etude sedimentologique du remplissage de la lagune de sidi moussa

UNIVERSITE CHOUAIB DOUKKALI Numéro d’ordre : 36 FACULTE DES SCIENCES – EL JADIDA

THESE Présentée pour obtenir le diplôme de

Doctorat en GEOLOGIE Spécialité : GEOSCIENCES MARINES

Par

Mohamed MAANAN

ETUDE SEDIMENTOLOGIQUE DU REMPLISSAGE

DE LA LAGUNE DE SIDI MOUSSA

(CÔTE ATLANTIQUE MAROCAINE)

CARACTERISATIONS GRANULOMETRIQUE, MINERALOGIQUE

ET GEOCHIMIQUE Soutenue le 24 octobre 2003 devant la commission d’examen : M. M. OUADIA, Professeur à la Faculté des Sciences – El Jadida Président

M. C. CARRUESCO, Maître de Conférence HDR à l’Université de Bordeaux I Rapporteur

M. M. LABRAIMI, Professeur à la Faculté des Sciences – Rabat Rapporteur

Mme. R. MAHJOUBI, Professeur à la Faculté des Sciences – Meknès Rapporteur

M. A. AAJJANE, Professeur à la Faculté des Sciences – El Jadida Examinateur

M. B. ZOURARAH, Professeur à la Faculté des Sciences – El Jadida Examinateur

ANNEE : 2003 Numéro d’ordre :

DOCTORAT EN GEOLOGIE

Titre de la thèse: ETUDE SEDIMENTOLOGIQUE DU REMPLISSAGE DE LA LAGUNE DE SIDI

MOUSSA (CÔTE ATLANTIQUE MAROCAINE) : CARACTERISATIONS GRANULOMETRIQUE, MINERALOGIQUE ET GEOCHIMIQUE

Nom et Prénom : MAANAN Mohamed U.F.R. : Géosciences et Environnement (Spécialité : Géosciences Marines)

La lagune de Sidi Moussa (côte atlantique marocaine) est séparée de l’océan par un

cordon de dunes consolidées. Son bassin versant est constitué des terrains de crétacé et de plioquaternaire. Le régime hydrologique se caractérise par une alimentation essentiellement marine qui prédomine sur les apports continentaux. Le climat est de type méditerranéen sous influence océanique. L’approche morphologique de la lagune, basé d’une part, sur les photos d’interprétions et d’autre part, par les observations in situ montre l’existence de quatre unités morphologiques : 1- la zone de la passe principale et le delta interne de marée, 2- Chenal, la zone intertidale et les schorres, 3- les marais salants et 4- le cordon littoral.

L’étude sédimentologique, minéralogique et géochimique de la couverture récente montre l’existence de deux domaines : - Un domaine à influence marine prépondérante, situé dans la zone aval de la lagune, caractérisé par des faciès sableux pauvres en éléments métalliques et en matière organique et riches en strontium et en carbonates d’origine biogénique. - Un domaine typiquement lagunaire, situé dans la zone amont de la lagune, caractérisé par des faciès silteux à silto-argileux riches en métaux lourds et en matière organique et pauvres en strontium et en carbonates.

L’étude des caractères sédimentologiques, minéralogiques et géochimiques des carottes permet de retrouver les deux ensembles précités superposés dans les carottes avec à la base un faciès à dominance marine littorale qui caractérise un milieu ouvert et au sommet un faciès typiquement lagunaire qui caractérise un milieu relativement fermé. Cette évolution verticale des faciès tend vers un comblement lagunaire, ce qui est en accord avec le schéma évolutif des lagunes proposées par Bird 1994.

Toute fois les teneurs en éléments métalliques des sédiments restent inférieures aux teneurs observées dans d’autres systèmes lagunaires similaires au Maroc tel que Oualidia, la lagune de Nador, ou en Europe (lagune de Venise, lagune d’Arcachon). Ces faibles teneurs sont l’expression d’une pollution faible ou nulle de cet écosystème.

Mots clés : Maroc, lagune de Sidi Moussa, sédimentation, minéralogie, géochimie, modèle de Bird (1994), pollution métallique, bruit de fond géochimique.

RESUME

Je dédie ce mémoire à:Je dédie ce mémoire à:Je dédie ce mémoire à:Je dédie ce mémoire à: Mes parents Ma grande mère Mes frères et sœurs Ma belle famille Mes professeurs Mes amis Tous ceux qui me sont chers

Avant propos

Après avoir obtenu le diplôme de Licence en 1998 en Géologie Appliquée à la Faculté des Sciences d’El Jadida. J’ai ensuite suivi mes études de troisième cycle pour préparer le Diplôme des Etudes Supérieures Approfondies «Environnement Marin et Valorisation des Ressources » au Département de Biologie. Monsieur le Professeur B. Zourarah m’a proposé dans la première année un sujet sur l’évolution morpho-sédimentaire des plages du littoral des Doukkala au sein du Laboratoire de Géosciences Marines « un laboratoire actif de réseau national des sciences et techniques de la mer REMER ». Pour la deuxième année j’ai travaillé sur la lagune de Oualidia et les plages adjacentes. J’ai soutenu mon mémoire de Diplôme des Etudes Supérieures Approfondies intitulée : " Etude morpho-sédimentaire de la lagune de Oualidia : Evolution récente et historique" en octobre 2000.

Après ces deux ans, je me suis inscrit au Département de Géologie au sein de l’Unité de Formation et de Recherche (Géosciences et Environnement). J’ai suivi le même tracé de Géologie marine, Monsieur B. Zourarah m’a proposé alors un sujet original portant sur la lagune de Sidi Moussa, un écosystème paralique mal connu et important au point de vue économique et scientifique. Ce travail était sous la direction du Professeur Ahmed Aajjane. La première année m’a permis d’avoir une vue d’ensemble sur les caractéristiques, les origines et les classifications des lagunes du monde et ainsi classer la lagune de Sidi Moussa dans ce contexte mondial. Cela ne m’a pas empêché de travailler sur d’autres écosystèmes avec nos professeurs de laboratoire surtout sur l’estuaire de l’Oum Er Rbia, les plages de littoral des Doukkala, la lagune de Oualidia et le plateau continental des Doukkala Abda dans le cadre du projet PROTIT.

J’ai commencé ma deuxième année par une mission à l’Université de Bordeaux I, sous la responsabilité du Professeur C. Carruesco. Ca m’a permis de discuter l’état d’avancement de ce travail et les nouvelles démarches surtout pour la stratégie d’échantillonnage au sein du remplissage lagunaire. Une mission d’échantillonnage des échantillons de surface et des carottes est réalisée par la suite au mois de décembre 2001.

En Mars 2002, j’étais en stage au département de Géologie et de la Géographie à l’Université Catholique de Louvain-La-Neuve (Belgique), durant lequel, j’ai pu faire les analyse des échantillons de la lagune par la méthode de Diffraction aux RX et la méthode de Fluorescence aux RX avec Monsieur le Professeur J. Naud.

En octobre 2003, j’ai soutenu ma thèse devant un jury composé de Monsieur M. Ouadia comme président, Monsieur C. Carruesco, Monsieur M. Labraimi et Madame R. Mahjoubi comme des rapporteurs de thèse et Messieurs A. Aajjane et B. Zourarah comme des directeurs de thèse.

Ce travail nous a permis sur le plan sédimentologique, d’identifier la nature et l’origine de remplissage lagunaire et sur le plan géochimique, d’établir un état de lieu de la lagune et de mettre en évidence le bruit de fond géochimique. Il a en plus fait l’objet de deux publications sous presse, d’autres publications soumises et des communications dans des colloques et des congrès nationaux et internationaux.

Remerciements

Au terme de ce travail, je tiens à remercier tous ceux qui m’ont prodigué leurs aides, leurs soutiens, leurs conseils et leurs amitiés.

Mes premiers et sincères remerciements vont tout d’abord au défunt Monsieur le Professeur A. SADEL et le Professeur B. MERNARI, respectivement Doyens de la Faculté des Sciences d’El Jadida, pour l’intérêt qu’ils ont toujours porté à la recherche scientifique au sein de notre établissement. Qu’ils trouvent ici, l’expression de mes sentiments les plus respectueux.

Je remercie profondément Messieurs les Professeurs Ahmed AAJJANE et Abdellatif SOUHEL, responsables de l’Unité de Formation et de Recherche « Géosciences et Environnement » pour m’avoir accepté de m’y inscrire et de leurs aides scientifiques et logistiques.

Mes recherches ont été effectuées au Laboratoire de Géosciences Marines du REMER. Je tiens à remercier vivement, pour leur aide et assistance, les Professeurs Khalid MEHDI, Mohammed SAHABI, et les coordinateurs du Réseau REMER : Salem BAKKAS, Mohamed MONCEF et Omar ASSOBHEI. Je remercie Monsieur Mohamed OUADIA, Professeur à la Faculté des Sciences d’El Jadida qui a toujours su m’écouter et me donner de bons conseils et d’orientations. Ses connaissances en Géologie du Quaternaire de la région des Doukkala en font un spécialiste éclairé. Je le remercié profondément d’avoir accepté de juger ce mémoire et de présider le jury.

Je remercié Monsieur Ahmed AAJJANE, Professeur à la Faculté des Sciences d’El Jadida, qui a accepté de diriger ce travail, à qui je dois une reconnaissance particulière pour sa grande qualité humaine, ses conseils et pour la confiance qu’elle m’a toujours accordée.

Ce travail a pu être à terme grâce aux encouragements et au soutien de mon directeur scientifique de thèse Monsieur Bendahhou ZOURARAH, Professeur à la Faculté des Sciences d’El Jadida. Il m’a initié à la géologie marine et a toujours su me conseiller efficacement sur les orientations que je devais donner à mon travail. Qu’il trouve ici la preuve de toute ma reconnaissance et mes remerciements pour sa grande disponibilité et pour le temps qu’il a consacré à la critique de mes résultats en me faisant bénéficier de sa grande expérience.

Je remercie Monsieur Christian CARRUESCO, Maître de conférence HDR à l’Université de Bordeaux I, qui a accepté de juger ce travail dont il est le rapporteur ; il m’a accueilli dans son laboratoire et m’a apporté une aide précieuse dans les analyses microgranulométriques et de la matière organique. J’ai pu bénéficier de sa grande compétence et de ses observations pertinentes en tant que spécialiste des écosystèmes côtiers. Je tiens à lui exprimer toute ma gratitude d’avoir accepté d’être rapporteur de ce travail et d’avoir bien voulu m’honorer de sa présence au jury.

C’est également à Monsieur Mustapha LABRAIMI, Professeur à la Faculté des Sciences de Rabat que j’adresse mes remerciements les plus respectueux pour sa grande qualité humaine, pour ses critiques et pour ses encouragements. Nos conversations ont été toujours pour moi une source d’enrichissement. Qu’il veuille bien trouver ici l’expression de ma profonde reconnaissance de m’avoir aidé à la réalisation de ce travail, d’en être un des rapporteurs et d’avoir participé au jury.

Je remercie Madame Rachida MAHJOUBI, Professeur à la Faculté des Sciences de Meknès, qui a accepté de juger ce travail et qui a toujours témoigné d’une grande bienveillance ; elle me fait l’honneur d’être un rapporteur de ma thèse. Elle a bien voulu suivre la progression de ce travail et l’enrichir par ses suggestions et ses remarques précieuses.

Ce travail a bénéficié d’une bourse AGCD (Belgique) dans le cadre du projet CAMG, entre l’Université Chouaïb Doukkali (El Jadida, Maroc) et l’Université Catholique de Louvain (Louvain-La-Neuve, Belgique). Je tiens à remercier profondément Monsieur le Professeur Dominique LADURON et Monsieur le Professeur Nasser ENNIH coordinateurs du projet.

Mes vifs remerciements vont aussi à Monsieur Jean NAUD, Professeur à l’Université Catholique de Louvain (Louvain-La-Neuve, Belgique), qui a bien voulu m’accueillir dans son laboratoire où j’ai réalisé les analyses minéralogiques et géochimiques. Sa gentillesse, sa disponibilité, ses critiques et son savoir-faire m’ont permis de mieux valoriser ce travail.

Mes vifs remerciements à Mes Professeurs de Département des Sciences de la Terre de la Faculté des Sciences d’El Jadida, pour leur aide, leur gentillesse, leur soutien, leur permanente disponibilité, leurs nombreux conseils et leurs encouragements. Merci à tous. Je remercie aussi Mademoiselle Fatima KHARMOUCHE secrétaire du Département.

Ma reconnaissance s’adresse également à Monsieur le Professeur Larbi EL ACHHAB, Vice doyen de la Faculté des Sciences pour son soutien et ses encouragements et par là je ne saurai oublier de remercier le corps administratif de la Faculté des Sciences d’El Jadida.

Je tiens à remercier Monsieur Hocein BAZAIRI, Professeur assistant à la Faculté des Sciences de Casablanca I, pour ses encouragements et son soutien. Son aide concernant la mise en forme de l’exposé de ce travail était considérable.

Un grand merci à mes chers amis Mohamed CHAIBI, Professeur assistant Centre Universitaire de Safi, et Driss INANI, Cadre Supérieur, pour leur encouragement et leur soutien dans les plus pénibles moments.

Il est difficile de trouver des mots assez forts pour exprimer mon immense gratitude et ma plus grande affection à deux personnes, à qui je dois tout : mes parents, pour leur amour, leurs sacrifices, leur dévouement et leur encouragement inlassable ; qu’ils acceptent que je leur dédie ce travail.

L’achèvement de ce travail est l’occasion de remercier vivement ma grand-mère, mes frères (Abdeladim, Ayoub et Mehdi) et mes sœurs (Mina, Meryem et Imane), mes oncles (Abdelkader, Abdellah et Abdelrahim) et leurs épouses et tous les membres de la famille.

Rana, Rim, Khalid, Anouar, Rachid, Moubarek et toute la famille BENABBOU, qu’ils trouvent ici l’expression de ma grande affection. Je les remercie vivement pour leur sympathie, leur soutien moral et leur conseil incessant.

Un grand merci à tous mes amis surtout Abdelali, Abdelilah, Abdelkabir, Amina, Atif, Fatima, Hicham, Ilyasse, Khadija, Loubna, Mehdi, Youssef, Younes et tous les étudiants de troisième cycle de la Faculté des Sciences d’El Jadida et à toute personne ayant participé de prés ou de loin à la réalisation de ce mémoire. Si par hasard, je venais d’oublier certaines personnes, qu’elles sachent que ma reconnaissance va bien au-delà de ces remerciements.

