Doctorat en Hydraulique

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Modeling for Flood Risk Management : Cartographic Approach
(University of Tlemcen, 2025-12-20) Afra, Abdallah
This PhD dissertation examines flood risk assessment in Algeria's Mekerra Basin utilising an advanced Rainfall-Runoff-Inundation (RRI) modelling methodology to overcome significant deficiencies in flood prediction and management for semi-arid locations. The research establishes an extensive hydrological modelling framework that incorporates high-resolution topography data, land use patterns, and historical climate records to simulate and forecast flood dynamics under present climatic scenarios. The RRI model exhibits robust predictive performance (NSE > 0.86, R² > 0.89) in accurately representing the basin's distinctive flash flood behaviour, as evidenced by thorough calibration and validation against recorded flood events. This research not only advances the field of semi-arid hydrology but also offers policy recommendations that bolster Algeria's national flood risk reduction strategies, while creating a transferable methodology applicable to other data-scarce regions susceptible to heightened flood risks due to climate change. The results underscore the pressing necessity for adaptive water management strategies that integrate sophisticated modelling methods with community-driven mitigation efforts to improve resilience in the Mekerra Basin and similar semi-arid watersheds globally.
Origin and Transport of Sediments in a Semi-Arid Environment
(University of Tlemcen, 2026-02-18) Khettab, Omar El Farouk
Sediment transport in fluvial systems is governed by complex, non-linear interactions between water discharge and suspended-sediment concentration, giving rise to hysteresis loops that standard rating curves cannot capture. This thesis introduces an integrated, automated workflow for concentration–discharge hysteresis analysis. We develop the concept of a “hysteresis signature,” a systematic code that partitions each loop into linear, clockwise, and anticlockwise segments. We then quantify each segment both on a normalized scale (partial amplitudes) and in real discharge–concentration units via an asynchronous-load metric. Applied to a large multi-parameter dataset, our method automatically classified 51 distinct hysteresis forms—far beyond traditional five-type schemes—and resolved classification ambiguities inherent in existing indices. This approach provides a powerful tool for understanding watershed dynamics in terms of sediment production and for identifying sediment sources at the catchment scale. In a semi-arid case study on the Mekerra River (NW Algeria), we validated the workflow against successive flood events and found that bank-and-bed sources contribute roughly 84 % of total suspended sediment yield. The modular nature of the tool makes it readily adaptable to various climates and different watershed sizes, from large basins to small ones. The hysteresis signature method can also be applied to dissolved loads. The tool offers a robust, scalable approach for high-frequency monitoring, sediment-source apportionment, and watershed management.
Etude de la variabilité hydrologique et ses liens avec les fluctuations climatiques. Cas du bassin de la Tafna.
(University of Tlemcen, 2026-04-15) Timi, Khadidja
Cette recherche vise à caractériser la variabilité temporelle et spatiale des paramètres hydroclimatiques (précipitations, débits) au niveau du bassin versant de la Tafna en Algérie, et à identifier les liens entre cette variabilité hydrologique et les fluctuations climatiques globales. L'étude porte sur un bassin présentant des caractéristiques géomorphologiques et climatiques contrastées, soumis à un régime semi-aride à influence méditerranéenne. L'approche méthodologique repose sur le traitement statistique avancé des séries chronologiques, utilisant des méthodes d'analyses spectrales adaptées aux processus non stationnaires (analyse en ondelettes continues, analyse de cohérence par ondelettes) ainsi que l'indice standardisé (SI). Les objectifs principaux consistent à comprendre la variabilité hydrologique à différentes échelles temporelles (annuelle, interannuelle et décennale), à quantifier les relations entre cette variabilité et les facteurs de forçage externes (indices climatiques NAO, SOI, WeMOi) et internes (morphologie, lithologie, occupation des sols), et à déterminer la contribution respective de chaque facteur dans l'explication de la variabilité observée. L'analyse par station (pluies et débits) a permis d'identifier plusieurs modes de variabilité s'exprimant à différentes échelles temporelles, allant du cycle annuel (1 an) aux échelles interannuelles (2 ans, 2-4 ans, 4-8 ans) et décennales (8-16 ans). Des discontinuités majeures ont été identifiées au cours des périodes 1980 et 2008, permettant une décomposition de la variabilité spatiale des signaux mis en évidence. Les résultats révèlent une forte cohérence entre les indices climatiques (NAO, WeMOi) et les précipitations au niveau des sous-bassins étudiés, atteignant 70% à 73%. Pour les débits, la cohérence avec les indices NAO et WeMOi varie de 65% à 74% selon les sous-bassins. L'analyse par indice standardisé met en évidence l'importance prépondérante de l'occupation des sols sur le fonctionnement hydrologique, la lithologie jouant également un rôle significatif dans le contexte semi-aride étudié. Ces résultats soulignent la complexité des interactions entre les forçages climatiques globaux et les caractéristiques physiographiques locales dans la dynamique hydrologique du bassin de la Tafna.
