tous les besoins de lrsquoAEP de la ville pendant plusieurs mois sans pluies

Figure 3 Deacutebits (Q) mesureacutes et deacutebits calculeacutes Ras El Ma (Chaouen)

Source BOULAAcircJOUL seacuterie statistique (1970-2013)

La seacuterie des deacutebits moyens mensuels contient des vides qui ont eacuteteacute

combleacutes par des correacutelations avec les pluies enregistreacutees au niveau du barrage

Alitlate par conseacutequent la seacuterie des deacutebits moyens est biaiseacutee par ces deacutebits

calculeacutes Les courbes des hyeacutetogrammes montrent une certaine divergence entre les

pluies enregistreacutees au niveau de la station Bab Taza et les deacutebits correspondants

Les deux diagrammes montrent deux cycles hydrologiques de la source

Ras El Ma apparemment avec des preacutecipitations quasi-similaires dans le 1er cycle

hydrologique de lrsquoanneacutee 1978-79 des pluies de 300 mm au mois de janvier suivi

de 400 mm au mois de feacutevrier ayant geacuteneacutereacute lrsquohydrogramme drsquoune crue importante

(deacutebit de pointe = 2500 ls) Par contre dans le second cycle hydrologique de

lrsquoanneacutee 1998-99 mecircme avec des preacutecipitations de 200 mm au mois drsquooctobre et

300 mm au mois drsquoavril la source nrsquoa presque pas reacuteagi et nrsquoa donneacute lieu qursquoagrave un

hydrogramme bien plat avec des deacutebits qui nrsquoont pas deacutepasseacute 200 ls

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9

Figure 4 Hyeacutetogrammes de deux cycles hydrologiques 78-79 et 98-99 de la

source Ras El Ma (Chaouen)

22 Calcul des apports de Jbel Tissouka

Lrsquouniteacute de Jbel Tissouka aquifegravere de la source Ras El Ma posseacutedant une

superficie de plus de 50 kmsup2 perccediloit des preacutecipitations moyennes annuelles qui

peuvent atteindre une valeur de plus de 2000 mm au point culminant par

conseacutequent le gradient altitudinal pluviomeacutetrique et lrsquohypsomeacutetrie de lrsquouniteacute

permettent de calculer le volume drsquoeau reccedilu par chaque tranche de hauteur ∆H de

200 m de puissance de cet aquifegravere (Tableau 5)

Tableau 5 Volume drsquoeau geacuteneacutereacute par les pluies source de Ras El Ma (Chaouen)

Tranche ∆H (m) Superficie (kmsup2) Pluie (mm) Volume (m3)

0800-1000 35 1364 4774000

1000-1200 1075 1562 16791500

1200-1400 1375 1760 2420000

1400-1600 54 5939 23496000

1600-1800 75 4592 16395000

1800-2000 25 4532 5885000

Total - - 91 542 000 Source BOULAAcircJOUL seacuterie statistique (1970-2012)

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10

Le calcul de la superficie des tranches de hauteur comme preacutesenteacute dans le

tableau 5 nous permet de calculer les preacutecipitations correspondantes moyennant

les gradients pluviomeacutetriques et drsquoeacutevaluer le volume des apports perccedilu par cette

mecircme tranche Et en fin de compte nous avons pu eacutevaluer le volume total des

apports au niveau de lrsquouniteacute de Jbel Tissouka deacutepassant 90 M m3an

23 Calcul du volume annuel de la source Ras El Ma

La seacuterie des deacutebits moyens mensuels de la source Ras El Ma pour la peacuteriode

1970 - 2003 (396 mois) est consigneacutee dans la Figure 5

Figure 5 Courbe des volumes cumuleacutes de la source de Ras El Ma (Chaouen)

Source BOULAAcircJOUL seacuterie statistique (1970-2003)

La courbe des volumes cumuleacutes de la source Ras El Mas montre

lrsquoexistence drsquoune certaine reacutegulariteacute dans les volumes annuels deacuteverseacutes par

lrsquoeacutequation suivante (coefficient de correacutelation = 996)

Vc = 1024N+1505 (Vc = volume cumuleacute et N = nombre de mois)

De mecircme le volume deacuteverseacute chaque anneacutee peut ecirctre calculeacute par le deacutebit

moyen interannuel (395 ls) Le volume annuel ainsi calculeacute (Vol) deacutepasse

12 000 000 m3an

( 33 451272045612864003653950 MmmVol )

Ce volume ne repreacutesente que 13 du volume drsquoeau calculeacute drsquoapregraves les

pluies moyennes au niveau de lrsquouniteacute de Jbel Tissouka et qui est pregraves de

90 M m3an (Tableau 5)

3 Geacuteologie de lrsquouniteacute de Tissouka

31 Stratigraphie

La source Ras El Ma sourd au niveau des calcaires agrave silex drsquoacircge

Pliensbachien de lrsquouniteacute de Jbel Tissouka au niveau du contact de chevauchement

entre lrsquoaquifegravere et un substratum formeacute par lrsquouniteacute de Tanger interne (Figure 7)

La stratigraphie de lrsquouniteacute de Tissouka est comme suit

o Dolomies agrave stromatolithe drsquoacircge Norien agrave Carnien

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11

o Alternances calcareacuteo-dolomitiques du Rheacutetien drsquoune eacutepaisseur drsquoenviron

100 m

o Calcaires massifs de lrsquoHettangien drsquoune eacutepaisseur un peu moins de

100 m

o Bregraveches agrave silex du Sineacutemurien

o Calcaires agrave silex du Pliensbachien lieu drsquoeacutemergence de la source (NOLD

amp AL 1981)

Au Nord-est lrsquouniteacute de Jbel Tissouka chevauche lrsquouniteacute de Jbel Lakrae

elle-mecircme surmonteacutee par les uniteacutes de Bab Aidime et par celle drsquoImansorene Vers

le Sud-ouest elle repose sur lrsquouniteacute de Tanger interne en contact subhorizontal

32 Scheacutemas de lrsquoaquiclude

La topographie du substratum formeacute par les flyschs de lrsquouniteacute de Tanger du

cocircteacute ouest et par les Ghomarides du cocircteacute est favorise le deacuteversement des sources de

la Dorsale calcaire vers les points bas de cet aquiclude Par conseacutequent certaines

sources deacuteversent vers le cocircteacute ouest cas de la source Ras El Ma alors que drsquoautres

deacuteversent vers le versant est cas de la source Aouslaf (Figure 6)

Figure 6 Illustration du substratum impermeacuteable de lrsquoAquifegravere de Tissouka

Source El Kadiri K (ineacutedit)

Les formations carbonateacutees de lrsquouniteacute de Jbel Tissouka formeacutees de calcaire

agrave silex Pleinsbachien des bregraveches agrave silex Sineacutemuriens et des dolomies agrave

stromatolithes Noriens agrave Cariens sont alors le siegravege drsquoun aquifegravere karstique

(Figure 7)

La Source Ras El Ma qui sourd au pied drsquoune falaise est une source de

deacuteversement Son bassin versant geacuteologique est constitueacute par les formations

carbonateacutees des uniteacutes de Jbel Tissouka celle drsquoImensorene et celle de Bab Aidime

(NOLD amp AL 1981) La deacutelimitation rigoureuse de cet aquifegravere neacutecessite un

traccedilage chimique etou des sondages de reconnaissance

La figure 8 syntheacutetise la disposition structurale deacutecrite preacuteceacutedemment dans

une reconstitution scheacutematique 3 D donne une vision approximative de la

reconstitution de la geacuteomeacutetrie du reacuteservoir et permet une eacutevaluation du volume de

lrsquoaquifegravere de Jbel Tissouka

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12

Figure 7 Coupe structurale syntheacutetique de la nappe du J Tissouka

Source El Kadiri K (ineacutedit)

Les dimensions probables du reacuteservoir de la source Ras El Ma (Figure 8)

permettent drsquoeacutevaluer le volume (Vol) moyennant la formule suivante

eCHPLVol

Avec

L = Largeur = 1500 m

P = Profondeur = 4000 m

H = Hauteur = 750 m

Ce = Coefficient drsquoemmagasinement = 4permil

Drsquoougrave le volume total VT = 18 M m3

Figure 8 Scheacutema syntheacutetique du reacuteservoir de Ras El Ma (Chaouen)

Source El Kadiri K (ineacutedit)

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La surface du bassin versant hydrogeacuteologique est eacutegale agrave la largeur que

multiplie la profondeur elle est alors eacutegale agrave 6 kmsup2 et pour le calcul du volume

drsquoeau de lrsquoaquifegravere il faut multiplier par la hauteur et par le coefficient

drsquoemmagasinement (4 permil) nous avons alors le volume du reacuteservoir de Jbel

Tissouka de lrsquoordre de 18 M m3

4 Hydrodynamique de la source Ras El Ma (Chaouen)

41 Tarissement de la source Ras El Ma

Lrsquohydrodynamique des terrains calcaires est particuliegraverement bien exploreacutee

par les eacutetudes des vidanges La preacutevision des peacutenuries sur les cours drsquoeau consiste

sur le plan technique agrave preacutevoir le deacutebit drsquoeacutetiage drsquoun cours drsquoeau donneacute en un

point donneacute et agrave un instant donneacute par lrsquoexploitation drsquoune seacuterie de donneacutees de

preacutefeacuterence suffisamment longue Le but eacutegalement de lrsquoeacutetude des tarissements est

de connaicirctre les caracteacuteristiques du systegraveme de nappes qui alimentent cette

eacutemergence car chaque nappe est caracteacuteriseacutee par un coefficient de tarissement ()

et un deacutebit de drainage initial (Q0)

Pour deacutemontrer lrsquoexistence de laquo reacuteserves exploitables raquo il faut proceacuteder agrave

lrsquoanalyse des seacuteries temporelles des deacutebits et agrave lrsquoanalyse des hydrogrammes de

deacutecrues et de tarissements Dans le but drsquoestimer le volume dynamique des

reacuteservoirs cette meacutethode de tarissement a eacuteteacute proposeacutee par MANGIN (1975)

Figure 9 - Analyse de la deacutecrue et du tarissement de la source Ras El Ma

Source Baklowicz (1999)

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14

42 Coefficient de tarissement de la source Ras El Ma

Pour deacuteterminer la loi de tarissement drsquoune source pendant une peacuteriode

donneacutee la formule la plus classiquement utiliseacutee est celle qui considegravere la

deacutecroissance exponentielle du deacutebit en fonction du temps et ce en absence de

toutes preacutecipitations qui risquent de perturber lrsquoallure de la courbe et eacutegalement

des pompages et des preacutelegravevements en amont des points de mesures Le deacutebit en un

temps (t) est donneacute alors par la formule de Maillet ci-dessous Les courbes de type

de Maillet correspondent approximativement au cas drsquoun reacuteservoir souterrain de

forme paralleacuteleacutepipeacutedique qui se vide par un bouchon poreux (LARRAS 1972)

La formule de Maillet t

t eQQ 0

Ougrave

Q0 = Le deacutebit agrave lrsquoinstant ldquot = 0rdquo

Qt = deacutebit agrave un instant ldquotrdquo

e = base du logarithme neacutepeacuterien

= coefficient de tarissement de la source calculeacute par la pente de la

courbe Log Q = f (t)

)(

00tt

eQQ

Q

QLog

tteQ

Q tt

0

0

)(

0

0

Le deacutebit de demi tarissement cest-agrave-dire le cas ougrave Q = Q02 sera atteint

apregraves le temps T = (t - t0) lrsquoeacutequation preacuteceacutedente deviendra alors sous la forme

suivante

693102)( 0

LogttT

Le graphique des deacutebits des eacutetiages nous a permis drsquoeacutevaluer pour chaque

tarissement un coefficient de tarissement ldquoαirdquo qui correspond agrave un deacutebit initial

ldquoQ0irdquo (Figure 10) Les deacutebits initiaux de drainage et les coefficients de tarissement

correspondants nous ont permis de tracer la courbe de tendance et de formuler

lrsquoeacutequation de tarissement

1141)(2610 0 QLn

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15

Figure 10 - Deacutebits initiaux et coefficients de tarissement de Ras El Ma (Chaouen)

Source BOULAAcircJOUL (2006)

43 Calcul du volume dynamique de la source Ras El Ma

Lrsquointeacutegration de la formule de Maillet nous a permis drsquoeacutevaluer le volume

dynamique des sources dans le systegraveme des reacuteservoirs karstiques agrave lrsquoinstant ldquotrdquo et agrave

partir drsquoun deacutebit de drainage ldquoQtrdquo correspondant agrave ce mecircme instant ldquotrdquo

0

0

QVdteQQV s

t

t

t

ts

Elle a permis drsquoeacutevaluer les volumes dynamiques de la source Ras El Ma

(Tableau 6)

Pour reacutealiser une eacutetude hydrodynamique fructueuse il est recommandeacute de

reacutepondre aux exigences primordiales suivantes

proceacuteder agrave des installations de postes pluviomeacutetriques pour atteindre une

densiteacute convenable et faire une reacutepartition adapteacutee agrave la geacuteomorphologie

des mesures de deacutebits avec une freacutequence adeacutequate en fonction des

conditions climatologiques de la zone

le choix drsquoun reacuteseau repreacutesentatif qui doit faire lrsquoobjet drsquoun suivi continu

et instaurer un programme de suivi par des compagnes exhaustives

et faire des traccedilages chimiques pour une eacutevaluation des bassins versants

geacuteologiques

Tableau 6 Volume dynamique de la source Ras El Ma (Chaouen)

Paramegravetres Qmax Qmin Qmoy

Deacutebit (m3s) 5900 0127 0396

Coefficient de tarissement (j-1) 07953 01732 0310

Temps de 12 tarissement (j) 2615 12006 6707

Volume dynamique (m3) 25 683 039 5 166 364 9 000 417 Source BOULAAcircJOUL (2006)

Lrsquoeacutetude de tarissement de deacutebits nous a reacuteveacuteleacute lrsquoexistence drsquoun systegraveme de

nappes tregraves complexe avec diffeacuterents types de vidange et nous a permis eacutegalement

-12

-10

-08

-06

-04

-02

00

0 500 1000 1500 2000 2500 3000

(s1)

Q0(ls)

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de faire des eacutevaluations des reacuteserves dynamiques pour trois diffeacuterentes anneacutees

hydrologiques une 1egravere humide avec un volume de 25 M m3 une 2egraveme anneacutee segraveche

avec un volume de 5 M m3 et une 3egraveme anneacutee moyenne avec un volume dynamique

de 9 M m3 (Tableau 6)

44 Deacutebits classeacutes de la source Ras El Ma

Lrsquoanalyse des deacutebits journaliers pour lrsquoanneacutee 1991-92 met en eacutevidence

lrsquoexistence de 3 anomalies qui correspondent agrave une diminution de la pente de la

droite repreacutesentative de la loi de distribution des deacutebits la 1egravere au niveau de 440 ls

et la 2egraveme agrave 840 ls correspondant agrave une augmentation des deacutebits par rapport agrave celle

des classes de freacutequence cela implique qursquoau-delagrave de 440 ls soit que les

eacutecoulements exploitent un systegraveme de drainage plus transmissif soit que le systegraveme

est alimenteacute par un bassin versant hydrogeacuteologique suppleacutementaire Le mecircme

pheacutenomegravene se reproduit et devient encore plus accentueacute au niveau de 840 ls cest-

agrave-dire que soit le SAD devient plus transmissive soit on est en preacutesence drsquoapports

drsquoun autre bassin versant hydrogeacuteologique

Lrsquoeacutetude des deacutebits classeacutes nous a permis de constater lrsquoexistence de deux

systegravemes de drainage qui sont en premier lieu moins transmissif au niveau du deacutebit

de 440 ls et qui devient plus transmissif au niveau du deacutebit de 840 ls avec la

preacutesence drsquoeacutechange de deacutebits entre les bassins limitrophes et dans les deux cas

crsquoest le reacuteservoir de Ras El Ma qui reccediloit des flux suppleacutementaires

Figure 11 Analyse des deacutebits classeacutes de la source Ras El Ma

Source BOULAAcircJOUL traitement des limnigrammes de la peacuteriode 1985-1995

5 Hydrochimie de la source Ras El Ma

La mineacuteralisation des eaux karstiques est une variable qui correspond agrave la

notion de variable reacutegionaliseacutee Elle montre que la conductiviteacute est un paramegravetre

global qui reflegravete la mineacuteralisation des eaux karstiques La distribution de

freacutequence de conductiviteacute repreacutesente alors une approche de la reacutealisation de la

0

20

40

60

80

100

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800

freq

Deacutebit ls

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17

fonction de la variable aleacuteatoire reacutegionaliseacutee et constitue un moyen syntheacutetique

pour repreacutesenter lrsquoapparition agrave un exutoire karstique de diffeacuterents types drsquoeaux

51 Conductiviteacute eacutelectrique de la source Ras El Ma

La forme de la courbe de distribution de la mineacuteralisation drsquoune source

donne une image sur le degreacute drsquoorganisation des eacutecoulements hydrogeacuteologiques

dans les aquifegraveres karstiques eacutetudieacutes et la distribution des freacutequences des valeurs

de la conductiviteacute sur une mecircme peacuteriode permet de comparer les eaux des

diffeacuterentes sources eacutetudieacutees Comme les distributions sont souvent plurimodales

aucune quantification matheacutematique nest possible pour caracteacuteriser ces courbes

Par conseacutequent linterpreacutetation possible sest faite gracircce agrave un catalogue de

distribution eacutetabli agrave partir de lrsquoeacutetude systeacutematique de certaines sources

(BAKALOWICZ 1999) La forme des courbes ainsi obtenues (Figure 12) rend

compte de la structure des systegravemes eacutetudieacutes conformeacutement au catalogue de

distribution des freacutequences de conductiviteacute

La distribution des classes de la conductiviteacute eacutelectrique de la source

Ras El Ma ldquo2010-2011rdquo (Figure 13) montre qursquoon est effectivement en preacutesence

drsquoun systegraveme tregraves karstique quasi-similaire agrave celui de la fontaine de Vaucluse

Figure 12 Distribution des freacutequences de conductiviteacute

Source BAKALOWICZ (1999)

Ras Elma

Revue AFN Maroc Ndeg 12-14 Juin 2014

18

Figure 13 Distribution des freacutequences de conductiviteacute eacutelectrique des eaux de

Ras El Ma

Source BOULAAcircJOUL analyses 2005

52 Eaux de Ras El Ma (Chaouen) dans le Diagramme de Piper

Figure 14 Les eaux de Ras El Ma (Chaouen) dans le Diagramme de Piper

Source BOULAAcircJOUL preacutelegravevements et analyses 2005

000

005

010

015

020

025

330 350 370 390 410 430 450

Freq

Cond (micros)

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19

Le diagramme de Piper utilise les eacuteleacutements majeurs pour repreacutesenter les

diffeacuterents faciegraves chimiques Il permet de voir leacutevolution dune eau passant dun

faciegraves agrave un autre gracircce agrave des analyses espaceacutees dans le temps ou des analyses

deacutechantillons pris agrave des endroits diffeacuterents Le diagramme de Piper est tregraves utile

pour repreacutesenter toutes autres sortes de groupes danalyses La localisation des eaux

de la source Ras El Ma (petits triangles) montre que son faciegraves chimique est

bicarbonateacute calcique et magneacutesien (Figure 14)

53 Eaux de Ras El Ma (Chaouen) dans le Diagramme Star

Nous avons repreacutesenteacute les pourcentages des variations mensuelles des ions

majeurs de lrsquoeau de la source Ras EL Ma par la meacutethode Star dans les diagrammes

de la figure 15 pour mieux visualiser les variations temporaires de la

mineacuteralisation de cette source

La mineacuteralisation de lrsquoeau de Ras El Ma agrave valeurs diverses est ainsi fonction

du temps (reacutepartitions temporelle des preacutecipitations) en rapport avec les aquifegraveres

en question pour chaque eacutepisode temporel (Figure 15)

Figure 15ndash La mineacuteralisation de lrsquoeau de la source Ras El Ma

Source BOULAAcircJOUL preacutelegravevements et analyses (Avril-Juillet 2005)

0

20

40

60

80

100Ca++

Mg++

NO3-

Cl-

SO4-

HCO3-

K+

Na+

La mineacuteralisation au mois davril

020406080

100Ca++

Mg++

NO3-

Cl-

SO4-

HCO3-

K+

Na+

La mineacuteralisation au mois de mai

0

20

40

60

80

100Ca++

Mg++

NO3-

Cl-

SO4-

HCO3-

K+

Na+

La mineacuteralisation au mois de juin

020406080

100Ca++

Mg++

NO3-

Cl-

SO4-

HCO3-

K+

Na+

La mineacuteralisation au mois de juillet

Revue AFN Maroc Ndeg 12-14 Juin 2014

20

54 Altitude de recharge

La composition chimique de leau de pluie est influenceacutee par la

composition de la source de vapeur deau elle peut avoir des similitudes

remarquables avec leau des oceacuteans Par la suite durant le transport de cette vapeur

puis sa condensation sous forme de pluie leau sappauvrit dhabitude en certains

eacuteleacutements au fur et agrave mesure de leacuteloignement de sa source ou senrichit inversement

au contact des poussiegraveres et de polluants atmospheacuteriques

Six effets principaux ont une influence directe sur les laquo signatures

isotopiques de lrsquooxygegravene 18 raquo des pluies et sont la tempeacuterature atmospheacuterique la

continentaliteacute en rapport avec la distance de transfert de la vapeur drsquoeau lrsquoeffet de

masse lrsquoeffet saisonnier et finalement lrsquoeffet drsquoaltitude

Sur base de lrsquoanalyse des teneurs des eaux de pluie en oxygegravene 18 pour une

peacuteriode respectable au niveau des stations hydro-climatologiques de lrsquoABHL les

valeurs des teneurs en oxygegravene 18 sont reporteacutees en correacutelation avec les altitudes

respectives des stations hydro-climatologiques preacuteciteacutees (Figure 16)

Figure 16 Graphique de la droite locale isotopique de la source Ras El Ma

Source Notes DRPE (2009)

Le reacutesultat de la teneur en oxygegravene 18 obtenu agrave partir des analyses des

eaux preacuteleveacutees au niveau de la source Ras El Ma eacutemergeante agrave une altitude de

638 m est de ndash706 permil vs SMOW ce qui prouve que lrsquoaltitude de recharge de la

source est limiteacutee agrave 1223 m et donc la valeur de la tranche de recharge de

lrsquoaquifegravere de Ras El Ma est eacutegale agrave 1223 - 638 = 585 m Crsquoest lrsquoune des tranches

les plus importantes de toute les sources de la Dorsale calcaire du Rif Nord-Ouest

55 Tritium dans lrsquoeau de la source Ras El Ma

Le tritium qui se trouve agrave leacutetat naturel dans latmosphegravere peacutenegravetre dans le

cycle hydrologique par le biais des preacutecipitations Cependant la meacutethode de

datation des eaux par le tritium a eacuteteacute fausseacutee par les apports dus aux

expeacuterimentations thermonucleacuteaires La concentration a montreacute un 1er maximum de

Revue AFN Maroc Ndeg 12-14 Juin 2014

21

600 UT en 1954 suivi drsquoun 2egraveme maximum de 460 UT en 1958 et un 3egraveme et plus

grand maximum en 1963 avec une concentration de 3300 UT

Une simple analyse des teneurs en tritium des eaux souterraines drsquoune

source permet drsquoobtenir une estimation sur son acircge (Tableau 7)

Tableau 7 - Interpreacutetation des teneurs en tritium de la source Ras El Ma

Teneurs Interpreacutetation qualitative

lt08 TU Recharge avant 1952

08 a 2 TU Meacutelange entre des eaux anciennes et actuelles

2 agrave 8 TU Eau actuelle lrsquoacircge varie entre 5 et 10 ans

10 agrave 20 TU Reacutesidu drsquoessais thermonucleacuteaires

gt20 TU Recharge entre 1960 et 1970 Source BOULAAcircJOUL Analyse CNESTEN (2009) CLARK amp FRITZ (1997)

La moyenne du 3H sur base des analyses isotopiques reacutealiseacutees sur les

eacutechantillons preacuteleveacutes au niveau de la source Ras El Ma est de 396 UT ce qui

permet de faire une eacutevaluation de lrsquoacircge des eaux de la source et de les placer dans

la gamme drsquoacircges variant entre 5 agrave 10 ans (preacutelegravevements BOULAAcircJOUL Analyse

CNESTEN 2009)

Conclusion

Il est neacutecessaire de faire des traccedilages chimiques pour identifier les limites

de lrsquoaquifegravere et cerner la surface du bassin versant hydrogeacuteologique moyennant

des sondages de reconnaissance Apparemment le reacuteservoir est relativement

important conclusion fondeacutee sur la stabiliteacute de la tempeacuterature de lrsquoeau

lrsquoimportance du volume geacuteologique de lrsquoaquifegravere lrsquoaltitude de recharge par

lrsquooxygegravene 18 et la datation de lrsquoacircge de lrsquoeau par le Tritium

La grande quantiteacute de lrsquoeau disponible et sa bonne qualiteacute prouve que la

source continuerait longtemps agrave reacutepondre aux besoins en eau potable de toute la

ville surtout en peacuteriodes des hautes eaux Mais il faut tout de mecircme une certaine

preacutecaution en cas de pollutions accidentelles ou drsquoeacuteboulements qui deacutetourneraient

des flux des systegravemes annexes de drainage vers drsquoautres exutoires

Pour reacutepondre agrave lrsquoimpeacuteratif de seacutecurisation de lrsquoAEP de la ville de

Chaouen un barrage en terre est en construction sur lrsquooued Moulay Bouchta

affluent de lrsquooued Laou avec une capaciteacute de stockage de 115 M m3 et des apports

moyens annuels au site du barrage de 185 Mm3an

Bibliographie BAKALOWICZ M 1999 - Guide Technique Ndeg3 Connaissance et gestion

des ressources en eaux souterraines dans les reacutegions karstiques CNRS (44 p)

BOULAAJOUL M 2006 - Approche du fonctionnement hydrogeacuteologique

de la Dorsale calcaire par eacutetudes hydrodynamique et geacuteochimique Meacutemoire de

DESA Faculteacute des sciences Teacutetouan (80 p)

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22

MANGIN A 1975 - Contribution agrave lrsquoeacutetude hydrodynamique des aquifegraveres

karstiques Thegravese de doctorat egraves sciences naturelles Institut des Sciences de la terre

de lrsquoUniversiteacute de Dijon (571p)

NOLD M et Al 1981 - Geacuteologie de la Dorsale calcaire entre Teacutetouan et

Assifane (Rif interne Maroc) Ministegravere de lrsquoEnergie et des Mines Editions du

service geacuteologique Rabat Maroc (205 p)

Page 8: Hydrogéologie de la source Ras El Ma, Chaouen (Rif

Revue AFN Maroc Ndeg 12-14 Juin 2014

9

Figure 4 Hyeacutetogrammes de deux cycles hydrologiques 78-79 et 98-99 de la

source Ras El Ma (Chaouen)