TABLE DES MATIERES

I

TABLE DES MATIERES

INTRODUCTION

INTRODUCTION…………………………………………….……………………..……1

GENERALITE SUR LES LAGUNES

I - INTRODUCTION…………………………………………………………………….6

II - DEFINITION DES LAGUNES …………………………………………………….7

II-1-Qu’est ce qu’une lagune ? …………………..…………….……….…………7

II-2- Forces en jeu dans l'évolution des lagunes………………………………….. 8

III - ORIGINES DES LAGUNES………………………….……………………………10

IV - CLASSIFICATION DES LAGUNES ……………………………………………..11

V- PLACE DE LA LAGUNE DE SIDI MOUSSA DANS LES MILIEUX

LAGUNAIRES…………………………………………………………….……………..15

PRESENTATION GENERALE DE LA LAGUNE DE SIDI MOUSSA

I- SITUATION GEOGRAPHIQUE DE LA LAGUNE DE SIDI MOUSSA…………18

II- CLIMATOLOGIE DE LA LAGUNE……………………………………………… 20

II-1 Les précipitations ……………………………………………………………. 20

II-2 Les températures …………………………………………………………….. 21

II-3 Les vents………………………………………………………………………22

II-4 Classification climatique…………………………………………………….. 25

III- L’ENVIRONNEMENT CONTINENTAL ET MARIN………………………….. 25

III-1 Environnement Continental…………………………………………………. 25

III-1-1. Cadre géologique de l’arrière pays lagunaire…………………….. 25

III-1-1. 1. Le Paléozoïque………………………………..………………. 26

III-1-1. 2. Le Permo - Trias………………………………………………. 26

TABLE DES MATIERES

II

III-1-1. 3. Le Jurassique……………………………………………..…… 28

III-1-1. 4. Le Crétacé…………………………………………….………. 28

III-1-1. 5. L'Eocène………………………………………………………. 29

III-1-1. 6. Le Miocène………………………………….…………………. 29

III-1-1. 7. Le Pliocène…………..………………………………………… 29

III-1-1. 8. Le Quaternaire……………………………………….………… 31

III-1-2. Pédologie des formations encaissantes………………..…………. 40

III-2 Environnement marin…………………………….………….……………… 41

IV- L’ENVIRONNEMENT LAGUNAIRE…………………………………………… 45

IV-1 Morphologie lagunaire……………………………………………………… 45

IV-1-1. Cadre général…………………………………………………….. 45

IV-1-2. La lagune proprement dite………………………………..……… 45

IV-1-2-1. Les passes………………………………..………………..…… 46

IV-1-2-2. Les chenaux et la zone intertidale……………………………… 46

IV-1-2-3. Les marais salants……………………………………...……… 46

IV-1-2-4. Le cordon littoral……………………………………….……… 47

IV-1-3. Les côtes de part et d’autres de la lagune…………….…..……… 47

IV-2 Le contexte hydrologique…………………………………………………..… 48

IV-2-1. Hydrologie marine…………………………………..…………… 48

IV-2-1.1 La marrée…………………………………………..…………… 48

IV-2-1.2 La houle…………………………………………..…..………… 49

IV-2-1.3 La circulation océanique et les upwellings….…………..……… 56

IV-3-2. Hydrologie continentale………………………………..………… 59

IV-3-3. Bilan hydrologique de la lagune ………………………………… 60

IV-3 Milieu biologique de la lagune de Sidi Moussa……………………………… 60

IV-3- 1 La faune……………………………………………...……………60

IV-3- 2 La flore…………………………………………………………… 61

IV-3- 3 la salubrité de la lagune de Sidi Moussa ………………………… 61

IV- INTERETS SOCIO-ECONOMIQUES DE LA LAGUNE DE SIDI

MOUSSA………………………………………………………………………………… 62

TABLE DES MATIERES

III

METHODES D’ETUDES

I - CONDITIONS D’ECHANTILLONNAGE …………………………………...…… 64

II- MATERIEL ETUDIE……………………………………………….……………… 64

II-1 Sédiments superficiels………………………………………..……………… 64

II-2 Sédiments carottés…………………………………………………………… 64

II- METHODES ANALYTIQUES…………………………………..………………… 66

II – 1. Analyses granulométriques…………..………………………………… 66

II – 2. Minéralogie des Argiles……………………………………………………72

II – 3. Analyses géochimiques…………………………………………………… 73

II – 4. Calcimétrie…………………………………………….………………..… 74

II – 5. pH des sédiments……………………………………….………………… 75

II – 6. Analyses statistiques……………………………….……………………… 75

APPROCHE SEDIMENTOLOGIQUE

I - CARACTERES SEDIMENTOLOGIQUES DES DEPOTS

SUPERFICIELS………………………………………………………….……………... 77

I-1- le pH et les teneurs en CaCO3………………………………….…….……… 77

I-2- Etudes granulométriques…………………………………………………….. 78

I-2-1 Répartition des faciès…………..…………………………………… 80

I-2-1-1. Faciès sableux……………………………………………. 80

I-2-1-2. Faciès silto-sableux………………….…………………… 83

I-2-1-3. Faciès silto-argileux…………………..…………..……… 84

I- 2-2 Analyse et interprétation des variations granulométriques… 85

I- 2-3 Test Passega…………………………………….………………..… 88

I- 2-4 Méthode des moments linéaire………………………..…………… 91

I- 2-4-1 signification et mode d’utilisation des paramètres………. 92

I-2-4-2 Test : Moyenne – Médiane……………………..………… 93

I- 3- Conclusion…………………………………………………………………... 93

TABLE DES MATIERES

IV

II - CARACTERES SEDIMENTOLOGIQUES DES DEPOTS CAROTTES……… 95

II-1 Description des carottes……………………………………………………… 95

II.2 Granulométrie des dépôts…………………………….……………………… 96

II.2.1 Faciès silteux……………………………..………………………… 96

III.2.2 Faciès sableux……………………………………………..……… 100

III.2.3 Conclusion………………………………………………..……….. 100

III.3 Variations granulométriques et dynamique du dépôt ……………..…………100

III.4 Conclusion……………………………………….………………..……….... 104

III- CONCLUSION………………………………………………………………………104

APPROCHE MINERALOGIQUE

INTRODUCTION……………………………………………………………….……… 107

I- MINERALOGIE DE LA PHASE ARGILEUSE LAGUNAIRE…..……………… 107

I-1 Variations spatiales……………………………………………………………107

II-2 Variations verticales…………………………………………………..……. 112

III- MINERALOGIE DE LA PHASE ARGILEUSE DE L’ENVIRONNEMENT

CONTINENTAL………………………………………………………..……………… 114

APPROCHE GEOCHIMIQUE

INTRODUCTION…………………………………………………….………………… 116

I- LA MATIERE ORGANIQUE………………………………………………………. 116

I-1 Introduction……………………………………………….……………………..116

I- 2. Répartition spatiale…………………………………………………………… 117

I-2-1. Evolution de la matière organique…………………………………. 117

I-2-2. Evolution de carbone organique particulaire………………………..119

I- 3. Répartition verticale………………………………………………………….. 119

I-3-1. Evolution de la matière organique ………………………………….119

I-3-2 Evolution du carbone organique particulaire……………………..… 119

I-4 Conclusion……………………………………………………………………… 121

TABLE DES MATIERES

V

II – ANALYSES CHIMIQUES………………………………………………………… 122

II-1 Introduction : …………………………………………………………………122

II-1-1. Les éléments chimiques dans l’environnement marin…………….. 122

II-1-2. La répartition des contaminants dans les sédiments…………….… 123

II-1-3. Les facteurs de contrôle de la répartition du contaminant……….... 125

II-1-4. Les paramètres physico-chimiques………………………..……… 125

II-1-5. La fraction minérale……………………………………………..… 127

II – 2. Répartition spatiale des éléments chimiques dans la lagune …………..…… 128

II-2-1. Les éléments majeurs……………………………………………… 128

II-2-2. Les éléments mineurs et traces…………………………….……… 130

II – 3. Répartition temporelle des éléments chimiques dans la lagune ……………. 134

II – 4. Facteur d’Enrichissement et Indice de Géo-accumulation………………..… 137

II – 5. Conclusion……………………………………………..………………….... 142

CONCLUSIONS & PERSPECTIVES…………………………………..…………..… 144

REFERENCES BIBLIOGRAPHIES………………………………..………………… 148

LISTE DES FIGURES……………………………………………….…………………. 165

LISTE DES TABLEAUX………………………………………………………………..169

ANNEXES…………….……………………………………………….………………… 172

INTRODUCTION

- 1 -

INTRODUCTION

INTRODUCTION

- 2 -

INTRODUCTION

Depuis toujours, on dit que le littoral représente un enjeu fort pour nos sociétés.

Beaucoup d’entre nous, enfants et adultes, connaissent la mer, comme étant un espace

de vacances et de liberté. La prise de conscience que le littoral est aussi un espace

vulnérable à protéger est plus récente mais s’accroît fortement.

Territoire mal défini, mal délimité, le littoral se caractérise par des équilibres

écologiques et paysagers complexes et fragiles soumis à de fortes pressions

anthropiques. La définition du littoral obéit à des critères éminemment variables. Il est

toutefois admis que le littoral constitue un espace caractérisé par l’influence maximale

et réciproque des milieux terrestres et maritimes qui ne produit pas les mêmes effets

d’un endroit à un autre. Aux contrastes géologiques et climatiques viennent s’ajouter

des différences qui résultent du rattachement ou non de ces territoires à des systèmes

urbains proches, à des infrastructures de communication, supports du développement

économique, à des environnements agricoles spécifiques…..etc. Son extension spatiale,

vers le large ou vers le continent, est donc fonction des critères utilisés.

Le littoral est aussi un lieu où se cristallisent des logiques concurrentes, voire

même antagonistes. Le littoral est modelé par de nombreuses activités humaines :

urbanisation, agriculture, industrie, transport, tourisme, aquaculture, etc., alors que ces

mêmes activités dépendent, très souvent, du milieu naturel pour pouvoir se développer.

L’agriculture, sous des formes plus traditionnelles, préserve les paysages, l’espace rural,

la faune et la flore, et participe à l’aménagement du territoire. Cependant, une mauvaise

maîtrise des pratiques agricoles intensives affecte la qualité des sols, de l’eau et de l’air.

Un tourisme mal encadré peut aussi engendrer des dommages, souvent irréversibles, sur

le milieu alors que la qualité de cet environnement est à l’origine de ce développement

touristique. De même l’aquaculture, dépendante pour son installation d’un

environnement de qualité provoque des nuisances importantes si elle est

surdimensionnée, notamment par l’importance des rejets de matières organiques qu’elle

génère.

INTRODUCTION

- 3 -

L’environnement littoral, défini par ses composantes des milieux physiques et

biologiques, varie de façon naturelle aux contrastes de temps interannuels et séculaires

où les effets anthropiques se font sentir. Le spectre de variabilité spatiale et temporelle

étant complexe, on ne peut suivre et comprendre ces variations qu’en disposant des

observations systématiques pour séparer les différentes échelles d’espace et de temps,

et en appréhender les processus de transformation et leurs causes, qu’elles soient

d’origine naturelle ou humaine. La préservation de ce milieu fragile, d'intérêt socio-

économique important, nécessite donc une connaissance des processus contrôlant son

évolution.

Le Royaume du Maroc, est un pays littoral par excellence dont les 2/3 de la

population sont installés sur la frange côtière du pays. Cette seule référence souligne

l’importance des potentialités socio-économiques de cette zone.

Outre la pêche, le littoral attire et regroupe diverses activités souvent nécessitées

par des impératifs économiques tels que les activités portuaires, industrielles mais aussi

l’aquaculture et le tourisme. Ces activités sont à l’origine d’une dense exploitation des

ressources, non seulement continentales, mais de plus en plus marines et littorales dont

une grande partie représente des sources majeures de nourriture pour l’Homme.

Le littoral peut être considéré comme une limite difficilement maîtrisable par

l'Homme, dont la nature est liée à des évolutions à long terme. C'est également un

milieu où entrent en contact la mer, l'atmosphère et le continent selon l'importance prise

par l'un ou l'autre de ces milieux, les formes de terrain, l'écoulement et la vie. On

distingue classiquement différentes formes : estuaires, lagunes, deltas, côtes sableuses,

falaises etc.

Les lagunes sont des étendues d’eau de mer comprises entre la terre ferme et un

cordon littoral généralement percés de passes et elles apparaissent comme des systèmes

littoraux hautement évolutifs sous la dépendance de multiples facteurs naturels et

anthropiques, elles révèlent une grande variabilité des conditions hydrodynamiques et

sédimentologiques, une rapidité d’évolution de leur cadre morphologique, une grande

vulnérabilité ainsi qu’une diversité considérable dans les écosystèmes qu’ils abritent.

Les lagunes se rencontrent à toutes les latitudes et sous différents types de

climats et tout particulièrement sous climats tempérés, tropicales et équatoriales. Bien

qu’elles n’occupent que de faibles superficies par rapport à la grande longueur de la

INTRODUCTION

- 4 -

bande littorale qui entoure les continents et les grandes îles, les lagunes possèdent des

atouts écologiques qui en font des écosystèmes hautement productifs.

Ces milieux se présentent comme une cible d’expansion économique dont la

connaissance profonde de son fonctionnement s’impose dans le but d’une exploitation

rationnelle. La préservation de ce milieu fragile, d'intérêt socio-économique important,

nécessite une connaissance des processus contrôlant son évolution.

Les études scientifiques sur les lagunes sont devenus dans plusieurs pays une

priorité et des programmes de recherches, de suivi, de gestion et d’aménagement sont

identifiés. Au Maroc, la prise de conscience sur les lagunes comme des zones humides

d’importance nationale et internationale est acquise par les départements ministériels

compétents et des coordinations est assurée à plusieurs niveaux. Parmi les cinq sites

marocains classés comme des zones humides d’importance nationale pour la

conservation des oiseaux dans le cadre de la convention Ramsar, figure, Merja Zerga,

Khnifiss, Sidi Moussa et Oualidia. La lagune de Sidi Moussa est connue aussi par son

grand intérêt de la préservation des oiseaux rares. Et si les niveaux de connaissance

scientifique des autres lagunes au Maroc sont déjà élaborés, la lagune de Sidi Moussa, à

part des études sur les populations phytoplanctoniques, reste le seul site demeurant un

manque d’informations surtout sur la plate forme géologique, d’où l’originalité de ce

travail.