Modélisation des écoulements superficiels du bassin de l’Oued Isser
(University of Tlemcen, 2026-04-09) Chebihi, Lakhdar
Cette recherche examine la dynamique hydrologique du bassin versant de l'Oued Isser (Algérie), un hydrosystème stratégique soumis à des contraintes climatiques semi-arides et à un stress hydrique structurel. L'objectif principal est de quantifier les composantes du bilan hydrique et d'évaluer la réponse du bassin face à la variabilité climatique. L'approche méthodologique repose sur l'utilisation du modèle agro-hydrologique SWAT (Soil and Water Assessment Tool), calibré et validé via l'algorithme SUFI-2 sur une période de 45 ans (1974 2018). L'analyse des séries hydro-climatiques révèle une forte variabilité interannuelle des précipitations, marquée par des cycles de sécheresse récurrents (début des années 80, 2000, 2015-2017), bien qu'aucune tendance linéaire significative à la baisse ne soit observée sur le long terme. La modélisation hydrologique a montré des performances satisfaisantes (Nash Sutcliffe = 0.67 en validation), confirmant la robustesse de l'outil. Les résultats spatialisés mettent en évidence que l'évapotranspiration réelle domine le bilan hydrique (plus de 65% des précipitations). Le ruissellement de surface est fortement contrôlé par la lithologie marneuse de la zone centrale, générant des crues éclairs, tandis que la recharge des nappes est limitée aux formations alluviales et calcaires. L'étude alerte enfin sur une baisse tendancielle de la remontée capillaire et de la recharge, menaçant la durabilité des ressources souterraines.
HYDROLOGIE ET TRANSPORT SOLIDE DE QUELQUES SOUS BASSIN VERSANTS DE LA MACTA, ALGERIE
(University of Tlemcen, 2026-04-11) Madani Cherif, Hayet
L'érosion hydrique et le transport solide constituent des problèmes majeurs en Algérie, menaçant les capacités de stockage des barrages par l'envasement. Cette étude porte sur le bassin versant de la Macta (14 389 km²), situé au Nord-Ouest algérien. L'objectif est de quantifier le transport solide en suspension et d'analyser la dynamique érosive à travers cinq sous-bassins : Sidi Bel Abbès, Saïda, Taria, Ghriss et El Hammam. L'approche méthodologique combine l'analyse morphométrique, l'étude climatique et le traitement statistique des données hydrométriques (débits liquides et concentrations) sur une longue période. Des relations de puissance entre débit liquide et débit solide ont été établies, révélant de fortes corrélations (R2 ≥ 80%). L'étude des boucles d'hystérésis lors des crues a permis d'identifier les mécanismes de transport, montrant une prédominance des boucles dans le sens des aiguilles d’une montre. Les résultats montrent des taux de dégradation spécifique variant de 38 à 235 t/km²/an selon les sous bassins, avec une érosion plus marquée dans le bassin de l'Oued Taria. Ces résultats confirment la nécessité urgente d'aménagements antiérosifs pour protéger les infrastructures hydrauliques régionales.
TRAITEMENT DES EAUX USEES DE L’INDUSTRIE TEXTILE PAR COMBINAISON DE PROCEDES DE COAGULATION-FLOCULATION DECANTATION ET ADSORPTION
(University of Tlemcen, 2025-11-20) Rahmoun, Hadj Boumedien
Cette étude a porté sur le développement d’une technique de traitement des effluents textiles en combinant le procédé de coagulation-floculation avec celui de l’adsorption, dans le but d’optimiser l’élimination des colorants synthétiques et de réduire l’impact environnemental des rejets industriels. Une caractérisation physico-chimique des effluents de l’usine SOITINE a été réalisée afin d’établir une référence pour la préparation de la solution synthétique utilisée dans cette étude. Cette analyse a révélé une pollution organique et minérale significative, nécessitant une approche de traitement appropriée. L’optimisation du processus de coagulation-floculation a permis d’évaluer l’efficacité du sulfate d’aluminium et d’un biocoagulant dérivé du cactus. Les résultats ont montré qu’une dose de 300 mg/L de sulfate d’aluminium réduisait la concentration résiduelle du Bemacid Marine N-5R (BM-N5R) à 48,42 mg/L, alors qu’une dose de 400 mg/L permettait d’abaisser celle du Bleu Bemacron RS 01 (BB-RS01) à 70 mg/L, à partir d’une concentration initiale de 500 mg/L. Ces conditions ont permis d’atteindre des taux d’élimination supérieurs à 90 %. L’association du biocoagulant cactus et du sulfate d’aluminium a permis d’obtenir des rendements d’élimination de 86 % pour le BB-RS01 et de 71 % pour le BM-N5R, confirmant ainsi le potentiel du biocoagulant comme alternative écologique aux coagulants chimiques conventionnels. Les performances d’adsorption ont révélé que les peaux d’amande présentaient une capacité d’adsorption supérieure à celle de l’épi de maïs, avec des valeurs maximales de 208,33 mg/g pour le BB-RS01 et de 243,9 mg/g pour le BM-N5R. La caractérisation approfondie des biosorbants par différentes méthodes (MEB, FTIR, ATG/DTA, BET, pHzpc) ont fourni des informations essentielles sur leurs propriétés physico-chimiques, renforçant leur pertinence dans l'élimination des colorants résiduels contenus dans l’eau. L’analyse des isothermes d’adsorption a montré que le modèle de Langmuir était le plus adapté pour décrire ce processus. Les résultats obtenus ont révélé que les matériaux testés peuvent représenter des biosorbants économique et durable pour l’élimination des colorants textiles contenus dans les effluents industriels. Néanmoins, l’intégration des deux procédés a démontré une synergie efficace, optimisant la dépollution des effluents textiles. Cette approche combinée offre une solution durable et économiquement viable pour le traitement des eaux usées industrielles, tout en valorisant des ressources naturelles et en réduisant l’utilisation de produits chimiques conventionnels. Les résultats obtenus ouvrent des perspectives prometteuses pour l’industrialisation de ces procédés et leur application à grande échelle, contribuant ainsi à une gestion plus écologique et durable des effluents textiles.