22 Calcul des apports de Jbel Tissouka

Lrsquouniteacute de Jbel Tissouka aquifegravere de la source Ras El Ma posseacutedant une

superficie de plus de 50 kmsup2 perccediloit des preacutecipitations moyennes annuelles qui

peuvent atteindre une valeur de plus de 2000 mm au point culminant par

conseacutequent le gradient altitudinal pluviomeacutetrique et lrsquohypsomeacutetrie de lrsquouniteacute

permettent de calculer le volume drsquoeau reccedilu par chaque tranche de hauteur ∆H de

200 m de puissance de cet aquifegravere (Tableau 5)

Tableau 5 Volume drsquoeau geacuteneacutereacute par les pluies source de Ras El Ma (Chaouen)

Tranche ∆H (m) Superficie (kmsup2) Pluie (mm) Volume (m3)

0800-1000 35 1364 4774000

1000-1200 1075 1562 16791500

1200-1400 1375 1760 2420000

1400-1600 54 5939 23496000

1600-1800 75 4592 16395000

1800-2000 25 4532 5885000

Total - - 91 542 000 Source BOULAAcircJOUL seacuterie statistique (1970-2012)

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10

Le calcul de la superficie des tranches de hauteur comme preacutesenteacute dans le

tableau 5 nous permet de calculer les preacutecipitations correspondantes moyennant

les gradients pluviomeacutetriques et drsquoeacutevaluer le volume des apports perccedilu par cette

mecircme tranche Et en fin de compte nous avons pu eacutevaluer le volume total des

apports au niveau de lrsquouniteacute de Jbel Tissouka deacutepassant 90 M m3an

23 Calcul du volume annuel de la source Ras El Ma

La seacuterie des deacutebits moyens mensuels de la source Ras El Ma pour la peacuteriode

1970 - 2003 (396 mois) est consigneacutee dans la Figure 5

Figure 5 Courbe des volumes cumuleacutes de la source de Ras El Ma (Chaouen)

Source BOULAAcircJOUL seacuterie statistique (1970-2003)

La courbe des volumes cumuleacutes de la source Ras El Mas montre

lrsquoexistence drsquoune certaine reacutegulariteacute dans les volumes annuels deacuteverseacutes par

lrsquoeacutequation suivante (coefficient de correacutelation = 996)

Vc = 1024N+1505 (Vc = volume cumuleacute et N = nombre de mois)

De mecircme le volume deacuteverseacute chaque anneacutee peut ecirctre calculeacute par le deacutebit

moyen interannuel (395 ls) Le volume annuel ainsi calculeacute (Vol) deacutepasse

12 000 000 m3an

( 33 451272045612864003653950 MmmVol )

Ce volume ne repreacutesente que 13 du volume drsquoeau calculeacute drsquoapregraves les

pluies moyennes au niveau de lrsquouniteacute de Jbel Tissouka et qui est pregraves de

90 M m3an (Tableau 5)

3 Geacuteologie de lrsquouniteacute de Tissouka

31 Stratigraphie

La source Ras El Ma sourd au niveau des calcaires agrave silex drsquoacircge

Pliensbachien de lrsquouniteacute de Jbel Tissouka au niveau du contact de chevauchement

entre lrsquoaquifegravere et un substratum formeacute par lrsquouniteacute de Tanger interne (Figure 7)

La stratigraphie de lrsquouniteacute de Tissouka est comme suit

o Dolomies agrave stromatolithe drsquoacircge Norien agrave Carnien

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11

o Alternances calcareacuteo-dolomitiques du Rheacutetien drsquoune eacutepaisseur drsquoenviron

100 m

o Calcaires massifs de lrsquoHettangien drsquoune eacutepaisseur un peu moins de

100 m

o Bregraveches agrave silex du Sineacutemurien

o Calcaires agrave silex du Pliensbachien lieu drsquoeacutemergence de la source (NOLD

amp AL 1981)

Au Nord-est lrsquouniteacute de Jbel Tissouka chevauche lrsquouniteacute de Jbel Lakrae

elle-mecircme surmonteacutee par les uniteacutes de Bab Aidime et par celle drsquoImansorene Vers

le Sud-ouest elle repose sur lrsquouniteacute de Tanger interne en contact subhorizontal

32 Scheacutemas de lrsquoaquiclude

La topographie du substratum formeacute par les flyschs de lrsquouniteacute de Tanger du

cocircteacute ouest et par les Ghomarides du cocircteacute est favorise le deacuteversement des sources de

la Dorsale calcaire vers les points bas de cet aquiclude Par conseacutequent certaines

sources deacuteversent vers le cocircteacute ouest cas de la source Ras El Ma alors que drsquoautres

deacuteversent vers le versant est cas de la source Aouslaf (Figure 6)

Figure 6 Illustration du substratum impermeacuteable de lrsquoAquifegravere de Tissouka

Source El Kadiri K (ineacutedit)

Les formations carbonateacutees de lrsquouniteacute de Jbel Tissouka formeacutees de calcaire

agrave silex Pleinsbachien des bregraveches agrave silex Sineacutemuriens et des dolomies agrave

stromatolithes Noriens agrave Cariens sont alors le siegravege drsquoun aquifegravere karstique

(Figure 7)

La Source Ras El Ma qui sourd au pied drsquoune falaise est une source de

deacuteversement Son bassin versant geacuteologique est constitueacute par les formations

carbonateacutees des uniteacutes de Jbel Tissouka celle drsquoImensorene et celle de Bab Aidime

(NOLD amp AL 1981) La deacutelimitation rigoureuse de cet aquifegravere neacutecessite un

traccedilage chimique etou des sondages de reconnaissance

La figure 8 syntheacutetise la disposition structurale deacutecrite preacuteceacutedemment dans

une reconstitution scheacutematique 3 D donne une vision approximative de la

reconstitution de la geacuteomeacutetrie du reacuteservoir et permet une eacutevaluation du volume de

lrsquoaquifegravere de Jbel Tissouka

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12

Figure 7 Coupe structurale syntheacutetique de la nappe du J Tissouka

Source El Kadiri K (ineacutedit)

Les dimensions probables du reacuteservoir de la source Ras El Ma (Figure 8)

permettent drsquoeacutevaluer le volume (Vol) moyennant la formule suivante

eCHPLVol

Avec

L = Largeur = 1500 m

P = Profondeur = 4000 m

H = Hauteur = 750 m

Ce = Coefficient drsquoemmagasinement = 4permil

Drsquoougrave le volume total VT = 18 M m3

Figure 8 Scheacutema syntheacutetique du reacuteservoir de Ras El Ma (Chaouen)

Source El Kadiri K (ineacutedit)

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13

La surface du bassin versant hydrogeacuteologique est eacutegale agrave la largeur que

multiplie la profondeur elle est alors eacutegale agrave 6 kmsup2 et pour le calcul du volume

drsquoeau de lrsquoaquifegravere il faut multiplier par la hauteur et par le coefficient

drsquoemmagasinement (4 permil) nous avons alors le volume du reacuteservoir de Jbel

Tissouka de lrsquoordre de 18 M m3

4 Hydrodynamique de la source Ras El Ma (Chaouen)

41 Tarissement de la source Ras El Ma

Lrsquohydrodynamique des terrains calcaires est particuliegraverement bien exploreacutee

par les eacutetudes des vidanges La preacutevision des peacutenuries sur les cours drsquoeau consiste

sur le plan technique agrave preacutevoir le deacutebit drsquoeacutetiage drsquoun cours drsquoeau donneacute en un

point donneacute et agrave un instant donneacute par lrsquoexploitation drsquoune seacuterie de donneacutees de

preacutefeacuterence suffisamment longue Le but eacutegalement de lrsquoeacutetude des tarissements est

de connaicirctre les caracteacuteristiques du systegraveme de nappes qui alimentent cette

eacutemergence car chaque nappe est caracteacuteriseacutee par un coefficient de tarissement ()

et un deacutebit de drainage initial (Q0)

Pour deacutemontrer lrsquoexistence de laquo reacuteserves exploitables raquo il faut proceacuteder agrave

lrsquoanalyse des seacuteries temporelles des deacutebits et agrave lrsquoanalyse des hydrogrammes de

deacutecrues et de tarissements Dans le but drsquoestimer le volume dynamique des

reacuteservoirs cette meacutethode de tarissement a eacuteteacute proposeacutee par MANGIN (1975)

Figure 9 - Analyse de la deacutecrue et du tarissement de la source Ras El Ma

Source Baklowicz (1999)

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14

42 Coefficient de tarissement de la source Ras El Ma

Pour deacuteterminer la loi de tarissement drsquoune source pendant une peacuteriode

donneacutee la formule la plus classiquement utiliseacutee est celle qui considegravere la

deacutecroissance exponentielle du deacutebit en fonction du temps et ce en absence de

toutes preacutecipitations qui risquent de perturber lrsquoallure de la courbe et eacutegalement

des pompages et des preacutelegravevements en amont des points de mesures Le deacutebit en un

temps (t) est donneacute alors par la formule de Maillet ci-dessous Les courbes de type

de Maillet correspondent approximativement au cas drsquoun reacuteservoir souterrain de

forme paralleacuteleacutepipeacutedique qui se vide par un bouchon poreux (LARRAS 1972)

La formule de Maillet t

t eQQ 0

Ougrave

Q0 = Le deacutebit agrave lrsquoinstant ldquot = 0rdquo

Qt = deacutebit agrave un instant ldquotrdquo

e = base du logarithme neacutepeacuterien

= coefficient de tarissement de la source calculeacute par la pente de la

courbe Log Q = f (t)

)(

00tt

eQQ

Q

QLog

tteQ

Q tt

0

0

)(

0

0

Le deacutebit de demi tarissement cest-agrave-dire le cas ougrave Q = Q02 sera atteint

apregraves le temps T = (t - t0) lrsquoeacutequation preacuteceacutedente deviendra alors sous la forme

suivante

693102)( 0

LogttT

Le graphique des deacutebits des eacutetiages nous a permis drsquoeacutevaluer pour chaque

tarissement un coefficient de tarissement ldquoαirdquo qui correspond agrave un deacutebit initial

ldquoQ0irdquo (Figure 10) Les deacutebits initiaux de drainage et les coefficients de tarissement

correspondants nous ont permis de tracer la courbe de tendance et de formuler

lrsquoeacutequation de tarissement

1141)(2610 0 QLn

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15

Figure 10 - Deacutebits initiaux et coefficients de tarissement de Ras El Ma (Chaouen)

Source BOULAAcircJOUL (2006)

43 Calcul du volume dynamique de la source Ras El Ma

Lrsquointeacutegration de la formule de Maillet nous a permis drsquoeacutevaluer le volume

dynamique des sources dans le systegraveme des reacuteservoirs karstiques agrave lrsquoinstant ldquotrdquo et agrave

partir drsquoun deacutebit de drainage ldquoQtrdquo correspondant agrave ce mecircme instant ldquotrdquo

0

0

QVdteQQV s

t

t

t

ts

Elle a permis drsquoeacutevaluer les volumes dynamiques de la source Ras El Ma

(Tableau 6)

Pour reacutealiser une eacutetude hydrodynamique fructueuse il est recommandeacute de

reacutepondre aux exigences primordiales suivantes

proceacuteder agrave des installations de postes pluviomeacutetriques pour atteindre une

densiteacute convenable et faire une reacutepartition adapteacutee agrave la geacuteomorphologie

des mesures de deacutebits avec une freacutequence adeacutequate en fonction des

conditions climatologiques de la zone

le choix drsquoun reacuteseau repreacutesentatif qui doit faire lrsquoobjet drsquoun suivi continu

et instaurer un programme de suivi par des compagnes exhaustives

et faire des traccedilages chimiques pour une eacutevaluation des bassins versants

geacuteologiques

Tableau 6 Volume dynamique de la source Ras El Ma (Chaouen)

Paramegravetres Qmax Qmin Qmoy

Deacutebit (m3s) 5900 0127 0396

Coefficient de tarissement (j-1) 07953 01732 0310

Temps de 12 tarissement (j) 2615 12006 6707

Volume dynamique (m3) 25 683 039 5 166 364 9 000 417 Source BOULAAcircJOUL (2006)

Lrsquoeacutetude de tarissement de deacutebits nous a reacuteveacuteleacute lrsquoexistence drsquoun systegraveme de

nappes tregraves complexe avec diffeacuterents types de vidange et nous a permis eacutegalement

-12

-10

-08

-06

-04

-02

00

0 500 1000 1500 2000 2500 3000

(s1)

Q0(ls)

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16

de faire des eacutevaluations des reacuteserves dynamiques pour trois diffeacuterentes anneacutees

hydrologiques une 1egravere humide avec un volume de 25 M m3 une 2egraveme anneacutee segraveche

avec un volume de 5 M m3 et une 3egraveme anneacutee moyenne avec un volume dynamique

de 9 M m3 (Tableau 6)

44 Deacutebits classeacutes de la source Ras El Ma

Lrsquoanalyse des deacutebits journaliers pour lrsquoanneacutee 1991-92 met en eacutevidence

lrsquoexistence de 3 anomalies qui correspondent agrave une diminution de la pente de la

droite repreacutesentative de la loi de distribution des deacutebits la 1egravere au niveau de 440 ls

et la 2egraveme agrave 840 ls correspondant agrave une augmentation des deacutebits par rapport agrave celle

des classes de freacutequence cela implique qursquoau-delagrave de 440 ls soit que les

eacutecoulements exploitent un systegraveme de drainage plus transmissif soit que le systegraveme

est alimenteacute par un bassin versant hydrogeacuteologique suppleacutementaire Le mecircme

pheacutenomegravene se reproduit et devient encore plus accentueacute au niveau de 840 ls cest-

agrave-dire que soit le SAD devient plus transmissive soit on est en preacutesence drsquoapports

drsquoun autre bassin versant hydrogeacuteologique

Lrsquoeacutetude des deacutebits classeacutes nous a permis de constater lrsquoexistence de deux

systegravemes de drainage qui sont en premier lieu moins transmissif au niveau du deacutebit

de 440 ls et qui devient plus transmissif au niveau du deacutebit de 840 ls avec la

preacutesence drsquoeacutechange de deacutebits entre les bassins limitrophes et dans les deux cas

crsquoest le reacuteservoir de Ras El Ma qui reccediloit des flux suppleacutementaires

Figure 11 Analyse des deacutebits classeacutes de la source Ras El Ma

Source BOULAAcircJOUL traitement des limnigrammes de la peacuteriode 1985-1995

5 Hydrochimie de la source Ras El Ma

La mineacuteralisation des eaux karstiques est une variable qui correspond agrave la

notion de variable reacutegionaliseacutee Elle montre que la conductiviteacute est un paramegravetre

global qui reflegravete la mineacuteralisation des eaux karstiques La distribution de

freacutequence de conductiviteacute repreacutesente alors une approche de la reacutealisation de la

0

20

40

60

80

100

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800

freq

Deacutebit ls

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fonction de la variable aleacuteatoire reacutegionaliseacutee et constitue un moyen syntheacutetique

pour repreacutesenter lrsquoapparition agrave un exutoire karstique de diffeacuterents types drsquoeaux

51 Conductiviteacute eacutelectrique de la source Ras El Ma

La forme de la courbe de distribution de la mineacuteralisation drsquoune source

donne une image sur le degreacute drsquoorganisation des eacutecoulements hydrogeacuteologiques

dans les aquifegraveres karstiques eacutetudieacutes et la distribution des freacutequences des valeurs

de la conductiviteacute sur une mecircme peacuteriode permet de comparer les eaux des

diffeacuterentes sources eacutetudieacutees Comme les distributions sont souvent plurimodales

aucune quantification matheacutematique nest possible pour caracteacuteriser ces courbes

Par conseacutequent linterpreacutetation possible sest faite gracircce agrave un catalogue de

distribution eacutetabli agrave partir de lrsquoeacutetude systeacutematique de certaines sources

(BAKALOWICZ 1999) La forme des courbes ainsi obtenues (Figure 12) rend

compte de la structure des systegravemes eacutetudieacutes conformeacutement au catalogue de

distribution des freacutequences de conductiviteacute

La distribution des classes de la conductiviteacute eacutelectrique de la source

Ras El Ma ldquo2010-2011rdquo (Figure 13) montre qursquoon est effectivement en preacutesence

drsquoun systegraveme tregraves karstique quasi-similaire agrave celui de la fontaine de Vaucluse

Figure 12 Distribution des freacutequences de conductiviteacute

Source BAKALOWICZ (1999)

Ras Elma

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Figure 13 Distribution des freacutequences de conductiviteacute eacutelectrique des eaux de

Ras El Ma

Source BOULAAcircJOUL analyses 2005

52 Eaux de Ras El Ma (Chaouen) dans le Diagramme de Piper

Figure 14 Les eaux de Ras El Ma (Chaouen) dans le Diagramme de Piper

Source BOULAAcircJOUL preacutelegravevements et analyses 2005

000

005

010

015

020

025

330 350 370 390 410 430 450

Freq

Cond (micros)

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19

Le diagramme de Piper utilise les eacuteleacutements majeurs pour repreacutesenter les

diffeacuterents faciegraves chimiques Il permet de voir leacutevolution dune eau passant dun

faciegraves agrave un autre gracircce agrave des analyses espaceacutees dans le temps ou des analyses

deacutechantillons pris agrave des endroits diffeacuterents Le diagramme de Piper est tregraves utile

pour repreacutesenter toutes autres sortes de groupes danalyses La localisation des eaux

de la source Ras El Ma (petits triangles) montre que son faciegraves chimique est

bicarbonateacute calcique et magneacutesien (Figure 14)

53 Eaux de Ras El Ma (Chaouen) dans le Diagramme Star

Nous avons repreacutesenteacute les pourcentages des variations mensuelles des ions

majeurs de lrsquoeau de la source Ras EL Ma par la meacutethode Star dans les diagrammes

de la figure 15 pour mieux visualiser les variations temporaires de la

mineacuteralisation de cette source

La mineacuteralisation de lrsquoeau de Ras El Ma agrave valeurs diverses est ainsi fonction

du temps (reacutepartitions temporelle des preacutecipitations) en rapport avec les aquifegraveres

en question pour chaque eacutepisode temporel (Figure 15)

Figure 15ndash La mineacuteralisation de lrsquoeau de la source Ras El Ma

Source BOULAAcircJOUL preacutelegravevements et analyses (Avril-Juillet 2005)

0

20

40

60

80

100Ca++

Mg++

NO3-

Cl-

SO4-

HCO3-

K+

Na+

La mineacuteralisation au mois davril

020406080

100Ca++

Mg++

NO3-

Cl-

SO4-

HCO3-

K+

Na+

La mineacuteralisation au mois de mai

0

20

40

60

80

100Ca++

Mg++

NO3-

Cl-

SO4-

HCO3-

K+

Na+

La mineacuteralisation au mois de juin

020406080

100Ca++

Mg++

NO3-

Cl-

SO4-

HCO3-

K+

Na+

La mineacuteralisation au mois de juillet

Revue AFN Maroc Ndeg 12-14 Juin 2014

20

54 Altitude de recharge

La composition chimique de leau de pluie est influenceacutee par la

composition de la source de vapeur deau elle peut avoir des similitudes

remarquables avec leau des oceacuteans Par la suite durant le transport de cette vapeur

puis sa condensation sous forme de pluie leau sappauvrit dhabitude en certains

eacuteleacutements au fur et agrave mesure de leacuteloignement de sa source ou senrichit inversement

au contact des poussiegraveres et de polluants atmospheacuteriques

Six effets principaux ont une influence directe sur les laquo signatures

isotopiques de lrsquooxygegravene 18 raquo des pluies et sont la tempeacuterature atmospheacuterique la

continentaliteacute en rapport avec la distance de transfert de la vapeur drsquoeau lrsquoeffet de

masse lrsquoeffet saisonnier et finalement lrsquoeffet drsquoaltitude

Sur base de lrsquoanalyse des teneurs des eaux de pluie en oxygegravene 18 pour une

peacuteriode respectable au niveau des stations hydro-climatologiques de lrsquoABHL les

valeurs des teneurs en oxygegravene 18 sont reporteacutees en correacutelation avec les altitudes

respectives des stations hydro-climatologiques preacuteciteacutees (Figure 16)

Figure 16 Graphique de la droite locale isotopique de la source Ras El Ma

Source Notes DRPE (2009)

Le reacutesultat de la teneur en oxygegravene 18 obtenu agrave partir des analyses des

eaux preacuteleveacutees au niveau de la source Ras El Ma eacutemergeante agrave une altitude de

638 m est de ndash706 permil vs SMOW ce qui prouve que lrsquoaltitude de recharge de la

source est limiteacutee agrave 1223 m et donc la valeur de la tranche de recharge de

lrsquoaquifegravere de Ras El Ma est eacutegale agrave 1223 - 638 = 585 m Crsquoest lrsquoune des tranches

les plus importantes de toute les sources de la Dorsale calcaire du Rif Nord-Ouest

55 Tritium dans lrsquoeau de la source Ras El Ma

Le tritium qui se trouve agrave leacutetat naturel dans latmosphegravere peacutenegravetre dans le

cycle hydrologique par le biais des preacutecipitations Cependant la meacutethode de

datation des eaux par le tritium a eacuteteacute fausseacutee par les apports dus aux

expeacuterimentations thermonucleacuteaires La concentration a montreacute un 1er maximum de

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21

600 UT en 1954 suivi drsquoun 2egraveme maximum de 460 UT en 1958 et un 3egraveme et plus

grand maximum en 1963 avec une concentration de 3300 UT

Une simple analyse des teneurs en tritium des eaux souterraines drsquoune

source permet drsquoobtenir une estimation sur son acircge (Tableau 7)

Tableau 7 - Interpreacutetation des teneurs en tritium de la source Ras El Ma

Teneurs Interpreacutetation qualitative

lt08 TU Recharge avant 1952

08 a 2 TU Meacutelange entre des eaux anciennes et actuelles

2 agrave 8 TU Eau actuelle lrsquoacircge varie entre 5 et 10 ans

10 agrave 20 TU Reacutesidu drsquoessais thermonucleacuteaires

gt20 TU Recharge entre 1960 et 1970 Source BOULAAcircJOUL Analyse CNESTEN (2009) CLARK amp FRITZ (1997)

La moyenne du 3H sur base des analyses isotopiques reacutealiseacutees sur les

eacutechantillons preacuteleveacutes au niveau de la source Ras El Ma est de 396 UT ce qui

permet de faire une eacutevaluation de lrsquoacircge des eaux de la source et de les placer dans

la gamme drsquoacircges variant entre 5 agrave 10 ans (preacutelegravevements BOULAAcircJOUL Analyse

CNESTEN 2009)

Conclusion

Il est neacutecessaire de faire des traccedilages chimiques pour identifier les limites

de lrsquoaquifegravere et cerner la surface du bassin versant hydrogeacuteologique moyennant

des sondages de reconnaissance Apparemment le reacuteservoir est relativement

important conclusion fondeacutee sur la stabiliteacute de la tempeacuterature de lrsquoeau

lrsquoimportance du volume geacuteologique de lrsquoaquifegravere lrsquoaltitude de recharge par

lrsquooxygegravene 18 et la datation de lrsquoacircge de lrsquoeau par le Tritium

La grande quantiteacute de lrsquoeau disponible et sa bonne qualiteacute prouve que la

source continuerait longtemps agrave reacutepondre aux besoins en eau potable de toute la

ville surtout en peacuteriodes des hautes eaux Mais il faut tout de mecircme une certaine

preacutecaution en cas de pollutions accidentelles ou drsquoeacuteboulements qui deacutetourneraient

des flux des systegravemes annexes de drainage vers drsquoautres exutoires

Pour reacutepondre agrave lrsquoimpeacuteratif de seacutecurisation de lrsquoAEP de la ville de

Chaouen un barrage en terre est en construction sur lrsquooued Moulay Bouchta

affluent de lrsquooued Laou avec une capaciteacute de stockage de 115 M m3 et des apports

moyens annuels au site du barrage de 185 Mm3an

Bibliographie BAKALOWICZ M 1999 - Guide Technique Ndeg3 Connaissance et gestion

des ressources en eaux souterraines dans les reacutegions karstiques CNRS (44 p)

BOULAAJOUL M 2006 - Approche du fonctionnement hydrogeacuteologique

de la Dorsale calcaire par eacutetudes hydrodynamique et geacuteochimique Meacutemoire de

DESA Faculteacute des sciences Teacutetouan (80 p)

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22

MANGIN A 1975 - Contribution agrave lrsquoeacutetude hydrodynamique des aquifegraveres

karstiques Thegravese de doctorat egraves sciences naturelles Institut des Sciences de la terre

de lrsquoUniversiteacute de Dijon (571p)

NOLD M et Al 1981 - Geacuteologie de la Dorsale calcaire entre Teacutetouan et

Assifane (Rif interne Maroc) Ministegravere de lrsquoEnergie et des Mines Editions du

service geacuteologique Rabat Maroc (205 p)

Page 9: Hydrogéologie de la source Ras El Ma, Chaouen (Rif

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10

Le calcul de la superficie des tranches de hauteur comme preacutesenteacute dans le

tableau 5 nous permet de calculer les preacutecipitations correspondantes moyennant

les gradients pluviomeacutetriques et drsquoeacutevaluer le volume des apports perccedilu par cette

mecircme tranche Et en fin de compte nous avons pu eacutevaluer le volume total des

apports au niveau de lrsquouniteacute de Jbel Tissouka deacutepassant 90 M m3an

23 Calcul du volume annuel de la source Ras El Ma

La seacuterie des deacutebits moyens mensuels de la source Ras El Ma pour la peacuteriode

1970 - 2003 (396 mois) est consigneacutee dans la Figure 5

Figure 5 Courbe des volumes cumuleacutes de la source de Ras El Ma (Chaouen)

Source BOULAAcircJOUL seacuterie statistique (1970-2003)

La courbe des volumes cumuleacutes de la source Ras El Mas montre

lrsquoexistence drsquoune certaine reacutegulariteacute dans les volumes annuels deacuteverseacutes par

lrsquoeacutequation suivante (coefficient de correacutelation = 996)

Vc = 1024N+1505 (Vc = volume cumuleacute et N = nombre de mois)

De mecircme le volume deacuteverseacute chaque anneacutee peut ecirctre calculeacute par le deacutebit

moyen interannuel (395 ls) Le volume annuel ainsi calculeacute (Vol) deacutepasse

12 000 000 m3an

( 33 451272045612864003653950 MmmVol )

Ce volume ne repreacutesente que 13 du volume drsquoeau calculeacute drsquoapregraves les

pluies moyennes au niveau de lrsquouniteacute de Jbel Tissouka et qui est pregraves de

90 M m3an (Tableau 5)

3 Geacuteologie de lrsquouniteacute de Tissouka

31 Stratigraphie

La source Ras El Ma sourd au niveau des calcaires agrave silex drsquoacircge

Pliensbachien de lrsquouniteacute de Jbel Tissouka au niveau du contact de chevauchement

entre lrsquoaquifegravere et un substratum formeacute par lrsquouniteacute de Tanger interne (Figure 7)