L’objectif du présent travail est de :

• Dégager les facteurs contrôlant le fonctionnement de la lagune de Sidi

Moussa, à partir d’une connaissance de l’ensemble des composantes du milieu

(facteurs hydrodynamiques, facteurs climatiques et apports continentaux).

• Etablir le bruit de fond géochimique de la lagune.

• Mettre en évidence un diagnostic de l’impact de la pollution métallique sur

le fonctionnement de cet écosystème.

• Identifier le rôle que joue le flux de matière transférée dans la lagune, par le

biais des ruissellements, dans l’évolution de ce système.

• Proposer un schéma général de l’évolution prospective de cette lagune en

relation avec les variations des conditions naturelles du milieu.

GENERALITES SUR LES LAGUNES

- 5 -


I - INTRODUCTION…………………………………………………………… 6

II - DEFINITION DES LAGUNES …………………………………………… 7

II-1-Qu’est ce que c’est une lagune ? …………………..……………… 7

II-2- Forces en jeu dans l'évolution des lagunes………………………… 8

III - ORIGINES DES LAGUNES………………………….………………… 10

IV - CLASSIFICATION DES LAGUNES …………………………………….11


LAGUNAIRES…………………………………………………………….…… 15


- 6 -


I - INTRODUCTION

Les lagunes sont des plans d'eau, allongées parallèlement au littoral, peu

profonds, isolés de la mer souvent par un cordon meuble de sables et de galets. La

communication avec la mer se fait par des ouvertures plus ou moins nombreuses dans le

cordon. Cette ouverture sur la mer n'est pas indispensable car il existe des lagunes

fermées de façon permanente ou temporaire.

Les lagunes représentent environ 13% de la longueur des côtes du monde. On

les trouve sous toutes les latitudes, aussi bien dans les régions polaires que dans les

régions tropicales ou tempérées, que les marées soient fortes ou faibles, encore que les

marnages moyens ou peu marqués soient favorables à leur existence. Certains rivages

ont, sur de longues distances, des lagunes bien développées : façade atlantique des

USA, golfe du Mexique, Mer Baltique, Mer Méditerranée, littoral sud oriental de

l'Australie et côte orientale de l'Inde.

Les lagunes et plus généralement les milieux paraliques (étymologiquement à

côté de la mer) sont des écosystèmes originaux qui participent à la fois au domaine

marin et au domaine continental. Foyers d'occupation humaine depuis les premiers

temps, en raison de leur fonction d'abris et de leurs fortes ressources halieutiques, les

lagunes sont plus que jamais l'objet de pressions liées aux méthodes modernes

d'exploitation des ressources vivantes et minérales, aux développements du tourisme, à

l'urbanisation et à la construction des ports et des zones industrielles. Ces différentes

activités ont, chacune, leurs contraintes propres souvent contradictoire parfois

génératrices de graves conflits.

En effet, une lagune est souvent un milieu productif réputé sensible et d'une

stabilité toute relative même à l'état naturel. Son organisation et ses caractéristiques sont

étroitement dépendantes de l'équilibre entre influences marines et continentales. Des

irrégularités climatiques ou l'érosion et la sédimentation dans la zone de communication

avec la mer peuvent modifier rapidement cet équilibre. Souvent les modifications dues à

l’activité humaine rendent parfois moins perceptible l'évolution naturelle. Celle-ci

mérite, cependant, d'être également prise en compte dans l'étude globale des


- 7 -

caractéristiques d'un écosystème lagunaire. Une telle étude est préalable à tout

aménagement utilisant d'une façon ou d'une autre les propriétés remarquables des

lagunes. Devant la variété des milieux paraliques, le besoin de comparaison et de

classification s'est vite fait sentir. L'un des objectifs de cette classification est de pouvoir

transférer sur un milieu nouveau, les connaissances déjà acquises sur des milieux

semblables.

II - DEFINITION DES LAGUNES

II-1-Qu’est ce qu’une lagune ?

Il s’agit d’une étendue d’eau de mer comprise entre la terre ferme et un cordon

littoral généralement percé de passes. Les lagunes de la façade atlantique étudiées par

Carruesco, (1989) peuvent être définies comme étant un milieu comprenant trois unités

morphologiques :

- une barrière sableuse ;

- une étendue d’eau ;

- des chenaux.

Lankford (1977) propose une définition fondée sur quelques aspects

morphologiques communs :

«Une lagune est une dépression côtière située au-dessous du niveau moyen

des océans ayant une communication permanente ou temporaire avec la mer mais

isolée de celle-ci par un cordon ou tout autre type de barrière littorale».

Si la barrière littorale est constituée d'une bande de sédiments permettant une

communication régulière avec la mer au niveau de quelques passes (appelé aussi grau,

exutoire ou émissaires) dont l'existence est conditionnée par le transit sédimentaire le

long du littoral, on parle alors de bassin lagunaire. On parle parfois d'étang littoral

lorsque les liaisons avec la mer sont plus épisodiques et liées aux actions conjuguées

des vents, des marées ou des tempêtes. Avant d'entreprendre tout aménagement dans ces

milieux fragiles, il convient de mettre en œuvre des études d'impacts solides. Ces études

permettent de hiérarchiser les zones sensibles de l'ensemble du domaine lagunaire.

Les lagunes côtières, selon la définition de Phleger (1969), modifiée par Kjerve

(1994), sont des plans d'eaux habituellement allongés parallèlement à la ligne de côte, et


- 8 -

séparés de la mer par une barrière où se localisent un ou plusieurs chenaux de

communication avec l'océan ouvert. Ces ouvertures peuvent être permanentes ou

temporairement fermées. En suivant E.C.B. Bird (1994), on peut distinguer trois parties

dans une lagune assez vaste qui communique avec la mer et qui reçoit des tributaires.

a- La partie externe se trouve à proximité des passes ouvertes dans le cordon

qui isole la lagune de la mer. Dans cette partie, où les eaux sont salées et le marnage

notable, les bords de la lagune sont occupés par des chenaux de marée. De part et

d'autre de la passe, aussi bien du côté de la mer que du côté de la lagune, s'accumulent

des sables qui constituent des hauts-fonds appelés deltas de marée.

b- La partie moyenne : l'eau est saumâtre et il arrive que les bords soient érodés

en petites falaises ou, au contraire, festonnés par de petites flèches à pointe libre, dues

aux courants qui se produisent dans la langue.

c- La partie interne : les eaux sont très peu salées et les variations du niveau de

la lagune sont faibles. Là où débouchent les cours d'eau s'édifient de petits deltas à

croissance rapide. Ailleurs les marécages recouverts de roseaux constituent une marge

amphibie.

II-2- Forces en jeu dans l'évolution des lagunes

Elles sont liées à l'agitation de la mer (houle, marée), à l'écoulement de l'eau

continentale et au mouvement de l'air.

La houle qui arrive obliquement par rapport au rivage donne naissance à un

transit côtier de sables et de galets qui nourrit les flèches en arrière desquelles se situent

les lagunes. Ce transfert sédimentaire, lié à la dérive littorale, joue un rôle essentiel dans

le maintien des cordons lorsqu'elles existent, dans l'évolution des passes. Si ces cordons

sont trop étroits, il y a débordement de l'eau de mer dans la lagune. Ce débordement

apporte du sable qui participe au colmatage des lagunes mais aussi à la migration des

flèches en direction de la terre.

La marée intervient d'autant plus que le marnage est plus grand et que les passes

sont plus nombreuses et plus larges. Au fur et à mesure qu'elle pénètre plus en avant

dans l'intérieur des lagunes, la marée voit son amplitude diminuer et sa propagation être

retardée. D'une façon générale, le flot est plus court, plus rapide aussi, que le jusant. Les

courants de marée qui atteignent leur vitesse maximale dans les passes, jusqu'à plusieurs


- 9 -

mètres par seconde, s'amortissent vers l'intérieur où ils sont canalisés par des chenaux.

La marée peut provoquer des échanges d'eau considérables entre la mer et les lagunes.

Les rivières qui se jettent dans les lagunes créent des courants de décharge vers

la mer dont l'effet de chasse contribue, avec le va-et-vient des courants de marée au

maintien des passes. Ces courants de charges renforcent les courants de jusant.

Le vent se manifeste diversement. Lorsqu'il souffle vers la terre et que sa vitesse

est suffisante, il transporte, par saltation et par roulage, des sables depuis les cordons

littoraux jusque dans les lagunes situées en arrière , contribuant ainsi, en particulier dans

les régions arides, à leur remblaiement. Sur les lagunes assez vaste, quelle que soit sa

direction, le vent crée des vagues qui peuvent éroder les berges et faire naître, dans les

tranches d'eau peu épaisses, des turbulences, responsables de la remise en suspension de

sédiments fins, et des courants, générateurs d'une nouvelle répartition de ces matériaux.

Dans les régions où les marées sont faibles et les apports d'eau fluviale peu importants,

le vent joue un rôle primordial dans l'agitation de l'eau dans les lagunes (Figure I-1).

1- dérive littorale; 2- courants de marée; 3- vent dominant; 4- flèche ou barrière;

5- delta de marée; 6- cône débordement; 7- dunes; 8- vasière et chenaux de marée;

9- petite flèche intérieure; 10- petite falaise; 11 -rivière; 12- delta.

Figure I-1 : les différentes unités morphologiques et les facteurs agissant sur une lagune

(Bird, 1994).


- 10 -

III - ORIGINES DES LAGUNES

Les lagunes actuelles occupent une place très importante parmi les

environnements côtiers. Elles sont, plus fréquemment, rencontrées dans les

environnements microtidaux bien que des exemples soient cités dans les

environnements mésotidaux et plus rarement macrotidaux (Hayes, 1975).

Les lagunes constituent un trait éphémère des côtes. Leur évolution est rapide à

l'échelle géologique. Les lagunes actuelles sont apparues il y a 5 ou 6000 ans à la fin de

la transgression postglaciaire. Elles ont été formées à la fin de la transgression post-

glaciaire, vers 5000-6000 ans B.P. (Zenkovitch, 1969 ; Hume et Herdendoif ; 1987),

selon les mécanismes décrits par Curray (1964), Nichols et Allen (1981), Moslow et

Tye (1985) et Carruesco (1989) notamment dans les régions où le plateau continental

est large et plat et où la remontée du niveau marin est lente (Emery, 1967). Le modèle

de formation des lagunes serait le suivant (Curray, 1964) : la remontée du niveau marin,

avant 7000 ans B.P., a causé une translation de la ligne de rivage sur le plateau

continental. Quand la remontée du niveau marin s'est ralentie, la transgression s'est

trouvée localement équilibrée par un dépôt de sable le long du rivage vers 3600 - 4750

ans B.P. Cet apport de sable a pu provoquer, localement, une progradation du littoral,

alors que le niveau eustatique continuait sa lente remontée.

Une dérive littorale intense, prévalant pendant la progradation du littoral, a

permis l'édification de cordons-barrières ou de flèches sableuses (spits), selon les

mécanismes décrits par Zenkovitch, (1969), Rosen (1973), Martin et Domingues

(1994), isolant les lagunes. La pérennité de ces systèmes au cours de l'Holocène

supérieur résulte d'un équilibre décrit par Lucke (1934) :

a) Le régime des houles : Tout changement de l'orientation de la houle aura une

conséquence sur le rythme d'édification du cordon-barrière. Une accélération du

processus d'édification pourra entraîner une fermeture partielle ou totale des lagunes

(Zenkovitch, 1969 ; Phleger, 1969 et Orme, 1972).

b) Les apports d'eaux douces : Une diminution des apports d'eaux douces et/ou un

comblement rapide en arrière du cordon, provoquera une diminution du volume d'eau

dans la lagune et ainsi une baisse de l'intensité des échanges au niveau de la

communication océan-lagune. Bird (1994) considère que les lagunes sont actuellement

en voie de comblement par sédimentation, ce qui peut les transformer en plaine côtière


- 11 -

transgressive.

c) Les variations climatiques et la néotectonique : Subsidence et soulèvement

pourront interférer sur la vitesse de comblement.

Le destin d'une lagune est de disparaître, à plus ou moins brève échéance, par

colmatage lorsque le niveau de la mer est relativement stable. Si celui-ci s'élève

rapidement, la barrière peut être submergée et la lagune devient une baie. S'il s'abaisse

la lagune tend à s'assécher. Les lagunes sont le siège d'une sédimentation active et

continue .Les sédiments piégés dans la lagune dépassent de loin, en volume, ceux qui

s'en échappent. Ces sédiments sont fins et sont des sables venus de la mer, mais aussi

des limons et argiles apportés par les rivières auxquels s'ajoute une quantité importante

de matière organique. C'est la présence de la végétation et des êtres vivants qui permet

la retenue de ces sédiments dans la lagune.

IV - CLASSIFICATION DES LAGUNES

Postma (1969) définit les différents types de lagunes en fonction de leurs

hydrologies : il compare la salinité de la lagune à celle de l’eau de mer voisine pour voir

la qualité et le caractère des échanges des masses d'eau entre la lagune et l'océan. On a

ainsi définit trois types principaux (Figure I-2) :

- type estuarien (A) : L'eau de la lagune a une salinité inférieure à l'eau de mer. Le

climat est humide et les apports en eau douce d'origine continentale en sont la cause.

La circulation est du type normal estuarien. L'eau lagunaire est évacuée dans les

niveaux de surface et l'eau de mer pénètre dans les niveaux inférieurs. Le mélange des

eaux est assuré par le jeu des marées.

- type neutre (B) : La salinité de la lagune est égale à celle de l'eau de mer. Le

mouvement de l'eau est assuré seulement par les marées. Le flot est égal au jusant, pas

de stratifications des eaux.

- type anti estuarien (C) : L'eau de la lagune est plus dense (> à 35 ‰) que l'eau de

mer. La salinité, plus forte des eaux lagunaires, le climat est sec, est la conséquence de

l'évaporation élevée des niveaux de surface. L'évacuation de ces eaux denses

s'effectue dans les niveaux inférieurs alors que les eaux océaniques pénètrent dans les

niveaux supérieurs.


- 12 -

Figure I-2 : Les différents types de lagunes (Postma, 1969)


- 13 -

Entre ces trois types principaux il y a un grand nombre de types intermédiaires à

cause des variations de marnage et du degré d'isolement de la lagune par rapport à

l’océan et du climat. Si le marnage est faible, les courants de marées sont faibles, cela se

traduit par un relief faible des chenaux de marée et des zones intertidales, des échanges

lents entre lagune et océan et une stratification des eaux fortes. Si le marnage est élevé,

les courants de marée sont forts. Dans ce cas, les chenaux ont un fort relief et les zones

intertidales sont étendues. Les échanges sont rapides entre l'océan et la lagune et la

stratification des eaux est faible.