CONTRIBUTION A L'ETUDE DE L'HYDROLOGIE ET DES TRANSPORTS SOLIDE - ETUDE DE CAS
(University of Tlemcen, 2025-05-10) Diaf,Amine
L’objectif de cette recherche était d’évaluer l’érosion hydrique et le transport des matières solide en suspension dans le bassin versant de l'Oued Lakhdar (170 Km2), situé au Nord-Ouest de l'Algérie. Dans le contexte de notre étude, nous exploitons les données météorologiques collectées par l'ANRH sur une période de 52 ans. Nous avons fait appel à l'équation universelle de révision des pertes en sols (RUSLE) pour estimer l'érosion hydrique. Ensuite, nous avons estimé le transport sédimentaire dans la zone d'étude en appliquant la méthode de l'ANRH pour quantifier les apports sédimentaires. Les résultats montrent quatre niveaux de vulnérabilité des sols à l'érosion hydrique avec un taux d'érosion moyen de 8,43 tonnes par hectare par an : les zones à vulnérabilité faible (73 %), moyenne (7 %), forte (12 %) et très forte (7 %). La superficie du bassin versant est occupée par 26 % de zones à vulnérabilité moyenne, forte et très forte à l'érosion, correspondant aux sols à érodibilité élevée, à forte pente et à faible couvert végétal. De plus, les apports solides ont varié tout au long de la période d'observation, avec un apport maximum enregistré en 2008-2009 de 16 294 t/an et une dégradation spécifique de 95 t/ km2/ an. Ces chiffres dépassent environ 1,5 fois les moyennes annuelles qui sont de 12 619 t/an et 74 t/ km2/ an. La quantité moyenne annuelle des matières solides enregistrée à l'extrémité du bassin versant de l'Oued Lakhdar, quantifié à 12 619 (t), est principalement enregistré pendant la saison d'automne (66 %), bien moins en hiver (16 %), au printemps (15 %) et presque nul en été (3 %). Cela représente une dégradation spécifique moyenne de 74 t/ km2/ an. Enfin, nous avons examiné les différentes catégories de crues dans le bassin afin de mettre en lumière le phénomène d'hystérésis dans les relations (C/QL). On étudie les 20 crues prises en compte dans la région de l'Oued Lakhdar en utilisant les graphes représentant C en fonction de QL. Ces graphes représentent trois modèles de courbes d'hystérésis : dans le sens horaire, antihoraire et en forme de huit. Parmi les 20 crues examinées, celles qui ont une boucle dans le sens inverse des aiguilles d'une montre et qui sont huit pour la relation (C/QL) sont caractérisées par des concentrations maximales et des flux généralement élevés.
Estimation du degré de performance d’une station d’épuration par le processus d’analyse hiérarchique (AHP): Etude de cas.
(University of Tlemcen, 2025-02-13) Abdelmoumene, Hanane
Les stations d'épuration des eaux usées (STEP) sont principalement conçues pour éliminer les polluants présents dans les rejets d'eaux usées. Cependant, en raison de diverses contraintes, elles peuvent rencontrer plusieurs problèmes de dysfonctionnement qui nécessitent des prises de décision adaptées. Cette étude a pour but d’évaluer le niveau de dysfonctionnement des STEP, de mesurer leurs performances épuratoires, et de développer un modèle de gestion visant à éviter des arrêts inutiles. Le degré de dysfonctionnement a été déterminé à l’aide des méthodes AHP (Analytic Hierarchy Process) et FAHP (Fuzzy Analytic Hierarchy Process), qui tiennent compte de différents critères et sous-critères pour évaluer l’état de fonctionnement des installations. Notre étude a porté sur deux stations d’épuration, celle de Sebdou, appartenant au complexe textile DENITEXT à Tlemcen, dans le nord-ouest de l'Algérie, où nous avons utilisé la méthode AHP, et celle d’Aïn El Houtz, dédiée au traitement des eaux usées urbaines, pour laquelle la méthode FAHP a été appliquée. L'objectif commun aux deux cas était d'évaluer le niveau de dysfonctionnement, d'analyser les performances de purification des stations, et de proposer des modèles de gestion capables de prévenir les interruptions inutiles. Les deux modèles proposés permettent de contrôler efficacement les stations d’épuration, quelles que soient les circonstances. En situation de crise, ces modèles fournissent aux ingénieurs des outils pour générer des solutions visant à éviter la fermeture des stations, tout en protégeant l’environnement contre la pollution industrielle et domestique. Ainsi, les méthodes AHP et FAHP s'avèrent être des outils scientifiques précieux et performants pour la prise de décision dans la gestion des STEP. Cette contribution pourrait également servir d'outil d’aide pour les gestionnaires, leur permettant d’améliorer le niveau de traitement des eaux usées dans leurs installations.