La stratigraphie de lrsquouniteacute de Tissouka est comme suit

o Dolomies agrave stromatolithe drsquoacircge Norien agrave Carnien

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o Alternances calcareacuteo-dolomitiques du Rheacutetien drsquoune eacutepaisseur drsquoenviron

100 m

o Calcaires massifs de lrsquoHettangien drsquoune eacutepaisseur un peu moins de

100 m

o Bregraveches agrave silex du Sineacutemurien

o Calcaires agrave silex du Pliensbachien lieu drsquoeacutemergence de la source (NOLD

amp AL 1981)

Au Nord-est lrsquouniteacute de Jbel Tissouka chevauche lrsquouniteacute de Jbel Lakrae

elle-mecircme surmonteacutee par les uniteacutes de Bab Aidime et par celle drsquoImansorene Vers

le Sud-ouest elle repose sur lrsquouniteacute de Tanger interne en contact subhorizontal

32 Scheacutemas de lrsquoaquiclude

La topographie du substratum formeacute par les flyschs de lrsquouniteacute de Tanger du

cocircteacute ouest et par les Ghomarides du cocircteacute est favorise le deacuteversement des sources de

la Dorsale calcaire vers les points bas de cet aquiclude Par conseacutequent certaines

sources deacuteversent vers le cocircteacute ouest cas de la source Ras El Ma alors que drsquoautres

deacuteversent vers le versant est cas de la source Aouslaf (Figure 6)

Figure 6 Illustration du substratum impermeacuteable de lrsquoAquifegravere de Tissouka

Source El Kadiri K (ineacutedit)

Les formations carbonateacutees de lrsquouniteacute de Jbel Tissouka formeacutees de calcaire

agrave silex Pleinsbachien des bregraveches agrave silex Sineacutemuriens et des dolomies agrave

stromatolithes Noriens agrave Cariens sont alors le siegravege drsquoun aquifegravere karstique

(Figure 7)

La Source Ras El Ma qui sourd au pied drsquoune falaise est une source de

deacuteversement Son bassin versant geacuteologique est constitueacute par les formations

carbonateacutees des uniteacutes de Jbel Tissouka celle drsquoImensorene et celle de Bab Aidime

(NOLD amp AL 1981) La deacutelimitation rigoureuse de cet aquifegravere neacutecessite un

traccedilage chimique etou des sondages de reconnaissance

La figure 8 syntheacutetise la disposition structurale deacutecrite preacuteceacutedemment dans

une reconstitution scheacutematique 3 D donne une vision approximative de la

reconstitution de la geacuteomeacutetrie du reacuteservoir et permet une eacutevaluation du volume de

lrsquoaquifegravere de Jbel Tissouka

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Figure 7 Coupe structurale syntheacutetique de la nappe du J Tissouka

Source El Kadiri K (ineacutedit)

Les dimensions probables du reacuteservoir de la source Ras El Ma (Figure 8)

permettent drsquoeacutevaluer le volume (Vol) moyennant la formule suivante

eCHPLVol

Avec

L = Largeur = 1500 m

P = Profondeur = 4000 m

H = Hauteur = 750 m

Ce = Coefficient drsquoemmagasinement = 4permil

Drsquoougrave le volume total VT = 18 M m3

Figure 8 Scheacutema syntheacutetique du reacuteservoir de Ras El Ma (Chaouen)

Source El Kadiri K (ineacutedit)

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La surface du bassin versant hydrogeacuteologique est eacutegale agrave la largeur que

multiplie la profondeur elle est alors eacutegale agrave 6 kmsup2 et pour le calcul du volume

drsquoeau de lrsquoaquifegravere il faut multiplier par la hauteur et par le coefficient

drsquoemmagasinement (4 permil) nous avons alors le volume du reacuteservoir de Jbel

Tissouka de lrsquoordre de 18 M m3

4 Hydrodynamique de la source Ras El Ma (Chaouen)

41 Tarissement de la source Ras El Ma

Lrsquohydrodynamique des terrains calcaires est particuliegraverement bien exploreacutee

par les eacutetudes des vidanges La preacutevision des peacutenuries sur les cours drsquoeau consiste

sur le plan technique agrave preacutevoir le deacutebit drsquoeacutetiage drsquoun cours drsquoeau donneacute en un

point donneacute et agrave un instant donneacute par lrsquoexploitation drsquoune seacuterie de donneacutees de

preacutefeacuterence suffisamment longue Le but eacutegalement de lrsquoeacutetude des tarissements est

de connaicirctre les caracteacuteristiques du systegraveme de nappes qui alimentent cette

eacutemergence car chaque nappe est caracteacuteriseacutee par un coefficient de tarissement ()

et un deacutebit de drainage initial (Q0)

Pour deacutemontrer lrsquoexistence de laquo reacuteserves exploitables raquo il faut proceacuteder agrave

lrsquoanalyse des seacuteries temporelles des deacutebits et agrave lrsquoanalyse des hydrogrammes de

deacutecrues et de tarissements Dans le but drsquoestimer le volume dynamique des

reacuteservoirs cette meacutethode de tarissement a eacuteteacute proposeacutee par MANGIN (1975)

Figure 9 - Analyse de la deacutecrue et du tarissement de la source Ras El Ma

Source Baklowicz (1999)

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14

42 Coefficient de tarissement de la source Ras El Ma

Pour deacuteterminer la loi de tarissement drsquoune source pendant une peacuteriode

donneacutee la formule la plus classiquement utiliseacutee est celle qui considegravere la

deacutecroissance exponentielle du deacutebit en fonction du temps et ce en absence de

toutes preacutecipitations qui risquent de perturber lrsquoallure de la courbe et eacutegalement

des pompages et des preacutelegravevements en amont des points de mesures Le deacutebit en un

temps (t) est donneacute alors par la formule de Maillet ci-dessous Les courbes de type

de Maillet correspondent approximativement au cas drsquoun reacuteservoir souterrain de

forme paralleacuteleacutepipeacutedique qui se vide par un bouchon poreux (LARRAS 1972)

La formule de Maillet t

t eQQ 0

Ougrave

Q0 = Le deacutebit agrave lrsquoinstant ldquot = 0rdquo

Qt = deacutebit agrave un instant ldquotrdquo

e = base du logarithme neacutepeacuterien

= coefficient de tarissement de la source calculeacute par la pente de la

courbe Log Q = f (t)

)(

00tt

eQQ

Q

QLog

tteQ

Q tt

0

0

)(

0

0

Le deacutebit de demi tarissement cest-agrave-dire le cas ougrave Q = Q02 sera atteint

apregraves le temps T = (t - t0) lrsquoeacutequation preacuteceacutedente deviendra alors sous la forme

suivante

693102)( 0

LogttT

Le graphique des deacutebits des eacutetiages nous a permis drsquoeacutevaluer pour chaque

tarissement un coefficient de tarissement ldquoαirdquo qui correspond agrave un deacutebit initial

ldquoQ0irdquo (Figure 10) Les deacutebits initiaux de drainage et les coefficients de tarissement

correspondants nous ont permis de tracer la courbe de tendance et de formuler

lrsquoeacutequation de tarissement

1141)(2610 0 QLn

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15

Figure 10 - Deacutebits initiaux et coefficients de tarissement de Ras El Ma (Chaouen)

Source BOULAAcircJOUL (2006)

43 Calcul du volume dynamique de la source Ras El Ma

Lrsquointeacutegration de la formule de Maillet nous a permis drsquoeacutevaluer le volume

dynamique des sources dans le systegraveme des reacuteservoirs karstiques agrave lrsquoinstant ldquotrdquo et agrave

partir drsquoun deacutebit de drainage ldquoQtrdquo correspondant agrave ce mecircme instant ldquotrdquo

0

0

QVdteQQV s

t

t

t

ts

Elle a permis drsquoeacutevaluer les volumes dynamiques de la source Ras El Ma

(Tableau 6)

Pour reacutealiser une eacutetude hydrodynamique fructueuse il est recommandeacute de

reacutepondre aux exigences primordiales suivantes

proceacuteder agrave des installations de postes pluviomeacutetriques pour atteindre une

densiteacute convenable et faire une reacutepartition adapteacutee agrave la geacuteomorphologie

des mesures de deacutebits avec une freacutequence adeacutequate en fonction des

conditions climatologiques de la zone

le choix drsquoun reacuteseau repreacutesentatif qui doit faire lrsquoobjet drsquoun suivi continu

et instaurer un programme de suivi par des compagnes exhaustives

et faire des traccedilages chimiques pour une eacutevaluation des bassins versants

geacuteologiques

Tableau 6 Volume dynamique de la source Ras El Ma (Chaouen)

Paramegravetres Qmax Qmin Qmoy

Deacutebit (m3s) 5900 0127 0396

Coefficient de tarissement (j-1) 07953 01732 0310

Temps de 12 tarissement (j) 2615 12006 6707

Volume dynamique (m3) 25 683 039 5 166 364 9 000 417 Source BOULAAcircJOUL (2006)

Lrsquoeacutetude de tarissement de deacutebits nous a reacuteveacuteleacute lrsquoexistence drsquoun systegraveme de

nappes tregraves complexe avec diffeacuterents types de vidange et nous a permis eacutegalement

-12

-10

-08

-06

-04

-02

00

0 500 1000 1500 2000 2500 3000

(s1)

Q0(ls)

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de faire des eacutevaluations des reacuteserves dynamiques pour trois diffeacuterentes anneacutees

hydrologiques une 1egravere humide avec un volume de 25 M m3 une 2egraveme anneacutee segraveche

avec un volume de 5 M m3 et une 3egraveme anneacutee moyenne avec un volume dynamique

de 9 M m3 (Tableau 6)

44 Deacutebits classeacutes de la source Ras El Ma

Lrsquoanalyse des deacutebits journaliers pour lrsquoanneacutee 1991-92 met en eacutevidence

lrsquoexistence de 3 anomalies qui correspondent agrave une diminution de la pente de la

droite repreacutesentative de la loi de distribution des deacutebits la 1egravere au niveau de 440 ls

et la 2egraveme agrave 840 ls correspondant agrave une augmentation des deacutebits par rapport agrave celle

des classes de freacutequence cela implique qursquoau-delagrave de 440 ls soit que les

eacutecoulements exploitent un systegraveme de drainage plus transmissif soit que le systegraveme

est alimenteacute par un bassin versant hydrogeacuteologique suppleacutementaire Le mecircme

pheacutenomegravene se reproduit et devient encore plus accentueacute au niveau de 840 ls cest-

agrave-dire que soit le SAD devient plus transmissive soit on est en preacutesence drsquoapports

drsquoun autre bassin versant hydrogeacuteologique

Lrsquoeacutetude des deacutebits classeacutes nous a permis de constater lrsquoexistence de deux

systegravemes de drainage qui sont en premier lieu moins transmissif au niveau du deacutebit

de 440 ls et qui devient plus transmissif au niveau du deacutebit de 840 ls avec la

preacutesence drsquoeacutechange de deacutebits entre les bassins limitrophes et dans les deux cas

crsquoest le reacuteservoir de Ras El Ma qui reccediloit des flux suppleacutementaires

Figure 11 Analyse des deacutebits classeacutes de la source Ras El Ma

Source BOULAAcircJOUL traitement des limnigrammes de la peacuteriode 1985-1995

5 Hydrochimie de la source Ras El Ma

La mineacuteralisation des eaux karstiques est une variable qui correspond agrave la

notion de variable reacutegionaliseacutee Elle montre que la conductiviteacute est un paramegravetre

global qui reflegravete la mineacuteralisation des eaux karstiques La distribution de

freacutequence de conductiviteacute repreacutesente alors une approche de la reacutealisation de la

0

20

40

60

80

100

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800

freq

Deacutebit ls

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fonction de la variable aleacuteatoire reacutegionaliseacutee et constitue un moyen syntheacutetique

pour repreacutesenter lrsquoapparition agrave un exutoire karstique de diffeacuterents types drsquoeaux

51 Conductiviteacute eacutelectrique de la source Ras El Ma

La forme de la courbe de distribution de la mineacuteralisation drsquoune source

donne une image sur le degreacute drsquoorganisation des eacutecoulements hydrogeacuteologiques

dans les aquifegraveres karstiques eacutetudieacutes et la distribution des freacutequences des valeurs

de la conductiviteacute sur une mecircme peacuteriode permet de comparer les eaux des

diffeacuterentes sources eacutetudieacutees Comme les distributions sont souvent plurimodales

aucune quantification matheacutematique nest possible pour caracteacuteriser ces courbes

Par conseacutequent linterpreacutetation possible sest faite gracircce agrave un catalogue de

distribution eacutetabli agrave partir de lrsquoeacutetude systeacutematique de certaines sources

(BAKALOWICZ 1999) La forme des courbes ainsi obtenues (Figure 12) rend

compte de la structure des systegravemes eacutetudieacutes conformeacutement au catalogue de

distribution des freacutequences de conductiviteacute

La distribution des classes de la conductiviteacute eacutelectrique de la source

Ras El Ma ldquo2010-2011rdquo (Figure 13) montre qursquoon est effectivement en preacutesence

drsquoun systegraveme tregraves karstique quasi-similaire agrave celui de la fontaine de Vaucluse

Figure 12 Distribution des freacutequences de conductiviteacute

Source BAKALOWICZ (1999)

Ras Elma

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18

Figure 13 Distribution des freacutequences de conductiviteacute eacutelectrique des eaux de

Ras El Ma

Source BOULAAcircJOUL analyses 2005

52 Eaux de Ras El Ma (Chaouen) dans le Diagramme de Piper

Figure 14 Les eaux de Ras El Ma (Chaouen) dans le Diagramme de Piper

Source BOULAAcircJOUL preacutelegravevements et analyses 2005

000

005

010

015

020

025

330 350 370 390 410 430 450

Freq

Cond (micros)

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Le diagramme de Piper utilise les eacuteleacutements majeurs pour repreacutesenter les

diffeacuterents faciegraves chimiques Il permet de voir leacutevolution dune eau passant dun

faciegraves agrave un autre gracircce agrave des analyses espaceacutees dans le temps ou des analyses

deacutechantillons pris agrave des endroits diffeacuterents Le diagramme de Piper est tregraves utile

pour repreacutesenter toutes autres sortes de groupes danalyses La localisation des eaux

de la source Ras El Ma (petits triangles) montre que son faciegraves chimique est

bicarbonateacute calcique et magneacutesien (Figure 14)

53 Eaux de Ras El Ma (Chaouen) dans le Diagramme Star

Nous avons repreacutesenteacute les pourcentages des variations mensuelles des ions

majeurs de lrsquoeau de la source Ras EL Ma par la meacutethode Star dans les diagrammes

de la figure 15 pour mieux visualiser les variations temporaires de la

mineacuteralisation de cette source

La mineacuteralisation de lrsquoeau de Ras El Ma agrave valeurs diverses est ainsi fonction

du temps (reacutepartitions temporelle des preacutecipitations) en rapport avec les aquifegraveres

en question pour chaque eacutepisode temporel (Figure 15)

Figure 15ndash La mineacuteralisation de lrsquoeau de la source Ras El Ma

Source BOULAAcircJOUL preacutelegravevements et analyses (Avril-Juillet 2005)

0

20

40

60

80

100Ca++

Mg++

NO3-

Cl-

SO4-

HCO3-

K+

Na+

La mineacuteralisation au mois davril

020406080

100Ca++

Mg++

NO3-

Cl-

SO4-

HCO3-

K+

Na+

La mineacuteralisation au mois de mai

0

20

40

60

80

100Ca++

Mg++

NO3-

Cl-

SO4-

HCO3-

K+

Na+

La mineacuteralisation au mois de juin

020406080

100Ca++

Mg++

NO3-

Cl-

SO4-

HCO3-

K+

Na+

La mineacuteralisation au mois de juillet

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20

54 Altitude de recharge

La composition chimique de leau de pluie est influenceacutee par la

composition de la source de vapeur deau elle peut avoir des similitudes

remarquables avec leau des oceacuteans Par la suite durant le transport de cette vapeur

puis sa condensation sous forme de pluie leau sappauvrit dhabitude en certains

eacuteleacutements au fur et agrave mesure de leacuteloignement de sa source ou senrichit inversement

au contact des poussiegraveres et de polluants atmospheacuteriques

Six effets principaux ont une influence directe sur les laquo signatures

isotopiques de lrsquooxygegravene 18 raquo des pluies et sont la tempeacuterature atmospheacuterique la

continentaliteacute en rapport avec la distance de transfert de la vapeur drsquoeau lrsquoeffet de

masse lrsquoeffet saisonnier et finalement lrsquoeffet drsquoaltitude

Sur base de lrsquoanalyse des teneurs des eaux de pluie en oxygegravene 18 pour une

peacuteriode respectable au niveau des stations hydro-climatologiques de lrsquoABHL les

valeurs des teneurs en oxygegravene 18 sont reporteacutees en correacutelation avec les altitudes

respectives des stations hydro-climatologiques preacuteciteacutees (Figure 16)

Figure 16 Graphique de la droite locale isotopique de la source Ras El Ma

Source Notes DRPE (2009)

Le reacutesultat de la teneur en oxygegravene 18 obtenu agrave partir des analyses des

eaux preacuteleveacutees au niveau de la source Ras El Ma eacutemergeante agrave une altitude de

638 m est de ndash706 permil vs SMOW ce qui prouve que lrsquoaltitude de recharge de la

source est limiteacutee agrave 1223 m et donc la valeur de la tranche de recharge de

lrsquoaquifegravere de Ras El Ma est eacutegale agrave 1223 - 638 = 585 m Crsquoest lrsquoune des tranches

les plus importantes de toute les sources de la Dorsale calcaire du Rif Nord-Ouest

55 Tritium dans lrsquoeau de la source Ras El Ma

Le tritium qui se trouve agrave leacutetat naturel dans latmosphegravere peacutenegravetre dans le

cycle hydrologique par le biais des preacutecipitations Cependant la meacutethode de

datation des eaux par le tritium a eacuteteacute fausseacutee par les apports dus aux

expeacuterimentations thermonucleacuteaires La concentration a montreacute un 1er maximum de

Revue AFN Maroc Ndeg 12-14 Juin 2014

21

600 UT en 1954 suivi drsquoun 2egraveme maximum de 460 UT en 1958 et un 3egraveme et plus

grand maximum en 1963 avec une concentration de 3300 UT

Une simple analyse des teneurs en tritium des eaux souterraines drsquoune

source permet drsquoobtenir une estimation sur son acircge (Tableau 7)

Tableau 7 - Interpreacutetation des teneurs en tritium de la source Ras El Ma

Teneurs Interpreacutetation qualitative

lt08 TU Recharge avant 1952

08 a 2 TU Meacutelange entre des eaux anciennes et actuelles

2 agrave 8 TU Eau actuelle lrsquoacircge varie entre 5 et 10 ans

10 agrave 20 TU Reacutesidu drsquoessais thermonucleacuteaires

gt20 TU Recharge entre 1960 et 1970 Source BOULAAcircJOUL Analyse CNESTEN (2009) CLARK amp FRITZ (1997)

La moyenne du 3H sur base des analyses isotopiques reacutealiseacutees sur les

eacutechantillons preacuteleveacutes au niveau de la source Ras El Ma est de 396 UT ce qui

permet de faire une eacutevaluation de lrsquoacircge des eaux de la source et de les placer dans

la gamme drsquoacircges variant entre 5 agrave 10 ans (preacutelegravevements BOULAAcircJOUL Analyse

CNESTEN 2009)

Conclusion

Il est neacutecessaire de faire des traccedilages chimiques pour identifier les limites

de lrsquoaquifegravere et cerner la surface du bassin versant hydrogeacuteologique moyennant

des sondages de reconnaissance Apparemment le reacuteservoir est relativement

important conclusion fondeacutee sur la stabiliteacute de la tempeacuterature de lrsquoeau

lrsquoimportance du volume geacuteologique de lrsquoaquifegravere lrsquoaltitude de recharge par

lrsquooxygegravene 18 et la datation de lrsquoacircge de lrsquoeau par le Tritium

La grande quantiteacute de lrsquoeau disponible et sa bonne qualiteacute prouve que la

source continuerait longtemps agrave reacutepondre aux besoins en eau potable de toute la

ville surtout en peacuteriodes des hautes eaux Mais il faut tout de mecircme une certaine

preacutecaution en cas de pollutions accidentelles ou drsquoeacuteboulements qui deacutetourneraient

des flux des systegravemes annexes de drainage vers drsquoautres exutoires

Pour reacutepondre agrave lrsquoimpeacuteratif de seacutecurisation de lrsquoAEP de la ville de

Chaouen un barrage en terre est en construction sur lrsquooued Moulay Bouchta

affluent de lrsquooued Laou avec une capaciteacute de stockage de 115 M m3 et des apports

moyens annuels au site du barrage de 185 Mm3an

Bibliographie BAKALOWICZ M 1999 - Guide Technique Ndeg3 Connaissance et gestion

des ressources en eaux souterraines dans les reacutegions karstiques CNRS (44 p)

BOULAAJOUL M 2006 - Approche du fonctionnement hydrogeacuteologique

de la Dorsale calcaire par eacutetudes hydrodynamique et geacuteochimique Meacutemoire de

DESA Faculteacute des sciences Teacutetouan (80 p)

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22

MANGIN A 1975 - Contribution agrave lrsquoeacutetude hydrodynamique des aquifegraveres

karstiques Thegravese de doctorat egraves sciences naturelles Institut des Sciences de la terre

de lrsquoUniversiteacute de Dijon (571p)

NOLD M et Al 1981 - Geacuteologie de la Dorsale calcaire entre Teacutetouan et

Assifane (Rif interne Maroc) Ministegravere de lrsquoEnergie et des Mines Editions du

service geacuteologique Rabat Maroc (205 p)

Page 10: Hydrogéologie de la source Ras El Ma, Chaouen (Rif

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11

o Alternances calcareacuteo-dolomitiques du Rheacutetien drsquoune eacutepaisseur drsquoenviron

100 m

o Calcaires massifs de lrsquoHettangien drsquoune eacutepaisseur un peu moins de

100 m

o Bregraveches agrave silex du Sineacutemurien

o Calcaires agrave silex du Pliensbachien lieu drsquoeacutemergence de la source (NOLD

amp AL 1981)

Au Nord-est lrsquouniteacute de Jbel Tissouka chevauche lrsquouniteacute de Jbel Lakrae

elle-mecircme surmonteacutee par les uniteacutes de Bab Aidime et par celle drsquoImansorene Vers

le Sud-ouest elle repose sur lrsquouniteacute de Tanger interne en contact subhorizontal

32 Scheacutemas de lrsquoaquiclude

La topographie du substratum formeacute par les flyschs de lrsquouniteacute de Tanger du

cocircteacute ouest et par les Ghomarides du cocircteacute est favorise le deacuteversement des sources de

la Dorsale calcaire vers les points bas de cet aquiclude Par conseacutequent certaines

sources deacuteversent vers le cocircteacute ouest cas de la source Ras El Ma alors que drsquoautres

deacuteversent vers le versant est cas de la source Aouslaf (Figure 6)

Figure 6 Illustration du substratum impermeacuteable de lrsquoAquifegravere de Tissouka

Source El Kadiri K (ineacutedit)

Les formations carbonateacutees de lrsquouniteacute de Jbel Tissouka formeacutees de calcaire

agrave silex Pleinsbachien des bregraveches agrave silex Sineacutemuriens et des dolomies agrave

stromatolithes Noriens agrave Cariens sont alors le siegravege drsquoun aquifegravere karstique

(Figure 7)

La Source Ras El Ma qui sourd au pied drsquoune falaise est une source de

deacuteversement Son bassin versant geacuteologique est constitueacute par les formations

carbonateacutees des uniteacutes de Jbel Tissouka celle drsquoImensorene et celle de Bab Aidime

(NOLD amp AL 1981) La deacutelimitation rigoureuse de cet aquifegravere neacutecessite un

traccedilage chimique etou des sondages de reconnaissance

La figure 8 syntheacutetise la disposition structurale deacutecrite preacuteceacutedemment dans

une reconstitution scheacutematique 3 D donne une vision approximative de la

reconstitution de la geacuteomeacutetrie du reacuteservoir et permet une eacutevaluation du volume de

lrsquoaquifegravere de Jbel Tissouka

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12

Figure 7 Coupe structurale syntheacutetique de la nappe du J Tissouka

Source El Kadiri K (ineacutedit)

Les dimensions probables du reacuteservoir de la source Ras El Ma (Figure 8)

permettent drsquoeacutevaluer le volume (Vol) moyennant la formule suivante

eCHPLVol

Avec

L = Largeur = 1500 m

P = Profondeur = 4000 m

H = Hauteur = 750 m

Ce = Coefficient drsquoemmagasinement = 4permil

Drsquoougrave le volume total VT = 18 M m3

Figure 8 Scheacutema syntheacutetique du reacuteservoir de Ras El Ma (Chaouen)

Source El Kadiri K (ineacutedit)

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13

La surface du bassin versant hydrogeacuteologique est eacutegale agrave la largeur que

multiplie la profondeur elle est alors eacutegale agrave 6 kmsup2 et pour le calcul du volume

drsquoeau de lrsquoaquifegravere il faut multiplier par la hauteur et par le coefficient

drsquoemmagasinement (4 permil) nous avons alors le volume du reacuteservoir de Jbel

Tissouka de lrsquoordre de 18 M m3

4 Hydrodynamique de la source Ras El Ma (Chaouen)

41 Tarissement de la source Ras El Ma

Lrsquohydrodynamique des terrains calcaires est particuliegraverement bien exploreacutee

par les eacutetudes des vidanges La preacutevision des peacutenuries sur les cours drsquoeau consiste

sur le plan technique agrave preacutevoir le deacutebit drsquoeacutetiage drsquoun cours drsquoeau donneacute en un

point donneacute et agrave un instant donneacute par lrsquoexploitation drsquoune seacuterie de donneacutees de

preacutefeacuterence suffisamment longue Le but eacutegalement de lrsquoeacutetude des tarissements est

de connaicirctre les caracteacuteristiques du systegraveme de nappes qui alimentent cette

eacutemergence car chaque nappe est caracteacuteriseacutee par un coefficient de tarissement ()

et un deacutebit de drainage initial (Q0)

Pour deacutemontrer lrsquoexistence de laquo reacuteserves exploitables raquo il faut proceacuteder agrave

lrsquoanalyse des seacuteries temporelles des deacutebits et agrave lrsquoanalyse des hydrogrammes de

deacutecrues et de tarissements Dans le but drsquoestimer le volume dynamique des

reacuteservoirs cette meacutethode de tarissement a eacuteteacute proposeacutee par MANGIN (1975)

Figure 9 - Analyse de la deacutecrue et du tarissement de la source Ras El Ma

Source Baklowicz (1999)

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14

42 Coefficient de tarissement de la source Ras El Ma

Pour deacuteterminer la loi de tarissement drsquoune source pendant une peacuteriode

donneacutee la formule la plus classiquement utiliseacutee est celle qui considegravere la

deacutecroissance exponentielle du deacutebit en fonction du temps et ce en absence de

toutes preacutecipitations qui risquent de perturber lrsquoallure de la courbe et eacutegalement

des pompages et des preacutelegravevements en amont des points de mesures Le deacutebit en un

temps (t) est donneacute alors par la formule de Maillet ci-dessous Les courbes de type

de Maillet correspondent approximativement au cas drsquoun reacuteservoir souterrain de

forme paralleacuteleacutepipeacutedique qui se vide par un bouchon poreux (LARRAS 1972)