Hayes (1975) classe les lagunes en fonction du marnage comme facteur contrôlant

les paramètres morphologiques des lagunes. Il définit trois types :

- type microtidal (marnage < 2m) : Ce type est caractérisé par des phénomènes de

"washover", des passes (souvent comblées) et des deltas de marée sont de taille

mineure et des faciès intertidaux développés.

- type mésotidal (2m < marnage < 4m) : Ce type est caractérisé par une barrière

courte, les zones de passes sont larges et les deltas de marées ainsi que les faciès

intertidaux sont importants. L'influence des vagues est importante sur la façade

océanique. Les courants de marées deviennent forts.

- type macrotidal (marnage > 4m) : Il existe peu de systèmes lagunaires quand le

marnage est supérieur à 4m.

Lankford (1977), pour sa part, fait appel à des paramètres morphologiques

induits par l'origine de la sédimentation. Sa classification décrit cinq types morphologi-

ques principaux, quatre où la sédimentation joue un rôle essentiel, le cinquième étant

régi par des facteurs tectoniques (Figure I-3) :

- type 1. Il est caractérisé par une dépression fluviale où les apports fluviatiles sont

faibles et par une barrière issue de la dérive littorale (sédimentation côtière).

- type 2. Caractérisé par une dépression fluviale comblée ou plaine maritime où les

apports fluviatiles sont importants et par une barrière construite par le fleuve ou par

reprise littorale de ses apports (sédimentation fluviatile ou deltaïque prédominante).

- type 3. Caractérisé par l'absence de dépression fluviatile et par une barrière construite

par la mer (bancs, crêtes prélittorales, tombolos etc.) (Sédimentation marine).


- 14 -

Figure I-3: Types morphologiques principaux des systèmes lagunaires

(Lankford, 1977)


- 15 -

-type 4. Caractérisé par une dépression et par une barrière de construction organique

généralement récifale (sédimentation organique).

-type 5. Caractérisé par une dépression et une barrière d'origine structurale.

Si chaque type peut être distingué, le passage de l'un à l'autre est possible. Par

exemple, le passage du type 1 au type 2 (et réciproquement) est conditionné par

l'importance des apports fluviatiles. Une modification, d'origine quelconque, des débits

solides aura donc une incidence sur l'évolution du système lagunaire de type 1 et 2.

Nichols et Allen (1981) basent leur classification en fonction de leur degré

d’ouverture sur le domaine océanique et en fonction du processus hydrodynamique

dominant. Ces auteurs ont proposé une classification des lagunes et quatre catégories

ont été distinguées (Figure I-4) :

� Les lagunes estuariennes dans lesquelles le courant fluvial et les courants de marée

jouent un rôle prépondérant.

� Les lagunes ouvertes dans lesquelles la marée a un marnage suffisant pour que le

flot et le jusant assurent un autodragage des passes qui échappent à l'obturation,

� Les lagunes semi fermées témoignent d'un apport de forces inverses ; les apports de

la dérive littorale tendent à colmater les passes qui se maintiennent difficilement,

� Les lagunes fermées caractérisées par l'absence de courants de marée, ce qui est

l'indice d'un faible marnage et par des effets de chasse d'origine fluviale.


LAGUNAIRES

On retrouve dans la lagune de Sidi Moussa les trois unités morphologiques

lagunaires précédemment décrites avec la barrière sableuse du Marckchia, une

dépression d’eau renfermée et une zone de passes permettant la communication avec

l’océan. Cette lagune se situe dans un type mésotidal selon la classification de Hayes

(1975), neutre selon Postma (1969) complété par le type estuarien de Nichols et Allen

(1981). Cet exemple montre bien les liens existants entre ces différentes classifications

d'où l'intérêt de replacer chaque système étudié dans celles-ci et de faire la synthèse en

hiérarchisant les facteurs responsables de l'état actuel du modèle étudié.


- 16 -

Partie I : Présentation générale de la lagune de Sidi Moussa

17


I- SITUATION GEOGRAPHIQUE DE LA LAGUNE DE SIDI MOUSSA... 18

II- CLIMATOLOGIE DE LA LAGUNE……………………………………… 20 II-1 Les précipitations ……………………………………………………. 20

II-2 Les températures …………………………………………………….. 21

II-3 Les vents…………………………………………………………….. 22

II-4 Classification climatique…………………………………………….. 25

III- L’ENVIRONNEMENT CONTINENTAL ET MARIN………………….. 25 III-1 Environnement Continental…………………………………………. 25

III-1-1. Cadre géologique de l’arrière pays lagunaire……………...25

III-1-2. Pédologie des formations encaissantes…………………. 40

III-2 Environnement marin…………………………….….……………… 41

IV- L’ENVIRONNEMENT LAGUNAIRE…………………………………… 45 IV-1 Morphologie lagunaire……………………………………………… 45

IV-1-1. Cadre général…………………………………………….. 45

IV-1-2. La lagune proprement dite………………………..……… 45

IV-2 Le contexte hydrologique…………………………………………..… 48

IV-2-1. Hydrologie marine…………………………..…………… 48

IV-3-2. Hydrologie continentale………………………………… 59

IV-3-3. Bilan hydrologique de la lagune ………………………… 60

IV-3 Milieu biologique de la lagune de Sidi Moussa……………………… 60

IV-3- 1 La faune……………………………………..…………… 60

IV-3- 2 La flore…………………………………………………… 61

IV-3- 3 la salubrité de la lagune de Sidi Moussa ………………… 61

IV- INTERETS SOCIO-ECONOMIQUES DE LA LAGUNE DE SIDI MOUSSA………………………………………………………………………… 62


18

Partie I :


I- SITUATION GEOGRAPHIQUE DE LA LAGUNE DE SIDI MOUSSA

La lagune de Sidi Moussa se situe sur la côte atlantique marocaine. Ses

coordonnées géographiques sont (Figure I-5) :

- 32° 52’ 0’’ de latitude Nord

- 8° 51’ 05’’ de longitude Ouest

Elle s’inscrit sur un rectangle de 5,5 Km de long sur 0,5 Km de large. La

superficie totale est estimée à 4,2 Km2. Trois domaines y sont distingués :

1. Les passes permanentes et le delta interne de marée

2. Les chenaux (5 m de profondeur maximale), les zones intertidales et les

schorres envahis par une végétation halophyte ;

3. Les marais salants au fond du plan d’eau, séparés par une digue.

Cette lagune possède la particularité d’être séparée du domaine océanique par un

cordon de dunes consolidées qui assure la stabilité de la communication lagune- océan.

Travaux antérieurs ayant concernés la lagune de Sidi Moussa :

Ce sont les anglais qui ont découvert plus tôt que le petit estuaire de Sidi

Moussa et la zone des poêles à sel contiguë offre des possibilités magnifiques de

capture des limicoles au moyen des filets-extrafins.

Plusieurs expéditions ont été organisées au Maroc ; expédition de l’université

d’Est Anglia au Maroc en 1971 (University of Est Anglia Expedition to Morocco 1971

Report). Elle s’est essentiellement intéressée aux observations d’oiseaux aquatiques

dans les zones humides les plus importantes au Maroc. Puis l’expédition de l’université

du Durham à Sidi Moussa en 1980 pour effectuer des marquages visant à montrer le

« taux de passage » des différentes espèces d’oiseaux dans leur migration plus au Sud.

La migration des limicoles le long de la côte Atlantique du Maroc en Mars 1981 :

rapport de l’expédition Ornithologique Hollande au Maroc-1981.


19

Figure I-5 : Localisation géographique de la lagune de Sidi Moussa


20

Sarf et Labraimi (1997) ont pu établir une carte de la répartition des faciès au sein

du remplissage lagunaire. Une étude plus récente (Bennouna, 1999) s’est intéressée à

l’évaluation quantitative et qualitative des populations phytoplanctoniques de la lagune

de Sidi Moussa. Kaimoussi (2002), a établi une étude sur la contamination métalliques

dans la colonne d’eau, dans les sédiments, dans les moules et dans les algues sur le

littoral des Doukkala.

II- CLIMATOLOGIE DE LA LAGUNE

La lagune de Sidi Moussa est située dans la région des Doukkala à la latitude

moyenne du Maroc (32-33° N). L’arrière pays lagunaire a un relief négligeable et

influence peu la climatologie.

Même si la région est classée dans l’étage semi-aride, la sécheresse d’été et les

pluies concentrées sur l’hiver et l’intersaison impriment au climat un caractère

méditerranéen. Cependant, la région bénéficie des caractéristiques des régions situées

dans les parties orientales des océans aux latitudes subtropicales, et se caractérise par

une nuance océanique créant des conditions thermiques originales telles que la faible

amplitude thermique annuelle et la douceur des hivers (Atillah, 1994). Cette nuance

océanique est induite surtout par la présence des eaux marines fraîches liées au courant

des Canaries en hiver et au phénomène d’Upwelling en été. Néanmoins, cette influence

océanique diminue rapidement dés qu’on s’éloigne des côtes pour s’atténuer ver

l’intérieur.

II-1 Les précipitations :

La région d’étude se situe entre les deux isoètes 300 mm et 500 mm de la carte

des précipitations du Maroc. Vu la latitude méridionale, la quantité pluviométrique

moyenne annuelle demeure médiocre et ne dépasse guère 380 mm, ce qui la situe dans

l’étage semi-aride du climat. Il convient, néanmoins, de signaler l’importance des

condensations et des rosées « précipitations occultes » le long des côtes.

Les valeurs moyennes mensuelles des précipitations (entre 1964 et 2002)

mettent en évidence (Tableau I-1) :


21

Un maximum des précipitations en décembre (63 mm)

Un minimum aux mois de juillet et août (0 mm)

La courbe des fréquences pluviométriques montre une saison des pluies qui

s’étend de l’automne (octobre) jusqu’au printemps. La sécheresse débute en juin pour se

poursuivre jusqu’en septembre. Au cours de cette période, les précipitations sont

exceptionnelles.

Tableau I-1 : Précipitations moyennes mensuelles et annuelle dans le sahel des Doukkala (1964-2002) (ORMVAD)

Pluviométrie moyenne mensuelle en mm

Sept Oct Nov Déc Janv Févr Mars Avr Mai Juin Juil Août

P. annuelle moyenne

4,32 31,18 45,55 60,68 50,6 44,82 36,42 29,82 12,14 1,3 0,01 0,26 317,09

II-2 Les températures :

La température est un facteur climatique beaucoup plus régulier que les

précipitations (Figure I-6). Le régime thermique de la plaine côtière des Doukkala

traduit clairement l’influence des eaux océaniques, malgré la présence d’un hiver frais

et humide et d’un été relativement chaud. La température moyenne annuelle (Moyenne

des températures moyennes mensuelles) est de l’ordre de 18,7 °C. Le mois le plus froid

(Janvier) n’enregistre en moyenne que 11,8 °C, alors que le mois le plus chaud (août)

n’excède guère la valeur moyenne de 25,9 °C (Tableau I-2). Des températures

maximales absolues de 40 °C peuvent être relevées, ces températures extrêmes sont

atteintes lorsque souffle le « Chergui » originaire des dépressions sahariennes. On

n’observe jamais de gelée en bordure océanique.

Tableau I-2 : Températures moyennes mensuelles et annuelles dans le sahel des Doukkala (1964-2002) (ORMVAD)

Moyennes des températures moyennes mensuelles (°C)

Sept Oct. Nov. Déc. Janv. Févr. Mars Avr Mai Juin Juil Août

Moyenne annuelle

24,0 20,5 16,8 13,1 11,8 13,2 14,9 16,3 19,3 22,5 25,8 25,9 18,7


22

0

10

20

30

40

50

60

70

Janv Févr Mars Avr Mai

Juin Ju

ilAoû

tSe

pt OctNov Déc

PluiesT°

Mois

Tem

péra

ture

°C -

Plui

es e

n m

m

Figure I-6 : Diagramme pluviothermique de littoral des Doukkala (1964-2002)

II-3 Les vents :

Les vents au Maroc sont sous la dépendance de deux systèmes de circulation

atmosphériques, ce qui explique les deux phases climatiques annuelles ; l’une humide

(climat tempéré) et l’autre sèche (climat tropical). Les variations saisonnières du climat

marocain sont liées à la présence et aux déplacements latitudinaux de l’anticyclone des

Açores. En été et au printemps, l'anticyclone se déplace vers le Nord, jusqu'au delà de la

latitude de 35°, permet par la suite la remonté des cellules atmosphériques tropicales et

il engendre des vents de NE (Secs). En hiver, l'anticyclone est situé plus au Sud, les

dépressions de l'Atlantique Nord atteignent le Maroc. Pendant cette période les vents de

secteurs SW succéderont les vents de secteur NW pendant le mois de septembre.

Vents de l'alizé: on assiste à la dominance du régime de l'Alizé de mars à octobre.

Entre le mois de novembre et le mois de février, c'est le vent de NE qui domine. La

descente hivernale de l'anticyclone, vers le Sud, entraîne la modification de la

composante NNE en NE. La composante Nord est particulièrement forte lorsque

l'anticyclone gagne sa position septentrionale, en avril, mai et juin (Weisrock, 1987).

Vents pluvieux: de novembre à février s'établit un vent de direction SW, c'est un

vent pluvieux qui est lié au flux perturbé de SW lors de l'effacement de l'anticyclone

(Delannoy, 1973 cités par Weisrock, 1987). En septembre, c'est la composante NW qui

prend la relève.


23

Les données des caractéristiques des vents, dans la lagune de Sidi Moussa, ne

sont pas suffisantes. Cela nous a conduit à compléter les données d’El Jadida par

l’étude des enregistrements des stations météorologiques les plus proches : El Jadida,

située à 35 km au Nord de la lagune de Sidi Moussa et la lagune de Oualidia 35 km au

Sud. La comparaison des enregistrements de ces deux stations météorologiques va

permettre de dégager les principales caractéristiques de chaque station.

- Les vents à El Jadida

La figure I-7 présente les résultats des enregistrements du vent effectués entre 1950 et

1961. Dans la zone littorale d’El Jadida, les vents dominants soufflent du Nord ou des

directions voisines. Cette direction est constante presque durant toute l’année, mais elle

est interrompue pendant la saison des pluies et stable en été. Les vents d’origine

continentale (de secteurs E et S) sont relativement un peu fréquents pendant l’été.