Caractérisation des événements hydro-climatiques extrêmes et leur évolution (Étude de cas)
(University of Tlemcen, 2025-07-12) Kouidri, Sofiane
Cette thèse analyse la dynamique hydrologique et sédimentaire du bassin versant de l'Oued Mekerra, Algérie, une région vulnérable aux inondations et sécheresses extrêmes. L'étude adopte une approche multidisciplinaire (hydrologie, climatologie, géomorphologie, statistique) pour décrypter les mécanismes régissant ce système et évaluer son adaptation aux changements globaux. Les objectifs incluaient la caractérisation de la variabilité spatio-temporelle des précipitations et des écoulements, l'étude des événements hydrologiques exceptionnels, l'analyse des relations pluie-débit-sédiments, et le développement de modèles statistiques pour les événements extrêmes. Les résultats sont significatifs. L'analyse des données historiques (1970-2010) a révélé une baisse notable des précipitations annuelles (-15%) et une augmentation de la fréquence des événements extrêmes (+23% pour les phénomènes dépassant 30 mm/jour). L'étude des relations entre écoulements liquides, précipitations journalières et concentration en particules lors des inondations majeures a mis en évidence des phénomènes d'hystérésis complexes, soulignant la dynamique non linéaire du système et l'importance des conditions initiales d'humidité du sol. Ces découvertes sont essentielles pour comprendre la réponse hydrologique du bassin. Les modèles statistiques développés, notamment l'utilisation des distributions de probabilité GEV et des indices de sécheresse SPI, ont permis de mieux prévoir la survenue et l'intensité de ces événements. Bien que des actions de préservation, comme un barrage écrêteur (depuis 2010) et des zones d'épandage, aient été mises en place, leur efficacité reste limitée face à l'ampleur des événements extrêmes récents (ex: inondations de 1986, 1994, 2000). Cette thèse contribue à une meilleure compréhension des processus hydrologiques en zones semi-arides et fournit des informations précieuses pour une gestion optimisée des risques hydriques et une adaptation efficace au changement climatique dans le bassin de l'Oued Mekerra et les régions méditerranéennes similaires, insistant sur la nécessité d'une approche holistique intégrant les risques d'inondation et de sécheresse.
Contribution of Modelling to Enhancing the Operation of Wastewater Treatment Plants: Case Study of Maghnia and Tlemcen WWTPs
(University of Tlemcen, 2024-07-06) Tiar, Sidi Mohamed
Mathematical modelling of activated sludge systems has become a widely accepted tool and is used in particular for optimization and upgrading of existing plants and for new facilities design, either by engineering and consulting companies, or university and research centres. The adopted methodology in this study is based on numerical simulations conducted by the ASM1 model (Activated Sludge Model No. 1), which incorporates the kinetics of organic and nitrogen removal processes in association of the GPS-X simulator in order to obtain an optimal solution for treatment performances. Two treatment facilities were examined: the Maghnia wastewater treatment plant (MWWTP) and Tlemcen City’s plant (Ain Elhoutz TWWTP), Data collection from these plants, coupled with statistical analysis of input and output quality, facilitated the completion of this study, allowing for a comprehensive evaluation of their performance. After a successful steady state calibration of three effluent state variables (observed concentration values of chemical oxygen demand (COD), total suspended solids (TSS), and ammonium (NH4-N) parameters), the Maghnia WWTP ASM1 modelling yielded promising outcomes in predicting COD removal performance under dynamic conditions with some reservations regarding TSS, and NH4-N. The second case study focused on assessing the dynamism of Chemical Oxygen Demand (COD) effluent quality, viewing it as a pivotal measure of plant performance. The application of ASM1 model in Ain Elhoutz TWWTP was guided by a sensitivity analysis approach and an optimization for dynamic calibration of the model. The results of model validation indicate that the calibration was performed properly with a good correlation coefficient (R²). The ASM1 model effectively reflects the dynamic fluctuations in COD effluent concentrations for both plants, the modelling of wastewater treatment plants (WWTPs) presented in this thesis represents a significant step forward in a relatively new field.
Integration of GIS, AHP and Hydraulic models for Optimizing the Rehabilitation of Water Distribution Networks: Case Study of Tlemcen and Arzew Networks Couplage entre SIG, AHP et modèles hydrauliques pour l’optimisation de la réhabilitation des réseaux d’alimentation en eau potable, Cas des réseaux d’AEP de Tlemcen et Arzew
(University of Tlemcen, 2024-06-24) Berrezel, Yacine Abdelbaset
Cette thèse explore l'application de la méthode de hiérarchie multicritère et des Systèmes d'Information Géographique (SIG) dans la prise de décision pour la rénovation et la réhabilitation des réseaux de distribution d'eau en Algérie. L'étude englobe deux investigations distinctes mais interconnectées. Tout d'abord, en se concentrant sur le réseau de distribution d'eau de la ville de Arzew à Oran, dans le nord-ouest de l'Algérie, l'analyse combine différents Systèmes d'Aide à la Décision, comme les SIG, l'analyse multicritère et les modèles de simulation hydraulique. Grâce à cette approche intégrée, un système de gestion expert est établi pour optimiser la gestion des réseaux de distribution d'eau en termes de rénovation et de réhabilitation. Les résultats révèlent que 26% du réseau nécessite une réhabilitation urgente. Deuxièmement, la recherche se penche sur le développement et l'application d'un outil de script au sein d'ArcGIS pour la prise de décision dans les réseaux de distribution d'eau, en utilisant le réseau de distribution d'eau potable de Tlemcen, situé dans le nord-ouest de l'Algérie, comme étude de cas. L'étude démontre l'efficacité de l'outil AHP dans la priorisation des efforts de rénovation et de réhabilitation des infrastructures. Les résultats indiquent que 25% du réseau se trouve dans un état critique et nécessite une attention immédiate, tandis que 62% et 13% se trouvent dans des états d'urgence moyen et faible, respectivement. Les critères clés influençant la priorisation des conduites incluent le matériau, la date de pose et la pression, contribuant chacun de manière significative au poids global. De plus, la thèse valide les résultats avec des données observées , mise en oeuvre et validation de l'outil. Cette thèse contribue au domaine en fournissant des outils et des méthodologies pratiques qui peuvent être facilement adaptés et appliqués par les ingénieurs, les responsables de la gestion de l'eau, les décideurs et les urbanistes pour la gestion urbaine de l'eau. Les perspectives tirées de ces investigations peuvent servir de précieux conseils non seulement pour la gestion des réseaux d'eau à Arzew et à Tlemcen, mais également pour des contextes similaires dans le monde entier.
