Modélisation de la nappe de Chaouia Côtière

First International Conference on Saltwater Intrusion and Costal AquifersMonitoring, Modeling, and Management. Essaouira, Morocco, April 23-25, 2001
Modélisation de la nappe de Chaouia Côtière ( Maroc )
A. ZEROUALI* , L .LAKFIFI**, A . LARABI*, A . AMEZIANE **
*LIMEN, Ecole Mohammadia d’ingénieurs ,Rabat ,Maroc
**Direction de la Recherche et de la Planification de l’eau ( DRPE ),Rabat
RESUME
La modélisation hydrodynamique de la nappe par le code Modflow a permis de
comprendre le fonctionnement hydrodynamique de l’aquifère, en estimant les
échanges latéraux de la nappe avec l’océan et l’oued Oum Er Rbia. Ainsi le calage du
modèle mathématique en régime permanent sur l’état piézomètrique de1949 a permis
d’affiner la distribution spatiale de la perméabilité sur l’ensemble du domaine et de
dresser le bilan de la nappe en régime permanent. Le calage du modèle en régime
transitoire a permis d’affiner la distribution spatiale du coefficient d’emmagasinement
de l’aquifère. Le bilan issu de ce calage a mis en évidence des entrées d’eau de mer et
de l’Oued Oum Er Rbia. Le déstockage enregistré est de l’ordre de 2,5Mm3/an. La
recharge artificielle de la nappe dans la zone de Tnine Chtouka – Azemmour avec un
débit d’injection de 200 l/s est capable d’inverser le gradient hydraulique et donc de
faire reculer le biseau salé dans cette zone.
Mots clés : Chaouia côtière, hydrogéologie, surexploitation de la nappe, modélisation,
régime permanent - transitoire, biseau salé.
INTRODUCTION
La Chaouia côtière, située entre les villes de Casablanca et Azemmour est une plaine
subatlantique qui s’est développée en bordure de l’océan atlantique (Fig.1). D’une
superficie totale de 1200 km², cette plaine est limitée par l’Océan atlantique au Nord,
la zone d’affleurements schisteux au Sud, l’Oued Bouskoura à l’Est, l’Oued Oum-ErRbia à l’Ouest. Elle est comptée parmi les principaux aquifères des plaines
subatlantiques. Cette plaine est dépourvue de cours d’eau pérennes et l’apport des
Oueds Wawra et Merzeg qui la traversent n’est apparent qu’en période de crues.
Ainsi, la seule ressource en eau disponible sur place, provient des eaux souterraines
peu profondes. Cette disposition favorable à l’irrigation par pompage a été l’un des
atouts majeurs du développement des cultures. Par ailleurs, le développement des
pompages a engendré la surexploitation de la nappe, son dénoyage par endroits et par
conséquent l’avancée, a un rythme très accéléré, du biseau salé.
CONTEXTE HYDRO-CLIMATOLOGIQUE GENERAL
Le climat de la Chaouia côtière est du type semi-aride à influence océanique. La
pluviométrie moyenne annuelle est de 400 mm (300 mm à Azemmour et 500 mm à
Casablanca). La température moyenne est de 25°C (40°C en été et 10°C en hiver). Les
Oueds Merzeg et Wawra qui traversent la plaine sur toute sa largeur, sont de faible
importance, leur écoulement n’est possible que pendant de courtes durées et en
périodes des crues.
Les oueds Oum Er Rbia et Bousskoura, qui constituent respectivement les limites
Ouest et Est de la nappe, ne contribuent pas à son alimentation, l’oued Oum Er Rbia
draine la nappe aux points topographiquement bas à la faveurs de sources.
220000
230000
240000
250000
260000
270000
280000
290000
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N
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Chaouia côtière : Situation géographique
Fig.1
W
E
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S
Casablanca
O. Bou Skoura
Dar Bouazza
330000
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Médiouna
#
#
Soualem Trifia
#
S.
10
9
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300000
15
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300000
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310000
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#
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#
7
30
S. 114
S. 1
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320000
330000
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#
290000
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S.Saîd
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10
0
10 Kilometers
280000
280000
220000
230000
240000
250000
260000
270000
280000
290000
300000
310000
CONTEXTE GEOLOGIQUE
Les terrains paléozoïques (schistes grès et quartzites) plissés et tectonisés sont
recouverts en discordance par les formations Mésozoïques et Cénozoïques
subtabulaires, elles mêmes recouvertes par des dépôts quaternaires. Du point de vue
géologique, la région peut être divisée en deux unités différentes :
- la zone d’Azemmour-Tnine Chtouka, où le Paléozoïque est recouvert par les marnocalcaires du Cénomanien.