Cependant, ils marquent tout le climat marocain d’un caractère particulier. Ce sont des

vents secs et chauds, connus sous le nom de « Chergui ». A l’opposé de ces vents de

terre, la brise de mer rafraîchit quotidiennement l’atmosphère de la côte et des plaines

littorales. Le littoral d’El Jadida est plus venté pendant l’hiver, durant la période humide

(de novembre jusqu’à avril), les vents dominants proviennent des secteurs N, NE et des

secteurs NW. Ces vents froids rentrent en contact avec les vents de provenance

océanique (SW et W) amenant les pluies. En plus de leur influence sur la dynamique

morpho-sédimentaire, ces vents ont une action contraignante sur la croissance du

couvert végétal, relativement peu dense, sur toute l’extension du littoral.

- Les vents à Oualidia

Dans la lagune de Oualidia, la direction des vents est perturbée par la présence de

la falaise dominant la lagune qu’ils heurtent et longent la plupart du temps (Figure I-8).

En fait, la direction du vent de cette région est induite par l’anticyclone des Açores et

par sa position latitudinale (Carruesco, 1989). Les caractéristiques communes aux

différentes stations sont résumées dans les points suivants :

- la prédominance des vents modérés de secteurs W, N et NE sur toute la longueur du

littoral de Safi à Casablanca.

- les vents forts (11 à 16 m/s) proviennent toujours des mêmes secteurs (W et SW).


24

Figure I-7 : Principales directions moyennes du vent enregistrées à El Jadida

(entre 1950 et 1961) (In Boulanoir, 1999)

Figure I-8 : Principales directions des vents dans la zone de la lagune de Oualidia entre 1931 et 1961 (Carruesco, 1989)

Pour l'année

Pour l'été

Pour l'hiver

JANVIER FEVRIER MARS AVRIL

AOUTJUILLETJUINMAI

SEPTEMBERE OCTOBRE NOVEMBRE DECEMBRE


25

La variation saisonnière des vents a été confortée par une étude pour la

détermination du processus et structure de l’Upwelling estival des côtes marocaines

(Atillah, 1994) ; cet auteur, en examinant la naissance, le développement et la

dissipation de l'upwelling, et grâce à l'étroite liaison de ce dernier avec la direction des

vents, nous présente encore une fois les relations établies par Weisrock (1987).

II-4 Classification climatique

La région de Sidi Moussa, est une zone où la pluviométrie est faible et

l’évaporation élevée. Elle est classée en zone semi-aride (Martonne), appartient au type

subhumide sec à semi aride (Thornthwaitte) au domaine semi aride à conditions

subhumides sèches (Dubief), à l’étage semi aride (Emberger, 1964) et en sous zone

sèche de la zone II maritime du Maroc (Bryssine, 1949).

Ce climat appartient bien au type méditerranéen tel qu’il a été défini par

Emberger (1964). C'est-à-dire type de zone tempérée à pluviosité concentrée sur les

mois froids ou relativement froids de l’année (de l’automne au printemps), alors que

l’été est sec.

III- L’ENVIRONNEMENT CONTINENTAL ET MARIN

III-1 Environnement Continental

III-1-1. Cadre géologique de l’arrière pays lagunaire :

La lagune de Sidi Moussa et son bassin versant appartiennent à la grande unité

structurale nommée Meseta Marocaine occidentale, et plus précisément aux plateaux et

plaines des Doukkala-Abda. La Meseta occidentale comporte des séries sédimentaires

du primaire (socle) jusqu’au Miocène sur lesquelles on trouve des dépôts transgressifs

plio-quaternaires. Le profil des dunes impose au littoral une morphologie caractéristique

faite de longues coupes parallèles à la côte, séparées par les sillons à fond plats

s’allongeant en dépressions plus ou moins marécageuses. A l’Ouest, il constitue une

barrière naturelle à l’écoulement des eaux superficielles issues des plaines des

Doukkala, des Abda et du massif des Rehamna vers l’Océan (Figure I-9).


26

III-1-1. 1. Le Paléozoïque

Il forme au Nord de Bir Jdid, le substratum. Il est constitué de schistes acadiens

ou ordoviciens et de quartzites auxquelles s'associent des grès attribués à l'Acadien et à

I’Ordovicien (Lecointre et Gigout, 1950 ; Destombes et Jeannette, 1966). Entre les

schistes et les quartzites vient s'insérer une série psammitique visible à El Hank à

Casablanca. L'épaisseur de ces niveaux est d'environ 1000 m pour les schistes

psammitiques et de 170 m pour les quartzites.

Dans la partie centrale de la chaîne, cette série est recoupée par des granites, des

microgranites, des gabbros et des dolérites en forme de batholithes, et par filons

minéralisés. Dans le massif des Rehamna (in. Combe et al., 1975), le Paléozoïque est

essentiellement constitué par des formations sédimentaires fortement plissées au cours

de l'orogenèse hercynienne. Le Paléozoïque affleure aussi dans la vallée de l'Oued Oum

Er Rbia et dans les Jbilet occidentaux sous forme de schistes et de grès cambriens et très

probablement aussi ordoviciens. A l’exception du pointement cambrien d'El Jadida,

partout ailleurs, il est masqué par des dépôts postérieurs plus récents.

III-1-1. 2. Le Permo - Trias

Il affleure dans le massif des Rehamna et aussi dans les Chaouia et la plaine de

Berrechid sur les bordures, notamment au Nord dans la vallée de l’Oued Mellah ; mais

bien qu'il soit généralement masqué par des dépôts plus récents, le Trias constitue le

substratum d'une partie importante de la plaine de Berrechid. Il est rencontré sous son

faciès assez habituel d'argiles pélitiques et de grès rouges de conglomérats et de coulées

basaltiques (basaltes et dolérites) ; par ailleurs, on note fréquemment la présence de

niveaux gypsifères importants. Dans la vallée de l’Oued Oum Er Bia (entre Talmest et

Sidi Saïd Mâachou). Il est représenté par des dépôts d'argiles et pélites rouges avec des

coulées basaltiques. A M’Tal, ces formations sont associées à des conglomérats rouges

carbonifères.

Le socle primaire plissé par l’orogenèse hercynienne est constitué d’une lithologie

très variée (grès, quartzites, schistes, calcaires, rhyolites et dolomies) appartenant au

Cambrien, Ordovicien, Silurien et au Dévonien. Les terrains secondaires sont

caractérisés par de faibles épaisseurs (placage discontinu d’argiles) et par un basalte très

altéré du Trias.


27

Figure I-9 : Carte Géologique simplifiée de la région étudiée (d’après la carte

géologique du Maroc au 1/1000000)


28

III-1-1. 3. Le Jurassique :

Il n'est présent qu'au Sud des Doukkala, il constitue les collines des Mouissate.

On le retrouve sous le Pliocène en affleurement dispersé dans la région de Tlète Sidi

Embarek et de Jemâa Shim. Il forme aussi la base des falaises qui s'étendent jusqu'au

Nord de Safi. Seul le Jurassique supérieur est représenté. Ses dépôts sont constitués des

calcaires et des marno-calcaires jaunâtres à lits argileux contenant de nombreux bancs

de gypse (in. Ferré et Ruhard, 1975).

III-1-1. 4. Le Crétacé :

Il est extrêmement important dans les Doukkala-Abda et constitue le substratum

presque continu de terrains plio-quaternaires (Figure I-10). Le Cénomanien, composé de

marnes calcaires et de grès, s’étale sur toute la région entre le Cap d’El Jadida et

l’embouchure de l’Oued d’Oum Rbia. Ces terrains secondaires, sont ondulés en plis très

larges, courts, sans direction privilégiée. Ils sont aussi corrodés par l’érosion karstique.

Il affleure également dans la zone limitrophe du plateau des phosphates. Dans les

Doukkala-Abda, la puissance totale peut être estimée à 100 m ou 200 m et témoigne

d'une légère subsidence.

Figure I-10 : Coupe lithostratigraphiques synthétiques de l’escarpement d’El Jadida

(Cymaz, 1984)


29

III-1-1. 5. L'Eocène :

Les terrains éocènes, célèbres par leurs gisements de phosphate sont très bien

représentés dans le plateau des Gantour, ils n'intéressent la région étudiée que sous

forme de quelques témoins conservés en bordure du massif des Rehamna.

III-1-1. 6. Le Miocène

Le Miocène affleure particulièrement au Cap d’El Jadida et n’est conservé que

dans des cuvettes indépendantes du tracé actuel du trait de côte. De manière générale, il

est très érodé et est constitué de marne jaune, de sable et parfois des argiles rouges ou

brunes avec une base un peu conglomératique.

III-1-1. 7. Le Pliocène :

Le Pliocène est formé par des calcaires gréseux. Ces sédiments marins consolidés,

qui ont été repris en dunes, constituent la partie interne de la région, communément,

appelée le Sahel. A l’occasion de recherches d’eau plusieurs forages (Combe, 1975) ont

traversé des formations plioquaternaires, des formations crétacées et jurassiques (Figure

I-11). Lors de la régression pliocène, se sont édifiées des dunes côtières qui constituent

la partie Est du Sahel ; leurs crêtes émergent encore des "limons" au Nord d'une ligne

Tnine Rharbia, Khémis-M'Tal, Boulaouane.

Pendant le Pliocène ancien, la mer était transgressive sur presque toute la bordure

Atlantique du Maroc. Le relief était en faible pente vers l’Ouest et la mer s’étalait sur

toute la surface de la Meseta côtière. Au moment de la transgression, le littoral était

parallèle au rivage actuel à une distance moyenne de 60 km. A cette période, l’Oued

d’Oum Rbia déversait ses apports à Bou Laouane. Une phase orogénique induisant,

avec le recul de la mer, déformait la Meseta. D’après Gigout (1942), pendant le

Pliocène supérieur (Villafranchien inférieur), le recul de la mer fut progressif. Il était

marqué par une très importante activité des agents érosifs. Les dépôts dunaires

pliocènes étaient constitués de sables calcaires riches en fragments de coquilles

triturées, souvent consolidés aujourd’hui.


30

Figure I-11 : Log synthétique des principales formations géologiques de

l’environnement de la lagune de Oualidia (Carruesco, 1989)


31

Récemment, Lefèvre (2000) a montré que les plus anciennes unités

stratigraphiques associées aux plates-formes qui s’étagent au dessus de 100 m (NGM)

dans la région de Casablanca appartiennent au Pliocène. Ces conclusions sont obtenues

grâce aux données bio-stratigraphiques déduites de l’étude des faunes dans cette région

datées autour de 2,4 Ma.

De manière générale, le Pliocène est considéré, sur toute la partie occidentale

marocaine, comme un cycle sédimentaire simple. La transgression est accompagnée

d’un conglomérat de base peu important. En revanche, la phase de régression est

marquée par l’édification de dunes littorales et par l’apport des limons et des alluvions.

III-1-1. 8. Le Quaternaire :

Les changements climatiques qui ont marqué le Quaternaire ont provoqué des

variations de l’extension des calottes glaciaires et des lignes de rivage. Ces variations

peuvent être liées aussi à l’exhaussement de la Meseta côtière qui a fait reculer

considérablement le rivage pendant la période post-Moghrébinne. Cela peut expliquer

pourquoi le jeu des transgressions et régressions quaternaires n’a pas pu avoir lieu plus

à l’Est par rapport à la côte de la mer Moghrébienne (Choubert et Ambrouggi, 1943).

Plusieurs auteurs (Ruhlmann, 1936 ; Baudet 1967 ; Bourcart 1948 ; Neuville et

Biberson, 1961 ; Choubert et al, 1953 ; Saidi, 1979, Aboumaria, 1993 et Ouadia 1998)

ont étudiés les formations quaternaires de la Meseta côtière du Maroc.

Baudet (1967) a proposé une échelle stratigraphique du littoral marocain

(Tableau. I-3). Les différents "étages" quaternaires définis au Maroc n’ont pas partout la

même signification (Texier et al. 1985). La définition de ces étages est basée sur

l'alternance de phases climatiques humides (pluviaux) et sèches (interpluviaux). Elles

correspondent aux glaciations et aux interglaciations d'Europe. Ces concepts

climatiques sont imprécis et leurs paramètres sont mal définis (Tableau I-4). Ainsi le

Quaternaire marin est subdivisé en six étages correspondant à six transgressions sur la

frange littorale de l’Atlantique. Chaque épisode a raviné le précédent, déjà consolidé

(Figure I-12). Ces séries de transgressions/régressions correspondent à des étages

définis par les auteurs plus au moins corrélés aux étages méditerranéens associant des

dépôts marins et des dunes.


32

Tableau I- 3 : La stratigraphie marine du littoral atlantique marocain (Beaudet, 1967)

Faunes Malacologiques ETAGES Altitudes atteintes par les transgressions Espèces caractéristiques Signification

Datations absolues

(C14)

Mellahien + 2m Cardium edule

Patelles

Faune actuelle 4010

130 av. J.C

Régression

Ouljien + 5 – 8 m Purpura haemastomosa

Patella safiana

Faune actuelle + quelques éléments

(Sénégaliens)

Régression

Rabatien-Harounien

+18 – 20 m Purpura haemastomosa

Patella safiana

Faune actuelle + quelques éléments

(Sénégaliens)

Régression

Anfatien + 30 m Trochatelle trochiformis

Purpura haemastoma

Patella safiana

Faune chaude avec quelques éléments

(Sénégaliens)

Purpura plessissi L Faune en voie de refroidissement

???

Régression

Littorina litorea

Purpura lapillus

Faune froide

Maarifien + 50 – 60 m Trochatella trochiformis

Acanthina crassilabrum

Faune chaude (Chilo-péruvienne) où (Sénégaliennes)

Régression

Messaoudien + 90 – 100 m Trochatella trochiformis

Acanthina crassilabrum

Faune chaude (Chilo-péruvienne) où (Sénégalienne)


33

Figure I-12 : Coupe théorique schématisant les différents niveaux marins relatifs et les

dunes Quaternaires (in. Chaïbi, 2003)

- Moghrébien inférieur/Messaoudien : La transgression Moghrébienne atlantique

est localisée sur plusieurs zones de la frange littorale marocaine avec une altitude

maximale de 100 m. Elle représente la première transgression quaternaire décrite sur le

littoral Atlantique. Les dépôts de cette transgression ressemblent à ceux du Pliocène.