Étude et analyse des relations entre pluie, débit liquide et solide au sein du bassin versant de Oued Mazafran
(University of Tlemcen, 2023-07-10) Rabah, Mosbah
La perte de sol est un problème majeur pour la gestion des bassins versants dans les environnements semi-arides. Cette étude analyse les modèles de charges en suspension et quantifie les rendements spécifiques de sédiments dans un environnement semi-aride du bassin de l'oued Mazafran en Algérie centrale. Les résultats ont confirmé la saisonnalité du transport de sédiments en suspension dans le bassin, avec un rendement annuel moyen de 17,52 Mg∙ha–1·an–1. L'analyse de la variabilité de l'indice d'érosivité des précipitations a montré une forte corrélation avec l'indice de Fournier modifié (MFI) et une faible corrélation avec l'indice de concentration mensuel des précipitations (PCI). Une application d'une architecture de PMC pour la sur-prévision de la charge sédimentaire a donné des résultats satisfaisants avec une erreur relative inférieure à 0,1%.
Contribution à une étude d’un écoulement à travers une pompe centrifuge
(University of Tlemcen, 2021-05-20) Terki Hassaine, Taha El Amine
Ce mémoire a pour objectif de présenter et d'interpréter les résultats des calculs expérimentales et numériques de la distribution des contraintes et des efforts aérodynamiques appliqués sur le profil d’aube de turbomachine, ainsi que les interactions roue diffuseur sur ces différentes formes sur un modèle de pompe dénommé «pompe SHF», afin d’éclaircir les phénomènes physiques décrits par la théorie. Dans un premier temps on va étudier l’écoulement autour d’un profil d’aube de turbomachine. Une attention particulière sera portée sur l’évolution de la distribution du coefficient de pression autour du profil ainsi que du coefficient de portance afin de bien comprendre les contraintes aérodynamiques que subit de tels profils. Un modèle de pompe dénommé «pompe SHF», fonctionnant à l’air a fait l’objet d’une deuxième investigation. Des mesures globales et locales visant à caractériser les performances de la roue et du diffuseur ont été réalisées au Laboratoire de Mécanique des fluides de Lille sur un banc d’essai, nommé RESEDA afin de permettre une comparaison avec les résultats de calculs 3D stationnaires de type «Frozen rotor». Ces essais ont été réalisés pour cinq débits différents. Plusieurs positions de prises de pressions statiques et pariétales, réparties dans l’ensemble de la machine et plus particulièrement entre l’entrée et la sortie du diffuseur, mais aussi à l’intérieur de ce dernier, permettent d’évaluer les performances et leurs évolutions. D’autre part, des simulations numériques ont été réalisées pour les mêmes conditions précédentes en utilisant le logiciel STAR-CCM+, sur huit différentes positions angulaires relatives de l'aube du diffuseur par rapport à l'aube la roue. Les résultats expérimentaux sont comparés aux résultats obtenus par simulations numériques. Les résultats présentés ici s’attachent plus particulièrement à la performance de la roue jusqu’en entrée de diffuseur. Ces comparaisons permettent de déceler les zones de fonctionnement ou la modélisation des performances globales de la roue doivent être critiquée voire améliorées. Les résultats numériques ont prouvé une bonne concordance avec l’expérimentale, une marge d’erreur acceptable définit la fiabilité du résultat obtenu.