- La zone de Tnine Chtouka-Casablanca où le Paléozoïque est recouvert par les sables
dunaires consolidés, calcarénites et calcaires gréseux du Pliocène. Le Quaternaire est
constitué d’un recouvrement pelliculaire de conglomérats limons et sables argileux.
A l’exception de la tectonique ayant intéressé le socle Paléozoïque, aucun accident
postérieur n’est à signaler.
CONTEXTE HYDROGEOLOGIQUE
Dans les formations Primaires, la circulation de l’eau est restreinte aux zones
fracturées ou altérées, sur des épaisseurs variant de 10 à 20 m, avec de faibles
productivités. Des bancs de quartzites fissurés, en intercalation dans les schistes,
peuvent aussi être le siège d’une circulation d’eau.
Dans les formations Cénomaniennes, constituées par une série marno-calcaire, ces
formations affleurent en bordure de l’Oued Oum Er Rbia. D’une épaisseur variable
pouvant atteindre 60 m, leur productivité dépend de l’épaisseur des bancs calcaires.
Les formations Plio-quatrenaires sont représentées par deux faciès principaux :
- Les dunes consolidés de 10 m d’épaisseur environ, présentes dans la bande littorale
sur une largeur de 2 à 3 km.
- Les grès calcaires lumachelliques de 4 à 20 m d’épaisseur. Ces formations sont
omniprésentes
Les principales caractéristiques hydrogéologiques de la nappe de la Chaouia côtières
sont récapitulées dans le tableau 1.
2
Aquifère
Marno-calcaire
Cénomanien
Sable Dunaire
et calcarénites
Plioquaternaire
Calcaire et grés
Schistes alterés
Primaire
Recharge
Substratum Epaisseur saturée (m) Profondeur (m)
T ( m²/s)
-4
-3
Pluies
Schistes
10 à 20
20 à 40
510 à 10
Pluies
Schistes
10 à 15
<10
10 à 10
Pluies
Schistes
5 à 15
15 à 25
10 à 10
S
9%
-3
-4
6%
-5
-3
4%
Tableau 1 : caractéristiques hydrogéologiques de la nappe de la Chaouia côtière :
T est la transmissivité et S est le coefficient d’emmagasinement [2]
Le sens de l’écoulement de la nappe se fait généralement du Sud-Est vers le NordOuest, sauf au droit de Tnine Chtouka où il change de direction pour s’orienter vers
l’oued Oum Er Rbia. Entre les centres de Tnine Chtouka et Bir Jdid, la surface
piézométrique est plate, présentant un espacement constant et un gradient hydraulique
faible (1%). Entre Bir Jdid et Bouskoura, le gradient est de l’ordre de 3%. Cette
différence du gradient hydraulique d’une zone à l’autre est due principalement à la
variation de la perméabilité.
SALINITE DES EAUX DE LA NAPPE
La carte de la de salinité de la nappe (juillet 1995) [2] montre une concentration
excessive de l’eau dans la bande côtière, ayant dépassée 6g/l à l’Ouest de la plaine
(Tnin Chtouka - Azemmour), au Nord de Bir Jdid et à l’Ouest de l’oued Merzeg, alors
qu’elle n’excédait pas dans ces lieux 3 g/l en 1971. Cette augmentation de la salinité
est due à l’appel du biseau salé suite à la multiplication des pompages et la réduction
des apports à la nappe ce qui a entraîné l’abandon de plusieurs puits au début de
l’année 1990. En dehors de la bande côtière, la salinité de l’eau a atteint 2.5 g/l entre
Tnine Chtouka et Azemmour contre 1.5 g/l en 1971 et 4 g/l entre Tnine Chtouka et
Casablanca contre 3 g/l en 1971.
ETAT D’EXPLOITATION DE LA NAPPE
L’intensification de l’exploitation de la nappe, conjuguée à la sécheresse, a entraîné :
- une baisse du plan d’eau atteignant 20 m par endroits, avec une baisse moyenne de
60 cm par an.
- un dénoyage total des calcarénites dans certains secteurs où l’aquifère est réduit
uniquement à la partie altérée des schistes.
- l’avancée de l’isopièze zéro à environ 2 km à l’intérieur de la plaine.
- la dégradation de la qualité de l’eau avec des salinités pouvant atteindre 10 g/l
notamment dans la bande côtière.