- Maârifien: Les dépôts laissés par la transgression maârifienne sont localisés à

une altitude de 44 m. Cette formation est constituée de lumachelles et d’un conglomérat,

surmontés par de grès de plage et de grès dunaires. Cette phase a été caractérisée par un

léger refroidissement qui a favorisé l’invasion d’une faune nordique et la disparition

d’autres espèces de mer chaude.

- Anfatien: Ce troisième niveau marin a été reconnu à des altitudes voisines de

30 à 34 m. Les dépôts sont consistés en couches de lumachelles. La faune de cet étage

indique trois niveaux. Un niveau inférieur (l’Anfatien transgressif) à faune de climat

chaud (Thaïs haemastoma et Patella safiana) (Baudet, 1971) semblable à celle de

l’étage maârifien régressif. Un niveau moyen exprimant un refroidissement des eaux

océaniques et enfin un niveau supérieur à faune sub-actuelle qui témoigne d’un

réchauffement. D’après Lefèvre (2000), il serait corrélatif du stade isotopique 11 (376 ±

34 ka). Il correspondrait au Paléotyrrhénien en Méditerranée (Brebion, 1978). Suivant le

support sédimentaire, la chronologie de cet étage varie selon les auteurs.


34

Tableau I-4 : Nouvelles propositions chronostratigraphique pour le Quaternaire

marocain (Texier, Raynal et Lefevre, 1985).


35

-Harounien: Le Harounien a été défini comme l’étage compris entre l’Anfatien

et l’Ouljien. Les dépôts de cet étage ont été entaillés par une falaise au Sud d’El Jadida

à des hauteurs qui varient entre 20 et 30 m. La malacofaune est bien caractérisée,

chaude, analogue à celle de l’Anfatien (Thaïs haemastoma et Patella safiana). Ce

paléorivage serait corrélatif au stade isotopique 9 (303 ± 30 ka) (Raynal et al., 1986).

- Ouljien: Les restes de la transgression ouljienne, corrélative du stade

isotopique 4, sont connus sur toute la côte Atlantique. C’est à Gigout (1949) que revient

le mérite d’avoir défini pour la première fois cet étage marin du Pléistocène supérieur.

Les formations de ce paléorivage se rencontrent le long de littoral Atlantique marocain

entre les altitudes de 4 à 8 m. Cela fait dire à Brébion (1977) que l’Ouljien est l’étage le

mieux représenté, après le Moghrebien, et le plus riche en fossiles de toute la série

quaternaire. D’après Baudet (1971), les falaises ouljiennes sont souvent entaillées dans

des dunes consolidées pouvant appartenir à la régression post-Anfatienne ou post-

Harounienne. Il arrive que l’océan ouljien remanie toutes les formations harouniennes

précédentes pour atteindre les falaises Harouniennes elles-mêmes. Tous ces éléments

expliqueraient l’absence de dépôts harouniens dans plusieurs sites de l’Atlantique

marocain. Les premières datations radiométriques effectuées par Stearns et Thurber

(1964) par la méthode Th230 / U234 apportent des âges qui s’échelonnent entre 80 000 et

74 000 an BP. Ainsi, la transgression Ouljienne prendrait place durant l’inter-glaciaire

Riss-Würm. Les variations des niveaux marins pendant ce stade, ont été attribuées à la

combinaison de ces trois facteurs (Gigout, 1946) : à l’oscillation climatique, à la

régression d’ensemble et aux mouvements tectoniques. Plus récemment, d’autres

datations faites par Hoang et al. (1978), avec la même méthode, ont permis

d’individualiser trois sous-unités stratigraphiques Ouljiennes :

- l’Ouljien 1 vers 140 000 et 120 000 BP. Cette phase transgressive est la plus puissante

du cycle. Il est donc normal qu’elle soit responsable des remaniements de dépôts

harouniens. Ces remaniements pendant cette première phase oulijienne expliquent la

ressemblance entre les dépôts du Harounien et ceux de l’Ouljien I.

- l’Ouljien 2, ce dernier se compose de quatre épisodes de stabilisation de l’océan

(97 000, 84 000 et 60 000 ans BP). Ces phases de transgression auront permis la

constitution répétitive de cordons dunaires littoraux parallèles au trait de côte actuel.

- l’Ouljien 3 entre 44 000 et 40 000 ans BP.


36

Brebion (1978) a montré que la faune est relativement proche de celle de

l’actuel. Parmi les espèces de cet étage figurent Purpura Haemastoma, Thaïs

Haemastoma et Patella Safiana. Le climat a connu un réchauffement par rapport au

Harounien.

Les dunes consolidées du Quaternaire constituent des grands alignements de

crêtes et des sillons parallèles ou sub-parallèles au rivage actuel. La direction et

l’élargissement de ces alignements ne sont pas toujours les mêmes et varient sur toute la

Meseta côtière. En partant de l’intérieur vers la côte on rencontre ainsi des cordons

dunaires successifs de plus en plus récents. Le sable des dunes est très calcaire, à grain

fin (mélange de quartz et de fragments de coquilles), le plus souvent consolidé en grès

calcaire vacuolaire jaune. Ce stock dunaire n’est pas utilisé actuellement par le littoral

sauf au Nord de la zone d’étude (entre El Jadida et Jorf Lasfer). Ces édifices dunaires

sont, la plupart du temps, entrecoupés par des paléosols rouges remaniés ou in situ

(Figure I-13). Trois niveaux marins ont pu être repérés. Ils sont respectivement, du plus

ancien au plus récent, MI, M2 et M3.

Figure I-13 : Corrélation entre les principales coupes de la zone littorale de la Meseta

occidentale (Ouadia, 1998)


37

Ouadia, (1998), pour cette bande littorale, a montré que ce sont surtout les

dynamiques, marine littorale et éolienne qui jouent le rôle principal dans la mise en

place des formations quaternaires. Au niveau des embouchures, la dynamique fluviatile

peut s'ajouter. La mise en place des dépôts lumachelliques a fait appel à une dynamique

essentiellement marine littorale, témoignée de l'abondance des bioclastes marins, du bon

tri des sédiments et de l'abondance des grains de quartz émoussés luisants. La fréquence

des coquilles marines brisées et la présence de stratification plane à légèrement oblique

vers la mer témoignent d'une dynamique de dépôt moyenne à forte et par conséquent

d'un milieu relativement peu profond (intertidal ou "fore shore").

Le dépôt des calcarénites a eu lieu sous l'action d'une dynamique essentiellement

éolienne témoignée de l'abondance des grains de quartz ronds mats, qui a remobilisé les

sables de plage et par les grandes stratifications obliques. La séquence de toutes les

formations littorales étudiées montre le passage de dépôts de milieu marin intertidal

"fore shore" aux dépôts éoliens de l’arrière-plage "back shore" ou milieu dunaire. Les

mêmes constatations ont été faites sur les formations quaternaires littorales du Rharb

(Aberkan, 1989) et de Casablanca (Texier et al.. 1994). La plupart du temps, ces dépôts

dunaires sont surmontés par des paléosols ou des sols, parfois, affectés par une activité

anthropique.

Quant au degré de classement, relativement accusé, des sédiments des formations

littorales, il est en relation avec le degré de maturité des dépôts. Le bon tri relatif des

sédiments des édifices dunaires. Vis à vis celui des sédiments des niveaux

lumachelliques, est en relation avec une dynamique éolienne.

Il faut noter également que de l'Ouest vers l'Est de la région étudiée la dynamique

éolienne tend à l'emporter sur la dynamique marine littorale. Ce que témoigne la

tendance à l'enrichissement des sédiments en grains de quartz ronds mats et à la

diminution de la proportion des bioclastes marins et pourrait aussi provenir des traces de

chocs et de la diagenèse (dissolution dans les calcarénites). Au cours de leur mise en

place, en plus des formations pliocènes, les formations quaternaires ont été affectées par

une néotectonique qui pourrait être une continuité des mouvements anté-quaternaires

(hercyniens et atlasiques) (Aboumaria, 1993) (Tableau I-5).


38

Tableau I-5 : Tableau récapitulatif résumant les données chronologiques,

néotectoniques et paléoclimatiques plioquaternaires de la Meseta occidentale (Ouadia,

1998)

AgeB.P.

Chronologie Formations littorales

Formationsfluviatiles

ClimatTectoniqueDepôt de

comblementdes plaines

Datationrelatives

et absolues

Cacarenitedunaire

T0

creusement

T1Creusement

T2

HO

LO

CE

NE

Sec?Coluvions recentes

ou "limon"des plaines

Biocalcarenitemarine ? Creusement

T3

Creusement

début de creusemntdes

vallées secondaires

Coluvionsanciennes

des plaines

Sec avecau moins 4 phases humides

Temp. hum.

Faillesnormales

et inverses

Calcarenitedunaire

Biocalcarenitemarine

T4

121 ka

12 ka+

F3F2

T5 Sec avec aumoins 1 phase

humide

Faillesnormales

et inverses

Calcarenitedunaire

PEL

IST

OC

EN

E S

UPE

RIE

UR

Creusement Temp. hum.Biocalcarenite

marine

297 ka

81- 47 ka+

F1

T6

Creusement

Sec avecau moins 1 phase

humide

Temp. hum.Biocalcarenitemarine

Calcarenitedunaire

> 345 ka

Sec avecau moins 1 phase

humide

calcarenitesdunairesPE

LIS

TO

CE

NE

MO

YE

N

Creusement Temp. hum.Biocalcarenitemarine?

Terrassefluvio-marine

pliocène

Sec avec au moins 1 phase

humide

Inclinaison et failles normaleset inverses

Calcarenitesdunaires

PEL

IST

OC

EN

EIN

FER

IEU

RPL

IOC

EN

ESU

PER

IEU

R

début de creusemnt de la vallée del'Oum Er Rbia

Temp. hum.Biocalcarenite

marineinclinaison

et failles normaleset inverses

Su

bi

sd

en

ce

?

?

10 Ka

0,48 Ma

0,88 Ma

1,9 Ma


39

Cette activité néotectonique est comparable à celle signalée dans d'autres zones du

littoral de la façade atlantique marocaine (Aberkan, 1989 et Ouadia, 1998). Ce qui nous

laisse conclure que le domaine mesetien occidental du Maroc, dont fait partie la région

étudiée, n'a donc pas été une zone stable au cours du Quaternaire comme cela a été

avancé dans les travaux antérieurs (Gigout, 1951).

Les formations géologiques qui affleurent dans la zone lagunaire et dans l’arrière

pays sont d’âge plioquaternaire. Elles sont constituées principalement de calcaires

détritiques jaunes, formés de débris coquilliers et de sables identique à ceux rencontrer

dans la lagune de Oualidia (Carruesco, 1989).

La série des transgressions/régressions se termine par la transgression mellahienne

(Raynal et al., 1986). Cette dernière a dépassé de 2 m d’altitude le niveau actuel,

comblant partiellement les lagunes de sables et de grès coquilliers. Elle a laissé deux

types de dépôts ; les remblaiements des plaines côtières et les plages littorales faites de

sables coquilliers jaunes, vases, cordons de galets…. Les dépôts de cette transgression

varient en fonction du dispositif morphologique de chaque zone. Le dépôt des sables

gris (les dunes) et leur évolution pédogénétique peuvent être attribués à une légère

régression antérieure à l’exhaussement subactuel du niveau marin, provocant ainsi

l’épandage de sables coquilliers.

D’après Raynal et al. (1986), la remontée du niveau marin qui s’amorce vers

14 000 BP caractérise le début de ce cycle et sa première remontée s’achève vers 6400

BP. Les dépôts intertidaux dans la formation de Reddad Ben Ali, sur le littoral de

Casablanca, ont enregistré le haut niveau marin de l’Holocène récent de 3700 – 3400

BP. Ce résultat est basé sur des analyses au C14 (Lefèvre, 1994). La faune de ce stade

est identique à la faune actuelle. Cet étage est caractérisé aussi par la migration de

quelques espèces vers le Sud et par la disparition définitive d’autres espèces. Cette

transgression mellahienne correspond au stade isotopique 1 (Brébion, 1979), c’est

l’équivalent du Versilien en Méditerranée.

Des traces d'une activité anthropique ont été repérées dans la région étudiée.

C'est à Dar Bou Azza, à Khénzira et à Oualidia qu'une activité anthropique est

témoignée par la présence d'un niveau à "Kjôkkenmôddings", d’âge 4680± 140 ans BP,

dans la région d’Oualidia par Carruesco, (1989), ce niveau est riche en charbon de bois

et avec un taux élevé de matière organique (4,5 %), ce sont des accumulations noires


40

avec des coquilles brisées, souvent associées à des pierres noircies et à des débris de

poterie. Ce niveau, est attribuée au Néolithique et a été trouvée en relation avec le

mellahien, (Gigout et Beaudet, 1969). Ces "Kjökkenmöddings" font la succession au

niveau des dunes côtières de la lagune de Sidi Moussa.

En résumé les faits marquants de l’environnement de la lagune de Sidi Moussa,

est l’homogénéité de la composition des différents formations de l’encaissant lagunaire

à savoir du matériel détritique, des bioclastes, des débris biogéniques d’origine marine

et continentale (gastéropodes pulmonés) le tout consolidé par un ciment calcaire.

III-1-2. Pédologie des formations encaissantes :

La lithologie des formations plioquaternaires est variable avec des faciès

imbriqués: calcaires gréseux, calcaires détritiques, marnes schisteuses. Les lapiazs sont

abondants sur les crêtes dunaires dénudées par l’érosion et les dolines alignées ou en

grappes sont nombreuses.

Ces formations donnent un relief vallonné avec des ondulations plus ou moins

larges et de vastes dépressions. Les pentes sont faibles à moyennes. L’érosion hydrique

reste faible. La pierrosité de surface est un facteur limitant d’érosion et seules les pluies

violents peuvent provoquer une érosion par ravinement ou favoriser l’apparition de

griffes d’érosion sur les sols nus dans les terrains cultivés. L’érosion éolienne, quand à

elle, est beaucoup plus importante, du fait de la texture très légère du sol en surface

alliée au surpâturage. La végétation naturelle est extrêmement dégradée et ne subsiste

que par des îlots, elle est a base d’oléolentisque. La strate herbacée, est représentée par

des graminées (Lolium rigidum, Bromus rigidus, poa annua) des légumineuses (Lotus

marocamus, Medicago lacinata et Sulfruticosa, Trifolium campestre, Vicia sativa), des

ombellifères. La zone du sahel est connue par une agriculture extensive à la base de

céréales

Au cours des divers périodes pluviales et interpluviales du quaternaire, une

couverture végétale s’est développée aboutissant au développement de sols isohumique.