La formule de Maillet t

t eQQ 0

Ougrave

Q0 = Le deacutebit agrave lrsquoinstant ldquot = 0rdquo

Qt = deacutebit agrave un instant ldquotrdquo

e = base du logarithme neacutepeacuterien

= coefficient de tarissement de la source calculeacute par la pente de la

courbe Log Q = f (t)

)(

00tt

eQQ

Q

QLog

tteQ

Q tt

0

0

)(

0

0

Le deacutebit de demi tarissement cest-agrave-dire le cas ougrave Q = Q02 sera atteint

apregraves le temps T = (t - t0) lrsquoeacutequation preacuteceacutedente deviendra alors sous la forme

suivante

693102)( 0

LogttT

Le graphique des deacutebits des eacutetiages nous a permis drsquoeacutevaluer pour chaque

tarissement un coefficient de tarissement ldquoαirdquo qui correspond agrave un deacutebit initial

ldquoQ0irdquo (Figure 10) Les deacutebits initiaux de drainage et les coefficients de tarissement

correspondants nous ont permis de tracer la courbe de tendance et de formuler

lrsquoeacutequation de tarissement

1141)(2610 0 QLn

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15

Figure 10 - Deacutebits initiaux et coefficients de tarissement de Ras El Ma (Chaouen)

Source BOULAAcircJOUL (2006)

43 Calcul du volume dynamique de la source Ras El Ma

Lrsquointeacutegration de la formule de Maillet nous a permis drsquoeacutevaluer le volume

dynamique des sources dans le systegraveme des reacuteservoirs karstiques agrave lrsquoinstant ldquotrdquo et agrave

partir drsquoun deacutebit de drainage ldquoQtrdquo correspondant agrave ce mecircme instant ldquotrdquo

0

0

QVdteQQV s

t

t

t

ts

Elle a permis drsquoeacutevaluer les volumes dynamiques de la source Ras El Ma

(Tableau 6)

Pour reacutealiser une eacutetude hydrodynamique fructueuse il est recommandeacute de

reacutepondre aux exigences primordiales suivantes

proceacuteder agrave des installations de postes pluviomeacutetriques pour atteindre une

densiteacute convenable et faire une reacutepartition adapteacutee agrave la geacuteomorphologie

des mesures de deacutebits avec une freacutequence adeacutequate en fonction des

conditions climatologiques de la zone

le choix drsquoun reacuteseau repreacutesentatif qui doit faire lrsquoobjet drsquoun suivi continu

et instaurer un programme de suivi par des compagnes exhaustives

et faire des traccedilages chimiques pour une eacutevaluation des bassins versants

geacuteologiques

Tableau 6 Volume dynamique de la source Ras El Ma (Chaouen)

Paramegravetres Qmax Qmin Qmoy

Deacutebit (m3s) 5900 0127 0396

Coefficient de tarissement (j-1) 07953 01732 0310

Temps de 12 tarissement (j) 2615 12006 6707

Volume dynamique (m3) 25 683 039 5 166 364 9 000 417 Source BOULAAcircJOUL (2006)

Lrsquoeacutetude de tarissement de deacutebits nous a reacuteveacuteleacute lrsquoexistence drsquoun systegraveme de

nappes tregraves complexe avec diffeacuterents types de vidange et nous a permis eacutegalement

-12

-10

-08

-06

-04

-02

00

0 500 1000 1500 2000 2500 3000

(s1)

Q0(ls)

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de faire des eacutevaluations des reacuteserves dynamiques pour trois diffeacuterentes anneacutees

hydrologiques une 1egravere humide avec un volume de 25 M m3 une 2egraveme anneacutee segraveche

avec un volume de 5 M m3 et une 3egraveme anneacutee moyenne avec un volume dynamique

de 9 M m3 (Tableau 6)

44 Deacutebits classeacutes de la source Ras El Ma

Lrsquoanalyse des deacutebits journaliers pour lrsquoanneacutee 1991-92 met en eacutevidence

lrsquoexistence de 3 anomalies qui correspondent agrave une diminution de la pente de la

droite repreacutesentative de la loi de distribution des deacutebits la 1egravere au niveau de 440 ls

et la 2egraveme agrave 840 ls correspondant agrave une augmentation des deacutebits par rapport agrave celle

des classes de freacutequence cela implique qursquoau-delagrave de 440 ls soit que les

eacutecoulements exploitent un systegraveme de drainage plus transmissif soit que le systegraveme

est alimenteacute par un bassin versant hydrogeacuteologique suppleacutementaire Le mecircme

pheacutenomegravene se reproduit et devient encore plus accentueacute au niveau de 840 ls cest-

agrave-dire que soit le SAD devient plus transmissive soit on est en preacutesence drsquoapports

drsquoun autre bassin versant hydrogeacuteologique

Lrsquoeacutetude des deacutebits classeacutes nous a permis de constater lrsquoexistence de deux

systegravemes de drainage qui sont en premier lieu moins transmissif au niveau du deacutebit

de 440 ls et qui devient plus transmissif au niveau du deacutebit de 840 ls avec la

preacutesence drsquoeacutechange de deacutebits entre les bassins limitrophes et dans les deux cas

crsquoest le reacuteservoir de Ras El Ma qui reccediloit des flux suppleacutementaires

Figure 11 Analyse des deacutebits classeacutes de la source Ras El Ma

Source BOULAAcircJOUL traitement des limnigrammes de la peacuteriode 1985-1995

5 Hydrochimie de la source Ras El Ma

La mineacuteralisation des eaux karstiques est une variable qui correspond agrave la

notion de variable reacutegionaliseacutee Elle montre que la conductiviteacute est un paramegravetre

global qui reflegravete la mineacuteralisation des eaux karstiques La distribution de

freacutequence de conductiviteacute repreacutesente alors une approche de la reacutealisation de la

0

20

40

60

80

100

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800

freq

Deacutebit ls

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fonction de la variable aleacuteatoire reacutegionaliseacutee et constitue un moyen syntheacutetique

pour repreacutesenter lrsquoapparition agrave un exutoire karstique de diffeacuterents types drsquoeaux

51 Conductiviteacute eacutelectrique de la source Ras El Ma

La forme de la courbe de distribution de la mineacuteralisation drsquoune source

donne une image sur le degreacute drsquoorganisation des eacutecoulements hydrogeacuteologiques

dans les aquifegraveres karstiques eacutetudieacutes et la distribution des freacutequences des valeurs

de la conductiviteacute sur une mecircme peacuteriode permet de comparer les eaux des

diffeacuterentes sources eacutetudieacutees Comme les distributions sont souvent plurimodales

aucune quantification matheacutematique nest possible pour caracteacuteriser ces courbes

Par conseacutequent linterpreacutetation possible sest faite gracircce agrave un catalogue de

distribution eacutetabli agrave partir de lrsquoeacutetude systeacutematique de certaines sources

(BAKALOWICZ 1999) La forme des courbes ainsi obtenues (Figure 12) rend

compte de la structure des systegravemes eacutetudieacutes conformeacutement au catalogue de

distribution des freacutequences de conductiviteacute

La distribution des classes de la conductiviteacute eacutelectrique de la source

Ras El Ma ldquo2010-2011rdquo (Figure 13) montre qursquoon est effectivement en preacutesence

drsquoun systegraveme tregraves karstique quasi-similaire agrave celui de la fontaine de Vaucluse

Figure 12 Distribution des freacutequences de conductiviteacute

Source BAKALOWICZ (1999)

Ras Elma

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18

Figure 13 Distribution des freacutequences de conductiviteacute eacutelectrique des eaux de

Ras El Ma

Source BOULAAcircJOUL analyses 2005

52 Eaux de Ras El Ma (Chaouen) dans le Diagramme de Piper

Figure 14 Les eaux de Ras El Ma (Chaouen) dans le Diagramme de Piper

Source BOULAAcircJOUL preacutelegravevements et analyses 2005

000

005

010

015

020

025

330 350 370 390 410 430 450

Freq

Cond (micros)

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Le diagramme de Piper utilise les eacuteleacutements majeurs pour repreacutesenter les

diffeacuterents faciegraves chimiques Il permet de voir leacutevolution dune eau passant dun

faciegraves agrave un autre gracircce agrave des analyses espaceacutees dans le temps ou des analyses

deacutechantillons pris agrave des endroits diffeacuterents Le diagramme de Piper est tregraves utile

pour repreacutesenter toutes autres sortes de groupes danalyses La localisation des eaux

de la source Ras El Ma (petits triangles) montre que son faciegraves chimique est

bicarbonateacute calcique et magneacutesien (Figure 14)

53 Eaux de Ras El Ma (Chaouen) dans le Diagramme Star

Nous avons repreacutesenteacute les pourcentages des variations mensuelles des ions

majeurs de lrsquoeau de la source Ras EL Ma par la meacutethode Star dans les diagrammes

de la figure 15 pour mieux visualiser les variations temporaires de la

mineacuteralisation de cette source

La mineacuteralisation de lrsquoeau de Ras El Ma agrave valeurs diverses est ainsi fonction

du temps (reacutepartitions temporelle des preacutecipitations) en rapport avec les aquifegraveres

en question pour chaque eacutepisode temporel (Figure 15)

Figure 15ndash La mineacuteralisation de lrsquoeau de la source Ras El Ma

Source BOULAAcircJOUL preacutelegravevements et analyses (Avril-Juillet 2005)

0

20

40

60

80

100Ca++

Mg++

NO3-

Cl-

SO4-

HCO3-

K+

Na+

La mineacuteralisation au mois davril

020406080

100Ca++

Mg++

NO3-

Cl-

SO4-

HCO3-

K+

Na+

La mineacuteralisation au mois de mai

0

20

40

60

80

100Ca++

Mg++

NO3-

Cl-

SO4-

HCO3-

K+

Na+

La mineacuteralisation au mois de juin

020406080

100Ca++

Mg++

NO3-

Cl-

SO4-

HCO3-

K+

Na+

La mineacuteralisation au mois de juillet

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20

54 Altitude de recharge

La composition chimique de leau de pluie est influenceacutee par la

composition de la source de vapeur deau elle peut avoir des similitudes

remarquables avec leau des oceacuteans Par la suite durant le transport de cette vapeur

puis sa condensation sous forme de pluie leau sappauvrit dhabitude en certains

eacuteleacutements au fur et agrave mesure de leacuteloignement de sa source ou senrichit inversement

au contact des poussiegraveres et de polluants atmospheacuteriques

Six effets principaux ont une influence directe sur les laquo signatures

isotopiques de lrsquooxygegravene 18 raquo des pluies et sont la tempeacuterature atmospheacuterique la

continentaliteacute en rapport avec la distance de transfert de la vapeur drsquoeau lrsquoeffet de

masse lrsquoeffet saisonnier et finalement lrsquoeffet drsquoaltitude

Sur base de lrsquoanalyse des teneurs des eaux de pluie en oxygegravene 18 pour une

peacuteriode respectable au niveau des stations hydro-climatologiques de lrsquoABHL les

valeurs des teneurs en oxygegravene 18 sont reporteacutees en correacutelation avec les altitudes

respectives des stations hydro-climatologiques preacuteciteacutees (Figure 16)

Figure 16 Graphique de la droite locale isotopique de la source Ras El Ma

Source Notes DRPE (2009)

Le reacutesultat de la teneur en oxygegravene 18 obtenu agrave partir des analyses des

eaux preacuteleveacutees au niveau de la source Ras El Ma eacutemergeante agrave une altitude de

638 m est de ndash706 permil vs SMOW ce qui prouve que lrsquoaltitude de recharge de la

source est limiteacutee agrave 1223 m et donc la valeur de la tranche de recharge de

lrsquoaquifegravere de Ras El Ma est eacutegale agrave 1223 - 638 = 585 m Crsquoest lrsquoune des tranches

les plus importantes de toute les sources de la Dorsale calcaire du Rif Nord-Ouest

55 Tritium dans lrsquoeau de la source Ras El Ma

Le tritium qui se trouve agrave leacutetat naturel dans latmosphegravere peacutenegravetre dans le

cycle hydrologique par le biais des preacutecipitations Cependant la meacutethode de

datation des eaux par le tritium a eacuteteacute fausseacutee par les apports dus aux

expeacuterimentations thermonucleacuteaires La concentration a montreacute un 1er maximum de

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21

600 UT en 1954 suivi drsquoun 2egraveme maximum de 460 UT en 1958 et un 3egraveme et plus

grand maximum en 1963 avec une concentration de 3300 UT

Une simple analyse des teneurs en tritium des eaux souterraines drsquoune

source permet drsquoobtenir une estimation sur son acircge (Tableau 7)

Tableau 7 - Interpreacutetation des teneurs en tritium de la source Ras El Ma

Teneurs Interpreacutetation qualitative

lt08 TU Recharge avant 1952

08 a 2 TU Meacutelange entre des eaux anciennes et actuelles

2 agrave 8 TU Eau actuelle lrsquoacircge varie entre 5 et 10 ans

10 agrave 20 TU Reacutesidu drsquoessais thermonucleacuteaires

gt20 TU Recharge entre 1960 et 1970 Source BOULAAcircJOUL Analyse CNESTEN (2009) CLARK amp FRITZ (1997)

La moyenne du 3H sur base des analyses isotopiques reacutealiseacutees sur les

eacutechantillons preacuteleveacutes au niveau de la source Ras El Ma est de 396 UT ce qui

permet de faire une eacutevaluation de lrsquoacircge des eaux de la source et de les placer dans

la gamme drsquoacircges variant entre 5 agrave 10 ans (preacutelegravevements BOULAAcircJOUL Analyse

CNESTEN 2009)

Conclusion

Il est neacutecessaire de faire des traccedilages chimiques pour identifier les limites

de lrsquoaquifegravere et cerner la surface du bassin versant hydrogeacuteologique moyennant

des sondages de reconnaissance Apparemment le reacuteservoir est relativement

important conclusion fondeacutee sur la stabiliteacute de la tempeacuterature de lrsquoeau

lrsquoimportance du volume geacuteologique de lrsquoaquifegravere lrsquoaltitude de recharge par

lrsquooxygegravene 18 et la datation de lrsquoacircge de lrsquoeau par le Tritium

La grande quantiteacute de lrsquoeau disponible et sa bonne qualiteacute prouve que la

source continuerait longtemps agrave reacutepondre aux besoins en eau potable de toute la

ville surtout en peacuteriodes des hautes eaux Mais il faut tout de mecircme une certaine

preacutecaution en cas de pollutions accidentelles ou drsquoeacuteboulements qui deacutetourneraient

des flux des systegravemes annexes de drainage vers drsquoautres exutoires

Pour reacutepondre agrave lrsquoimpeacuteratif de seacutecurisation de lrsquoAEP de la ville de

Chaouen un barrage en terre est en construction sur lrsquooued Moulay Bouchta

affluent de lrsquooued Laou avec une capaciteacute de stockage de 115 M m3 et des apports

moyens annuels au site du barrage de 185 Mm3an

Bibliographie BAKALOWICZ M 1999 - Guide Technique Ndeg3 Connaissance et gestion

des ressources en eaux souterraines dans les reacutegions karstiques CNRS (44 p)

BOULAAJOUL M 2006 - Approche du fonctionnement hydrogeacuteologique

de la Dorsale calcaire par eacutetudes hydrodynamique et geacuteochimique Meacutemoire de

DESA Faculteacute des sciences Teacutetouan (80 p)

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MANGIN A 1975 - Contribution agrave lrsquoeacutetude hydrodynamique des aquifegraveres

karstiques Thegravese de doctorat egraves sciences naturelles Institut des Sciences de la terre

de lrsquoUniversiteacute de Dijon (571p)

NOLD M et Al 1981 - Geacuteologie de la Dorsale calcaire entre Teacutetouan et

Assifane (Rif interne Maroc) Ministegravere de lrsquoEnergie et des Mines Editions du

service geacuteologique Rabat Maroc (205 p)

Page 11: Hydrogéologie de la source Ras El Ma, Chaouen (Rif

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Figure 7 Coupe structurale syntheacutetique de la nappe du J Tissouka

Source El Kadiri K (ineacutedit)

Les dimensions probables du reacuteservoir de la source Ras El Ma (Figure 8)

permettent drsquoeacutevaluer le volume (Vol) moyennant la formule suivante

eCHPLVol

Avec

L = Largeur = 1500 m

P = Profondeur = 4000 m

H = Hauteur = 750 m

Ce = Coefficient drsquoemmagasinement = 4permil

Drsquoougrave le volume total VT = 18 M m3

Figure 8 Scheacutema syntheacutetique du reacuteservoir de Ras El Ma (Chaouen)

Source El Kadiri K (ineacutedit)

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La surface du bassin versant hydrogeacuteologique est eacutegale agrave la largeur que

multiplie la profondeur elle est alors eacutegale agrave 6 kmsup2 et pour le calcul du volume

drsquoeau de lrsquoaquifegravere il faut multiplier par la hauteur et par le coefficient

drsquoemmagasinement (4 permil) nous avons alors le volume du reacuteservoir de Jbel

Tissouka de lrsquoordre de 18 M m3

4 Hydrodynamique de la source Ras El Ma (Chaouen)

41 Tarissement de la source Ras El Ma

Lrsquohydrodynamique des terrains calcaires est particuliegraverement bien exploreacutee

par les eacutetudes des vidanges La preacutevision des peacutenuries sur les cours drsquoeau consiste

sur le plan technique agrave preacutevoir le deacutebit drsquoeacutetiage drsquoun cours drsquoeau donneacute en un

point donneacute et agrave un instant donneacute par lrsquoexploitation drsquoune seacuterie de donneacutees de

preacutefeacuterence suffisamment longue Le but eacutegalement de lrsquoeacutetude des tarissements est

de connaicirctre les caracteacuteristiques du systegraveme de nappes qui alimentent cette

eacutemergence car chaque nappe est caracteacuteriseacutee par un coefficient de tarissement ()

et un deacutebit de drainage initial (Q0)

Pour deacutemontrer lrsquoexistence de laquo reacuteserves exploitables raquo il faut proceacuteder agrave

lrsquoanalyse des seacuteries temporelles des deacutebits et agrave lrsquoanalyse des hydrogrammes de

deacutecrues et de tarissements Dans le but drsquoestimer le volume dynamique des

reacuteservoirs cette meacutethode de tarissement a eacuteteacute proposeacutee par MANGIN (1975)

Figure 9 - Analyse de la deacutecrue et du tarissement de la source Ras El Ma

Source Baklowicz (1999)

Revue AFN Maroc Ndeg 12-14 Juin 2014

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42 Coefficient de tarissement de la source Ras El Ma

Pour deacuteterminer la loi de tarissement drsquoune source pendant une peacuteriode

donneacutee la formule la plus classiquement utiliseacutee est celle qui considegravere la

deacutecroissance exponentielle du deacutebit en fonction du temps et ce en absence de

toutes preacutecipitations qui risquent de perturber lrsquoallure de la courbe et eacutegalement

des pompages et des preacutelegravevements en amont des points de mesures Le deacutebit en un

temps (t) est donneacute alors par la formule de Maillet ci-dessous Les courbes de type

de Maillet correspondent approximativement au cas drsquoun reacuteservoir souterrain de

forme paralleacuteleacutepipeacutedique qui se vide par un bouchon poreux (LARRAS 1972)

La formule de Maillet t

t eQQ 0

Ougrave

Q0 = Le deacutebit agrave lrsquoinstant ldquot = 0rdquo

Qt = deacutebit agrave un instant ldquotrdquo

e = base du logarithme neacutepeacuterien

= coefficient de tarissement de la source calculeacute par la pente de la

courbe Log Q = f (t)

)(

00tt

eQQ

Q

QLog

tteQ

Q tt

0

0

)(

0

0

Le deacutebit de demi tarissement cest-agrave-dire le cas ougrave Q = Q02 sera atteint

apregraves le temps T = (t - t0) lrsquoeacutequation preacuteceacutedente deviendra alors sous la forme

suivante

693102)( 0

LogttT

Le graphique des deacutebits des eacutetiages nous a permis drsquoeacutevaluer pour chaque

tarissement un coefficient de tarissement ldquoαirdquo qui correspond agrave un deacutebit initial

ldquoQ0irdquo (Figure 10) Les deacutebits initiaux de drainage et les coefficients de tarissement

correspondants nous ont permis de tracer la courbe de tendance et de formuler

lrsquoeacutequation de tarissement

1141)(2610 0 QLn

Revue AFN Maroc Ndeg 12-14 Juin 2014

15

Figure 10 - Deacutebits initiaux et coefficients de tarissement de Ras El Ma (Chaouen)

Source BOULAAcircJOUL (2006)

43 Calcul du volume dynamique de la source Ras El Ma

Lrsquointeacutegration de la formule de Maillet nous a permis drsquoeacutevaluer le volume

dynamique des sources dans le systegraveme des reacuteservoirs karstiques agrave lrsquoinstant ldquotrdquo et agrave

partir drsquoun deacutebit de drainage ldquoQtrdquo correspondant agrave ce mecircme instant ldquotrdquo

0

0

QVdteQQV s

t

t

t

ts

Elle a permis drsquoeacutevaluer les volumes dynamiques de la source Ras El Ma

(Tableau 6)

Pour reacutealiser une eacutetude hydrodynamique fructueuse il est recommandeacute de

reacutepondre aux exigences primordiales suivantes

proceacuteder agrave des installations de postes pluviomeacutetriques pour atteindre une

densiteacute convenable et faire une reacutepartition adapteacutee agrave la geacuteomorphologie

des mesures de deacutebits avec une freacutequence adeacutequate en fonction des

conditions climatologiques de la zone

le choix drsquoun reacuteseau repreacutesentatif qui doit faire lrsquoobjet drsquoun suivi continu

et instaurer un programme de suivi par des compagnes exhaustives

et faire des traccedilages chimiques pour une eacutevaluation des bassins versants

geacuteologiques

Tableau 6 Volume dynamique de la source Ras El Ma (Chaouen)

Paramegravetres Qmax Qmin Qmoy

Deacutebit (m3s) 5900 0127 0396

Coefficient de tarissement (j-1) 07953 01732 0310

Temps de 12 tarissement (j) 2615 12006 6707

Volume dynamique (m3) 25 683 039 5 166 364 9 000 417 Source BOULAAcircJOUL (2006)

Lrsquoeacutetude de tarissement de deacutebits nous a reacuteveacuteleacute lrsquoexistence drsquoun systegraveme de

nappes tregraves complexe avec diffeacuterents types de vidange et nous a permis eacutegalement

-12

-10

-08

-06

-04

-02

00

0 500 1000 1500 2000 2500 3000

(s1)

Q0(ls)

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de faire des eacutevaluations des reacuteserves dynamiques pour trois diffeacuterentes anneacutees

hydrologiques une 1egravere humide avec un volume de 25 M m3 une 2egraveme anneacutee segraveche

avec un volume de 5 M m3 et une 3egraveme anneacutee moyenne avec un volume dynamique

de 9 M m3 (Tableau 6)

44 Deacutebits classeacutes de la source Ras El Ma

Lrsquoanalyse des deacutebits journaliers pour lrsquoanneacutee 1991-92 met en eacutevidence

lrsquoexistence de 3 anomalies qui correspondent agrave une diminution de la pente de la

droite repreacutesentative de la loi de distribution des deacutebits la 1egravere au niveau de 440 ls

et la 2egraveme agrave 840 ls correspondant agrave une augmentation des deacutebits par rapport agrave celle

des classes de freacutequence cela implique qursquoau-delagrave de 440 ls soit que les

eacutecoulements exploitent un systegraveme de drainage plus transmissif soit que le systegraveme

est alimenteacute par un bassin versant hydrogeacuteologique suppleacutementaire Le mecircme

pheacutenomegravene se reproduit et devient encore plus accentueacute au niveau de 840 ls cest-

agrave-dire que soit le SAD devient plus transmissive soit on est en preacutesence drsquoapports

drsquoun autre bassin versant hydrogeacuteologique

Lrsquoeacutetude des deacutebits classeacutes nous a permis de constater lrsquoexistence de deux

systegravemes de drainage qui sont en premier lieu moins transmissif au niveau du deacutebit

de 440 ls et qui devient plus transmissif au niveau du deacutebit de 840 ls avec la

preacutesence drsquoeacutechange de deacutebits entre les bassins limitrophes et dans les deux cas

crsquoest le reacuteservoir de Ras El Ma qui reccediloit des flux suppleacutementaires

Figure 11 Analyse des deacutebits classeacutes de la source Ras El Ma

Source BOULAAcircJOUL traitement des limnigrammes de la peacuteriode 1985-1995

5 Hydrochimie de la source Ras El Ma

La mineacuteralisation des eaux karstiques est une variable qui correspond agrave la

notion de variable reacutegionaliseacutee Elle montre que la conductiviteacute est un paramegravetre

global qui reflegravete la mineacuteralisation des eaux karstiques La distribution de

freacutequence de conductiviteacute repreacutesente alors une approche de la reacutealisation de la

0

20

40

60

80

100

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800

freq

Deacutebit ls

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fonction de la variable aleacuteatoire reacutegionaliseacutee et constitue un moyen syntheacutetique

pour repreacutesenter lrsquoapparition agrave un exutoire karstique de diffeacuterents types drsquoeaux

51 Conductiviteacute eacutelectrique de la source Ras El Ma

La forme de la courbe de distribution de la mineacuteralisation drsquoune source

donne une image sur le degreacute drsquoorganisation des eacutecoulements hydrogeacuteologiques

dans les aquifegraveres karstiques eacutetudieacutes et la distribution des freacutequences des valeurs

de la conductiviteacute sur une mecircme peacuteriode permet de comparer les eaux des

diffeacuterentes sources eacutetudieacutees Comme les distributions sont souvent plurimodales

aucune quantification matheacutematique nest possible pour caracteacuteriser ces courbes

Par conseacutequent linterpreacutetation possible sest faite gracircce agrave un catalogue de

distribution eacutetabli agrave partir de lrsquoeacutetude systeacutematique de certaines sources

(BAKALOWICZ 1999) La forme des courbes ainsi obtenues (Figure 12) rend

compte de la structure des systegravemes eacutetudieacutes conformeacutement au catalogue de

distribution des freacutequences de conductiviteacute

La distribution des classes de la conductiviteacute eacutelectrique de la source

Ras El Ma ldquo2010-2011rdquo (Figure 13) montre qursquoon est effectivement en preacutesence

drsquoun systegraveme tregraves karstique quasi-similaire agrave celui de la fontaine de Vaucluse

Figure 12 Distribution des freacutequences de conductiviteacute

Source BAKALOWICZ (1999)

Ras Elma

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Figure 13 Distribution des freacutequences de conductiviteacute eacutelectrique des eaux de