Cette situation a été confirmée par l’enquête menée par la DRPE en 1995 qui a montré
que sur les 1083 puits enquêtés durant les mois de Juin et Juillet 1995, 592 puits ont
été totalement abandonnés et leurs moyens d’exhaure enlevés. Parmi ces derniers, 96
(16%) d’entre eux ne sont plus opérationnels à cause de leur assèchement. Le reste
(84 %) a été abandonné à cause de la forte salinité de l’eau pompée dépassant 3 g/l,
seuil tolérable en agriculture. Les résultats de l’enquête ont permis également de
constater que 54 puits seulement captent les niveaux Plio-quaternaires et
Cénomaniens (5 %), alors que 1092 représentant 95 % captent les schistes altérés. Ce
constat montre clairement le degré de dénoyage des formations sus-jacentes, ce qui
accule les agriculteurs à se rabattre sur le niveau potentiel restant formé des schistes
altérés.
3
Les volumes d’eau prélevés à partir des eaux souterraines ont été estimés à 1100 l/s,
soit un volume total annuel de 34.70 Mm3/an [2], (1000 l/s pour l’irrigation et 100 l/s
pour l’alimentation en eau potable des populations et l’abreuvement du cheptel). Il a
été constaté que malgré la réalisation de certains puits en 1950, leur utilisation
effective à des fins agricoles n’a démarré qu’en 1971. Ainsi, sur les 1083 puits visités,
70 % ont été réalisés et équipés en motopompes entre 1980 et 1990. D’autre part, la
fréquence des pompages opérés est souvent inférieure à 15 mn/jour à cause des
baisses rapides des niveaux d’eau.
Avant 1971 le bilan était équilibré et les prélèvements modérés par rapport à la
recharge moyenne [3]. Par contre le bilan de 1995 (Total des entrées: 35 Mm3, Total
des sorties: 48 Mm3) montre un déficit relativement important de 13 Mm3, corollaire
d’une exploitation abusive de la nappe et d’un déficit pluviométrique d’environ 225
mm/an. Les prélèvements, évalués d’après l’enquête à 34.70 Mm3 par an [2],
constituent la fraction la plus significative au niveau des sorties, suivis des pertes
d’eau vers la mer (8 Mm3/an) et de l’évaporation directe (5 Mm3/an).
MODELISATION DE LA NAPPE EN REGIME PERMANENT ET BILAN
La modélisation hydrodynamique de l’aquifère de la Chaouia côtière est réalisée par
l’application du code MODFLOW [4]. La discrétisation du domaine est composée de
71 colonnes et 24 lignes, soient 1704 mailles carrées régulières de 1000 m de côté,
dont 1210 mailles sont actives (Fig.2). La dimension des mailles a été choisie en
tenant compte de la densité et de la variabilité des données disponibles .
220000
230000
240000
250000
260000
270000
280000
290000
300000
310000
N
340000
W
Fig. 2
E
MODELISATION EN REGIME PERMANENT
Maillage de la zone d'étude
340000
S
Casablanca
O. Bou Skoura
Dar Bouazza
330000
#
Médiouna
#
#
#
Soualem Trifia
7
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Berrechid
Rb
300000
10
9
Bir Jdid
ia
P. 13
S.
Er
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5
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Haouzia
S.
O.O
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#
Od. Harriz
P. 7
#
P.
#
Nouacer
#
#
320000
Bouskoura
#
310000
300000
330000
S. 114
30
S. 1
O.Merzeg
TIQ
AN
ATL
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awr
O.w
EAN
OC
320000
UE
Rhnimiyne
Chtouka
#
#
Azemmour
#
290000
10
0
S.Saîd
M'achou
290000
10 Kilometers
280000
280000
220000
230000
240000
250000
260000
270000
280000
290000
300000
310000
les conditions aux limites adoptées dans la conception du modèle sont : potentiel
imposé constant égal à zéro le long de l’océan ; potentiel imposé constant le long de la
limite Ouest constituée par l’Oued Oum Er Rbia et le long de la limite de la nappe
avec la nappe de Berrchid au Sud. Une limite à flux nul a été imposée au niveau de la
ligne du courant reliant la limite amont à l’oued Oum Er Rbia et au niveau des
affleurements des schistes primaires le long de l’Oued Bouskoura à l’Est.
La distribution des perméabilités est représenté au tableau 2.
