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PAR: Mme MESSAI LARBI AwatefChef de service eau et assainissement
Expert en audit des systèmes d’eau
République TunisienneMinistère de l’Environnement
Direction Générale de l’Environnement et de la Qualité de la Vie
Recharge artificielle des aquifères en Tunisie
Etude de cas: faisabilité technico -économique et environnementale du projet de recharge
artificielle de 8 nappes phréatiques à partir des EUT.
Atelier sur « la recharge artificielle des nappes phréatiques » Amman- Jordanie du 11 au 13
décembre 2012
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Les ressources en eau et le contexte climatique
• Contexte climatique : tendances de l’aridité sur plus des ¾ du territoire, de 50 mm → à 1200 mm
• 7 étages bioclimatiques avec une distinction à la dorsale tunisienne vers le Nord → plus humide
• Irrégularité saisonnière des pluies et variabilité régionale et vulnérabilité des ressources en eau
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Une grande variabilité
Inondations Tunis 2003
707 à 1640 : 25 Sécheresses et 8 inondations
1640 à 1758 : 0 Sécheresse et 3 Inondations
1758 à 1900 : 4 Sécheresses et 2 Inondations
après 1900 : 20 Sécheresses et 14 Inondations
Gestion des extrêmes : 1 année sur 3 est extrêmement humide ou sèche
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O.74 Milliards m3/an)(
Ressources de Surface et Ressources Souterraines
4
Ressources de Surface2.7 Milliards m3/an
Ressources souterraines2.18 Milliards m3/an
Ressources souterraines peu
profondes(Inf 50m)
)1.44 Milliards m3/an(
Ressources souterraines
profondes (Sup à 50m)
Total disponible 4.88 Milliards m 3/an et total mobilisable 4.66 Milliards m 3/an
Les eaux souterraines non renouvelables représentent 0.61 Milliard m3/an (28%) sur 2.18 Milliards m3/an eaux souterraines disponibles.
Les Apports du Nord (Mejerda et Ichkeul) 2 Milliards m3/an (74%) sur 2.7 Milliards m3/an Disponible Eau de surface .
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Qualité des ressources en eau
• Eau de surface :2700 Mm3
72 % du potentiel < 1,5 g / l
• Eau souterraine: 2180 Mm3
• 740 Mm3 /an (215 nappes phréatiques)• 8 % < 1,5 g / l• 71 % : 1,5 – 5 g / l• 21 % > 5 g / l
• 1440 Mm3 / an (350 nappes profondes)
dont 610 millions m3 par an, non renouvelables. (Na ppes fossiles)
• 20 % < 1,5 g / l• 57 % : 1,5 – 3 g / l• 23 % > 3 g / l
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Consommation par usage
83%
11%
5% 1%
AgricultureEau potableIndustrieTourisme
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3 grandes options stratégiques ont été élaborées:
- La stratégie décennale de mobilisation des ressources en eau (1990-2000)
- Le programme complémentaire de mobilisation des ressources en eau (2001-2011)
- La stratégie à long terme (2030).
3 grandes options stratégiques ont été élaborées:
- La stratégie décennale de mobilisation des ressources en eau (1990-2000),- Le programme complémentaire de mobilisation des ressources en eau (2001-
2011),- La stratégie à long terme (2030).- La stratégie « eau 2050 » (en cours)
Stratégies actuelles et futures
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MOBILISATION DES RESSOURCES EN EAU
Source : Journée de la Terre 2003, documents techniques – Min. agriculture et RH
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Dessalement : 35 Mm3 /an (4 stations de dessalement située dans le sud du pays).
REUT: 109 stations d’épuration: 236 Mm3 (2011) (réutilisation de 24 % du volume épuré en 2011).
Les ressources en eau alternatives
Stockage d’eau: recharge des nappes23 nappes bénéficient de la recharge moyennant 55 sites. Sur les vignt dernières années, le volume total de la recharge artificielle est de 744 Mm3 (35 Mm3 /an).(Y compris recharge avec les EUT)
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Conservation des eaux et des sols
Techniques traditionnelles hydro-agricoles (Tabias, Jessours,Meskats, Diversification des activités, etc)
Structures d’épandage des eaux des crues,Banquettes, Cordons en pierres sèches, Reboisement, etc
Économie de l’eauMinimiser les pertes, Nouvelles technologies,Choix des techniques d’irrigation appropriéesChoix des espèces culturales, etc
Adaptation à la variabilité hydrologiqueet atténuation des effets des extrêmes
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La régulation et le transfert
Les plus grands barrages du Nord sont interconnectés entre eux et leurs eaux sont transférées par des canaux et des conduites vers les zones de développement.Le Sahel de Sousse et de Sfax est desservi aussi pour son AEP par les eaux souterraines douces de la Tunisie Centrale.En Tunisie du Sud, les eaux douces de Zeuss-Koutine desservent aussi les régions de Djerba et de Zarzis
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- La surexploitation des ressources en eau souterraines- La pollution des ressources eau (cours d’eau, nappes,….) par rejets solides ou liquides dans le milieu, les cours d’eau et les nappes d’eau souterraines vulnérables,- L’envasement des retenues des barrages, - La fréquence d’années sèches successives qui entravent le renouvellement annuel des ressources en eau,- Le gaspillage d’eau et les pertes,- L’impact des changements climatiques.