Ras El Ma

Source BOULAAcircJOUL analyses 2005

52 Eaux de Ras El Ma (Chaouen) dans le Diagramme de Piper

Figure 14 Les eaux de Ras El Ma (Chaouen) dans le Diagramme de Piper

Source BOULAAcircJOUL preacutelegravevements et analyses 2005

000

005

010

015

020

025

330 350 370 390 410 430 450

Freq

Cond (micros)

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Le diagramme de Piper utilise les eacuteleacutements majeurs pour repreacutesenter les

diffeacuterents faciegraves chimiques Il permet de voir leacutevolution dune eau passant dun

faciegraves agrave un autre gracircce agrave des analyses espaceacutees dans le temps ou des analyses

deacutechantillons pris agrave des endroits diffeacuterents Le diagramme de Piper est tregraves utile

pour repreacutesenter toutes autres sortes de groupes danalyses La localisation des eaux

de la source Ras El Ma (petits triangles) montre que son faciegraves chimique est

bicarbonateacute calcique et magneacutesien (Figure 14)

53 Eaux de Ras El Ma (Chaouen) dans le Diagramme Star

Nous avons repreacutesenteacute les pourcentages des variations mensuelles des ions

majeurs de lrsquoeau de la source Ras EL Ma par la meacutethode Star dans les diagrammes

de la figure 15 pour mieux visualiser les variations temporaires de la

mineacuteralisation de cette source

La mineacuteralisation de lrsquoeau de Ras El Ma agrave valeurs diverses est ainsi fonction

du temps (reacutepartitions temporelle des preacutecipitations) en rapport avec les aquifegraveres

en question pour chaque eacutepisode temporel (Figure 15)

Figure 15ndash La mineacuteralisation de lrsquoeau de la source Ras El Ma

Source BOULAAcircJOUL preacutelegravevements et analyses (Avril-Juillet 2005)

0

20

40

60

80

100Ca++

Mg++

NO3-

Cl-

SO4-

HCO3-

K+

Na+

La mineacuteralisation au mois davril

020406080

100Ca++

Mg++

NO3-

Cl-

SO4-

HCO3-

K+

Na+

La mineacuteralisation au mois de mai

0

20

40

60

80

100Ca++

Mg++

NO3-

Cl-

SO4-

HCO3-

K+

Na+

La mineacuteralisation au mois de juin

020406080

100Ca++

Mg++

NO3-

Cl-

SO4-

HCO3-

K+

Na+

La mineacuteralisation au mois de juillet

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54 Altitude de recharge

La composition chimique de leau de pluie est influenceacutee par la

composition de la source de vapeur deau elle peut avoir des similitudes

remarquables avec leau des oceacuteans Par la suite durant le transport de cette vapeur

puis sa condensation sous forme de pluie leau sappauvrit dhabitude en certains

eacuteleacutements au fur et agrave mesure de leacuteloignement de sa source ou senrichit inversement

au contact des poussiegraveres et de polluants atmospheacuteriques

Six effets principaux ont une influence directe sur les laquo signatures

isotopiques de lrsquooxygegravene 18 raquo des pluies et sont la tempeacuterature atmospheacuterique la

continentaliteacute en rapport avec la distance de transfert de la vapeur drsquoeau lrsquoeffet de

masse lrsquoeffet saisonnier et finalement lrsquoeffet drsquoaltitude

Sur base de lrsquoanalyse des teneurs des eaux de pluie en oxygegravene 18 pour une

peacuteriode respectable au niveau des stations hydro-climatologiques de lrsquoABHL les

valeurs des teneurs en oxygegravene 18 sont reporteacutees en correacutelation avec les altitudes

respectives des stations hydro-climatologiques preacuteciteacutees (Figure 16)

Figure 16 Graphique de la droite locale isotopique de la source Ras El Ma

Source Notes DRPE (2009)

Le reacutesultat de la teneur en oxygegravene 18 obtenu agrave partir des analyses des

eaux preacuteleveacutees au niveau de la source Ras El Ma eacutemergeante agrave une altitude de

638 m est de ndash706 permil vs SMOW ce qui prouve que lrsquoaltitude de recharge de la

source est limiteacutee agrave 1223 m et donc la valeur de la tranche de recharge de

lrsquoaquifegravere de Ras El Ma est eacutegale agrave 1223 - 638 = 585 m Crsquoest lrsquoune des tranches

les plus importantes de toute les sources de la Dorsale calcaire du Rif Nord-Ouest

55 Tritium dans lrsquoeau de la source Ras El Ma

Le tritium qui se trouve agrave leacutetat naturel dans latmosphegravere peacutenegravetre dans le

cycle hydrologique par le biais des preacutecipitations Cependant la meacutethode de

datation des eaux par le tritium a eacuteteacute fausseacutee par les apports dus aux

expeacuterimentations thermonucleacuteaires La concentration a montreacute un 1er maximum de

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600 UT en 1954 suivi drsquoun 2egraveme maximum de 460 UT en 1958 et un 3egraveme et plus

grand maximum en 1963 avec une concentration de 3300 UT

Une simple analyse des teneurs en tritium des eaux souterraines drsquoune

source permet drsquoobtenir une estimation sur son acircge (Tableau 7)

Tableau 7 - Interpreacutetation des teneurs en tritium de la source Ras El Ma

Teneurs Interpreacutetation qualitative

lt08 TU Recharge avant 1952

08 a 2 TU Meacutelange entre des eaux anciennes et actuelles

2 agrave 8 TU Eau actuelle lrsquoacircge varie entre 5 et 10 ans

10 agrave 20 TU Reacutesidu drsquoessais thermonucleacuteaires

gt20 TU Recharge entre 1960 et 1970 Source BOULAAcircJOUL Analyse CNESTEN (2009) CLARK amp FRITZ (1997)

La moyenne du 3H sur base des analyses isotopiques reacutealiseacutees sur les

eacutechantillons preacuteleveacutes au niveau de la source Ras El Ma est de 396 UT ce qui

permet de faire une eacutevaluation de lrsquoacircge des eaux de la source et de les placer dans

la gamme drsquoacircges variant entre 5 agrave 10 ans (preacutelegravevements BOULAAcircJOUL Analyse

CNESTEN 2009)

Conclusion

Il est neacutecessaire de faire des traccedilages chimiques pour identifier les limites

de lrsquoaquifegravere et cerner la surface du bassin versant hydrogeacuteologique moyennant

des sondages de reconnaissance Apparemment le reacuteservoir est relativement

important conclusion fondeacutee sur la stabiliteacute de la tempeacuterature de lrsquoeau

lrsquoimportance du volume geacuteologique de lrsquoaquifegravere lrsquoaltitude de recharge par

lrsquooxygegravene 18 et la datation de lrsquoacircge de lrsquoeau par le Tritium

La grande quantiteacute de lrsquoeau disponible et sa bonne qualiteacute prouve que la

source continuerait longtemps agrave reacutepondre aux besoins en eau potable de toute la

ville surtout en peacuteriodes des hautes eaux Mais il faut tout de mecircme une certaine

preacutecaution en cas de pollutions accidentelles ou drsquoeacuteboulements qui deacutetourneraient

des flux des systegravemes annexes de drainage vers drsquoautres exutoires

Pour reacutepondre agrave lrsquoimpeacuteratif de seacutecurisation de lrsquoAEP de la ville de

Chaouen un barrage en terre est en construction sur lrsquooued Moulay Bouchta

affluent de lrsquooued Laou avec une capaciteacute de stockage de 115 M m3 et des apports

moyens annuels au site du barrage de 185 Mm3an

Bibliographie BAKALOWICZ M 1999 - Guide Technique Ndeg3 Connaissance et gestion

des ressources en eaux souterraines dans les reacutegions karstiques CNRS (44 p)

BOULAAJOUL M 2006 - Approche du fonctionnement hydrogeacuteologique

de la Dorsale calcaire par eacutetudes hydrodynamique et geacuteochimique Meacutemoire de

DESA Faculteacute des sciences Teacutetouan (80 p)

Revue AFN Maroc Ndeg 12-14 Juin 2014

22

MANGIN A 1975 - Contribution agrave lrsquoeacutetude hydrodynamique des aquifegraveres

karstiques Thegravese de doctorat egraves sciences naturelles Institut des Sciences de la terre

de lrsquoUniversiteacute de Dijon (571p)

NOLD M et Al 1981 - Geacuteologie de la Dorsale calcaire entre Teacutetouan et

Assifane (Rif interne Maroc) Ministegravere de lrsquoEnergie et des Mines Editions du

service geacuteologique Rabat Maroc (205 p)

Page 12: Hydrogéologie de la source Ras El Ma, Chaouen (Rif

Revue AFN Maroc Ndeg 12-14 Juin 2014

13

La surface du bassin versant hydrogeacuteologique est eacutegale agrave la largeur que

multiplie la profondeur elle est alors eacutegale agrave 6 kmsup2 et pour le calcul du volume

drsquoeau de lrsquoaquifegravere il faut multiplier par la hauteur et par le coefficient

drsquoemmagasinement (4 permil) nous avons alors le volume du reacuteservoir de Jbel

Tissouka de lrsquoordre de 18 M m3

4 Hydrodynamique de la source Ras El Ma (Chaouen)

41 Tarissement de la source Ras El Ma

Lrsquohydrodynamique des terrains calcaires est particuliegraverement bien exploreacutee

par les eacutetudes des vidanges La preacutevision des peacutenuries sur les cours drsquoeau consiste

sur le plan technique agrave preacutevoir le deacutebit drsquoeacutetiage drsquoun cours drsquoeau donneacute en un

point donneacute et agrave un instant donneacute par lrsquoexploitation drsquoune seacuterie de donneacutees de

preacutefeacuterence suffisamment longue Le but eacutegalement de lrsquoeacutetude des tarissements est

de connaicirctre les caracteacuteristiques du systegraveme de nappes qui alimentent cette

eacutemergence car chaque nappe est caracteacuteriseacutee par un coefficient de tarissement ()

et un deacutebit de drainage initial (Q0)

Pour deacutemontrer lrsquoexistence de laquo reacuteserves exploitables raquo il faut proceacuteder agrave

lrsquoanalyse des seacuteries temporelles des deacutebits et agrave lrsquoanalyse des hydrogrammes de

deacutecrues et de tarissements Dans le but drsquoestimer le volume dynamique des

reacuteservoirs cette meacutethode de tarissement a eacuteteacute proposeacutee par MANGIN (1975)

Figure 9 - Analyse de la deacutecrue et du tarissement de la source Ras El Ma

Source Baklowicz (1999)

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42 Coefficient de tarissement de la source Ras El Ma

Pour deacuteterminer la loi de tarissement drsquoune source pendant une peacuteriode

donneacutee la formule la plus classiquement utiliseacutee est celle qui considegravere la

deacutecroissance exponentielle du deacutebit en fonction du temps et ce en absence de

toutes preacutecipitations qui risquent de perturber lrsquoallure de la courbe et eacutegalement

des pompages et des preacutelegravevements en amont des points de mesures Le deacutebit en un

temps (t) est donneacute alors par la formule de Maillet ci-dessous Les courbes de type

de Maillet correspondent approximativement au cas drsquoun reacuteservoir souterrain de

forme paralleacuteleacutepipeacutedique qui se vide par un bouchon poreux (LARRAS 1972)

La formule de Maillet t

t eQQ 0

Ougrave

Q0 = Le deacutebit agrave lrsquoinstant ldquot = 0rdquo

Qt = deacutebit agrave un instant ldquotrdquo

e = base du logarithme neacutepeacuterien

= coefficient de tarissement de la source calculeacute par la pente de la

courbe Log Q = f (t)

)(

00tt

eQQ

Q

QLog

tteQ

Q tt

0

0

)(

0

0

Le deacutebit de demi tarissement cest-agrave-dire le cas ougrave Q = Q02 sera atteint

apregraves le temps T = (t - t0) lrsquoeacutequation preacuteceacutedente deviendra alors sous la forme

suivante

693102)( 0

LogttT

Le graphique des deacutebits des eacutetiages nous a permis drsquoeacutevaluer pour chaque

tarissement un coefficient de tarissement ldquoαirdquo qui correspond agrave un deacutebit initial

ldquoQ0irdquo (Figure 10) Les deacutebits initiaux de drainage et les coefficients de tarissement

correspondants nous ont permis de tracer la courbe de tendance et de formuler

lrsquoeacutequation de tarissement

1141)(2610 0 QLn

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Figure 10 - Deacutebits initiaux et coefficients de tarissement de Ras El Ma (Chaouen)

Source BOULAAcircJOUL (2006)

43 Calcul du volume dynamique de la source Ras El Ma

Lrsquointeacutegration de la formule de Maillet nous a permis drsquoeacutevaluer le volume

dynamique des sources dans le systegraveme des reacuteservoirs karstiques agrave lrsquoinstant ldquotrdquo et agrave

partir drsquoun deacutebit de drainage ldquoQtrdquo correspondant agrave ce mecircme instant ldquotrdquo

0

0

QVdteQQV s

t

t

t

ts

Elle a permis drsquoeacutevaluer les volumes dynamiques de la source Ras El Ma

(Tableau 6)

Pour reacutealiser une eacutetude hydrodynamique fructueuse il est recommandeacute de

reacutepondre aux exigences primordiales suivantes

proceacuteder agrave des installations de postes pluviomeacutetriques pour atteindre une

densiteacute convenable et faire une reacutepartition adapteacutee agrave la geacuteomorphologie

des mesures de deacutebits avec une freacutequence adeacutequate en fonction des

conditions climatologiques de la zone

le choix drsquoun reacuteseau repreacutesentatif qui doit faire lrsquoobjet drsquoun suivi continu

et instaurer un programme de suivi par des compagnes exhaustives

et faire des traccedilages chimiques pour une eacutevaluation des bassins versants

geacuteologiques

Tableau 6 Volume dynamique de la source Ras El Ma (Chaouen)

Paramegravetres Qmax Qmin Qmoy

Deacutebit (m3s) 5900 0127 0396

Coefficient de tarissement (j-1) 07953 01732 0310

Temps de 12 tarissement (j) 2615 12006 6707

Volume dynamique (m3) 25 683 039 5 166 364 9 000 417 Source BOULAAcircJOUL (2006)

Lrsquoeacutetude de tarissement de deacutebits nous a reacuteveacuteleacute lrsquoexistence drsquoun systegraveme de

nappes tregraves complexe avec diffeacuterents types de vidange et nous a permis eacutegalement

-12

-10

-08

-06

-04

-02

00

0 500 1000 1500 2000 2500 3000

(s1)

Q0(ls)

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de faire des eacutevaluations des reacuteserves dynamiques pour trois diffeacuterentes anneacutees

hydrologiques une 1egravere humide avec un volume de 25 M m3 une 2egraveme anneacutee segraveche

avec un volume de 5 M m3 et une 3egraveme anneacutee moyenne avec un volume dynamique

de 9 M m3 (Tableau 6)

44 Deacutebits classeacutes de la source Ras El Ma

Lrsquoanalyse des deacutebits journaliers pour lrsquoanneacutee 1991-92 met en eacutevidence

lrsquoexistence de 3 anomalies qui correspondent agrave une diminution de la pente de la

droite repreacutesentative de la loi de distribution des deacutebits la 1egravere au niveau de 440 ls

et la 2egraveme agrave 840 ls correspondant agrave une augmentation des deacutebits par rapport agrave celle

des classes de freacutequence cela implique qursquoau-delagrave de 440 ls soit que les

eacutecoulements exploitent un systegraveme de drainage plus transmissif soit que le systegraveme

est alimenteacute par un bassin versant hydrogeacuteologique suppleacutementaire Le mecircme

pheacutenomegravene se reproduit et devient encore plus accentueacute au niveau de 840 ls cest-

agrave-dire que soit le SAD devient plus transmissive soit on est en preacutesence drsquoapports

drsquoun autre bassin versant hydrogeacuteologique

Lrsquoeacutetude des deacutebits classeacutes nous a permis de constater lrsquoexistence de deux

systegravemes de drainage qui sont en premier lieu moins transmissif au niveau du deacutebit

de 440 ls et qui devient plus transmissif au niveau du deacutebit de 840 ls avec la

preacutesence drsquoeacutechange de deacutebits entre les bassins limitrophes et dans les deux cas

crsquoest le reacuteservoir de Ras El Ma qui reccediloit des flux suppleacutementaires

Figure 11 Analyse des deacutebits classeacutes de la source Ras El Ma

Source BOULAAcircJOUL traitement des limnigrammes de la peacuteriode 1985-1995

5 Hydrochimie de la source Ras El Ma

La mineacuteralisation des eaux karstiques est une variable qui correspond agrave la

notion de variable reacutegionaliseacutee Elle montre que la conductiviteacute est un paramegravetre

global qui reflegravete la mineacuteralisation des eaux karstiques La distribution de

freacutequence de conductiviteacute repreacutesente alors une approche de la reacutealisation de la

0

20

40

60

80

100

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800

freq

Deacutebit ls

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fonction de la variable aleacuteatoire reacutegionaliseacutee et constitue un moyen syntheacutetique

pour repreacutesenter lrsquoapparition agrave un exutoire karstique de diffeacuterents types drsquoeaux

51 Conductiviteacute eacutelectrique de la source Ras El Ma

La forme de la courbe de distribution de la mineacuteralisation drsquoune source

donne une image sur le degreacute drsquoorganisation des eacutecoulements hydrogeacuteologiques

dans les aquifegraveres karstiques eacutetudieacutes et la distribution des freacutequences des valeurs

de la conductiviteacute sur une mecircme peacuteriode permet de comparer les eaux des

diffeacuterentes sources eacutetudieacutees Comme les distributions sont souvent plurimodales

aucune quantification matheacutematique nest possible pour caracteacuteriser ces courbes

Par conseacutequent linterpreacutetation possible sest faite gracircce agrave un catalogue de

distribution eacutetabli agrave partir de lrsquoeacutetude systeacutematique de certaines sources

(BAKALOWICZ 1999) La forme des courbes ainsi obtenues (Figure 12) rend

compte de la structure des systegravemes eacutetudieacutes conformeacutement au catalogue de

distribution des freacutequences de conductiviteacute

La distribution des classes de la conductiviteacute eacutelectrique de la source

Ras El Ma ldquo2010-2011rdquo (Figure 13) montre qursquoon est effectivement en preacutesence

drsquoun systegraveme tregraves karstique quasi-similaire agrave celui de la fontaine de Vaucluse

Figure 12 Distribution des freacutequences de conductiviteacute

Source BAKALOWICZ (1999)

Ras Elma

Revue AFN Maroc Ndeg 12-14 Juin 2014

18

Figure 13 Distribution des freacutequences de conductiviteacute eacutelectrique des eaux de

Ras El Ma

Source BOULAAcircJOUL analyses 2005

52 Eaux de Ras El Ma (Chaouen) dans le Diagramme de Piper

Figure 14 Les eaux de Ras El Ma (Chaouen) dans le Diagramme de Piper

Source BOULAAcircJOUL preacutelegravevements et analyses 2005

000

005

010

015

020

025

330 350 370 390 410 430 450

Freq

Cond (micros)

Revue AFN Maroc Ndeg 12-14 Juin 2014

19

Le diagramme de Piper utilise les eacuteleacutements majeurs pour repreacutesenter les

diffeacuterents faciegraves chimiques Il permet de voir leacutevolution dune eau passant dun

faciegraves agrave un autre gracircce agrave des analyses espaceacutees dans le temps ou des analyses

deacutechantillons pris agrave des endroits diffeacuterents Le diagramme de Piper est tregraves utile

pour repreacutesenter toutes autres sortes de groupes danalyses La localisation des eaux

de la source Ras El Ma (petits triangles) montre que son faciegraves chimique est

bicarbonateacute calcique et magneacutesien (Figure 14)

53 Eaux de Ras El Ma (Chaouen) dans le Diagramme Star

Nous avons repreacutesenteacute les pourcentages des variations mensuelles des ions

majeurs de lrsquoeau de la source Ras EL Ma par la meacutethode Star dans les diagrammes

de la figure 15 pour mieux visualiser les variations temporaires de la

mineacuteralisation de cette source

La mineacuteralisation de lrsquoeau de Ras El Ma agrave valeurs diverses est ainsi fonction

du temps (reacutepartitions temporelle des preacutecipitations) en rapport avec les aquifegraveres

en question pour chaque eacutepisode temporel (Figure 15)

Figure 15ndash La mineacuteralisation de lrsquoeau de la source Ras El Ma

Source BOULAAcircJOUL preacutelegravevements et analyses (Avril-Juillet 2005)

0

20

40

60

80

100Ca++

Mg++

NO3-

Cl-

SO4-

HCO3-

K+

Na+

La mineacuteralisation au mois davril

020406080

100Ca++

Mg++

NO3-

Cl-

SO4-

HCO3-

K+

Na+

La mineacuteralisation au mois de mai

0

20

40

60

80

100Ca++

Mg++

NO3-

Cl-

SO4-

HCO3-

K+

Na+

La mineacuteralisation au mois de juin

020406080

100Ca++

Mg++

NO3-

Cl-

SO4-

HCO3-

K+

Na+

La mineacuteralisation au mois de juillet

Revue AFN Maroc Ndeg 12-14 Juin 2014

20

54 Altitude de recharge

La composition chimique de leau de pluie est influenceacutee par la

composition de la source de vapeur deau elle peut avoir des similitudes

remarquables avec leau des oceacuteans Par la suite durant le transport de cette vapeur

puis sa condensation sous forme de pluie leau sappauvrit dhabitude en certains

eacuteleacutements au fur et agrave mesure de leacuteloignement de sa source ou senrichit inversement

au contact des poussiegraveres et de polluants atmospheacuteriques

Six effets principaux ont une influence directe sur les laquo signatures

isotopiques de lrsquooxygegravene 18 raquo des pluies et sont la tempeacuterature atmospheacuterique la

continentaliteacute en rapport avec la distance de transfert de la vapeur drsquoeau lrsquoeffet de

masse lrsquoeffet saisonnier et finalement lrsquoeffet drsquoaltitude

Sur base de lrsquoanalyse des teneurs des eaux de pluie en oxygegravene 18 pour une

peacuteriode respectable au niveau des stations hydro-climatologiques de lrsquoABHL les

valeurs des teneurs en oxygegravene 18 sont reporteacutees en correacutelation avec les altitudes

respectives des stations hydro-climatologiques preacuteciteacutees (Figure 16)

Figure 16 Graphique de la droite locale isotopique de la source Ras El Ma

Source Notes DRPE (2009)

Le reacutesultat de la teneur en oxygegravene 18 obtenu agrave partir des analyses des

eaux preacuteleveacutees au niveau de la source Ras El Ma eacutemergeante agrave une altitude de

638 m est de ndash706 permil vs SMOW ce qui prouve que lrsquoaltitude de recharge de la

source est limiteacutee agrave 1223 m et donc la valeur de la tranche de recharge de

lrsquoaquifegravere de Ras El Ma est eacutegale agrave 1223 - 638 = 585 m Crsquoest lrsquoune des tranches

les plus importantes de toute les sources de la Dorsale calcaire du Rif Nord-Ouest

55 Tritium dans lrsquoeau de la source Ras El Ma

Le tritium qui se trouve agrave leacutetat naturel dans latmosphegravere peacutenegravetre dans le

cycle hydrologique par le biais des preacutecipitations Cependant la meacutethode de

datation des eaux par le tritium a eacuteteacute fausseacutee par les apports dus aux

expeacuterimentations thermonucleacuteaires La concentration a montreacute un 1er maximum de

Revue AFN Maroc Ndeg 12-14 Juin 2014

21

600 UT en 1954 suivi drsquoun 2egraveme maximum de 460 UT en 1958 et un 3egraveme et plus

grand maximum en 1963 avec une concentration de 3300 UT

Une simple analyse des teneurs en tritium des eaux souterraines drsquoune

source permet drsquoobtenir une estimation sur son acircge (Tableau 7)

Tableau 7 - Interpreacutetation des teneurs en tritium de la source Ras El Ma

Teneurs Interpreacutetation qualitative

lt08 TU Recharge avant 1952

08 a 2 TU Meacutelange entre des eaux anciennes et actuelles

2 agrave 8 TU Eau actuelle lrsquoacircge varie entre 5 et 10 ans

10 agrave 20 TU Reacutesidu drsquoessais thermonucleacuteaires

gt20 TU Recharge entre 1960 et 1970 Source BOULAAcircJOUL Analyse CNESTEN (2009) CLARK amp FRITZ (1997)

La moyenne du 3H sur base des analyses isotopiques reacutealiseacutees sur les

eacutechantillons preacuteleveacutes au niveau de la source Ras El Ma est de 396 UT ce qui

permet de faire une eacutevaluation de lrsquoacircge des eaux de la source et de les placer dans

la gamme drsquoacircges variant entre 5 agrave 10 ans (preacutelegravevements BOULAAcircJOUL Analyse

CNESTEN 2009)

Conclusion

Il est neacutecessaire de faire des traccedilages chimiques pour identifier les limites

de lrsquoaquifegravere et cerner la surface du bassin versant hydrogeacuteologique moyennant

des sondages de reconnaissance Apparemment le reacuteservoir est relativement

important conclusion fondeacutee sur la stabiliteacute de la tempeacuterature de lrsquoeau

lrsquoimportance du volume geacuteologique de lrsquoaquifegravere lrsquoaltitude de recharge par

lrsquooxygegravene 18 et la datation de lrsquoacircge de lrsquoeau par le Tritium

La grande quantiteacute de lrsquoeau disponible et sa bonne qualiteacute prouve que la

source continuerait longtemps agrave reacutepondre aux besoins en eau potable de toute la

ville surtout en peacuteriodes des hautes eaux Mais il faut tout de mecircme une certaine

preacutecaution en cas de pollutions accidentelles ou drsquoeacuteboulements qui deacutetourneraient

des flux des systegravemes annexes de drainage vers drsquoautres exutoires

Pour reacutepondre agrave lrsquoimpeacuteratif de seacutecurisation de lrsquoAEP de la ville de

Chaouen un barrage en terre est en construction sur lrsquooued Moulay Bouchta

affluent de lrsquooued Laou avec une capaciteacute de stockage de 115 M m3 et des apports

moyens annuels au site du barrage de 185 Mm3an

Bibliographie BAKALOWICZ M 1999 - Guide Technique Ndeg3 Connaissance et gestion

des ressources en eaux souterraines dans les reacutegions karstiques CNRS (44 p)

BOULAAJOUL M 2006 - Approche du fonctionnement hydrogeacuteologique

de la Dorsale calcaire par eacutetudes hydrodynamique et geacuteochimique Meacutemoire de

DESA Faculteacute des sciences Teacutetouan (80 p)

Revue AFN Maroc Ndeg 12-14 Juin 2014

22

MANGIN A 1975 - Contribution agrave lrsquoeacutetude hydrodynamique des aquifegraveres

karstiques Thegravese de doctorat egraves sciences naturelles Institut des Sciences de la terre

de lrsquoUniversiteacute de Dijon (571p)

NOLD M et Al 1981 - Geacuteologie de la Dorsale calcaire entre Teacutetouan et

Assifane (Rif interne Maroc) Ministegravere de lrsquoEnergie et des Mines Editions du

service geacuteologique Rabat Maroc (205 p)