4
Secteur
Aval de bir Jdid
Est Tnine Chtouka
Ouest Tnine Chtouka
Frange côtère
Minimum
6, 10-6
2, 10-6
2, 10-6
4, 10-6
Maximum
6, 10-3
2, 10-4
7, 10-4
2, 10-3
Moyenne
10-3
4, 10-5
2, 10-4
6, 10-4
Tableau 2 : Distribution des perméabilité (m/s) par secteur[2]
L’alimentation naturelle de la nappe est évaluée à 52.6 Mm 3/an pour un coefficient
d’infiltration estimés à 15% pour les affleurements Plio-quaternaires dominants et 8%
pour le reste des terrains.
L’évaporation directe est considérée non nulle lorsque la profondeur de la nappe est
inférieure à 10 m [4]. Pour chaque maille du modèle l’évaporation ne peut dépasser
une valeur maximale. Dans le présent modèle, cette valeur maximale est estimée à une
fraction de l’évaporation du bac suivant la formule empirique proposée par Breil [2] :
E(mm) = B(mm)/2h
Où, B est l’évaporation (en mm) du bac et h est la profondeur (en m) de la nappe.
Les valeurs obtenues présentent cependant une représentativité limitée puisque, ne
disposant pas de mesures de l’évaporation du bac, nous avons approché cette grandeur
par l’évaporation potentielle mesurée par Piche à la station de Casablanca, soit 970
mm/an.
Les deux sources situées aux mailles (3,69) et (13,63) sont simulées sous formes de
drains dont les conductances sont respectivement 2.6*10-3 et 1.4*10-3 (m²/s).
Les prélèvements par pompages sont supposés nuls en régime permanent (état
piézomètrique de1949).
Calage du modèle
L’état de référence retenu pour caler le modèle en régime permanent est la
piézométrie de 1949 correspondant à l’état avant le début des pompages. La carte
(Fig. 3) montre la distribution de la perméabilité obtenue à l’issue du calage. On
distingue principalement quatre zones :
• à l’Ouest de Tnine Chtouka où la nappe circule dans les calcaires et les dolomies
du Cénomanien, la perméabilité varie entre 10-4 et 2.5*10-4 m/s.
• à l’Est de Tnine Chtouka où la nappe circule dans les schistes, la perméabilité
varie entre 2.*10-5 et 7.*10-5 m/s, avec 4*10-5 m/s comme valeur prépondérante.
• le long de la bande côtière, elle est en général de l’ordre de 10-4 m/s, ce qui est
légèrement inférieur à l’ordre des perméabilités mesurées.
• au voisinage de l’Oued Oum Er Rbia, la perméabilité est faible, allant de10-5-10-6
m/s (les dépôts d’alluvions limoneux peuvent expliquer ces faibles valeurs).
5
220000
230000
240000
250000
260000
270000
280000
290000
300000
310000
N
340000
Fig.3
MODELISATION EN REGIME PERMANENT
carte de perméabilité
W
E
340000
S
Casablanca
O. Bou Skoura
Dar Bouazza
330000
330000
Médiouna
#
320000
#
Bouskoura
#
P. 7
s. 114
awra
O.w
N
EA
OC
320000
O.Merzeg
TI Q
AN
ATL
#
UE
Derroura
#
#
#
310000
LEGEND
310000
#
Nouacer
Perméabilitée en m/s
Soualem Trifia
#
Od. Harriz
8E-6
Berrechid1 E - 6
P. 7
#
Haouzia
09
3E-5
Rhnimiyne
Chtouka
300000
1
S.
Rb
ia
1E-5
Bir Jdid
5
Er
11
O. O
um
s.
300000
4E-5
#
7E-5
Azemmour
290000
#
10
0
S.Saîd
M'achou
290000
2E-5
2.5 E - 4
10 Kilometers
280000
280000
220000
230000
240000
250000
260000
270000
280000
290000
300000
310000
La figure 4 illustre la superposition de la piézomètrie calculée par le modèle avec
celle observée en 1949 et montre un calage satisfaisant.
220000
230000
240000
250000
260000
270000
280000
290000
300000
310000
N
CALAGE EN REGIME PERMANENT (1949 )
Piézométrie obsérvée et calculée
20
330000
#
TI
AN
QU
E
30
S. 1
100
80
120
Médiouna
#
#
140
#
160
#
330000
Derroura
#
#
Nouacer
#
320000
Bouskoura
S. 114
wra
O.wa
O
AN
CE
A TL
40
O.Merzeg
320000
60
340000
E
S
O. Bou Skoura
Dar Bouazza
W
Casablanca
7
Fig.4
P.