Les menaces qui affectent les RE
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malgré
• ce potentiel en eau limité
• un climat capricieux caractérisé par une irrégularité spatiale et temporelle des apports en eau (Nord – Sud) et une alternance de périodes sèches et humides.
Bonne expérience en matière de gestion des ressources en eau qui a évolué avec le temps vers une GIRE et ce par :
� La poursuite de la mobilisation de nouvelles ressources,
� Le recours aux eaux non conventionnelles,
�L’amélioration de l’efficience des infrastructures hydrauliques et l’économie d’eau,
� La préservation de la ressource et la protection des écosystèmes et de l’environnement,
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L’expérience tunisienne acquise dans ce domaine, consiste à multiplier les expérimentations en diversifiant les techniques de recharge, dans de nombreuses régions du pays à travers:
- Puits d’injection: 10 sites- Bassins d'infiltration et des carrières: 17 sites, - Epandage des eaux de crues: 22 sites - Barrage souterrains: 3 sites- Infiltration à travers les zones irriguées par des EUT: 3 sites.
Experience tunisienne en matière de recharge artificielle
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Historique
........ : À Sidi Bouzid aquifère, dans des aquifères de Gafsa et dans l'aquifère du Sud (travaux de conservation des eaux et du sol: Seuil de dérivation, jessours, Tabia, miskats, ...)1956: la recharge des aquifères Soukra (zone d'irrigation)1970: la recharge des aquifères Teboulba (barrage Nebhana)1970: la recharge des aquifères Mateur (barrage Joumine)1972: Débordement oued Siliana recharge des aquifères (travaux conservation des eaux et du sol)1975: la recharge des aquifères Grombalia (Menzel Bouzelfa)1984: la recharge des aquifères Wadi Souhil avec de l'eau usée traitée1988: la recharge des aquifères Kairouan (barrage Sidi Saad).
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recharge des aquifères
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17
Volume total de la recharge : 744 106 m3 (35 106 m3/an)
Evolution du volume de la recharge artificielle des aquifères (1992-2010)Evolution du volume de la recharge artificielle des aquifères (1992-2010)
0
10
20
30
40
50
60
70
1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010
23.4
34
42.9
62.4
66.7
28.727.3
21.219.2
7.4
20
43.2
33.4
63.264.7
44.442.1
46.5
53.2
Source de l’eau
• Eaux des barrages : 99 % (34,8 millions m3)
• EUT : 1 % (0,2 millions m3)
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Recharge des nappes par les EUTLes principaux objectifs de la recharge des nappes par les EUT sont les suivants :
• Assurer un stockage inter-saisonnier des EUT et faire valoir la fonction « réservoir » des aquifères,
• Assurer un équilibre dans le bilan des nappes phréatiques,• Développer l’agriculture irriguée non restrictive par utilisation des EUT
rechargées,• Maitriser la pollution due aux rejets des EUT en faisant valoir le
pouvoir épurateur du sol,• Faire face à l’intrusion des eaux marines et repousser le biseau salin
dans certaines nappes côtières.Le procédé de la recharge artificielle des nappes d’eau a été adopté au niveau de la nappe de Wadi Souhil, à Nabeul en 1984, et la nappe de Korba, en 2009 en vue d’augmenter la mobilisation, et de préserver la qualité physico-chimique de leurs eaux, notamment celles qui connaissent une surexploitation,
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19Site de Wadi Souhil
RECHARGE DE L’AQUIFERE DE WADI SOUHILPAR LES EAUX USEES TRAITEES
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20
Infiltration par basins
Après réhabilitationAvant réhabilitation
Injection de l’EUT à Wadi Souhil
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21Site de recharge El
Mida-Korba
RECHARGE DE L’AQUIFERE DU CAP BON PAR LES EAUX USEES TRAITEES
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22
Bassin d’infiltration à KorbaStation de pompage
25/12/2008 (Volume : 80000 m3)
Site pilote de la recharge artificielle de l’aquifère de Korba par les EUT
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Principaux programmes; projets et étudesélaborés en matière de recharge artificielle de nappe par les EUT
1) Projet de Gestion Intégrée des Ressources en Eau des périmètres irrigués de MornagCe projet s’inscrit dans la préparation du Projet d’Investissement dans le Secteur de l’Eau
(PISEAU II) et financé par la KFW.• L’étude a débouché en 2009 sur la présentation d’un projet de gestion intégrée de
trois ressources en eau ( EUT de la STEP Sud Méliane, les eaux souterraines de la nappe et les eaux du nord ) à travers les actions suivantes:
• - la recharge artificielle de la nappe de Mornag par les EUT de la STEP de Sud Méliane
• - la recharge artificielle de la nappe par les eaux conventionnelles du canal Medjerda-Cap Bon,
• - la réhabilitation des réseaux de distribution des périmètres publics irrigués existants.