Page 13: Hydrogéologie de la source Ras El Ma, Chaouen (Rif

Revue AFN Maroc Ndeg 12-14 Juin 2014

14

42 Coefficient de tarissement de la source Ras El Ma

Pour deacuteterminer la loi de tarissement drsquoune source pendant une peacuteriode

donneacutee la formule la plus classiquement utiliseacutee est celle qui considegravere la

deacutecroissance exponentielle du deacutebit en fonction du temps et ce en absence de

toutes preacutecipitations qui risquent de perturber lrsquoallure de la courbe et eacutegalement

des pompages et des preacutelegravevements en amont des points de mesures Le deacutebit en un

temps (t) est donneacute alors par la formule de Maillet ci-dessous Les courbes de type

de Maillet correspondent approximativement au cas drsquoun reacuteservoir souterrain de

forme paralleacuteleacutepipeacutedique qui se vide par un bouchon poreux (LARRAS 1972)

La formule de Maillet t

t eQQ 0

Ougrave

Q0 = Le deacutebit agrave lrsquoinstant ldquot = 0rdquo

Qt = deacutebit agrave un instant ldquotrdquo

e = base du logarithme neacutepeacuterien

= coefficient de tarissement de la source calculeacute par la pente de la

courbe Log Q = f (t)

)(

00tt

eQQ

Q

QLog

tteQ

Q tt

0

0

)(

0

0

Le deacutebit de demi tarissement cest-agrave-dire le cas ougrave Q = Q02 sera atteint

apregraves le temps T = (t - t0) lrsquoeacutequation preacuteceacutedente deviendra alors sous la forme

suivante

693102)( 0

LogttT

Le graphique des deacutebits des eacutetiages nous a permis drsquoeacutevaluer pour chaque

tarissement un coefficient de tarissement ldquoαirdquo qui correspond agrave un deacutebit initial

ldquoQ0irdquo (Figure 10) Les deacutebits initiaux de drainage et les coefficients de tarissement

correspondants nous ont permis de tracer la courbe de tendance et de formuler

lrsquoeacutequation de tarissement

1141)(2610 0 QLn

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15

Figure 10 - Deacutebits initiaux et coefficients de tarissement de Ras El Ma (Chaouen)

Source BOULAAcircJOUL (2006)

43 Calcul du volume dynamique de la source Ras El Ma

Lrsquointeacutegration de la formule de Maillet nous a permis drsquoeacutevaluer le volume

dynamique des sources dans le systegraveme des reacuteservoirs karstiques agrave lrsquoinstant ldquotrdquo et agrave

partir drsquoun deacutebit de drainage ldquoQtrdquo correspondant agrave ce mecircme instant ldquotrdquo

0

0

QVdteQQV s

t

t

t

ts

Elle a permis drsquoeacutevaluer les volumes dynamiques de la source Ras El Ma

(Tableau 6)

Pour reacutealiser une eacutetude hydrodynamique fructueuse il est recommandeacute de

reacutepondre aux exigences primordiales suivantes

proceacuteder agrave des installations de postes pluviomeacutetriques pour atteindre une

densiteacute convenable et faire une reacutepartition adapteacutee agrave la geacuteomorphologie

des mesures de deacutebits avec une freacutequence adeacutequate en fonction des

conditions climatologiques de la zone

le choix drsquoun reacuteseau repreacutesentatif qui doit faire lrsquoobjet drsquoun suivi continu

et instaurer un programme de suivi par des compagnes exhaustives

et faire des traccedilages chimiques pour une eacutevaluation des bassins versants

geacuteologiques

Tableau 6 Volume dynamique de la source Ras El Ma (Chaouen)

Paramegravetres Qmax Qmin Qmoy

Deacutebit (m3s) 5900 0127 0396

Coefficient de tarissement (j-1) 07953 01732 0310

Temps de 12 tarissement (j) 2615 12006 6707

Volume dynamique (m3) 25 683 039 5 166 364 9 000 417 Source BOULAAcircJOUL (2006)

Lrsquoeacutetude de tarissement de deacutebits nous a reacuteveacuteleacute lrsquoexistence drsquoun systegraveme de

nappes tregraves complexe avec diffeacuterents types de vidange et nous a permis eacutegalement

-12

-10

-08

-06

-04

-02

00

0 500 1000 1500 2000 2500 3000

(s1)

Q0(ls)

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de faire des eacutevaluations des reacuteserves dynamiques pour trois diffeacuterentes anneacutees

hydrologiques une 1egravere humide avec un volume de 25 M m3 une 2egraveme anneacutee segraveche

avec un volume de 5 M m3 et une 3egraveme anneacutee moyenne avec un volume dynamique

de 9 M m3 (Tableau 6)

44 Deacutebits classeacutes de la source Ras El Ma

Lrsquoanalyse des deacutebits journaliers pour lrsquoanneacutee 1991-92 met en eacutevidence

lrsquoexistence de 3 anomalies qui correspondent agrave une diminution de la pente de la

droite repreacutesentative de la loi de distribution des deacutebits la 1egravere au niveau de 440 ls

et la 2egraveme agrave 840 ls correspondant agrave une augmentation des deacutebits par rapport agrave celle

des classes de freacutequence cela implique qursquoau-delagrave de 440 ls soit que les

eacutecoulements exploitent un systegraveme de drainage plus transmissif soit que le systegraveme

est alimenteacute par un bassin versant hydrogeacuteologique suppleacutementaire Le mecircme

pheacutenomegravene se reproduit et devient encore plus accentueacute au niveau de 840 ls cest-

agrave-dire que soit le SAD devient plus transmissive soit on est en preacutesence drsquoapports

drsquoun autre bassin versant hydrogeacuteologique

Lrsquoeacutetude des deacutebits classeacutes nous a permis de constater lrsquoexistence de deux

systegravemes de drainage qui sont en premier lieu moins transmissif au niveau du deacutebit

de 440 ls et qui devient plus transmissif au niveau du deacutebit de 840 ls avec la

preacutesence drsquoeacutechange de deacutebits entre les bassins limitrophes et dans les deux cas

crsquoest le reacuteservoir de Ras El Ma qui reccediloit des flux suppleacutementaires

Figure 11 Analyse des deacutebits classeacutes de la source Ras El Ma

Source BOULAAcircJOUL traitement des limnigrammes de la peacuteriode 1985-1995

5 Hydrochimie de la source Ras El Ma

La mineacuteralisation des eaux karstiques est une variable qui correspond agrave la

notion de variable reacutegionaliseacutee Elle montre que la conductiviteacute est un paramegravetre

global qui reflegravete la mineacuteralisation des eaux karstiques La distribution de

freacutequence de conductiviteacute repreacutesente alors une approche de la reacutealisation de la

0

20

40

60

80

100

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800

freq

Deacutebit ls

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fonction de la variable aleacuteatoire reacutegionaliseacutee et constitue un moyen syntheacutetique

pour repreacutesenter lrsquoapparition agrave un exutoire karstique de diffeacuterents types drsquoeaux

51 Conductiviteacute eacutelectrique de la source Ras El Ma

La forme de la courbe de distribution de la mineacuteralisation drsquoune source

donne une image sur le degreacute drsquoorganisation des eacutecoulements hydrogeacuteologiques

dans les aquifegraveres karstiques eacutetudieacutes et la distribution des freacutequences des valeurs

de la conductiviteacute sur une mecircme peacuteriode permet de comparer les eaux des

diffeacuterentes sources eacutetudieacutees Comme les distributions sont souvent plurimodales

aucune quantification matheacutematique nest possible pour caracteacuteriser ces courbes

Par conseacutequent linterpreacutetation possible sest faite gracircce agrave un catalogue de

distribution eacutetabli agrave partir de lrsquoeacutetude systeacutematique de certaines sources

(BAKALOWICZ 1999) La forme des courbes ainsi obtenues (Figure 12) rend

compte de la structure des systegravemes eacutetudieacutes conformeacutement au catalogue de

distribution des freacutequences de conductiviteacute

La distribution des classes de la conductiviteacute eacutelectrique de la source

Ras El Ma ldquo2010-2011rdquo (Figure 13) montre qursquoon est effectivement en preacutesence

drsquoun systegraveme tregraves karstique quasi-similaire agrave celui de la fontaine de Vaucluse

Figure 12 Distribution des freacutequences de conductiviteacute

Source BAKALOWICZ (1999)

Ras Elma

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Figure 13 Distribution des freacutequences de conductiviteacute eacutelectrique des eaux de

Ras El Ma

Source BOULAAcircJOUL analyses 2005

52 Eaux de Ras El Ma (Chaouen) dans le Diagramme de Piper

Figure 14 Les eaux de Ras El Ma (Chaouen) dans le Diagramme de Piper

Source BOULAAcircJOUL preacutelegravevements et analyses 2005

000

005

010

015

020

025

330 350 370 390 410 430 450

Freq

Cond (micros)

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19

Le diagramme de Piper utilise les eacuteleacutements majeurs pour repreacutesenter les

diffeacuterents faciegraves chimiques Il permet de voir leacutevolution dune eau passant dun

faciegraves agrave un autre gracircce agrave des analyses espaceacutees dans le temps ou des analyses

deacutechantillons pris agrave des endroits diffeacuterents Le diagramme de Piper est tregraves utile

pour repreacutesenter toutes autres sortes de groupes danalyses La localisation des eaux

de la source Ras El Ma (petits triangles) montre que son faciegraves chimique est

bicarbonateacute calcique et magneacutesien (Figure 14)

53 Eaux de Ras El Ma (Chaouen) dans le Diagramme Star

Nous avons repreacutesenteacute les pourcentages des variations mensuelles des ions

majeurs de lrsquoeau de la source Ras EL Ma par la meacutethode Star dans les diagrammes

de la figure 15 pour mieux visualiser les variations temporaires de la

mineacuteralisation de cette source

La mineacuteralisation de lrsquoeau de Ras El Ma agrave valeurs diverses est ainsi fonction

du temps (reacutepartitions temporelle des preacutecipitations) en rapport avec les aquifegraveres

en question pour chaque eacutepisode temporel (Figure 15)

Figure 15ndash La mineacuteralisation de lrsquoeau de la source Ras El Ma

Source BOULAAcircJOUL preacutelegravevements et analyses (Avril-Juillet 2005)

0

20

40

60

80

100Ca++

Mg++

NO3-

Cl-

SO4-

HCO3-

K+

Na+

La mineacuteralisation au mois davril

020406080

100Ca++

Mg++

NO3-

Cl-

SO4-

HCO3-

K+

Na+

La mineacuteralisation au mois de mai

0

20

40

60

80

100Ca++

Mg++

NO3-

Cl-

SO4-

HCO3-

K+

Na+

La mineacuteralisation au mois de juin

020406080

100Ca++

Mg++

NO3-

Cl-

SO4-

HCO3-

K+

Na+

La mineacuteralisation au mois de juillet

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20

54 Altitude de recharge

La composition chimique de leau de pluie est influenceacutee par la

composition de la source de vapeur deau elle peut avoir des similitudes

remarquables avec leau des oceacuteans Par la suite durant le transport de cette vapeur

puis sa condensation sous forme de pluie leau sappauvrit dhabitude en certains

eacuteleacutements au fur et agrave mesure de leacuteloignement de sa source ou senrichit inversement

au contact des poussiegraveres et de polluants atmospheacuteriques

Six effets principaux ont une influence directe sur les laquo signatures

isotopiques de lrsquooxygegravene 18 raquo des pluies et sont la tempeacuterature atmospheacuterique la

continentaliteacute en rapport avec la distance de transfert de la vapeur drsquoeau lrsquoeffet de

masse lrsquoeffet saisonnier et finalement lrsquoeffet drsquoaltitude

Sur base de lrsquoanalyse des teneurs des eaux de pluie en oxygegravene 18 pour une

peacuteriode respectable au niveau des stations hydro-climatologiques de lrsquoABHL les

valeurs des teneurs en oxygegravene 18 sont reporteacutees en correacutelation avec les altitudes

respectives des stations hydro-climatologiques preacuteciteacutees (Figure 16)

Figure 16 Graphique de la droite locale isotopique de la source Ras El Ma

Source Notes DRPE (2009)

Le reacutesultat de la teneur en oxygegravene 18 obtenu agrave partir des analyses des

eaux preacuteleveacutees au niveau de la source Ras El Ma eacutemergeante agrave une altitude de

638 m est de ndash706 permil vs SMOW ce qui prouve que lrsquoaltitude de recharge de la

source est limiteacutee agrave 1223 m et donc la valeur de la tranche de recharge de

lrsquoaquifegravere de Ras El Ma est eacutegale agrave 1223 - 638 = 585 m Crsquoest lrsquoune des tranches

les plus importantes de toute les sources de la Dorsale calcaire du Rif Nord-Ouest

55 Tritium dans lrsquoeau de la source Ras El Ma

Le tritium qui se trouve agrave leacutetat naturel dans latmosphegravere peacutenegravetre dans le

cycle hydrologique par le biais des preacutecipitations Cependant la meacutethode de

datation des eaux par le tritium a eacuteteacute fausseacutee par les apports dus aux

expeacuterimentations thermonucleacuteaires La concentration a montreacute un 1er maximum de

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600 UT en 1954 suivi drsquoun 2egraveme maximum de 460 UT en 1958 et un 3egraveme et plus

grand maximum en 1963 avec une concentration de 3300 UT

Une simple analyse des teneurs en tritium des eaux souterraines drsquoune

source permet drsquoobtenir une estimation sur son acircge (Tableau 7)

Tableau 7 - Interpreacutetation des teneurs en tritium de la source Ras El Ma

Teneurs Interpreacutetation qualitative

lt08 TU Recharge avant 1952

08 a 2 TU Meacutelange entre des eaux anciennes et actuelles

2 agrave 8 TU Eau actuelle lrsquoacircge varie entre 5 et 10 ans

10 agrave 20 TU Reacutesidu drsquoessais thermonucleacuteaires

gt20 TU Recharge entre 1960 et 1970 Source BOULAAcircJOUL Analyse CNESTEN (2009) CLARK amp FRITZ (1997)

La moyenne du 3H sur base des analyses isotopiques reacutealiseacutees sur les

eacutechantillons preacuteleveacutes au niveau de la source Ras El Ma est de 396 UT ce qui

permet de faire une eacutevaluation de lrsquoacircge des eaux de la source et de les placer dans

la gamme drsquoacircges variant entre 5 agrave 10 ans (preacutelegravevements BOULAAcircJOUL Analyse

CNESTEN 2009)

Conclusion

Il est neacutecessaire de faire des traccedilages chimiques pour identifier les limites

de lrsquoaquifegravere et cerner la surface du bassin versant hydrogeacuteologique moyennant

des sondages de reconnaissance Apparemment le reacuteservoir est relativement

important conclusion fondeacutee sur la stabiliteacute de la tempeacuterature de lrsquoeau

lrsquoimportance du volume geacuteologique de lrsquoaquifegravere lrsquoaltitude de recharge par

lrsquooxygegravene 18 et la datation de lrsquoacircge de lrsquoeau par le Tritium

La grande quantiteacute de lrsquoeau disponible et sa bonne qualiteacute prouve que la

source continuerait longtemps agrave reacutepondre aux besoins en eau potable de toute la

ville surtout en peacuteriodes des hautes eaux Mais il faut tout de mecircme une certaine

preacutecaution en cas de pollutions accidentelles ou drsquoeacuteboulements qui deacutetourneraient

des flux des systegravemes annexes de drainage vers drsquoautres exutoires

Pour reacutepondre agrave lrsquoimpeacuteratif de seacutecurisation de lrsquoAEP de la ville de

Chaouen un barrage en terre est en construction sur lrsquooued Moulay Bouchta

affluent de lrsquooued Laou avec une capaciteacute de stockage de 115 M m3 et des apports

moyens annuels au site du barrage de 185 Mm3an

Bibliographie BAKALOWICZ M 1999 - Guide Technique Ndeg3 Connaissance et gestion

des ressources en eaux souterraines dans les reacutegions karstiques CNRS (44 p)

BOULAAJOUL M 2006 - Approche du fonctionnement hydrogeacuteologique

de la Dorsale calcaire par eacutetudes hydrodynamique et geacuteochimique Meacutemoire de

DESA Faculteacute des sciences Teacutetouan (80 p)

Revue AFN Maroc Ndeg 12-14 Juin 2014

22

MANGIN A 1975 - Contribution agrave lrsquoeacutetude hydrodynamique des aquifegraveres

karstiques Thegravese de doctorat egraves sciences naturelles Institut des Sciences de la terre

de lrsquoUniversiteacute de Dijon (571p)

NOLD M et Al 1981 - Geacuteologie de la Dorsale calcaire entre Teacutetouan et

Assifane (Rif interne Maroc) Ministegravere de lrsquoEnergie et des Mines Editions du

service geacuteologique Rabat Maroc (205 p)

Page 14: Hydrogéologie de la source Ras El Ma, Chaouen (Rif

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Figure 10 - Deacutebits initiaux et coefficients de tarissement de Ras El Ma (Chaouen)

Source BOULAAcircJOUL (2006)

43 Calcul du volume dynamique de la source Ras El Ma

Lrsquointeacutegration de la formule de Maillet nous a permis drsquoeacutevaluer le volume

dynamique des sources dans le systegraveme des reacuteservoirs karstiques agrave lrsquoinstant ldquotrdquo et agrave

partir drsquoun deacutebit de drainage ldquoQtrdquo correspondant agrave ce mecircme instant ldquotrdquo

0

0

QVdteQQV s

t

t

t

ts

Elle a permis drsquoeacutevaluer les volumes dynamiques de la source Ras El Ma

(Tableau 6)

Pour reacutealiser une eacutetude hydrodynamique fructueuse il est recommandeacute de

reacutepondre aux exigences primordiales suivantes

proceacuteder agrave des installations de postes pluviomeacutetriques pour atteindre une

densiteacute convenable et faire une reacutepartition adapteacutee agrave la geacuteomorphologie

des mesures de deacutebits avec une freacutequence adeacutequate en fonction des

conditions climatologiques de la zone

le choix drsquoun reacuteseau repreacutesentatif qui doit faire lrsquoobjet drsquoun suivi continu

et instaurer un programme de suivi par des compagnes exhaustives

et faire des traccedilages chimiques pour une eacutevaluation des bassins versants

geacuteologiques

Tableau 6 Volume dynamique de la source Ras El Ma (Chaouen)

Paramegravetres Qmax Qmin Qmoy

Deacutebit (m3s) 5900 0127 0396

Coefficient de tarissement (j-1) 07953 01732 0310

Temps de 12 tarissement (j) 2615 12006 6707

Volume dynamique (m3) 25 683 039 5 166 364 9 000 417 Source BOULAAcircJOUL (2006)

Lrsquoeacutetude de tarissement de deacutebits nous a reacuteveacuteleacute lrsquoexistence drsquoun systegraveme de

nappes tregraves complexe avec diffeacuterents types de vidange et nous a permis eacutegalement

-12

-10

-08

-06

-04

-02

00

0 500 1000 1500 2000 2500 3000

(s1)

Q0(ls)

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de faire des eacutevaluations des reacuteserves dynamiques pour trois diffeacuterentes anneacutees

hydrologiques une 1egravere humide avec un volume de 25 M m3 une 2egraveme anneacutee segraveche

avec un volume de 5 M m3 et une 3egraveme anneacutee moyenne avec un volume dynamique

de 9 M m3 (Tableau 6)

44 Deacutebits classeacutes de la source Ras El Ma

Lrsquoanalyse des deacutebits journaliers pour lrsquoanneacutee 1991-92 met en eacutevidence

lrsquoexistence de 3 anomalies qui correspondent agrave une diminution de la pente de la

droite repreacutesentative de la loi de distribution des deacutebits la 1egravere au niveau de 440 ls

et la 2egraveme agrave 840 ls correspondant agrave une augmentation des deacutebits par rapport agrave celle

des classes de freacutequence cela implique qursquoau-delagrave de 440 ls soit que les

eacutecoulements exploitent un systegraveme de drainage plus transmissif soit que le systegraveme

est alimenteacute par un bassin versant hydrogeacuteologique suppleacutementaire Le mecircme

pheacutenomegravene se reproduit et devient encore plus accentueacute au niveau de 840 ls cest-

agrave-dire que soit le SAD devient plus transmissive soit on est en preacutesence drsquoapports

drsquoun autre bassin versant hydrogeacuteologique

Lrsquoeacutetude des deacutebits classeacutes nous a permis de constater lrsquoexistence de deux

systegravemes de drainage qui sont en premier lieu moins transmissif au niveau du deacutebit

de 440 ls et qui devient plus transmissif au niveau du deacutebit de 840 ls avec la

preacutesence drsquoeacutechange de deacutebits entre les bassins limitrophes et dans les deux cas

crsquoest le reacuteservoir de Ras El Ma qui reccediloit des flux suppleacutementaires

Figure 11 Analyse des deacutebits classeacutes de la source Ras El Ma

Source BOULAAcircJOUL traitement des limnigrammes de la peacuteriode 1985-1995

5 Hydrochimie de la source Ras El Ma

La mineacuteralisation des eaux karstiques est une variable qui correspond agrave la

notion de variable reacutegionaliseacutee Elle montre que la conductiviteacute est un paramegravetre

global qui reflegravete la mineacuteralisation des eaux karstiques La distribution de

freacutequence de conductiviteacute repreacutesente alors une approche de la reacutealisation de la

0

20

40

60

80

100

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800

freq

Deacutebit ls

Revue AFN Maroc Ndeg 12-14 Juin 2014

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fonction de la variable aleacuteatoire reacutegionaliseacutee et constitue un moyen syntheacutetique

pour repreacutesenter lrsquoapparition agrave un exutoire karstique de diffeacuterents types drsquoeaux

51 Conductiviteacute eacutelectrique de la source Ras El Ma

La forme de la courbe de distribution de la mineacuteralisation drsquoune source

donne une image sur le degreacute drsquoorganisation des eacutecoulements hydrogeacuteologiques

dans les aquifegraveres karstiques eacutetudieacutes et la distribution des freacutequences des valeurs

de la conductiviteacute sur une mecircme peacuteriode permet de comparer les eaux des

diffeacuterentes sources eacutetudieacutees Comme les distributions sont souvent plurimodales

aucune quantification matheacutematique nest possible pour caracteacuteriser ces courbes

Par conseacutequent linterpreacutetation possible sest faite gracircce agrave un catalogue de

distribution eacutetabli agrave partir de lrsquoeacutetude systeacutematique de certaines sources

(BAKALOWICZ 1999) La forme des courbes ainsi obtenues (Figure 12) rend

compte de la structure des systegravemes eacutetudieacutes conformeacutement au catalogue de

distribution des freacutequences de conductiviteacute

La distribution des classes de la conductiviteacute eacutelectrique de la source

Ras El Ma ldquo2010-2011rdquo (Figure 13) montre qursquoon est effectivement en preacutesence

drsquoun systegraveme tregraves karstique quasi-similaire agrave celui de la fontaine de Vaucluse

Figure 12 Distribution des freacutequences de conductiviteacute

Source BAKALOWICZ (1999)

Ras Elma

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Figure 13 Distribution des freacutequences de conductiviteacute eacutelectrique des eaux de

Ras El Ma

Source BOULAAcircJOUL analyses 2005

52 Eaux de Ras El Ma (Chaouen) dans le Diagramme de Piper

Figure 14 Les eaux de Ras El Ma (Chaouen) dans le Diagramme de Piper

Source BOULAAcircJOUL preacutelegravevements et analyses 2005

000

005

010

015

020

025

330 350 370 390 410 430 450

Freq

Cond (micros)

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Le diagramme de Piper utilise les eacuteleacutements majeurs pour repreacutesenter les

diffeacuterents faciegraves chimiques Il permet de voir leacutevolution dune eau passant dun

faciegraves agrave un autre gracircce agrave des analyses espaceacutees dans le temps ou des analyses

deacutechantillons pris agrave des endroits diffeacuterents Le diagramme de Piper est tregraves utile

pour repreacutesenter toutes autres sortes de groupes danalyses La localisation des eaux

de la source Ras El Ma (petits triangles) montre que son faciegraves chimique est

bicarbonateacute calcique et magneacutesien (Figure 14)

53 Eaux de Ras El Ma (Chaouen) dans le Diagramme Star

Nous avons repreacutesenteacute les pourcentages des variations mensuelles des ions

majeurs de lrsquoeau de la source Ras EL Ma par la meacutethode Star dans les diagrammes

de la figure 15 pour mieux visualiser les variations temporaires de la

mineacuteralisation de cette source

La mineacuteralisation de lrsquoeau de Ras El Ma agrave valeurs diverses est ainsi fonction

du temps (reacutepartitions temporelle des preacutecipitations) en rapport avec les aquifegraveres

en question pour chaque eacutepisode temporel (Figure 15)

Figure 15ndash La mineacuteralisation de lrsquoeau de la source Ras El Ma

Source BOULAAcircJOUL preacutelegravevements et analyses (Avril-Juillet 2005)

0

20

40

60

80

100Ca++

Mg++

NO3-

Cl-

SO4-

HCO3-

K+

Na+

La mineacuteralisation au mois davril

020406080

100Ca++

Mg++

NO3-

Cl-

SO4-

HCO3-

K+

Na+

La mineacuteralisation au mois de mai

0

20

40

60

80

100Ca++

Mg++

NO3-

Cl-

SO4-

HCO3-

K+

Na+

La mineacuteralisation au mois de juin

020406080

100Ca++

Mg++

NO3-

Cl-

SO4-

HCO3-

K+

Na+

La mineacuteralisation au mois de juillet

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54 Altitude de recharge

La composition chimique de leau de pluie est influenceacutee par la

composition de la source de vapeur deau elle peut avoir des similitudes

remarquables avec leau des oceacuteans Par la suite durant le transport de cette vapeur

puis sa condensation sous forme de pluie leau sappauvrit dhabitude en certains

eacuteleacutements au fur et agrave mesure de leacuteloignement de sa source ou senrichit inversement

au contact des poussiegraveres et de polluants atmospheacuteriques

Six effets principaux ont une influence directe sur les laquo signatures

isotopiques de lrsquooxygegravene 18 raquo des pluies et sont la tempeacuterature atmospheacuterique la

continentaliteacute en rapport avec la distance de transfert de la vapeur drsquoeau lrsquoeffet de

masse lrsquoeffet saisonnier et finalement lrsquoeffet drsquoaltitude

Sur base de lrsquoanalyse des teneurs des eaux de pluie en oxygegravene 18 pour une

peacuteriode respectable au niveau des stations hydro-climatologiques de lrsquoABHL les

valeurs des teneurs en oxygegravene 18 sont reporteacutees en correacutelation avec les altitudes

respectives des stations hydro-climatologiques preacuteciteacutees (Figure 16)

Figure 16 Graphique de la droite locale isotopique de la source Ras El Ma

Source Notes DRPE (2009)

Le reacutesultat de la teneur en oxygegravene 18 obtenu agrave partir des analyses des

eaux preacuteleveacutees au niveau de la source Ras El Ma eacutemergeante agrave une altitude de