340000
310000
310000
Soualem Trifia
#
P. 8
#
Haouzia
Bir Jdid
P.
1
S.
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10
9
11
5
Berrechid
S.
O. O
um
E
300000
Od. Harriz
bia
300000
3
Rhnimiyne
Chtouka
#
Azemmour
290000
LEGENDE
#
10
0
S.Saîd
M'achou
290000
isopièze observée
isopièze calculée
10 Kilometers
280000
280000
220000
230000
240000
250000
260000
270000
280000
290000
300000
310000
Ce calage du modèle en régime permanent a permis la reconstitution du bilan global
de la nappe par évaluation de ses différentes composantes (tableau 3).
6
Volumes en Mm3/an
Termes du bilan
Recharge par précipitation
52,42
Entrées
Alimentation par la nappe
6,16
de Berrchid
Total
58,58
Perte vers l'ocean
48,95
Sortie vers l'Oued Oum
1,58
Er Rbia
Sortie
Evaporation
7,48
Drainage par les sources
0,53
Total
58,54
Entrée - Sortie
0,04
Erreur %
0,068
Tableau 3 : Bilan hydrique calculé en régime permanent
Le bilan obtenu par le modèle est comparable avec celui de la synthèse
hydrogéologique de 1949 [2].
MODELISATION EN REGIME TRANSITOIRE
Cette partie, consacrée au modèle en régime transitoire représente une continuité au
calage en régime permanent. L’objectif principal de cette étape de la modélisation
hydrodynamique est le calage du coefficient d’emmagasinement et l’homogénéisation
des données du système hydraulique en régime transitoire.
Les pompages n’ayant commencé à se développer qu’a partir de 1960 [2], ce qui
laisse supposer que la piézométrie de 1949 s’est maintenue jusqu’à cette date.
La phase de simulation est considérée de 1961 à 2000. L’absence de données
consistantes nous a conduit à subdiviser cette phase en 8 périodes avec un pas de
temps de 5 ans. La distribution de la porosité efficace a été obtenue à partir des
données disponibles variant entre 0,13 à 7 %, qui est adoptée au cours des phases de
calage.
Pour calculer la recharge de chaque période, deux coefficients d’infiltration sont
utilisés :15% pour les affleurements Plio-quaternaires et 8% pour les affleurement des
schistes et quartzites et le long des oueds Houara et Bouskoura, et particulièrement
pour les limons rouges superficielles en amont. Le tableau 4 donne le taux de recharge
pour chaque période .
Période
Recharge
(Mm3/an)
1
65,22
2
60,32
3
63,92
4
60,25
5
34,46
6
48,44
7
44,45
8
46
Tableau 4 : Recharge de la nappe en Mm3/an par période
Les pompages, entre 1961 et 1980, sont concentrés surtout entre Bir jdid et
Casablanca, alors qu’entre 1980 et 2000 il y a eu migration progressive des pompages
vers l’Ouest, en se concentrant entre Tnine Chtouka et Azemmour, et diminution du
débit global prélevé du fait de la régression des pompages à cause de l’assèchement et
de la salinité. Le tableau 5 donne les prélèvements par périodes.
7
Période
Prélèvement
Mm3/an
1
2
3
4
5
6
7
8
16,38
32,83
51,69
41,63
42,26
30,91
34,37
34,50
Tableau 5 : Prélèvement par périodes en Mm3/an
Le calage est basé sur le suivi piézométrique disponible au niveau de 5 points
d’observation choisis pour leurs séries longues parmi le réseau de contrôle existant
(Fig. 5 ).
22 0 0 0 0
23 0 0 0 0
24 0 0 0 0
25 0 0 0 0
26 0 0 0 0
27 0 0 0 0
28 0 0 0 0
29 0 0 0 0
30 0 0 0 0
31 0 0 0 0
N
34 0 0 0 0
W
M O D EL IS A TIO N EN RE G IM E TR AN S ITO IRE
Situ atio n d es p iézo m étres d e co n trôle
Fig. 5
E
34 0 0 0 0
S
C asa b lan ca
O. Bou Skoura
#
13 3 6/19
AN
E
#
#
67 2 /1 9
O.Merzeg
AT L
AN
#
13 4 9/19
#
12 0 7/19
45 8 /1 9
#
30
S. 1
#
#
99 6 /19
1359 /19
M édiouna
#
#
Derroura
#
#
Nouacer
#
Soua lem Trifia
#
31 0 0 0 0
Od. Ha rriz
P. 8
Er
Haouzia
Rb
ia
10
9
Bir Jd id
P.