2) Etude portant sur «faisabilité technico-économique et environnementale du projet de recharge artificielle de 8 nappes phréatiques à partir des EUT en Tunisie.Cette étude a eu pour finalité de déterminer les sites de la recharge artificielle des nappes souterraines à l’EUT dans les stations d’épuration opérant dans les gouvernorats de Zaghouan, Sousse, Mahdia, Médenine et Gabès.
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Finalités du Projet
Environnementale:• Diminuer les impacts des EUT sur le milieu récepteur.• Gestion durable des ressources naturelles renouvelables (eau
souterraine).Stratégique:• Stockage et recyclage des EUT. • Rétablissement de l’équilibre hydrogéologique (quantité et qualité)
des nappes surexploitées.Economique:• Intégration des EUT rechargées dans l’irrigation non restrictive des
cultures maraichères (conformément aux nomes).• Extension potentielle des superficies irriguées.Scientifique:• Valider et appliquer le concept de dépollution par le sol.
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Phases de l’étude
Objectifs de la phase 1– Etudier la faisabilité technique de la recharge artificielle par les EUT– Etudier les conditions techniques de recharge des nappes à partir des EUT
des STEP
Objectifs de la phase 2– Etudier la faisabilité environnementale de la recharge artificielle – Identifier et évaluer ses impacts sur l’environnement biologique et humain– Proposer des mesures d’atténuation et/ou de compensation– Proposer un schéma institutionnel de la recharge
Objectifs de la phase 3– Etudier la faisabilité économique de la recharge artificielle – Evaluer les coûts d’investissement , d’exploitation et de maintenance– Evaluer le coût unitaire du m3
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Conditions de recharge de EUT1. Conditions techniques: disponibilité des EUT en Quantité/Qualité
2. Conditions hydrogéologiques:En Amont de l’écoulement: Priorité au site de recharge naturelle de la nappe
3. Santé humaineEloignement de puits ou des forages d’exploitation et de toute activitéAbsence de déchets solides ou liquides d’origine industriels
4. Conditions géochimiquesZone non saturé d’une épaisseur suffisante (> 10 m)Absence d’intercalations argileuses et présence de couches de sables ou de grès
5. Conditions environnementalesAbsence de site d’intérêt écologique faunistique ou floristique à proximité
6. Conditions économiquesProximité relative par rapport à la STEP: maximum de 10 km
7. Approche participativeRecommandations de l’A/RE, A/GR, A/PI, GDA
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Nappes concernées par l’Etude
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Compartiments mis en relation
• Compartiments physiques:
– Le sol– L’eau de la nappe– La culture irriguée– Le milieu naturel
• Compartiments socio-économique et humain:
– L’agriculteur– Le consommateur de l’eau– Le consommateur des produits agricoles
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Processus de traitement: Chaine de traitement
• EUB: Domestique et Industrielle• EUB +STEP� EUT (Secondaire)• EUT (Secondaire)+ Filtration et désinfection� EUT amélioré• EUT amélioré + Massif filtrant � EUT 4• EUT 4 + temps de séjour dans la nappe� Eau d’irrigation• Eau d’irrigation + technique d’irrigation + types de cultures
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Faisabilité environnementale
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Principales conclusions de la faisabilité économique
Aspects
hydro-
géologique
s
Pouvoir Epuratoire du sol Risques sur la Santé publique Environnementa
l
Foncier Proximité
/
STEP
Faisabilité
Technique
Nappe Localisa
tion du
site de
recharg
e
site de
recharge
naturel
gran
ulom
étrie
moy
enne
à
gross
ière
Absence de
couche
argileuse
imperméab
le
préjudiciab
le
Ep
ais
se
ur
ZN
S>
10
m
Vitesse
d'infiltr
ation
entre
0,1 et
0,5 m/j
Eloignem
ent/ aux
forages
AEP
(1an), et
PI (100j)
STEP’s
surcha
rgées
Absence
de
décharges
/
Installatio
ns
industriell
es
Absence de site
d'intérêt
écologique
(zone humide…)
Pas
d’exprop
riati-on
Rayon
max. =<
12 Km
Fahs Lameiy
em/
Oued El
Kebir
Oui/ En
amont Oui
Oui >
15
m,
0,6 m/j
(élevée
)
Oui Non Oui Oui Oui 12 km OUI
Ksour
Essef
Sidi