Étude géochimique et isotopique des eaux superficielles, étude de cas (bassin versant de Sikkak, Tlemcen)
(2023) Benariba, Housseyn
Dans le sud de la méditerranée et plus particulièrement en Algérie (zone semi-aride), les eaux de surface sont très affectés par les impacts des activités anthropiques, de l’érosion hydrique et par des changements climatiques d’où la nécessité d’un diagnostic de l’évolution de ces impacts. La présente étude a pour objet d’approfondir des connaissances sur le fonctionnement et l’évolution de la qualité des eaux de surface dans le bassin de l’oued Sikkak situé au nord-ouest de l’Algérie. Les méthodes appliquées pour évaluer et interpréter la qualité des eaux de surface sont le diagnostic de la qualité des eaux du barrage Sikkak ainsi que l’utilisation des approches géochimiques et isotopiques. L’exploitation d’une base de données des eaux du barrage relatives à des variables géochimiques, organiques et hydrologiques, couvrant une période de 11 ans (2005 -2015) révèle que l’eau du barrage Sikkak est caractérisée par une minéralisation naturelle bonne (61,37 %) à moyenne (38,63 %) en tenant compte de la conductivité, du chlorure, du sodium, du calcium, du magnésium et des sulfates tandis que l’eau est assez contaminée par une pollution organique allant de mauvaise qualité (46,37 %) à moyenne qualité (34,98 %) en tenant compte de la DCO, DBO, nitrate, nitrite, ammonium et l’orthophosphate. Les tendances des variables montre que les eaux de surface tendent modérément vers l’alcalinité, et présentent des valeurs en croissance dans le temps de la DCO et des chlorures, cependant elles présentent une diminution de la conductivité, DBO5, MO, de l’azote et du phosphate et de la plupart des paramètres salifères et carbonatés. Cette diminution liée à la contribution de la station d’épuration dans l’amélioration de la qualité des eaux est confirmée par les analyses statistiques. L’interprétation des données géochimiques a révélé que les eaux de surface de Sikkak sont caractérisées par un facies chlorurées et sulfatées calciques et magnésiennes, lié principalement à la lithologie du bassin. La chimie des eaux du barrage Sikkak est contrôlée par l’évaporation selon le diagramme de Gibbs. Le diagramme δ2H = f (δ18O) montre que les données analytiques des eaux de l’oued Sikkak sont distribuées le long d’une droite de pente égale à 5,89. L’emploi d’outil isotopique en quelques points de l’oued Sikkak a montré que le processus d’évaporation contrôle la salinisation des eaux du bassin Sikkak.
Utilisation des matériaux locaux en épuration des eaux usées
(2023-03-02) Hamidi Epouse Bensmain, Amina
Le présent travail expérimentale est consacré à l'épuration des eaux usées domestiques par l’utilisation des matériaux locaux comme garnissage ou filtre biologique et de voir les performances de ces denier à épurer de l’eau usée issues de la station d’AIN EL HOUTZ de Tlemcen. A cet effet, trois matériaux ont été testé : la pouzzolane de Beni Saf situé au Nord Ouest de l’Algérie a été utilisée comme support de bio-filtration, la brique concassée et le silico calcaire sont aussi utilisées ; Les caractéristiques physico chimiques des matériaux, la qualité de l’eau à traiter et la vitesse de filtration conditionnent le pouvoir épuratoire de ces milieux naturels et sont des facteurs déterminants pour ce procédé. Cette étude a permis d’une part de déterminer les caractéristiques physicochimiques des matériaux et de mettre en exergue leurs pouvoirs filtrant et d’autre part d’évaluer les performances épuratoires du prototype conçu pour cette étude. Des essais ont été effectués avec une unité pilote (TE900) de l’épuration des eaux usée spécialement modifié, afin d'apprécier l'efficacité de l'épuration, en agissant sur plusieurs paramètre: la hauteur du lit bactérien de 40 cm puis de 80 cm et le débit de leur alimentation (plusieurs débit : 10 l/h ; 16l/h ; 25l/h) et aussi une variation de débit de recyclage de l’eau clair. Les différents résultats obtenus nous ont permis de calculer le rendement des quatre paramètres de pollution, Ces rendements épuratoires obtenus sont assez encourageants, 97% pour la turbidité, 87% pour les MES, 94% pour le DCO et 97% pour le DBO5 pour le premier matériau, pour le deuxième matériau on atteint une réduction moyenne de 80%, 70%, 80%, 81% pour la turbidité, les MES, la DCO et la DBO5 respectivement. Concernant le troisième matériau, une réduction de 79%, 68%, 78%, 79% pour la turbidité, les MES, la DCO et la DBO5 respectivement. Quant aux paramètres microbiologiques, une réduction moyenne de 92%, 90%, 87% pour les coliformes totaux, les coliformes fécaux et les streptocoques fécaux ont été obtenus, respectivement. On peut dire que le rabattement des paramètres de pollution montre bien l’efficacité de l’épuration par ce procédé écologiques et les résultats obtenus ont montré aussi l’intérêt pratique de l’utilisation des matériaux locaux dans le domaine de la dépollution des eaux d’origine domestique surtout dans les petites localités
Modélisation du comportement de la pollution hydrique à travers le bassin versant de l'Oued Mouillah et dans la cuvette du Barrage de Hammam Boughrara
(2022-10-31) Benadda, Lotfi
Ce travail décrit l’étude du comportement de la pollution hydrique le long du cours d'eau de l'Oued Mouillah et de ses principaux affluents et leurs impacts sur le barrage de Hammam Boughrara, situé au Nord-Ouest de l’Algérie, dans la Wilaya de Tlemcen. L’exploitation d’une base de données relative à des variables physico-chimiques, biotiques et hydrologiques, couvrant notamment la période de janvier 2009 à décembre 2019, a contribué à la compréhension de l’évolution de cet écosystème par rapport aux paramètres polluants. Suite à des analyses de corrélation et structurales qui ont permis le choix de onze éléments ayant relation directe avec la pollution, des études sur l’évolution spatio-temporelle de chaque variable, l’altération des éléments, ainsi que l'application des modèles mathématiques de la diffusion par convection-dispersion et convection-réaction ; on mit en exergue l’évolution de la propagation des polluants dans le flux et le mélange liquide. Les résultats obtenus permettront à une meilleure gestion de la qualité de l'eau en termes de lutte contre la propagation de la pollution, ils peuvent être utilisés pour appuyer les décisions dans le cadre du développement durable.