S.
10
9
B err ec hid
um
#
S.
O.O
32 0 0 0 0
#
Bouskoura
#
31 0 0 0 0
30 0 0 0 0
33 0 0 0 0
P
a
awr
O.w
E
OC
32 0 0 0 0
U
T IQ
.7
Da r B o uazza
33 0 0 0 0
Rhnim iyne
Chtouk a
30 0 0 0 0
13
#
#
A z em mo u r
#
29 0 0 0 0
10
0
S.Saîd
M 'achou
29 0 0 0 0
10 K ilo m e ter s
28 0 0 0 0
28 0 0 0 0
22 0 0 0 0
23 0 0 0 0
24 0 0 0 0
25 0 0 0 0
26 0 0 0 0
27 0 0 0 0
28 0 0 0 0
29 0 0 0 0
30 0 0 0 0
31 0 0 0 0
La figure6 montre l’évolution de la piézométrie calculée et celle mesurée durant la
période de simulation. Dans l’ensemble, la piézométrie calculée au droit du contrôle
présente des résultats satisfaisants avec celle mesurée.
C a la g e e n ré g im e tra n s ito ire
Evo lu tio n p ié zo m é triq u e N ° IR E 45 8 /1 9
C a la g e e n ré g im e tra n s ito ire
Evo lu tio n p ié zo m é triq u e d u p ié zo m è tre N ° IR E 9 9 6 /1 9
25
9
N P C alculé
N P O bsérvé
N P C a l cu l é
8
N V O b se rvé
20
7
5
NP ( m )
N.P (m )
6
4
15
10
3
2
5
1
0
60
62
64
66
68
70
72
74
76
78
80
82
84
86
88
90
92
94
96
98
0
00
60
A nnées
62
64
66
68
70
72
74
76
78
80
82
84
86
88
90
92
94
96
98
00
A nnées
Fig. 6. Comparaison de l’évolution de la piézométrie calculée et mesurée
En l’absence de mesures disponibles de la porosité efficace, on a considéré que
chaque faciès géologique à une porosité relativement constante. La carte de la
répartition de la porosité efficace obtenue par le calage du modèle est assez
homogène, avec les caractéristiques suivante (Fig. 7) :
8
•
•
•
dans la zone côtière, à l’Ouest de Tnine Chtouka, une porosité efficace de 12%
correspond à l’aquifère des calcaires gréseux qui est doté de bonnes capacités
d’emmagasinement
pour les schistes, elle varie de 6 % dans la bande côtière à 4 % dans le reste de la
zone, dénotant un aquifère microfissuré et poreux, peu capacitif
Pour les marno-calcaires, elle est de 8 %, confirmant le caractère plus capacitif de
ces formations
220 000
23 000 0
240 000
25 000 0
2600 00
27 000 0
2800 00
290 00 0
30 00 00
310 000
N
34 00 00
340 000
Fig.7
Fig.5
CALAGE EN REGIME TRANSITOIRE
carte de la porosité efficace
W
E
S
Casablanca
O. Bou Skoura
Da r Bo ua zza
#
30
#
#
#
Nouacer
Soualem Trifia
#
11
5
Berrechid
#
Haouzia
Bir Jdid
P.
1
11
9
rR
S.
mE
S.
O. O
u
bia
porosité efficace
Azemmour
S.Sa îd
M'achou
#
10
0
300 000
3
LEGEN DE
Rhnim iyne
Chtouka
#
29 00 00
310 000
Od . H arriz
P. 8
30 00 00
Derroura
#
#
31 00 00
320 000
#
S. 118
S. 1
Médiouna
#
Bouskoura
7
AN
UE
awra
O.w
E
OC
TIQ
O.Merzeg
AN
A TL
32 00 00
330 000
P.
33 00 00
10 Kilometers
290 000
4%
8%
6 %
12 %
280 000
28 00 00
220 000
23 000 0
240 000
25 000 0
2600 00
27 000 0
2800 00
290 00 0
30 00 00
310 000
Evolution des réserves
La carte de variation piézométrique globale entre le début et la fin de la période de
simulation est représentée par la figure 8. La baisse piézométrique traduit la
diminution des réserves de la nappe qui est de l’ordre de 81.35 Mm3 durant la phase
de simulation, ceci est du à l’effet de sécheresse et surtout à l’action des prélèvement
par pompage.