638 m est de ndash706 permil vs SMOW ce qui prouve que lrsquoaltitude de recharge de la

source est limiteacutee agrave 1223 m et donc la valeur de la tranche de recharge de

lrsquoaquifegravere de Ras El Ma est eacutegale agrave 1223 - 638 = 585 m Crsquoest lrsquoune des tranches

les plus importantes de toute les sources de la Dorsale calcaire du Rif Nord-Ouest

55 Tritium dans lrsquoeau de la source Ras El Ma

Le tritium qui se trouve agrave leacutetat naturel dans latmosphegravere peacutenegravetre dans le

cycle hydrologique par le biais des preacutecipitations Cependant la meacutethode de

datation des eaux par le tritium a eacuteteacute fausseacutee par les apports dus aux

expeacuterimentations thermonucleacuteaires La concentration a montreacute un 1er maximum de

Revue AFN Maroc Ndeg 12-14 Juin 2014

21

600 UT en 1954 suivi drsquoun 2egraveme maximum de 460 UT en 1958 et un 3egraveme et plus

grand maximum en 1963 avec une concentration de 3300 UT

Une simple analyse des teneurs en tritium des eaux souterraines drsquoune

source permet drsquoobtenir une estimation sur son acircge (Tableau 7)

Tableau 7 - Interpreacutetation des teneurs en tritium de la source Ras El Ma

Teneurs Interpreacutetation qualitative

lt08 TU Recharge avant 1952

08 a 2 TU Meacutelange entre des eaux anciennes et actuelles

2 agrave 8 TU Eau actuelle lrsquoacircge varie entre 5 et 10 ans

10 agrave 20 TU Reacutesidu drsquoessais thermonucleacuteaires

gt20 TU Recharge entre 1960 et 1970 Source BOULAAcircJOUL Analyse CNESTEN (2009) CLARK amp FRITZ (1997)

La moyenne du 3H sur base des analyses isotopiques reacutealiseacutees sur les

eacutechantillons preacuteleveacutes au niveau de la source Ras El Ma est de 396 UT ce qui

permet de faire une eacutevaluation de lrsquoacircge des eaux de la source et de les placer dans

la gamme drsquoacircges variant entre 5 agrave 10 ans (preacutelegravevements BOULAAcircJOUL Analyse

CNESTEN 2009)

Conclusion

Il est neacutecessaire de faire des traccedilages chimiques pour identifier les limites

de lrsquoaquifegravere et cerner la surface du bassin versant hydrogeacuteologique moyennant

des sondages de reconnaissance Apparemment le reacuteservoir est relativement

important conclusion fondeacutee sur la stabiliteacute de la tempeacuterature de lrsquoeau

lrsquoimportance du volume geacuteologique de lrsquoaquifegravere lrsquoaltitude de recharge par

lrsquooxygegravene 18 et la datation de lrsquoacircge de lrsquoeau par le Tritium

La grande quantiteacute de lrsquoeau disponible et sa bonne qualiteacute prouve que la

source continuerait longtemps agrave reacutepondre aux besoins en eau potable de toute la

ville surtout en peacuteriodes des hautes eaux Mais il faut tout de mecircme une certaine

preacutecaution en cas de pollutions accidentelles ou drsquoeacuteboulements qui deacutetourneraient

des flux des systegravemes annexes de drainage vers drsquoautres exutoires

Pour reacutepondre agrave lrsquoimpeacuteratif de seacutecurisation de lrsquoAEP de la ville de

Chaouen un barrage en terre est en construction sur lrsquooued Moulay Bouchta

affluent de lrsquooued Laou avec une capaciteacute de stockage de 115 M m3 et des apports

moyens annuels au site du barrage de 185 Mm3an

Bibliographie BAKALOWICZ M 1999 - Guide Technique Ndeg3 Connaissance et gestion

des ressources en eaux souterraines dans les reacutegions karstiques CNRS (44 p)

BOULAAJOUL M 2006 - Approche du fonctionnement hydrogeacuteologique

de la Dorsale calcaire par eacutetudes hydrodynamique et geacuteochimique Meacutemoire de

DESA Faculteacute des sciences Teacutetouan (80 p)

Revue AFN Maroc Ndeg 12-14 Juin 2014

22

MANGIN A 1975 - Contribution agrave lrsquoeacutetude hydrodynamique des aquifegraveres

karstiques Thegravese de doctorat egraves sciences naturelles Institut des Sciences de la terre

de lrsquoUniversiteacute de Dijon (571p)

NOLD M et Al 1981 - Geacuteologie de la Dorsale calcaire entre Teacutetouan et

Assifane (Rif interne Maroc) Ministegravere de lrsquoEnergie et des Mines Editions du

service geacuteologique Rabat Maroc (205 p)

Page 15: Hydrogéologie de la source Ras El Ma, Chaouen (Rif

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de faire des eacutevaluations des reacuteserves dynamiques pour trois diffeacuterentes anneacutees

hydrologiques une 1egravere humide avec un volume de 25 M m3 une 2egraveme anneacutee segraveche

avec un volume de 5 M m3 et une 3egraveme anneacutee moyenne avec un volume dynamique

de 9 M m3 (Tableau 6)

44 Deacutebits classeacutes de la source Ras El Ma

Lrsquoanalyse des deacutebits journaliers pour lrsquoanneacutee 1991-92 met en eacutevidence

lrsquoexistence de 3 anomalies qui correspondent agrave une diminution de la pente de la

droite repreacutesentative de la loi de distribution des deacutebits la 1egravere au niveau de 440 ls

et la 2egraveme agrave 840 ls correspondant agrave une augmentation des deacutebits par rapport agrave celle

des classes de freacutequence cela implique qursquoau-delagrave de 440 ls soit que les

eacutecoulements exploitent un systegraveme de drainage plus transmissif soit que le systegraveme

est alimenteacute par un bassin versant hydrogeacuteologique suppleacutementaire Le mecircme

pheacutenomegravene se reproduit et devient encore plus accentueacute au niveau de 840 ls cest-

agrave-dire que soit le SAD devient plus transmissive soit on est en preacutesence drsquoapports

drsquoun autre bassin versant hydrogeacuteologique

Lrsquoeacutetude des deacutebits classeacutes nous a permis de constater lrsquoexistence de deux

systegravemes de drainage qui sont en premier lieu moins transmissif au niveau du deacutebit

de 440 ls et qui devient plus transmissif au niveau du deacutebit de 840 ls avec la

preacutesence drsquoeacutechange de deacutebits entre les bassins limitrophes et dans les deux cas

crsquoest le reacuteservoir de Ras El Ma qui reccediloit des flux suppleacutementaires

Figure 11 Analyse des deacutebits classeacutes de la source Ras El Ma

Source BOULAAcircJOUL traitement des limnigrammes de la peacuteriode 1985-1995

5 Hydrochimie de la source Ras El Ma

La mineacuteralisation des eaux karstiques est une variable qui correspond agrave la

notion de variable reacutegionaliseacutee Elle montre que la conductiviteacute est un paramegravetre

global qui reflegravete la mineacuteralisation des eaux karstiques La distribution de

freacutequence de conductiviteacute repreacutesente alors une approche de la reacutealisation de la

0

20

40

60

80

100

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800

freq

Deacutebit ls

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fonction de la variable aleacuteatoire reacutegionaliseacutee et constitue un moyen syntheacutetique

pour repreacutesenter lrsquoapparition agrave un exutoire karstique de diffeacuterents types drsquoeaux

51 Conductiviteacute eacutelectrique de la source Ras El Ma

La forme de la courbe de distribution de la mineacuteralisation drsquoune source

donne une image sur le degreacute drsquoorganisation des eacutecoulements hydrogeacuteologiques

dans les aquifegraveres karstiques eacutetudieacutes et la distribution des freacutequences des valeurs

de la conductiviteacute sur une mecircme peacuteriode permet de comparer les eaux des

diffeacuterentes sources eacutetudieacutees Comme les distributions sont souvent plurimodales

aucune quantification matheacutematique nest possible pour caracteacuteriser ces courbes

Par conseacutequent linterpreacutetation possible sest faite gracircce agrave un catalogue de

distribution eacutetabli agrave partir de lrsquoeacutetude systeacutematique de certaines sources

(BAKALOWICZ 1999) La forme des courbes ainsi obtenues (Figure 12) rend

compte de la structure des systegravemes eacutetudieacutes conformeacutement au catalogue de

distribution des freacutequences de conductiviteacute

La distribution des classes de la conductiviteacute eacutelectrique de la source

Ras El Ma ldquo2010-2011rdquo (Figure 13) montre qursquoon est effectivement en preacutesence

drsquoun systegraveme tregraves karstique quasi-similaire agrave celui de la fontaine de Vaucluse

Figure 12 Distribution des freacutequences de conductiviteacute

Source BAKALOWICZ (1999)

Ras Elma

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Figure 13 Distribution des freacutequences de conductiviteacute eacutelectrique des eaux de

Ras El Ma

Source BOULAAcircJOUL analyses 2005

52 Eaux de Ras El Ma (Chaouen) dans le Diagramme de Piper

Figure 14 Les eaux de Ras El Ma (Chaouen) dans le Diagramme de Piper

Source BOULAAcircJOUL preacutelegravevements et analyses 2005

000

005

010

015

020

025

330 350 370 390 410 430 450

Freq

Cond (micros)

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Le diagramme de Piper utilise les eacuteleacutements majeurs pour repreacutesenter les

diffeacuterents faciegraves chimiques Il permet de voir leacutevolution dune eau passant dun

faciegraves agrave un autre gracircce agrave des analyses espaceacutees dans le temps ou des analyses

deacutechantillons pris agrave des endroits diffeacuterents Le diagramme de Piper est tregraves utile

pour repreacutesenter toutes autres sortes de groupes danalyses La localisation des eaux

de la source Ras El Ma (petits triangles) montre que son faciegraves chimique est

bicarbonateacute calcique et magneacutesien (Figure 14)

53 Eaux de Ras El Ma (Chaouen) dans le Diagramme Star

Nous avons repreacutesenteacute les pourcentages des variations mensuelles des ions

majeurs de lrsquoeau de la source Ras EL Ma par la meacutethode Star dans les diagrammes

de la figure 15 pour mieux visualiser les variations temporaires de la

mineacuteralisation de cette source

La mineacuteralisation de lrsquoeau de Ras El Ma agrave valeurs diverses est ainsi fonction

du temps (reacutepartitions temporelle des preacutecipitations) en rapport avec les aquifegraveres

en question pour chaque eacutepisode temporel (Figure 15)

Figure 15ndash La mineacuteralisation de lrsquoeau de la source Ras El Ma

Source BOULAAcircJOUL preacutelegravevements et analyses (Avril-Juillet 2005)

0

20

40

60

80

100Ca++

Mg++

NO3-

Cl-

SO4-

HCO3-

K+

Na+

La mineacuteralisation au mois davril

020406080

100Ca++

Mg++

NO3-

Cl-

SO4-

HCO3-

K+

Na+

La mineacuteralisation au mois de mai

0

20

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60

80

100Ca++

Mg++

NO3-

Cl-

SO4-

HCO3-

K+

Na+

La mineacuteralisation au mois de juin

020406080

100Ca++

Mg++

NO3-

Cl-

SO4-

HCO3-

K+

Na+

La mineacuteralisation au mois de juillet

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54 Altitude de recharge

La composition chimique de leau de pluie est influenceacutee par la

composition de la source de vapeur deau elle peut avoir des similitudes

remarquables avec leau des oceacuteans Par la suite durant le transport de cette vapeur

puis sa condensation sous forme de pluie leau sappauvrit dhabitude en certains

eacuteleacutements au fur et agrave mesure de leacuteloignement de sa source ou senrichit inversement

au contact des poussiegraveres et de polluants atmospheacuteriques

Six effets principaux ont une influence directe sur les laquo signatures

isotopiques de lrsquooxygegravene 18 raquo des pluies et sont la tempeacuterature atmospheacuterique la

continentaliteacute en rapport avec la distance de transfert de la vapeur drsquoeau lrsquoeffet de

masse lrsquoeffet saisonnier et finalement lrsquoeffet drsquoaltitude

Sur base de lrsquoanalyse des teneurs des eaux de pluie en oxygegravene 18 pour une

peacuteriode respectable au niveau des stations hydro-climatologiques de lrsquoABHL les

valeurs des teneurs en oxygegravene 18 sont reporteacutees en correacutelation avec les altitudes

respectives des stations hydro-climatologiques preacuteciteacutees (Figure 16)

Figure 16 Graphique de la droite locale isotopique de la source Ras El Ma

Source Notes DRPE (2009)

Le reacutesultat de la teneur en oxygegravene 18 obtenu agrave partir des analyses des

eaux preacuteleveacutees au niveau de la source Ras El Ma eacutemergeante agrave une altitude de

638 m est de ndash706 permil vs SMOW ce qui prouve que lrsquoaltitude de recharge de la

source est limiteacutee agrave 1223 m et donc la valeur de la tranche de recharge de

lrsquoaquifegravere de Ras El Ma est eacutegale agrave 1223 - 638 = 585 m Crsquoest lrsquoune des tranches

les plus importantes de toute les sources de la Dorsale calcaire du Rif Nord-Ouest

55 Tritium dans lrsquoeau de la source Ras El Ma

Le tritium qui se trouve agrave leacutetat naturel dans latmosphegravere peacutenegravetre dans le

cycle hydrologique par le biais des preacutecipitations Cependant la meacutethode de

datation des eaux par le tritium a eacuteteacute fausseacutee par les apports dus aux

expeacuterimentations thermonucleacuteaires La concentration a montreacute un 1er maximum de

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600 UT en 1954 suivi drsquoun 2egraveme maximum de 460 UT en 1958 et un 3egraveme et plus

grand maximum en 1963 avec une concentration de 3300 UT

Une simple analyse des teneurs en tritium des eaux souterraines drsquoune

source permet drsquoobtenir une estimation sur son acircge (Tableau 7)

Tableau 7 - Interpreacutetation des teneurs en tritium de la source Ras El Ma

Teneurs Interpreacutetation qualitative

lt08 TU Recharge avant 1952

08 a 2 TU Meacutelange entre des eaux anciennes et actuelles

2 agrave 8 TU Eau actuelle lrsquoacircge varie entre 5 et 10 ans

10 agrave 20 TU Reacutesidu drsquoessais thermonucleacuteaires

gt20 TU Recharge entre 1960 et 1970 Source BOULAAcircJOUL Analyse CNESTEN (2009) CLARK amp FRITZ (1997)

La moyenne du 3H sur base des analyses isotopiques reacutealiseacutees sur les

eacutechantillons preacuteleveacutes au niveau de la source Ras El Ma est de 396 UT ce qui

permet de faire une eacutevaluation de lrsquoacircge des eaux de la source et de les placer dans

la gamme drsquoacircges variant entre 5 agrave 10 ans (preacutelegravevements BOULAAcircJOUL Analyse

CNESTEN 2009)

Conclusion

Il est neacutecessaire de faire des traccedilages chimiques pour identifier les limites

de lrsquoaquifegravere et cerner la surface du bassin versant hydrogeacuteologique moyennant

des sondages de reconnaissance Apparemment le reacuteservoir est relativement

important conclusion fondeacutee sur la stabiliteacute de la tempeacuterature de lrsquoeau

lrsquoimportance du volume geacuteologique de lrsquoaquifegravere lrsquoaltitude de recharge par

lrsquooxygegravene 18 et la datation de lrsquoacircge de lrsquoeau par le Tritium

La grande quantiteacute de lrsquoeau disponible et sa bonne qualiteacute prouve que la

source continuerait longtemps agrave reacutepondre aux besoins en eau potable de toute la

ville surtout en peacuteriodes des hautes eaux Mais il faut tout de mecircme une certaine

preacutecaution en cas de pollutions accidentelles ou drsquoeacuteboulements qui deacutetourneraient

des flux des systegravemes annexes de drainage vers drsquoautres exutoires

Pour reacutepondre agrave lrsquoimpeacuteratif de seacutecurisation de lrsquoAEP de la ville de

Chaouen un barrage en terre est en construction sur lrsquooued Moulay Bouchta

affluent de lrsquooued Laou avec une capaciteacute de stockage de 115 M m3 et des apports

moyens annuels au site du barrage de 185 Mm3an

Bibliographie BAKALOWICZ M 1999 - Guide Technique Ndeg3 Connaissance et gestion

des ressources en eaux souterraines dans les reacutegions karstiques CNRS (44 p)

BOULAAJOUL M 2006 - Approche du fonctionnement hydrogeacuteologique

de la Dorsale calcaire par eacutetudes hydrodynamique et geacuteochimique Meacutemoire de

DESA Faculteacute des sciences Teacutetouan (80 p)

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MANGIN A 1975 - Contribution agrave lrsquoeacutetude hydrodynamique des aquifegraveres

karstiques Thegravese de doctorat egraves sciences naturelles Institut des Sciences de la terre

de lrsquoUniversiteacute de Dijon (571p)

NOLD M et Al 1981 - Geacuteologie de la Dorsale calcaire entre Teacutetouan et

Assifane (Rif interne Maroc) Ministegravere de lrsquoEnergie et des Mines Editions du

service geacuteologique Rabat Maroc (205 p)

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fonction de la variable aleacuteatoire reacutegionaliseacutee et constitue un moyen syntheacutetique

pour repreacutesenter lrsquoapparition agrave un exutoire karstique de diffeacuterents types drsquoeaux

51 Conductiviteacute eacutelectrique de la source Ras El Ma

La forme de la courbe de distribution de la mineacuteralisation drsquoune source

donne une image sur le degreacute drsquoorganisation des eacutecoulements hydrogeacuteologiques

dans les aquifegraveres karstiques eacutetudieacutes et la distribution des freacutequences des valeurs

de la conductiviteacute sur une mecircme peacuteriode permet de comparer les eaux des

diffeacuterentes sources eacutetudieacutees Comme les distributions sont souvent plurimodales

aucune quantification matheacutematique nest possible pour caracteacuteriser ces courbes

Par conseacutequent linterpreacutetation possible sest faite gracircce agrave un catalogue de

distribution eacutetabli agrave partir de lrsquoeacutetude systeacutematique de certaines sources

(BAKALOWICZ 1999) La forme des courbes ainsi obtenues (Figure 12) rend

compte de la structure des systegravemes eacutetudieacutes conformeacutement au catalogue de

distribution des freacutequences de conductiviteacute

La distribution des classes de la conductiviteacute eacutelectrique de la source

Ras El Ma ldquo2010-2011rdquo (Figure 13) montre qursquoon est effectivement en preacutesence

drsquoun systegraveme tregraves karstique quasi-similaire agrave celui de la fontaine de Vaucluse

Figure 12 Distribution des freacutequences de conductiviteacute

Source BAKALOWICZ (1999)

Ras Elma

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Figure 13 Distribution des freacutequences de conductiviteacute eacutelectrique des eaux de

Ras El Ma

Source BOULAAcircJOUL analyses 2005

52 Eaux de Ras El Ma (Chaouen) dans le Diagramme de Piper

Figure 14 Les eaux de Ras El Ma (Chaouen) dans le Diagramme de Piper

Source BOULAAcircJOUL preacutelegravevements et analyses 2005

000

005

010

015

020

025

330 350 370 390 410 430 450

Freq

Cond (micros)

Revue AFN Maroc Ndeg 12-14 Juin 2014

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Le diagramme de Piper utilise les eacuteleacutements majeurs pour repreacutesenter les

diffeacuterents faciegraves chimiques Il permet de voir leacutevolution dune eau passant dun

faciegraves agrave un autre gracircce agrave des analyses espaceacutees dans le temps ou des analyses

deacutechantillons pris agrave des endroits diffeacuterents Le diagramme de Piper est tregraves utile

pour repreacutesenter toutes autres sortes de groupes danalyses La localisation des eaux

de la source Ras El Ma (petits triangles) montre que son faciegraves chimique est

bicarbonateacute calcique et magneacutesien (Figure 14)

53 Eaux de Ras El Ma (Chaouen) dans le Diagramme Star

Nous avons repreacutesenteacute les pourcentages des variations mensuelles des ions

majeurs de lrsquoeau de la source Ras EL Ma par la meacutethode Star dans les diagrammes

de la figure 15 pour mieux visualiser les variations temporaires de la

mineacuteralisation de cette source

La mineacuteralisation de lrsquoeau de Ras El Ma agrave valeurs diverses est ainsi fonction

du temps (reacutepartitions temporelle des preacutecipitations) en rapport avec les aquifegraveres

en question pour chaque eacutepisode temporel (Figure 15)

Figure 15ndash La mineacuteralisation de lrsquoeau de la source Ras El Ma

Source BOULAAcircJOUL preacutelegravevements et analyses (Avril-Juillet 2005)

0

20

40

60

80

100Ca++

Mg++

NO3-

Cl-

SO4-

HCO3-

K+

Na+

La mineacuteralisation au mois davril

020406080

100Ca++

Mg++

NO3-

Cl-

SO4-

HCO3-

K+

Na+

La mineacuteralisation au mois de mai

0

20

40

60

80

100Ca++

Mg++

NO3-

Cl-

SO4-

HCO3-

K+

Na+

La mineacuteralisation au mois de juin

020406080

100Ca++

Mg++

NO3-

Cl-

SO4-

HCO3-

K+

Na+

La mineacuteralisation au mois de juillet

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54 Altitude de recharge

La composition chimique de leau de pluie est influenceacutee par la

composition de la source de vapeur deau elle peut avoir des similitudes

remarquables avec leau des oceacuteans Par la suite durant le transport de cette vapeur

puis sa condensation sous forme de pluie leau sappauvrit dhabitude en certains

eacuteleacutements au fur et agrave mesure de leacuteloignement de sa source ou senrichit inversement

au contact des poussiegraveres et de polluants atmospheacuteriques

Six effets principaux ont une influence directe sur les laquo signatures

isotopiques de lrsquooxygegravene 18 raquo des pluies et sont la tempeacuterature atmospheacuterique la

continentaliteacute en rapport avec la distance de transfert de la vapeur drsquoeau lrsquoeffet de

masse lrsquoeffet saisonnier et finalement lrsquoeffet drsquoaltitude

Sur base de lrsquoanalyse des teneurs des eaux de pluie en oxygegravene 18 pour une

peacuteriode respectable au niveau des stations hydro-climatologiques de lrsquoABHL les

valeurs des teneurs en oxygegravene 18 sont reporteacutees en correacutelation avec les altitudes

respectives des stations hydro-climatologiques preacuteciteacutees (Figure 16)

Figure 16 Graphique de la droite locale isotopique de la source Ras El Ma

Source Notes DRPE (2009)

Le reacutesultat de la teneur en oxygegravene 18 obtenu agrave partir des analyses des

eaux preacuteleveacutees au niveau de la source Ras El Ma eacutemergeante agrave une altitude de

638 m est de ndash706 permil vs SMOW ce qui prouve que lrsquoaltitude de recharge de la

source est limiteacutee agrave 1223 m et donc la valeur de la tranche de recharge de

lrsquoaquifegravere de Ras El Ma est eacutegale agrave 1223 - 638 = 585 m Crsquoest lrsquoune des tranches

les plus importantes de toute les sources de la Dorsale calcaire du Rif Nord-Ouest

55 Tritium dans lrsquoeau de la source Ras El Ma

Le tritium qui se trouve agrave leacutetat naturel dans latmosphegravere peacutenegravetre dans le

cycle hydrologique par le biais des preacutecipitations Cependant la meacutethode de

datation des eaux par le tritium a eacuteteacute fausseacutee par les apports dus aux

expeacuterimentations thermonucleacuteaires La concentration a montreacute un 1er maximum de

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600 UT en 1954 suivi drsquoun 2egraveme maximum de 460 UT en 1958 et un 3egraveme et plus

grand maximum en 1963 avec une concentration de 3300 UT

Une simple analyse des teneurs en tritium des eaux souterraines drsquoune

source permet drsquoobtenir une estimation sur son acircge (Tableau 7)

Tableau 7 - Interpreacutetation des teneurs en tritium de la source Ras El Ma

Teneurs Interpreacutetation qualitative

lt08 TU Recharge avant 1952

08 a 2 TU Meacutelange entre des eaux anciennes et actuelles

2 agrave 8 TU Eau actuelle lrsquoacircge varie entre 5 et 10 ans

10 agrave 20 TU Reacutesidu drsquoessais thermonucleacuteaires

gt20 TU Recharge entre 1960 et 1970 Source BOULAAcircJOUL Analyse CNESTEN (2009) CLARK amp FRITZ (1997)

La moyenne du 3H sur base des analyses isotopiques reacutealiseacutees sur les

eacutechantillons preacuteleveacutes au niveau de la source Ras El Ma est de 396 UT ce qui

permet de faire une eacutevaluation de lrsquoacircge des eaux de la source et de les placer dans

la gamme drsquoacircges variant entre 5 agrave 10 ans (preacutelegravevements BOULAAcircJOUL Analyse

CNESTEN 2009)

Conclusion

Il est neacutecessaire de faire des traccedilages chimiques pour identifier les limites

de lrsquoaquifegravere et cerner la surface du bassin versant hydrogeacuteologique moyennant

des sondages de reconnaissance Apparemment le reacuteservoir est relativement

important conclusion fondeacutee sur la stabiliteacute de la tempeacuterature de lrsquoeau

lrsquoimportance du volume geacuteologique de lrsquoaquifegravere lrsquoaltitude de recharge par

lrsquooxygegravene 18 et la datation de lrsquoacircge de lrsquoeau par le Tritium

La grande quantiteacute de lrsquoeau disponible et sa bonne qualiteacute prouve que la

source continuerait longtemps agrave reacutepondre aux besoins en eau potable de toute la

ville surtout en peacuteriodes des hautes eaux Mais il faut tout de mecircme une certaine

preacutecaution en cas de pollutions accidentelles ou drsquoeacuteboulements qui deacutetourneraient

des flux des systegravemes annexes de drainage vers drsquoautres exutoires

Pour reacutepondre agrave lrsquoimpeacuteratif de seacutecurisation de lrsquoAEP de la ville de

Chaouen un barrage en terre est en construction sur lrsquooued Moulay Bouchta

affluent de lrsquooued Laou avec une capaciteacute de stockage de 115 M m3 et des apports

moyens annuels au site du barrage de 185 Mm3an

Bibliographie BAKALOWICZ M 1999 - Guide Technique Ndeg3 Connaissance et gestion

des ressources en eaux souterraines dans les reacutegions karstiques CNRS (44 p)

BOULAAJOUL M 2006 - Approche du fonctionnement hydrogeacuteologique

de la Dorsale calcaire par eacutetudes hydrodynamique et geacuteochimique Meacutemoire de

DESA Faculteacute des sciences Teacutetouan (80 p)

Revue AFN Maroc Ndeg 12-14 Juin 2014

22

MANGIN A 1975 - Contribution agrave lrsquoeacutetude hydrodynamique des aquifegraveres

karstiques Thegravese de doctorat egraves sciences naturelles Institut des Sciences de la terre

de lrsquoUniversiteacute de Dijon (571p)