Assaker
Oui/ En
amont Oui
Oui 10
et
15
m,
0,2 m/j
(moyen
ne)
Oui Oui Oui Oui Oui 12 km OUI
Boumer
dès
site
actuel
de rejet
des EUT
Oui/ En
amont Oui
Oui 20
m
0,1m/j
(médio
cre)
Oui Non Oui Oui Oui 5km OUI
Knais route
Msken-
Knaies
Oui/ En
amont Oui
Oui 15
m
0,1m/j
(moyen
ne)
Oui Non Oui Oui Oui 13 km OUI
EL
Aouinet
Dhrâa
Ouedhr
ef
Oui/ En
amont Oui
Oui 20
m
0,2m/j
(moyen
ne)
Oui Non Oui Oui Oui 7 km OUI
Sombat Bou
Atouch
Oui/ En
amont Oui
Oui 20
m
0,2m/j
(moyen
ne)
Oui Oui Oui Oui Oui 2,5 km OUI
Ouefisse
n
Sidi
Mabrou
k Ben
Jebnou
n/oued
Oum el
Abair
Oui/ En
amont Oui
Oui 15
m
0,2m/j
(moyen
ne)
Oui Non Oui Oui Oui 9,5 km OUI
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Dispositif de traitement complémentaire
Filtre à sable
+
réacteur UV
Massif filtrantTemps de séjour en nappe > 100j Puits d’irrigation
Parcelle irriguée
Eaux Usées
conformes
Bassins d’infiltration
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Procédé de traitement tertiaire et dispositif de recharge
Bassin de filtration: MES Désinfection par l’UV: CT et CF
Bassin d’infiltration: MESMassif Filtrant : MES, protozoaires,
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Dispositif de recharge
Bassin d’infiltration A: Opérationnel Bassin d’infiltration B: En assec
Filtration
• Les Métaux lourds et pesticides piégés• Micro-organismes piégés
Traitement biologique
• Dénitrification anaérobique• Nitrification aérobique
Dilution avec l’eau
de la nappe
• Mélange avec l’eau de la nappe
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Effets des principaux équipements de traitement
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Dispositif contrôle (train de mesures)
Filtre à sable
+
réacteur UV
entretenus
Massif filtrant entretenuAbsence de prélèvements dans
un rayon de 100j
Contrôle de la qualité de l’eau
Parcelle irriguée
Contrôle
Eaux Usées Brutes
Bassins d’infiltration
Entretenus + contrôle
avant recharge
Entretien régulier
Contrôle qualité eau
Exutoire naturel
Irrigation goute/goute ou
irrigation superficielle
Cultures spécifiques
Contrôle de la qualité des
aliments
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Impacts négatifs de la recharge
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Mesures de compensation
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Impacts positifs
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Principales conclusions des deux premières phases
Les principaux risques précités semblent être in finemaîtrisables et non préjudiciables si des mesures sont mise en place:
• Renforcement de la coordination entre acteurs • Collecte et partage de l’information (données collectées)• Renforcement des capacités régionales• Participation de la recherche• Mise en place d’un Comité national de coordination de la recharge
artificielle• Mise en vigueur de la nouvelle norme pour la recharge des nappes
par les EUT• Elaboration d’un « Contrat de nappe » incluant les prérogatives des
acteurs+ charte de bons procédés
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Critères d’évaluation des projets
Critères techniques (pondération 35%)• Niveau de vulnérabilité de la nappe : Ce paramètre inclut le niveau de
dégradation actuelle de la nappe• Efficience de la recharge : Ce paramètre explicite l’impact de la recharge sur la
remontée du niveau de la nappe . Il dépend du volume de la recharge par rapport au volume de la nappe.
Critères environnementaux et sanitaires (pondératio n 35%)
• Capacité épuratoire du sol : Ce paramètre inclut le facteur épaisseur de la ZNS et la vitesse d’infiltration.
• Qualité de l’EUT rechargée par rapport à celle de la nappe : Ce paramètre explicite l’impact de l’EUT rechargée sur la qualité de la nappe au niveau de la salinité
Critères économiques (pondération 30%)• Le principal paramètre est le coût unitaire dynamique qui intègre les coûts
d’exploitation, de renouvellement et d’investissement en infrastructures en fonction des volumes d’EUT rechargées actualisées à un taux de 10%.
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Conclusion de l’évaluation économique
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Merci de votre attention
Recharge de la nappe phréatique à Nabeul depuis
1984