220000
230000
240000
250000
260000
270000
280000
290000
300000
310000
N
Fif. 8
Fig.8
MODELISATION EN REGIME TRANSITOIRE
Variation piézométrique globale
entre le début et la fin de simulation (1961 - 2000 )
W
O. Bou Skoura
#
E
AN
S. 1
UE
6
12
10
30
10
14
12
Médioun a
4
#
#
2
8
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4
6
Derroura
#
#
Nouacer
8
10
320000
#
Bouskoura
#
310000
330000
S. 114
4
a
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2
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O.w
OC
AN
AT L
O.Merzeg
320000
340000
Casablanca
Dar B oua zza
330000
E
S
Soualem Trifia
#
2
Od. Harriz
310000
P. 13
340000
P. 7
Berrechid
#
um
Er
Hao uzia
Bir Jdid
Rb
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300000
S
O .O
.1
09
300000
Rhn imiyne
Chtouka
#
290000
Azemmour
290000
#
220000
230000
240000
S.Saîd
M'achou
250000
260000
270000
9
10
0
280000
290000
10 Kilom eters
300000
310000
Intrusion marine
D’une manière globale, l’analyse des bilans calculés montre que les entrées d’eau de
mer dans la nappe de la Chaouia côtière commencent à se manifester à partir de 1980–
1985. Les mailles affectées étaient localisées au niveau d’un petit secteur à proximité
d’Azemmour où les gradient hydrauliques sont inversés.
Malgré la reprise pluviométrique au cours des années suivantes, ces entrées se
poursuivaient progressivement du fait de la concentration massive des pompages entre
Tinine Chtouka et Azemmour. La figure 9 montre l’extension des mailles affectées en
2000, ainsi , le débit de ces entrées est de 18,5 l/s.
L’analyse du bilan, maille par maille, montre que les entrées d’eau de mer se font sur
presque toute la ligne littorale entre Azemmour et Tnine Chtouka. Ces entrées doivent
être interprétées comme une intrusion marine en profondeur qui compense les
volumes déstockés entre deux positions successives de l’interface eau douce-eau
salée. Notons également que les entrées de la nappe par l’oued Oum Er Rbia évaluées
en 2000 à 9,8 l/ s traduisent également le déséquilibre hydrodynamique de la nappe.
Le secteur le plus touché par l’intrusion est le tronçon aval de l’Oum Er Rbia et la
côte entre Azemmour et Tnine Chtouka. Ce secteur constitue donc une zone menacée
par l’intrusion saline du fait de la prolifération continue des pompages.
21 0 0 0 0
22 0 0 0 0
23 0 0 0 0
24 0 0 0 0
25 0 0 0 0
26 0 0 0 0
27 0 0 0 0
28 0 0 0 0
29 0 0 0 0
30 0 0 0 0
31 0 0 0 0
N
M O D ELEISATIO N E N REG IM E TRANSITO IR E
Evolution de l' intrusion m arine pendant
la période 8 ( 1995 - 2000 )
Fig. 9
O. Bou Skoura
#
#
# #
#
31 0 0 0 0
# #
# #
#
# #
AN
T
awra
O.w
OC
AT L
N
EA
E
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#
# S. 130
# #
O.Merzeg
32 0 0 0 0
34 0 0 0 0
C asablanca
Dar B oua zz a
33 0 0 0 0
E
S
#
33 0 0 0 0
S. 10
7
34 0 0 0 0
W
Médiouna
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32 0 0 0 0
#
Bouskoura
P. 7
#
Derroura
#
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#
Nouacer
# #
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# #
Soualem Trifia
#
31 0 0 0 0
O d. H arriz
P. 8
B errec hid
#
Bir Jd id
30 0 0 0 0
.1
S
Rb
0
9
.1
Haouzia
S
Er
13
um
P.
O .O
1
5
30 0 0 0 0
ia
Rhnimiyne
Chtouka
#
#
29 0 0 0 0
Azemmour
29 0 0 0 0
#
28 0 0 0 0
10
21 0 0 0 0
0
22 0 0 0 0
S.Saîd
M'achou
10 Kilom eters
23 0 0 0 0
24 0 0 0 0
28 0 0 0 0
25 0 0 0 0
26 0 0 0 0
27 0 0 0 0
28 0 0 0 0
29 0 0 0 0
30 0 0 0 0
31 0 0 0 0
MESURES DE GESTION DES RESSOURCES EN EAU DANS LA ZONE
Les résultats du modèle hydrodynamique en régime transitoire montrent que la nappe
de la Chaouia côtière est surexploitée avec un déstockage moyen de l’ordre de 2,5
Mm3/an. Ce déstockage a engendré la baisse du niveau piézométrique et la
dégradation de la qualité de l’eau, en raison de l’intrusion marine. Ces deux facteurs
limitent le développement agricole dans la zone entre Tnine Chtouka et Azemmour.