NOLD M et Al 1981 - Geacuteologie de la Dorsale calcaire entre Teacutetouan et

Assifane (Rif interne Maroc) Ministegravere de lrsquoEnergie et des Mines Editions du

service geacuteologique Rabat Maroc (205 p)

Page 17: Hydrogéologie de la source Ras El Ma, Chaouen (Rif

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Figure 13 Distribution des freacutequences de conductiviteacute eacutelectrique des eaux de

Ras El Ma

Source BOULAAcircJOUL analyses 2005

52 Eaux de Ras El Ma (Chaouen) dans le Diagramme de Piper

Figure 14 Les eaux de Ras El Ma (Chaouen) dans le Diagramme de Piper

Source BOULAAcircJOUL preacutelegravevements et analyses 2005

000

005

010

015

020

025

330 350 370 390 410 430 450

Freq

Cond (micros)

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Le diagramme de Piper utilise les eacuteleacutements majeurs pour repreacutesenter les

diffeacuterents faciegraves chimiques Il permet de voir leacutevolution dune eau passant dun

faciegraves agrave un autre gracircce agrave des analyses espaceacutees dans le temps ou des analyses

deacutechantillons pris agrave des endroits diffeacuterents Le diagramme de Piper est tregraves utile

pour repreacutesenter toutes autres sortes de groupes danalyses La localisation des eaux

de la source Ras El Ma (petits triangles) montre que son faciegraves chimique est

bicarbonateacute calcique et magneacutesien (Figure 14)

53 Eaux de Ras El Ma (Chaouen) dans le Diagramme Star

Nous avons repreacutesenteacute les pourcentages des variations mensuelles des ions

majeurs de lrsquoeau de la source Ras EL Ma par la meacutethode Star dans les diagrammes

de la figure 15 pour mieux visualiser les variations temporaires de la

mineacuteralisation de cette source

La mineacuteralisation de lrsquoeau de Ras El Ma agrave valeurs diverses est ainsi fonction

du temps (reacutepartitions temporelle des preacutecipitations) en rapport avec les aquifegraveres

en question pour chaque eacutepisode temporel (Figure 15)

Figure 15ndash La mineacuteralisation de lrsquoeau de la source Ras El Ma

Source BOULAAcircJOUL preacutelegravevements et analyses (Avril-Juillet 2005)

0

20

40

60

80

100Ca++

Mg++

NO3-

Cl-

SO4-

HCO3-

K+

Na+

La mineacuteralisation au mois davril

020406080

100Ca++

Mg++

NO3-

Cl-

SO4-

HCO3-

K+

Na+

La mineacuteralisation au mois de mai

0

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100Ca++

Mg++

NO3-

Cl-

SO4-

HCO3-

K+

Na+

La mineacuteralisation au mois de juin

020406080

100Ca++

Mg++

NO3-

Cl-

SO4-

HCO3-

K+

Na+

La mineacuteralisation au mois de juillet

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54 Altitude de recharge

La composition chimique de leau de pluie est influenceacutee par la

composition de la source de vapeur deau elle peut avoir des similitudes

remarquables avec leau des oceacuteans Par la suite durant le transport de cette vapeur

puis sa condensation sous forme de pluie leau sappauvrit dhabitude en certains

eacuteleacutements au fur et agrave mesure de leacuteloignement de sa source ou senrichit inversement

au contact des poussiegraveres et de polluants atmospheacuteriques

Six effets principaux ont une influence directe sur les laquo signatures

isotopiques de lrsquooxygegravene 18 raquo des pluies et sont la tempeacuterature atmospheacuterique la

continentaliteacute en rapport avec la distance de transfert de la vapeur drsquoeau lrsquoeffet de

masse lrsquoeffet saisonnier et finalement lrsquoeffet drsquoaltitude

Sur base de lrsquoanalyse des teneurs des eaux de pluie en oxygegravene 18 pour une

peacuteriode respectable au niveau des stations hydro-climatologiques de lrsquoABHL les

valeurs des teneurs en oxygegravene 18 sont reporteacutees en correacutelation avec les altitudes

respectives des stations hydro-climatologiques preacuteciteacutees (Figure 16)

Figure 16 Graphique de la droite locale isotopique de la source Ras El Ma

Source Notes DRPE (2009)

Le reacutesultat de la teneur en oxygegravene 18 obtenu agrave partir des analyses des

eaux preacuteleveacutees au niveau de la source Ras El Ma eacutemergeante agrave une altitude de

638 m est de ndash706 permil vs SMOW ce qui prouve que lrsquoaltitude de recharge de la

source est limiteacutee agrave 1223 m et donc la valeur de la tranche de recharge de

lrsquoaquifegravere de Ras El Ma est eacutegale agrave 1223 - 638 = 585 m Crsquoest lrsquoune des tranches

les plus importantes de toute les sources de la Dorsale calcaire du Rif Nord-Ouest

55 Tritium dans lrsquoeau de la source Ras El Ma

Le tritium qui se trouve agrave leacutetat naturel dans latmosphegravere peacutenegravetre dans le

cycle hydrologique par le biais des preacutecipitations Cependant la meacutethode de

datation des eaux par le tritium a eacuteteacute fausseacutee par les apports dus aux

expeacuterimentations thermonucleacuteaires La concentration a montreacute un 1er maximum de

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600 UT en 1954 suivi drsquoun 2egraveme maximum de 460 UT en 1958 et un 3egraveme et plus

grand maximum en 1963 avec une concentration de 3300 UT

Une simple analyse des teneurs en tritium des eaux souterraines drsquoune

source permet drsquoobtenir une estimation sur son acircge (Tableau 7)

Tableau 7 - Interpreacutetation des teneurs en tritium de la source Ras El Ma

Teneurs Interpreacutetation qualitative

lt08 TU Recharge avant 1952

08 a 2 TU Meacutelange entre des eaux anciennes et actuelles

2 agrave 8 TU Eau actuelle lrsquoacircge varie entre 5 et 10 ans

10 agrave 20 TU Reacutesidu drsquoessais thermonucleacuteaires

gt20 TU Recharge entre 1960 et 1970 Source BOULAAcircJOUL Analyse CNESTEN (2009) CLARK amp FRITZ (1997)

La moyenne du 3H sur base des analyses isotopiques reacutealiseacutees sur les

eacutechantillons preacuteleveacutes au niveau de la source Ras El Ma est de 396 UT ce qui

permet de faire une eacutevaluation de lrsquoacircge des eaux de la source et de les placer dans

la gamme drsquoacircges variant entre 5 agrave 10 ans (preacutelegravevements BOULAAcircJOUL Analyse

CNESTEN 2009)

Conclusion

Il est neacutecessaire de faire des traccedilages chimiques pour identifier les limites

de lrsquoaquifegravere et cerner la surface du bassin versant hydrogeacuteologique moyennant

des sondages de reconnaissance Apparemment le reacuteservoir est relativement

important conclusion fondeacutee sur la stabiliteacute de la tempeacuterature de lrsquoeau

lrsquoimportance du volume geacuteologique de lrsquoaquifegravere lrsquoaltitude de recharge par

lrsquooxygegravene 18 et la datation de lrsquoacircge de lrsquoeau par le Tritium

La grande quantiteacute de lrsquoeau disponible et sa bonne qualiteacute prouve que la

source continuerait longtemps agrave reacutepondre aux besoins en eau potable de toute la

ville surtout en peacuteriodes des hautes eaux Mais il faut tout de mecircme une certaine

preacutecaution en cas de pollutions accidentelles ou drsquoeacuteboulements qui deacutetourneraient

des flux des systegravemes annexes de drainage vers drsquoautres exutoires

Pour reacutepondre agrave lrsquoimpeacuteratif de seacutecurisation de lrsquoAEP de la ville de

Chaouen un barrage en terre est en construction sur lrsquooued Moulay Bouchta

affluent de lrsquooued Laou avec une capaciteacute de stockage de 115 M m3 et des apports

moyens annuels au site du barrage de 185 Mm3an

Bibliographie BAKALOWICZ M 1999 - Guide Technique Ndeg3 Connaissance et gestion

des ressources en eaux souterraines dans les reacutegions karstiques CNRS (44 p)

BOULAAJOUL M 2006 - Approche du fonctionnement hydrogeacuteologique

de la Dorsale calcaire par eacutetudes hydrodynamique et geacuteochimique Meacutemoire de

DESA Faculteacute des sciences Teacutetouan (80 p)

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MANGIN A 1975 - Contribution agrave lrsquoeacutetude hydrodynamique des aquifegraveres

karstiques Thegravese de doctorat egraves sciences naturelles Institut des Sciences de la terre

de lrsquoUniversiteacute de Dijon (571p)

NOLD M et Al 1981 - Geacuteologie de la Dorsale calcaire entre Teacutetouan et

Assifane (Rif interne Maroc) Ministegravere de lrsquoEnergie et des Mines Editions du

service geacuteologique Rabat Maroc (205 p)

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Le diagramme de Piper utilise les eacuteleacutements majeurs pour repreacutesenter les

diffeacuterents faciegraves chimiques Il permet de voir leacutevolution dune eau passant dun

faciegraves agrave un autre gracircce agrave des analyses espaceacutees dans le temps ou des analyses

deacutechantillons pris agrave des endroits diffeacuterents Le diagramme de Piper est tregraves utile

pour repreacutesenter toutes autres sortes de groupes danalyses La localisation des eaux

de la source Ras El Ma (petits triangles) montre que son faciegraves chimique est

bicarbonateacute calcique et magneacutesien (Figure 14)

53 Eaux de Ras El Ma (Chaouen) dans le Diagramme Star

Nous avons repreacutesenteacute les pourcentages des variations mensuelles des ions

majeurs de lrsquoeau de la source Ras EL Ma par la meacutethode Star dans les diagrammes

de la figure 15 pour mieux visualiser les variations temporaires de la

mineacuteralisation de cette source

La mineacuteralisation de lrsquoeau de Ras El Ma agrave valeurs diverses est ainsi fonction

du temps (reacutepartitions temporelle des preacutecipitations) en rapport avec les aquifegraveres

en question pour chaque eacutepisode temporel (Figure 15)

Figure 15ndash La mineacuteralisation de lrsquoeau de la source Ras El Ma

Source BOULAAcircJOUL preacutelegravevements et analyses (Avril-Juillet 2005)

0

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100Ca++

Mg++

NO3-

Cl-

SO4-

HCO3-

K+

Na+

La mineacuteralisation au mois davril

020406080

100Ca++

Mg++

NO3-

Cl-

SO4-

HCO3-

K+

Na+

La mineacuteralisation au mois de mai

0

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40

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100Ca++

Mg++

NO3-

Cl-

SO4-

HCO3-

K+

Na+

La mineacuteralisation au mois de juin

020406080

100Ca++

Mg++

NO3-

Cl-

SO4-

HCO3-

K+

Na+

La mineacuteralisation au mois de juillet

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54 Altitude de recharge

La composition chimique de leau de pluie est influenceacutee par la

composition de la source de vapeur deau elle peut avoir des similitudes

remarquables avec leau des oceacuteans Par la suite durant le transport de cette vapeur

puis sa condensation sous forme de pluie leau sappauvrit dhabitude en certains

eacuteleacutements au fur et agrave mesure de leacuteloignement de sa source ou senrichit inversement

au contact des poussiegraveres et de polluants atmospheacuteriques

Six effets principaux ont une influence directe sur les laquo signatures

isotopiques de lrsquooxygegravene 18 raquo des pluies et sont la tempeacuterature atmospheacuterique la

continentaliteacute en rapport avec la distance de transfert de la vapeur drsquoeau lrsquoeffet de

masse lrsquoeffet saisonnier et finalement lrsquoeffet drsquoaltitude

Sur base de lrsquoanalyse des teneurs des eaux de pluie en oxygegravene 18 pour une

peacuteriode respectable au niveau des stations hydro-climatologiques de lrsquoABHL les

valeurs des teneurs en oxygegravene 18 sont reporteacutees en correacutelation avec les altitudes

respectives des stations hydro-climatologiques preacuteciteacutees (Figure 16)

Figure 16 Graphique de la droite locale isotopique de la source Ras El Ma

Source Notes DRPE (2009)

Le reacutesultat de la teneur en oxygegravene 18 obtenu agrave partir des analyses des

eaux preacuteleveacutees au niveau de la source Ras El Ma eacutemergeante agrave une altitude de

638 m est de ndash706 permil vs SMOW ce qui prouve que lrsquoaltitude de recharge de la

source est limiteacutee agrave 1223 m et donc la valeur de la tranche de recharge de

lrsquoaquifegravere de Ras El Ma est eacutegale agrave 1223 - 638 = 585 m Crsquoest lrsquoune des tranches

les plus importantes de toute les sources de la Dorsale calcaire du Rif Nord-Ouest

55 Tritium dans lrsquoeau de la source Ras El Ma

Le tritium qui se trouve agrave leacutetat naturel dans latmosphegravere peacutenegravetre dans le

cycle hydrologique par le biais des preacutecipitations Cependant la meacutethode de

datation des eaux par le tritium a eacuteteacute fausseacutee par les apports dus aux

expeacuterimentations thermonucleacuteaires La concentration a montreacute un 1er maximum de

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600 UT en 1954 suivi drsquoun 2egraveme maximum de 460 UT en 1958 et un 3egraveme et plus

grand maximum en 1963 avec une concentration de 3300 UT

Une simple analyse des teneurs en tritium des eaux souterraines drsquoune

source permet drsquoobtenir une estimation sur son acircge (Tableau 7)

Tableau 7 - Interpreacutetation des teneurs en tritium de la source Ras El Ma

Teneurs Interpreacutetation qualitative

lt08 TU Recharge avant 1952

08 a 2 TU Meacutelange entre des eaux anciennes et actuelles

2 agrave 8 TU Eau actuelle lrsquoacircge varie entre 5 et 10 ans

10 agrave 20 TU Reacutesidu drsquoessais thermonucleacuteaires

gt20 TU Recharge entre 1960 et 1970 Source BOULAAcircJOUL Analyse CNESTEN (2009) CLARK amp FRITZ (1997)

La moyenne du 3H sur base des analyses isotopiques reacutealiseacutees sur les

eacutechantillons preacuteleveacutes au niveau de la source Ras El Ma est de 396 UT ce qui

permet de faire une eacutevaluation de lrsquoacircge des eaux de la source et de les placer dans

la gamme drsquoacircges variant entre 5 agrave 10 ans (preacutelegravevements BOULAAcircJOUL Analyse

CNESTEN 2009)

Conclusion

Il est neacutecessaire de faire des traccedilages chimiques pour identifier les limites

de lrsquoaquifegravere et cerner la surface du bassin versant hydrogeacuteologique moyennant

des sondages de reconnaissance Apparemment le reacuteservoir est relativement

important conclusion fondeacutee sur la stabiliteacute de la tempeacuterature de lrsquoeau

lrsquoimportance du volume geacuteologique de lrsquoaquifegravere lrsquoaltitude de recharge par

lrsquooxygegravene 18 et la datation de lrsquoacircge de lrsquoeau par le Tritium

La grande quantiteacute de lrsquoeau disponible et sa bonne qualiteacute prouve que la

source continuerait longtemps agrave reacutepondre aux besoins en eau potable de toute la

ville surtout en peacuteriodes des hautes eaux Mais il faut tout de mecircme une certaine

preacutecaution en cas de pollutions accidentelles ou drsquoeacuteboulements qui deacutetourneraient

des flux des systegravemes annexes de drainage vers drsquoautres exutoires

Pour reacutepondre agrave lrsquoimpeacuteratif de seacutecurisation de lrsquoAEP de la ville de

Chaouen un barrage en terre est en construction sur lrsquooued Moulay Bouchta

affluent de lrsquooued Laou avec une capaciteacute de stockage de 115 M m3 et des apports

moyens annuels au site du barrage de 185 Mm3an

Bibliographie BAKALOWICZ M 1999 - Guide Technique Ndeg3 Connaissance et gestion

des ressources en eaux souterraines dans les reacutegions karstiques CNRS (44 p)

BOULAAJOUL M 2006 - Approche du fonctionnement hydrogeacuteologique

de la Dorsale calcaire par eacutetudes hydrodynamique et geacuteochimique Meacutemoire de

DESA Faculteacute des sciences Teacutetouan (80 p)

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MANGIN A 1975 - Contribution agrave lrsquoeacutetude hydrodynamique des aquifegraveres

karstiques Thegravese de doctorat egraves sciences naturelles Institut des Sciences de la terre

de lrsquoUniversiteacute de Dijon (571p)

NOLD M et Al 1981 - Geacuteologie de la Dorsale calcaire entre Teacutetouan et

Assifane (Rif interne Maroc) Ministegravere de lrsquoEnergie et des Mines Editions du

service geacuteologique Rabat Maroc (205 p)

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54 Altitude de recharge

La composition chimique de leau de pluie est influenceacutee par la

composition de la source de vapeur deau elle peut avoir des similitudes

remarquables avec leau des oceacuteans Par la suite durant le transport de cette vapeur

puis sa condensation sous forme de pluie leau sappauvrit dhabitude en certains

eacuteleacutements au fur et agrave mesure de leacuteloignement de sa source ou senrichit inversement

au contact des poussiegraveres et de polluants atmospheacuteriques

Six effets principaux ont une influence directe sur les laquo signatures

isotopiques de lrsquooxygegravene 18 raquo des pluies et sont la tempeacuterature atmospheacuterique la

continentaliteacute en rapport avec la distance de transfert de la vapeur drsquoeau lrsquoeffet de

masse lrsquoeffet saisonnier et finalement lrsquoeffet drsquoaltitude

Sur base de lrsquoanalyse des teneurs des eaux de pluie en oxygegravene 18 pour une

peacuteriode respectable au niveau des stations hydro-climatologiques de lrsquoABHL les

valeurs des teneurs en oxygegravene 18 sont reporteacutees en correacutelation avec les altitudes

respectives des stations hydro-climatologiques preacuteciteacutees (Figure 16)

Figure 16 Graphique de la droite locale isotopique de la source Ras El Ma

Source Notes DRPE (2009)

Le reacutesultat de la teneur en oxygegravene 18 obtenu agrave partir des analyses des

eaux preacuteleveacutees au niveau de la source Ras El Ma eacutemergeante agrave une altitude de

638 m est de ndash706 permil vs SMOW ce qui prouve que lrsquoaltitude de recharge de la

source est limiteacutee agrave 1223 m et donc la valeur de la tranche de recharge de

lrsquoaquifegravere de Ras El Ma est eacutegale agrave 1223 - 638 = 585 m Crsquoest lrsquoune des tranches

les plus importantes de toute les sources de la Dorsale calcaire du Rif Nord-Ouest

55 Tritium dans lrsquoeau de la source Ras El Ma

Le tritium qui se trouve agrave leacutetat naturel dans latmosphegravere peacutenegravetre dans le

cycle hydrologique par le biais des preacutecipitations Cependant la meacutethode de

datation des eaux par le tritium a eacuteteacute fausseacutee par les apports dus aux

expeacuterimentations thermonucleacuteaires La concentration a montreacute un 1er maximum de

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600 UT en 1954 suivi drsquoun 2egraveme maximum de 460 UT en 1958 et un 3egraveme et plus

grand maximum en 1963 avec une concentration de 3300 UT

Une simple analyse des teneurs en tritium des eaux souterraines drsquoune

source permet drsquoobtenir une estimation sur son acircge (Tableau 7)

Tableau 7 - Interpreacutetation des teneurs en tritium de la source Ras El Ma

Teneurs Interpreacutetation qualitative

lt08 TU Recharge avant 1952

08 a 2 TU Meacutelange entre des eaux anciennes et actuelles

2 agrave 8 TU Eau actuelle lrsquoacircge varie entre 5 et 10 ans

10 agrave 20 TU Reacutesidu drsquoessais thermonucleacuteaires

gt20 TU Recharge entre 1960 et 1970 Source BOULAAcircJOUL Analyse CNESTEN (2009) CLARK amp FRITZ (1997)

La moyenne du 3H sur base des analyses isotopiques reacutealiseacutees sur les

eacutechantillons preacuteleveacutes au niveau de la source Ras El Ma est de 396 UT ce qui

permet de faire une eacutevaluation de lrsquoacircge des eaux de la source et de les placer dans

la gamme drsquoacircges variant entre 5 agrave 10 ans (preacutelegravevements BOULAAcircJOUL Analyse

CNESTEN 2009)

Conclusion

Il est neacutecessaire de faire des traccedilages chimiques pour identifier les limites

de lrsquoaquifegravere et cerner la surface du bassin versant hydrogeacuteologique moyennant

des sondages de reconnaissance Apparemment le reacuteservoir est relativement

important conclusion fondeacutee sur la stabiliteacute de la tempeacuterature de lrsquoeau

lrsquoimportance du volume geacuteologique de lrsquoaquifegravere lrsquoaltitude de recharge par

lrsquooxygegravene 18 et la datation de lrsquoacircge de lrsquoeau par le Tritium

La grande quantiteacute de lrsquoeau disponible et sa bonne qualiteacute prouve que la

source continuerait longtemps agrave reacutepondre aux besoins en eau potable de toute la

ville surtout en peacuteriodes des hautes eaux Mais il faut tout de mecircme une certaine

preacutecaution en cas de pollutions accidentelles ou drsquoeacuteboulements qui deacutetourneraient

des flux des systegravemes annexes de drainage vers drsquoautres exutoires

Pour reacutepondre agrave lrsquoimpeacuteratif de seacutecurisation de lrsquoAEP de la ville de

Chaouen un barrage en terre est en construction sur lrsquooued Moulay Bouchta

affluent de lrsquooued Laou avec une capaciteacute de stockage de 115 M m3 et des apports

moyens annuels au site du barrage de 185 Mm3an

Bibliographie BAKALOWICZ M 1999 - Guide Technique Ndeg3 Connaissance et gestion

des ressources en eaux souterraines dans les reacutegions karstiques CNRS (44 p)

BOULAAJOUL M 2006 - Approche du fonctionnement hydrogeacuteologique

de la Dorsale calcaire par eacutetudes hydrodynamique et geacuteochimique Meacutemoire de

DESA Faculteacute des sciences Teacutetouan (80 p)

Revue AFN Maroc Ndeg 12-14 Juin 2014

22

MANGIN A 1975 - Contribution agrave lrsquoeacutetude hydrodynamique des aquifegraveres

karstiques Thegravese de doctorat egraves sciences naturelles Institut des Sciences de la terre

de lrsquoUniversiteacute de Dijon (571p)

NOLD M et Al 1981 - Geacuteologie de la Dorsale calcaire entre Teacutetouan et

Assifane (Rif interne Maroc) Ministegravere de lrsquoEnergie et des Mines Editions du

service geacuteologique Rabat Maroc (205 p)

Page 20: Hydrogéologie de la source Ras El Ma, Chaouen (Rif

Revue AFN Maroc Ndeg 12-14 Juin 2014

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600 UT en 1954 suivi drsquoun 2egraveme maximum de 460 UT en 1958 et un 3egraveme et plus

grand maximum en 1963 avec une concentration de 3300 UT

Une simple analyse des teneurs en tritium des eaux souterraines drsquoune

source permet drsquoobtenir une estimation sur son acircge (Tableau 7)

Tableau 7 - Interpreacutetation des teneurs en tritium de la source Ras El Ma

Teneurs Interpreacutetation qualitative

lt08 TU Recharge avant 1952

08 a 2 TU Meacutelange entre des eaux anciennes et actuelles

2 agrave 8 TU Eau actuelle lrsquoacircge varie entre 5 et 10 ans

10 agrave 20 TU Reacutesidu drsquoessais thermonucleacuteaires

gt20 TU Recharge entre 1960 et 1970 Source BOULAAcircJOUL Analyse CNESTEN (2009) CLARK amp FRITZ (1997)

La moyenne du 3H sur base des analyses isotopiques reacutealiseacutees sur les

eacutechantillons preacuteleveacutes au niveau de la source Ras El Ma est de 396 UT ce qui

permet de faire une eacutevaluation de lrsquoacircge des eaux de la source et de les placer dans

la gamme drsquoacircges variant entre 5 agrave 10 ans (preacutelegravevements BOULAAcircJOUL Analyse

CNESTEN 2009)

Conclusion

Il est neacutecessaire de faire des traccedilages chimiques pour identifier les limites

de lrsquoaquifegravere et cerner la surface du bassin versant hydrogeacuteologique moyennant

des sondages de reconnaissance Apparemment le reacuteservoir est relativement

important conclusion fondeacutee sur la stabiliteacute de la tempeacuterature de lrsquoeau

lrsquoimportance du volume geacuteologique de lrsquoaquifegravere lrsquoaltitude de recharge par

lrsquooxygegravene 18 et la datation de lrsquoacircge de lrsquoeau par le Tritium

La grande quantiteacute de lrsquoeau disponible et sa bonne qualiteacute prouve que la

source continuerait longtemps agrave reacutepondre aux besoins en eau potable de toute la

ville surtout en peacuteriodes des hautes eaux Mais il faut tout de mecircme une certaine

preacutecaution en cas de pollutions accidentelles ou drsquoeacuteboulements qui deacutetourneraient

des flux des systegravemes annexes de drainage vers drsquoautres exutoires

Pour reacutepondre agrave lrsquoimpeacuteratif de seacutecurisation de lrsquoAEP de la ville de

Chaouen un barrage en terre est en construction sur lrsquooued Moulay Bouchta

affluent de lrsquooued Laou avec une capaciteacute de stockage de 115 M m3 et des apports

moyens annuels au site du barrage de 185 Mm3an

Bibliographie BAKALOWICZ M 1999 - Guide Technique Ndeg3 Connaissance et gestion

des ressources en eaux souterraines dans les reacutegions karstiques CNRS (44 p)

BOULAAJOUL M 2006 - Approche du fonctionnement hydrogeacuteologique

de la Dorsale calcaire par eacutetudes hydrodynamique et geacuteochimique Meacutemoire de

DESA Faculteacute des sciences Teacutetouan (80 p)

Revue AFN Maroc Ndeg 12-14 Juin 2014

22

MANGIN A 1975 - Contribution agrave lrsquoeacutetude hydrodynamique des aquifegraveres

karstiques Thegravese de doctorat egraves sciences naturelles Institut des Sciences de la terre

de lrsquoUniversiteacute de Dijon (571p)

NOLD M et Al 1981 - Geacuteologie de la Dorsale calcaire entre Teacutetouan et

Assifane (Rif interne Maroc) Ministegravere de lrsquoEnergie et des Mines Editions du

service geacuteologique Rabat Maroc (205 p)

Page 21: Hydrogéologie de la source Ras El Ma, Chaouen (Rif

Revue AFN Maroc Ndeg 12-14 Juin 2014

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MANGIN A 1975 - Contribution agrave lrsquoeacutetude hydrodynamique des aquifegraveres

karstiques Thegravese de doctorat egraves sciences naturelles Institut des Sciences de la terre

de lrsquoUniversiteacute de Dijon (571p)

NOLD M et Al 1981 - Geacuteologie de la Dorsale calcaire entre Teacutetouan et

Assifane (Rif interne Maroc) Ministegravere de lrsquoEnergie et des Mines Editions du

service geacuteologique Rabat Maroc (205 p)