Ces sols renferment des accumulations calcaires, dont l’épaisseur dépend de l’âge et de

la nature des dépôts, de la forme du relief ancien, de la position géomorphologique, des

apports et des érosions successives.


41

Les sols du Sahel des Doukkala, sont squelettiques et peu profonds, sont

généralement sableux ou sableux limoneux; les versant et les sommet dunaires sont

recouverts de sols squelettiques alors que les dépressions et les bas fonds renferment des

sols plus épais (Badraoui et al., 1993).

Selon Carruesco (1989), quatre groupes de sols peuvent être distingués :

- les sols R’mel ou peu évolués d’apports très sableux ;

- les sols Hrach sols calcaires caillouteux ;

- les sols Hamri rouge ou fersiallitiques occupent les dunes consolidées de l’arrière

pays. La roche mère est une calcarénite peu consolidée. Ces sols sont caractérisés par

l’absence des carbonates des horizons supérieurs et par accumulation de fer et d’argile

en profondeur ; le sol se repose sans transition sur une calcarénite dure et lapiazée.

- les sols Tirs ou vertisols.

Pour la lagune de Sidi Moussa, les sols de « merja », localisés dans la dépression

interdunaire de part et d’autre de la lagune au sud et au nord, sont des sols gris souvent

noirs avec parfois des taches de rouilles de pseudo- gley, en profondeur. Par contre les

sols environnants de la lagune sont constitués en grande partie de sols rouges

méditerranéens sur les dunes consolidées orientales. Sur les formations littoral du

cordon dunaire se développe à des sols pauvres de type rendzine.

II-2 L’environnement marin

Le proche plateau continental de la lagune de Sidi Moussa s’étend entre 0 et 200

m de profondeur avec une largeur qui varie de 34 à 44 km. Il est caractérisé par une

pente faible (0,4 %) et une topographie peu accidentée. Sur toute sa surface, une couche

de dépôts silto-sableux récents non consolidés de 10 m d’épaisseur s’est déposée.

D’après Tooms et al. (1971) et Bee (1973) in Ruellan (1984) sous ces dépôts, on trouve

une couverture sédimentaire monoclinale sous-jacente, d’âge Crétacé et Tertiaire.


42

Jaaidi et Cirac (1987) distinguent trois types de faciès : les sables terrigènes, les

vases et les sables bioclastiques. Les dépressions entre les affleurements rocheux sont

occupées par des sédiments fins, ce sont des sables biogènes vaseux constitués de débris

coralliens et coquilliers, de foraminifères actuels dominants, tandis que le quartz et le

feldspath sont les éléments terrigènes (Mathieu, 1986).

La couverture sédimentaire du proche plateau se compose principalement de trois

types de faciès (Figure I-14) :

Des sables moyens et grossiers bioclastiques : les sables terrigènes occupent presque

toute la zone pré-littorale jusqu’à -50 m, sont constitués de quartz, de micas et de

fragments de calcarénites. La texture des sables dans l’ensemble est assez homogène,

semblable à celle reconnue sur le continent (Cirac et al.1979).

Les sables bioclastiques sont formés par des débris de diverses macrofaunes et

sont caractérisés par un taux de carbonates supérieur à 70 %. Ces sables prédominent

sur toute la partie externe du plateau continental, où ils correspondent aux littoraux des

maximums régressifs pléistocènes.

Des sables fins : Disposés en lambeaux plus ou moins parallèles au rivage actuel.

Des vases sableuses : commencent à s’étendre à partir de la profondeur de -50 m. Elles

sont appelées «vase médiane» du fait que les faciès plus grossiers en vase sableuse, en

sable vaseux et en sable fin, l’auréolent en bandes de part et d’autre.

Elles sont caractérisées par des fortes teneurs en lutites (70 %) et de 10 à 30 %

de carbonates. Ces vases sont conservées localement dans des dépressions entre les

affleurements rocheux.

Les sédiments superficiels du proche plateau continental pourraient constituer

des sources sédimentaires pour la côte, surtout dans la zone d’échange entre les hauts-

fonds prélittoraux et les plages.


43

32°

Safi

Cap Cantin

Oualidia

SidiMoussa

Sable moyen et grossier bioclastiqueSable finVase sableuseBioclastes usés et rubéfiés

NNNNNN

0 50 km

9°10°

50100

150

200

Figure I-14 : Couverture sédimentaire su le plateau continental au large de la lagune du

Sidi Moussa (Cirac et al., 1979)

La topographie du proche plateau de Sidi Moussa est donc essentiellement

héritée des variations eustatiques du niveau marin qui ont façonné une large plate-forme

continentale au cours des périodes de bas niveau marin. La marge continentale

atlantique du Nord Ouest du Maroc constitue le symétrique africain de la marge

ibérique du golfe de Cadix. Elle est le siège d’interactions de plusieurs phénomènes

aéro et hydrodynamiques (houles, courants, vents,…) qui participent à différents degrés

à la morphogenèse de notre littoral. Cette partie des fonds marins marocains a fait

l’objet de plusieurs études géologiques, bathymétriques et sismiques. Le segment de

notre région d’étude (entre 33° et 34° latitude Nord) fait partie des quatre segments qui

composent la marge continentale marocaine : le segment du Rharb, le segment d’Agadir

- Essaouira et le segment de Tarfaya. Physiographiquement, en allant de la Meseta

marocaine (ESE) vers la plaine Abyssale (WNW), les fonds de la marge Atlantique d’El

Jadida nous offrent une diversité de configuration. On peut distinguer quatre sous-

ensembles : le plateau continental, la pente continentale, le glacis et la plaine abyssale

(Fig. I-15 et Fig. I-16).


44

Figure I-15 : Morphologie de la marge continentale dans le segment de Safi - El Jadida (d’après Ruellain, 1986)

Figure 1-16 : Modèle numérique présentant la pente continentale de Safi - El Jadida

(Chaibi, 2003)


45

IV- L’ENVIRONNEMENT LAGUNAIRE

IV-1 Morphologie lagunaire

IV-1-1. Cadre général

Du côté continental la lagune est dominée par de puissantes formations

plioquaternaires de calcarénites définies précédemment. Les crêtes et les dépressions

interdunaires de l’arrière pays ont une direction générale NE- SW. La mise en place de

ces cordons dunaires anciens a été favorisée par des alizés NE plus puissants

qu’actuellement sur les côtes marocaines (Weistrock, 1982).

Les observations faites sur des dunes vives de la lagune de Oualidia (Carruesco,

1989) ont permis de constater que ces dunes ont la forme de barkhanes qui se disposent

en chapelet sous la dépendance de vent dominant NNE. La mise en place de ces

systèmes côtiers de type « Seif dunes » est due probablement à des forces éoliennes plus

puissantes et de direction voisine aux vents d’actuel (Glennie, 1970). Du côté de prisme

littoral adjacent à la lagune, des coupes sériées de la topographie sous marine rendent

compte de ruptures de pentes à -50m et -90m attribuées à la marque de paléorivage,

témoins du stationnement de la mer lors de sa remontée au Flandrien (El Foughali,

1982). La pente moyenne du plateau est de 5 0/00. Elle subit des variations, 10 0/00

jusqu’à -50m, 8 0/00 jusqu’à -80m et faibles à nulles sur près de 10 km de -80 à -90m.

La bathymétrie reflète une morphologie tourmentée et découpée avec des

escarpement et des buttes témoins qui résultent de la quasi permanence des

affleurements rocheux, en particulier ceux présents depuis la côte 0 jusqu'à -50m

témoignage de la continuité des formations littorales sur le proche plateau.

IV-1-2. La lagune proprement dite

L’étude morphologique a été réalisée par photo-interprétation des images

aéroportées de la lagune au cours de la mission organisée en Avril 1996 (1/7500).

L’analyse des photo-interprétations, montre que la forme actuelle de cette lagune

a été imposée par la morphologie de la dépression interdunaire entre les dunes

consolidées continentales et littorales. Cela se traduit par une forme allongée qui

s’inscrit dans une bande rectiligne parallèle à la côte de 5,5 Km de long sur une largeur

de 0,5 Km en moyenne. La superficie totale de la lagune est évaluée à 4,2 Km2. Quatre

unités morphologiques peuvent être distinguées dans la lagune:


46

IV-1-2-1. Les passes

Deux passes inégales existent à l’extrémité aval de la lagune. La passe principale

au Sud, (150 à 200m environ de large) est permanente alors que la passe secondaire

située un peu vers le Nord de la passe principale (50m de large) est temporaire.

A l’arrière de la passe principale, une vaste cuvette peu profonde est remplie

d’eau à chaque marée. A basse mer, un important banc de sable (delta interne de marée)

émerge ne laissant que quelques chenaux peu profonds (de 0,5 m à 1,5 m). Ces derniers

ont des tracés en constance évolution. En effet, en 1946, le delta interne de marée se

retrouve vers le Nord (Figure I-17), laissant le chenal principal qui se propage au niveau

du Schorre. Ce delta de marée se présente sous formes de lobes successifs. Il s’agit

d’accumulations sableuses progradantes avec des figures sédimentaires (ripples marks).

Ces accumulations sableuses sont appelées aussi delta de flot. Il est mis en place grâce à

l’action conjuguée des courants de marée et du transit littoral extralagunaire.

L’hydrodynamique induite par les courants de marée commande la morphologie du

delta interne de marée. Carruesco (1989) et Zourarah (2002), ont signalé la présence

d’une certaine cyclicité de 15 à 20 ans dans l’évolution du delta interne de marée au

niveau de la lagune de Oualidia.

IV-1-2-2. Les chenaux et la zone intertidale

Le chenal principal avec une profondeur qui ne dépasse que rarement les 5 à 6m,

serpente au milieu d’un schorre de 4 km de long sur prés de 0,5 km à 1km de large.

D’une largeur moyenne de 300 m ce chenal s’étend sur une longueur de 5 Km. Sur ce

chenal principal, doublé parfois des chenaux secondaires (de profondeur maximale de 1

à 2m), se greffe un réseau de chenaux dendritiques très étroit envahi à marée haute.

Les schorres sont bien développés dans toute la lagune et envahis par une

végétation halophile constituée en partie de Salicornes.

IV-1-2-3. Les marais salants

A l’extrémité amont du chenal principal, une digue a été construite, menée d’un

système d’écluse rudimentaire qui ouverte à marée haute assure le remplissage d’un

réservoir de décantation de 0,5 Km de long. L’eau y est maintenue pendant le jusant

afin de la purifier par décantation, puis pompée et déversée dans des bacs d’évaporation

des marais salants.


47

Schorre

Passeprincipale

Position en 1946

Chenal

Cordonlittoral

Sablière

0 400 m

NNNNN

Passeprincipale

Cordonlittoral

Chenal

Position en 1984

Schorre

Sablière

0 400 m

NNNNN

Sablière

Passeprincipale

SchorreCordonlittoral

Position en 1949

Chenal

0 400 m

NNNNN

Passeprincipale

Cordonlittoral Schorre

Chenal

Position en 1996

Sablière

0 400 m

NNNNN

Figure I-17 : Evolution du delta de marée interne de la lagune de Sidi Moussa

(de 1946 à 1996)

IV-1-2-4. Le cordon littoral

Le cordon littoral au niveau de la lagune de Sidi Moussa, montre une barrière

contre les actions marines (houle), il est constitué de calcaire détritique d’âge

plioquaternaire. Ce cordon est pressé par des passes qui assurent la communication

océan-lagune.

IV-1-2-5. Les côtes de part et d’autres de la lagune

La lagune de Sidi Moussa est caractérisée par l’existence de côtes relativement

différentes :

- La côte située au Nord Est de la passe principale. C’est une côte rocheuse (des

dunes consolidées) qui s’étend sur une dizaine de kilomètres. Après des plages

sableuses apparaissent avec alternance de côtes rocheuses jusqu'à Cap Blanc (port de

Jorf Lasfar) ;

- La côte située au Sud Ouest de la passe principale. Il s’agit une flèche sableuse

qui évolue vers le Nord et qui pourrait causer la fermeture de la passe principale, cette

flèche est marquée par des systèmes dunaires occupés par une végétation. Ces plages se

poursuivent vers le Sud Ouest avec des interruptions par des côtes rocheuses.


48

IV-2 Le contexte hydrologique

IV-2-1. Hydrologie marine

IV-2-1.1 La marrée :

La marée constitue un élément important dans le système hydro-sédimentaire des

littoraux de l’Atlantique marocain et elle intervient directement ou indirectement sur

leurs morphogenèse. Les variations cycliques de pression d’eau provoquées par la

marée peuvent causer aussi de grands changements dans l’état de contraintes, une

diminution notable des forces inter-granulaires, et des déformations significatives

jusqu’à des ruptures locales ou globales des aménagements côtiers (Rezzoug, 1994).

La marée est une oscillation du niveau de la mer de période et d'amplitude

variable dans le temps et dans l'espace. Ses effets sont d'autant plus importants que le

marnage est élevé. Son action se conjugue aux effets de la houle, entraînant la

modification des processus de sédimentation dans l'environnement littoral qui peuvent

se manifester, soit par des accumulations, soit par des érosions (Duncan, 1964).

La marée dans la lagune est de type semi diurne avec un marnage entre 2 et 4m.

Les courants de marée sont les principaux courants intralagunaires. Ils sont

généralement plus importants en aval et diminuent d'intensité en avançant vers l'amont

de la lagune. En aval, les courants sont plus importants en période de vives eaux. Les

intensités enregistrées au niveau des passes sont de l'ordre de 86 cm/s (Hilmi et al,

2002). Pendant les marées de mortes eaux, les courants sont plus faibles révélant des

intensités de l'ordre de 10 à 20 cm/s. A l'intérieur de la lagune, les courants

s'affaiblissent en direction de l'amont.

En terme de direction, le courant dans la lagune de Sidi Moussa est alternatif avec

la dominance d’un courant bidirectionnel, tantôt entrant ou tantôt sortant selon les

rythmes des marées. Les variations spatiotemporelles au niveau de la passe principale

des composantes Nord- Sud et Est- Ouest du courant. La composante Est- Ouest du

courant y est plus dominante et due à l’orientation du chenal à cette station par rapport

au Nord géographique.