De ce fait, des mesures devront être prises pour améliorer la qualité de l’eau. Pour le
secteur en état de surexploitation (la zone entre Azemmour et Tnine Chtouka), une
stabilisation des pompages à leur niveau actuel couplée à une recharge artificielle de
la nappe permettront vraisemblablement une amélioration de la qualité des eaux de la
nappe. Pour cela on a adopté une méthodologie basée sur l’index d’amélioration de la
salinité qui a été défini en comparant le rapport eau douce / eau de mer dans le bilan
de 2005 par rapport à la situation actuelle (2000) qui est utilisé comme référence, les
valeurs d’index inférieures à 1 témoignent d’une détérioration de la qualité de l’eau,
10
les valeurs supérieures à 1 dénotent une amélioration qui est d’autant plus importante
que l’index est élevé. Après plusieurs scénarios d’injection, il s’est avéré que l’impact
positif de ce projet ne se fait sentir qu’a partir d’un débit d’injection supérieur à 100
l/s. Deux scénarios ont été choisis : a - injection de 100 l/s dans les mailles (3/7) ;
(4/6) ; (5/5), b - injection de 200 l/s dans les mailles (4/16) ; (4/17) ; (4/18) ; (4/19).
Eventuellement les ressources en eau superficielles de l’Oued Oum Rbia peuvent être
utilisées pour accomplir la recharge artificielle de la nappe de la Chaouia côtière. Les
résultats de la recharge artificielle sont donnés par le tableau 6.
Débit de recharge l / s
Apport eau douce l /s
Entrée eau de mer l /s
Eau douce/ eau de mer
Index d'amélioration de
salinité
Piézométrie minimum (m)
Situation en 2000
211,16
18,5
11,41
1
- 2,4
Situation en 2005
100
200
197,19
197,79
14,5
7,42
13,59
26,56
1,19
2,33
- 1,4
- 0,2
Tableau 6 : Effet d’une recharge artificielle sur la qualité des eaux
La recharge artificielle dans la zone menacée, a un effet direct sur la salinité de la
zone en réduisant les entrées d’eau de mer et en provoquant une remontée de la
piézométrie. Un débit de recharge supérieur à 200 l/ s est nécessaire pour obtenir une
amélioration significative de la salinité dans le secteur Azemmour – Tnine Chtouka
avec un rapport eau douce / eau de mer supérieur à 2 et une piézométrie minimum
égale à – 0,2 m.
CONCLUSIONS
La modélisation hydrodynamique de la nappe de la Chaouia côtière par le code
Modflow a permis de comprendre le fonctionnement hydrodynamique de l’aquifère,
en estimant les échanges latéraux de la nappe avec l’océan et de l’oued Oum Er Rbia.
Le modèle mathématique en régime permanent a permis d’affiner la distribution
spatiale de la perméabilité sur l’ensemble du domaine et de dresser le bilan de la
nappe en régime permanent. Le modèle en régime transitoire a permis d’affiner la
distribution spatiale du coefficient d’emmagasinement de l’aquifère. Le bilan
hydrique issu de ce calage a mis en évidence des entrées d’eau de mer traduisant une
avancée du biseau salé et également des entrées d’eau de l’oued Oum Er Rbia. Le
déstockage enregistré est de l’ordre de 2,5 Mm3/an. La simulation des scénarios dans
la zone Tnine Chtouka –Azemmour à montré qu’un débit d’injection de 200 l/s
permet d’inverser le gradient hydraulique et donc de faire reculer le biseau salé dans
cette zone.
Références
1- Le Cointre G., et Gigout M, 1949 :Carte géologique provisoire des environs de
Casablanca 1/200000 et sa notice explicative, Note et Mém, du Serv, Géol, du Maroc , n°
72 , 28p.
2- DRPE , 1995 : Etude hydrogéologique de la Chaouia côtière, rapport inédit de la DRPE.
3- Tome de ressources en eau du Maroc,(Tome2), 1975 : Plaines et bassins du Maroc
atlantique , Note et Mém, Du Serv, Géol, du Maroc.
4- Macdonald ,M., G. & Harboaugh A., W., 1988 : A modular three-dimensional finite
difference groundwater flow model.
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