Comparaison qualitative entre filtration sur sable et filtration sur charbon actif appliquée aux eaux usées épurées de la STEP de Ain El Houtz-Tlemcen-Algérie
(2021-04-06) Bouchenak Khelladi, Racha Medjda
Les régions arides et semi-arides sont soumises au stress hydrique qui se voit probablement s’accentuer par la croissance démographique et le changement climatique, pour pallier à ce problème de nombreux programmes de conservation et d'économie de l'eau ont été promus, accompagnés de campagnes de sensibilisation pertinentes. Ces programmes sont axés sur l’utilisation des eaux non conventionnelles afin d’assurer la demande croissante en eau. Parmi ces eaux non conventionnelles on trouve les eaux usées épurées, qui peuvent être réutilisées à des fins agricoles car l'irrigation est le secteur le plus exigeant en eau et privilégier les ressources conventionnelles pour la consommation domestique. Dans une optique de réutilisation des eaux usées épurées en irrigation, des normes doivent être respectées afin d’éviter tout risque sanitaire lié à la présence de micro-organismes pathogènes, et de risque environnementale lié aux polluants. Pour atteindre ces normes, les eaux usées épurées doivent subir des traitements supplémentaires dites tertiaires ; tel que la filtration sur sable et l’adsorption sur charbon actif. Dans notre étude on s’est intéressé à l’amélioration de la qualité physico-chimique et microbiologique des eaux usées épurées de la STEP de Ain El Houtz de la ville de Tlemcen-Algérie dans le but de leurs réutilisations pour l’irrigation, pour cela on a appliqué une filtration sur sable et une adsorption sur charbon actif en grain comme traitement tertiaire. Les résultats obtenus sont satisfaisantes ; pour les paramètres physico-chimique on atteint une réduction de 58%, 92%, 83%, 94%, 56%, 74%, 74%, 91%, 73%, 68%, 88% pour la conductivité, la DBO, la DCO, les MES, la turbidité, les nitrates, les phosphates, le calcium, le magnésium, la dureté et les chlorure respectivement. Quant aux paramètres microbiologiques, une réduction de 93%, 95%, 94%, 96%, 92%, 99% et 94% pour les germes totaux, les coliformes totaux, les coliformes fécaux, E.coli, les streptocoques fécaux, clostridium et les salmonelles ont été obtenus, respectivement. Ces résultats sont conformes aux normes de réutilisation excepté pour les MES, magnésium et phosphore avec de faibles dépassement qui ne posent pas de problèmes lors de la réutilisation, de l’ordre 14 mg/l, 20 mg/l et 6 mg/l respectivement, pour les salmonelles et les clostridium, on a aussi des dépassements à la norme de réutilisation pouvant présenter des risques sanitaires lors de la réutilisation de 20UFC/100ml et 1 UFC/100ml respectivement. Afin de réutiliser ces eaux usées épurées, une désinfection au chlore doit y être effectué pour qu’à la fois assurer une qualité microbiologique adéquate à leur réutilisation mais aussi éviter une contamination lors du stockage de cette eau après épuration. Dans une perspective de recherche, on pourrait s’intéresser à la dégradation de micropolluants émergeants se trouvant dans les eaux usées tel que le paracétamol par la mise en œuvre de biopiles microbiennes.
Hydrological modeling in Tafna Basin (North-west Algeria)
(2022) Bougara, Hanane
L'utilisation dans cette thèse de modèles hydrologiques fournit une estimation correcte de la quantité d'eau. Les tests statistiques et les indices de sécheresse sont appliqués comme outils de suivi de la sécheresse permettant de la décrire de manière quantitative. Cette approche pourrait faciliter la prise de décision des gestionnaires et les aider à développer des stratégies pour une meilleure gestion des ressources en eau. La nouvelle perspective de cette recherche pour les cinq sous-bassins de la Tafna situés au Nord ouest algérien réside dans l'analyse de la réponse hydrologique (Débit) suite à la variabilité du climat (changement temporel) et dans différents sous-bassins (changement spatial). Les objectifs de ce travail sont: - Sélection du type de climat (humide, sec) dans différentes séries chronologiques (annuelles, saisonnières et mensuelles) sur la base d'analyses statistiques visant la détection des points de rupture et des tendances (ampleur et leurs directions) ainsi que l‟évaluation de la sécheresse des variables hydrologiques. - Simuler le comportement hydrologique de la zone d'étude (sous-bassins) à partir des modèles globaux sous différentes conditions climatiques (humides et sèches). - Comparer les résultats de la réponse hydrologique des modèles dans différents climats et différents sous-bassins. Les résultats synthétiques du test d'homogénéité de la variabilité hydro-climatique indiquent majoritairement la rupture de l'année 2007, et l'augmentation à la fin de la série chronologique des précipitations. De plus, l'évaluation des indices de sécheresse (sécheresse météorologique et hydrologique) a conclu que les périodes humides se situaient au début de 2000 et que les périodes sèches se situaient entre 1990 et 1999. La période entre 1990 et 2005 a été déterminée pour évaluer les performances du modèle. Les résultats d'application des deux modèles globaux (GR4J, HBV light), ont montré que les deux modèles donnent de bonnes performances pour les deux périodes d'étalonnage, et une dégradation de la performance en phase de validation relative au modèle HBV light par rapport au GR4J. Ces différences dans la réponse du modèle hydrologique donnent un aperçu des facteurs affectant les processus hydrologiques, en plus de l'effet de la structure du modèle hydrologique et des ensembles de paramètres. Il est probable que la raison de ne pas voir une variation considérable malgré les différentes conditions climatiques des sous bassins est que la réponse hydrologique (Débit) est principalement influencée par le flux provenant du stockage des eaux souterraines ou par l'infiltration dans le réseau d‟eaux souterraines en raison de la géologie de la région (karstique), ce qui conduit à être incompatible avec une variation de la série chronologique des précipitations qui représente des séquences humides et sèches. Ces modèles peuvent être un outil utile pour prédire la disponibilité de l'eau dans différentes conditions climatiques pour d'autres études de gestion de l'eau dans la zone d'étude et dans d‟autres zones présentant des conditions similaires.
L’érosion des sols et la dynamique du carbone sur les versants méditerranéens algériens: utilisation des isotopes radioactifs
(University of Tlemcen, 2022-05-12) Bouchekara, Badreddine
Le bassin versant de l’oued Fergoug connaît une érosion hydrique intense liée à la conjugaison de plusieurs facteurs naturels favorables tels que la brutalité des précipitations et la prédominance des roches tendres. L’intervention humaine dans ce milieu vulnérable accentue sa fragilité par le défrichement et la dégradation du couvert végétal et la mise en culture de terrains en pente forte. RUSLE est la combinaison de cinq facteurs spécifiques qui décrivent les caractéristiques du bassin versant. Les données de télédétection et les SIG sont utilisés pour évaluer et cartographier chaque facteur individuellement. L’intégration des cartes thématiques des facteurs du modèle RUSLE dans le SIG permet de cerner l’impact de chaque facteur dans les pertes en sol, de classer par importance relative les zones d’érosion, et de quantifier les pertes en sol dans le bassin. La carte des pertes en sols par le modèle empirique RUSLE montre que l’érosion enregistre un maximum de 45.45 t ha-1 an-1avec une moyenne de 24.02 t- 1 ha-1 an-1. Une autre méthode basée sur la distribution de radio-isotope 137Cs à été utilisée afin de valider les résulta obtenus par la télédétection et les SIG.L’étude a été réalisée sur un site de référence et un site d’expérimentation de type agricole. Cent Trent huit (138) échantillons ont été prélevé sur le site d’expérimentation le long d’un transect d’une pente allant jusqu’à 18% le long de la direction de culture, prélevés en profondeur et de surface. Quatorze (14) autres échantillons ont été prélevés en profondeur dans le site de référence. Par la suite, les échantillons ont été mesurés à laide d’une chaine de spectrométrie gamma afin de déterminer la quantification spatiale du 137Cs dans le sol. Les pertes en sol obtenues par application des différents modèles de conversion du 137Cs, montrent que les pertes les plus élevées sont enregistrées par le modèle proportionnel. Il s’agit d’une érosion d’à peu près67.95 t-1 ha-1 an-1, le modèles Mass-Balance I enregistrent des valeurs qui atteignent 39.95 t-1 ha-1 an-1. À travers l'enquête des particularités du risque de l'érosion, via les calculs des pertes en sol au moyen du modèle empirique RUSLE et du radio-traceurs (137Cs). On note que les conséquences de l’érosion au niveau du bassin versant de l’oued Fergoug sont multiples ; un appauvrissement des sols et la dégradation de leur valeur foncière, une perte de la biodiversité, une dégradation de l’eau de surface par la concentration élevée des particules minérales et organique arraché du sol, provoquant tant l’envasement du barrage Fergoug, que sa pollution et son eutrophisation. Tous ces paramètres vont par provoquer une dégradation de la qualité de vie des populations.
Fluctuation pluviométrique et son impact sur l’écoulement dans une zone semi aride. Cas du bassin versant de l’oued Boukiou (NW algérien)
(2022) Zennaki, Ahmed
La modélisation hydrologique en particulier les modèles pluie-débit sont devenus des outils indispensables permettant la prise de décision pour toutes les études et les recherches dans le domaine de l’estimation et de la gestion des ressources en eau. L’approche envisagée dans ce travail consiste à utiliser des indices climatiques et des modèles hydrologiques basés sur des séries de données pluviométriques et hydrométriques mesurées au niveau de la station de djebel Chouachi afin de comprendre le fonctionnement du bassin versant de l’oued Boukiou occupant une superficie de 117km2 , situé au Nord ouest algérien dans le bassin de la Tafna et permettant ainsi de simuler sa réaction face à des sollicitations principalement pluviométriques. Pour ce faire, nous avons appliqué trois modèles hydrologiques, Le GR (Génie rural), le Gardénia (Modèle global à réservoirs pour la simulation de débits et des niveaux aquifères) au pas de temps annuel, mensuel et journalier et le SWAT (Soil and Water Assessment Tool) aux pas de temps annuel et mensuel afin de les tester et de comparer leur performance à simuler les phénomènes hydrologiques qui caractérisent le bassin de Boukiou. Les trois modèles semblent bien adaptés aux données de l’oued Boukiou, leur optimisation à été obtenue pour des valeurs élevées des critères de Nash (supérieur à 80%) et des coefficients de corrélation (plus de 90% pour les modèles GR et GARDENIA et 70% pour le SWAT). Toutefois, le modèle à réservoirs Gardénia parait plus performant que les deux autres pour le bassin versant de l’oued Boukiou. En effet, en dépit du nombre important de paramètres de calage, il demeure le plus facile à caler.

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