L’analyse spectrale élaborée sur ces deux composantes de courant confirme ces

résultats où l’on note, d’une part, la composante Est- Ouest qui présente plus d’énergie

que la composante Nord- Sud et, d’autre part, l’existence des composantes de hautes


49

fréquences (de période inférieure où égale à 25h) qui sont attribuables à la marée semi-

diurne (M3, M4, M6) de périodes inférieures à 10h et qui se manifestent souvent dans

les eaux peu profondes suite à la distorsion de l’onde de marée (Hilmi et al, 1997 ;

2000 ; 2002). On note particulièrement une périodicité observée entre 22- 23h que l’on

peut attribuer aux périodes inertielles (phénomène non périodique) généralement

observées dans les enregistrements du niveau d’eau ou du courant à une altitude donnée.

Cette « pseudo- période a été également observée dans les enregistrements du courant

dans la lagune d’Oualidia (Hilmi et al, 1999).

IV-2-1. 2- La houle

La houle, une fois générée dans la zone génératrice, prend son trajet vers le proche

atlantique marocain, s’atténue ou s’intensifié en fonction des vents et des mers de vents

rencontrés sur son chemin. Les paramètres de la houle qui intéressent le proche

atlantique marocain dépendent de la position de la zone génératrice, de l’intensité, de la

direction et de la durée d’action des vents soufflants sur cette zone et sur son chemin. Ils

sont aussi en relation avec le fetch (l’espace sur lequel soufflent ses vents) et la distance

parcourue par cette houle avant d’atteindre le proche atlantique marocain.

La visualisation des zones génératrices de la houle ainsi que leur suivi nous

donne une idée sur l’évolution de la houle et son trajet sur le proche atlantique marocain

(Figure I-18 et Figure I-19).

Comme sur l’ensemble de la côte occidentale d’Afrique, il existe presque en

permanence une houle assez forte, généralement sans rapport avec le temps qui fait sur

la côte. Elle est liée soit à de forts vents continus de directions peu variables (Roux,

1949 ; Lacaze, 1954 ; Gelci et al. 1957), à de lents déplacements de fonts froids

(Lacaze, 1954) ou le plus souvent à des dépressions barométriques passant très au large

entre les Açores et l’Islande (Gain, 1918 ; Montagne 1922). Les plus grosses houles se

font sentir une à deux fois par an et atteignent 7 à 9 mètres. Celles dépassant les 9

mètres sont très rares et n’apparaissent que tous les deux ou trois fois pas an (Furnestein

1957). Les fortes houles ont lieu surtout en automne et en hiver notamment à l’époque

des syzygies. Elles ont un déplacement très brutal et parviennent à leurs maxima de

puissance en quelques heures.


50

Figure I-18 : Image satellitaire montrant la zone génératrice de la houle très proche au

Maroc (DMN) Situation du 31 oct 2002

Figure I-19 : Image satellitaire montrant la zone génératrice de la houle lointaine au

Maroc (DMN) Situation du 11 nov 2002.


51

Les houles affectant le littoral des Doukkala proviennent généralement de

l’Atlantique Nord. Elles sont issues soit des dépressions passant entre les Açores et

l’Islande, soit des dépressions passant sur les Açores, en direction du Portugal, du Golfe

de Gascogne ou du Sud de l’Irlande (Figure I-20). Elles prennent exceptionnellement

naissance de dépressions secondaires liées à des dépressions principales se dirigeant

vers le Sud entre l’Islande et la Norvège. L’influence de ces houles touche différentes

parties de ce littoral macrotidal. Leur action est à l’origine des mouvements

sédimentaires parallèles et transversaux au rivage qui modifie ainsi la morphologie de

celui-ci. Suivant la force de la dépression qui leur donne naissance, les houles mettent

entre 2 à 4 jours pour atteindre les côtes marocaines. Leur période, variant de 7 à 18s,

renseigne sur leur aire d'origine (Tableau I-6).

Tableau I-6 : Périodes des houles au large des côtes atlantiques marocaine en relation

avec leurs origine (Gain, 1918 ; Montagne, 1922)

Origine Périodes en secondes

Açores/Portugal 7 à 10 s

Sud ligne Terre-Neuve/Açores 10 à 13 s

Nord ligne Terre-Neuve/ Açores 13 à 18 s

Entre Terre-Neuve et Bermudes Supérieures à 18 s

Il existe deux types de données de houles sur les côtes marocaines :

1. il s’agit en général de données de mesures des paramètres de houle mesurée

au large par des bateaux. Ces mesures peuvent être traitées par études statistiques et

avec des models de propagation de houles.

2. des mesures in situ, dans le cas de notre zone d’étude, un certain nombre de

mesures ont été réalisées et qui ont fait l’objet d’analyse et interprétation (LHCF, in

Charrouf. 1989).

Selon l'emplacement de la dépression qui l'a provoquée, la houle met deux à trois

jours pour atteindre le littoral marocain. Les houles prédominantes sont celles du secteur

NW et alternent avec des houles moins fortes mais plus fréquentes. Pour le secteur

étudié, les stations de mesure les plus proches sont celles du Jorf' Lasfar. Les amplitudes

maximales significatives observables ou prévisibles sont illustrées sur le tableau I-7.


52

Figure I-20 : Les trajectoires des houles rencontrées sur le littoral Atlantique Marocain

(d’après Montagne, 1922 in Zakaria, 1994, modifié)

A et A’ : les houles NW, proviennent de la dépression entre l’Islande et l’Espagne.

B : la même trajectoire (A et A’) avec un stationnement sur l’Atlantique.

C et D : les houles W et SW, proviennent des dépressions qui longent la côte américaine et abordent l’Irlande ou les Açores.

E : les houles SW, même trajectoire que D avec une direction plus au Sud.

F : houles N ou NNW, dépressions stationnaires au Sud de la France.

Tableau I-7 : Amplitudes significatives observables à Jorf Lasfar, source de la Houille

blanche (in Boulanoir, 1999)

Houle Amplitudes

Houle annuelle 5,50 m

Houle bisannuelle 6,30 m

Houle quinquennale 7,50 m

Houle décennale 8,50 m

Houle cinquantuple 9,30 m

Dans L.C.H.F pour le ministère des Travaux Publics marocain (in Charrouf 1989),


53

deux natures de houle ont été distinguées :

1. les houles océaniques, de période longue et couvrant le secteur NW à WSW.

2. l'agitation soulevée par le vent local, de courte période, du secteur W à SW,

cette agitation enregistrée à Jorf Lasfar est bien locale.

Les houles de direction W à NW sont quasi-permanentes (Figure I-21). Les

amplitudes varient de 0,5 à 7 mètres (on enregistre exceptionnellement des houles de 9

mètres). Les périodes vont de 8 à 18 secondes, les plus fortes amplitudes sont associées

à des périodes de 10 à 16 secondes.

L'agitation du Sud-Ouest est associée aux vents locaux et apparaît uniquement en

hiver. Le nombre de jours de houle de SW a été estimé à 21 jours par an, avec des

amplitudes de 1 à 3m et une période de 7s.

Figure I-21: Distribution fréquentielle des directions de provenance de la houle (%)

Jorf Lasfar 1991-2001 (Station météorologique de Casablanca)


54

La variabilité saisonnière des houles en fonction de leur hauteur, nous a permis

de distinguer les caractéristiques suivantes (Figure I-22) :

- Les houles les moins fortes (inférieures à 2 m) sont les plus fréquentes pendant

toutes les saisons. Les maxima d’occurrences sont enregistrés (46,99 % pour des houles

significatives <1,5 m) durant la période estivale, ce qui fait apparaître l’été comme une

saison d’accalmie avec des houles peu agressives.

- les houles "fortes" (entre 2 et 4 m) affectent le littoral étudié pendant

l’automne, l’hiver (avec une légère dominance) et le printemps. Leur fréquence est

caractérisée par une décroissance par rapport aux houles moins fortes.

- les houles très fortes (supérieure à 4 m) caractérisent essentiellement la période

automnale et la période hivernale. Se sont les périodes au cours desquelles se déroulent

les plus grandes tempêtes. La distribution saisonnière des périodes significatives au

cours de l’année 1999, présentée dans la figure 2-16 permet de mettre en évidence

l’existence de deux régimes de houles, correspondant à l’été et à l’hiver :

- une période estivale où les houles courtes (<7s) prédominent.

- une période d’automne et d’hiver (octobre à mars) comportant la majorité des

houles longues.

- le printemps qui correspond à une période de transition au cours de laquelle les

deux régimes sont représentés (48,86 % de fréquences pour les houles courtes et 50,15

% pour les houles longues).

En conclusion, la prédominance des longues houles pendant les mois d'hiver dans

la région septentrionale est due à l'exposition frontale de la côte (orientée NE-SW) aux

longues lames en provenance des dépressions du front polaire. Leur absence dans le

secteur Sud est causée par l'orientation générale de la côte (NW-SE) qui empêche

l'arrivée des longues houles de direction NW, alors que cette région est complètement

ouverte aux longues houles d'été engendrées par les vents qui dérivent de l'anticyclone

des Açores.


55

Figure I-22 : Distribution fréquentielle mensuelle des directions de provenance

de la houle (%) au large de Jorf Lasfar durant la période de 1991-2001

Mars

0

10

20

30

40N

NNE

NE

ENE

E

ESE

SE

SSES

WSW

SSW

SW

W

WNW

NW

NNWJanvier

0

20

40

60

80N

NNE

NE

ENE

E

ESE

SE

SSES

WSW

SSW

SW

W

WNW

NW

NNWFévrier

-10

10

30

50

70N

NNE

NE

ENE

E

ESE

SE

SSES

WSW

SSW

SW

W

WNW

NW

NNW

Avril

0

10

20

30

40N

NNE

NE

ENE

E

ESE

SE

SSES

WSW

SSW

SW

W

WNW

NW

NNW Mai

0

10

20

30

40N

NNE

NE

ENE

E

ESE

SE

SSES

WSW

SSW

SW

W

WNW

NW

NNWJuin

0

10

20

30

40N

NNE

NE

ENE

E

ESE

SE

SSES

WSW

SSW

SW

W

WNW

NW

NNW

Juillet

0

10

20

30

40N

NNE

NE

ENE

E

ESE

SE

SSES

WSW

SSW

SW

W

WNW

NW

NNW Août

0

10

20

30

40N

NNE

NE

ENE

E

ESE

SE

SSES

WSW

SSW

SW

W

WNW

NW

NNW

Septembre

0

10

20

30

40N

NNE

NE

ENE

E

ESE

SE

SSES

WSW

SSW

SW

W

WNW

NW

NNW

Octobre

0

10

20

30

40N

NNE

NE

ENE

E

ESE

SE

SSES

WSW

SSW

SW

W

WNW

NW

NNW

Novembre

0

10

20

30

40

50N

NNE

NE

ENE

E

ESE

SE

SSES

WSW

SSW

SW

W

WNW

NW

NNW Décembre

0

10

20

30

40

50N

NNE

NE

ENE

E

ESE

SE

SSES

WSW

SSW

SW

W

WNW

NW

NNW


56

IV-2-1. 3. La circulation océanique et les upwellings

Les courants côtiers : (Figure I-23)

La circulation océanique atlantique marocaine est complexe. Elle se place dans le

gyre de l’Atlantique Nord sur ce qu’il est convenu de désigner sous le nom de courant

de Canaries (vitesse de 25 – 75 cm/sec. 0,5 à 1,5 nœud) U.S. Naval Oceanographic

Office ; 1965). En effet, la circulation générale de surface dans l'Atlantique Nord se fait

suivant un circuit qui, tournant dans le sens des aiguilles d'une montre, comprend, à

partir de l'Amérique, le Cuit Stream, puis vers l'Europe la branche descendante de la

"dérive Nord atlantique" qui se prolonge au large des côtes Ibérique et Nord-Ouest

africaine par le courant des Canaries. Ce cycle se boucle par ce qu'on appelle le courant

Nord-équatorial qui s'écoule en gros de l'Est vers l'Ouest, et ramène les eaux de surface

vers la mer des Antilles et l'Amérique du Nord (Lacombe, 1965).

Malgré des fluctuations saisonnières et même annuelles du courant des Canaries,

les océanographes lui attribuent un caractère permanent. Ils le définissent comme un

large courant général profond, constant et froid, de direction Nord-Est, sud-ouest, qui,

après avoir longé la zone ibérique s'écoule parallèlement à la côte marocaine en

direction du Sud. Ce courant est caractérisé, au large de la côte marocaine, par une

faible vitesse moyenne de 0,6 nœuds (Lacombe, 1950).

Ne dépassant pas 20 °C (Rouch, 1931, 1948), la température de ce courant

s'abaisserait jusqu'à 18°C en surface au voisinage de la côte marocaine et, jusqu'à 15°C

avant d'atteindre la profondeur de 100 m. D'après Rouch, la température du courant des

Canaries serait basse d'une part du fait de sa provenance nordique et, d'autre part, parce

qu'il serait partiellement alimentée par les montées d'eaux froides (upwelling) se

produisant sur la côte marocaine.

Il est indispensable de noter que la circulation générale du courant des Canaries

est plus complexe et se trouve fortement perturbée sur la bordure continentale atlantique

marocaine au moins jusqu’à 100 km au large, tel que le montrent les travaux de

Furnestin (1948) dans le secteur marocain. D'après cet auteur, les mouvements des eaux

froides qui se manifestent dans la zone atlantique marocaine ne prennent pas partout

l'allure d'un écoulement continu du Nord-Est au Sud-Ouest, mais plus souvent celle de

déplacements latéraux perpendiculaires à la côte, des eaux de pente qui,

périodiquement, envahissent le plateau continental au printemps et en été, puis


57

l'évacuent en automne et en hiver. On peut considérer que le phénomène d’upwelling

est en grande partie responsable de cette complexité de la circulation générale sur la

bordure atlantique marocaine (Allain, 1970).

Les mouvements décrits par Furnestin (1948), en se produisant dans les zones où

l'eau plus froide et plus dense, des profondeurs est ramenée vers la surface, déterminent

des courants tourbillonnaires cycloniques.

34°

33°

9° 8°

200 m

NNNNNN

50 m

1000 m

El Jadida Azemmour

Sidi Moussa

Cap Ghir

CasablancaOum Er Rbia

0 40 Km

Jorf Lasfar

Oualidia

Courant littoral

Eau superficiel du plateau

Courant de canaries

Figure I-23 : Répartition des courants de surface sur le plateau continental entre

Casablanca et Cap Ghir (in Jaaidi, 1981)

Les phénomènes d'Upwellings : (Figure I-24)

L’upwelling est un phénomène qui caractérise la circulation océanique sur une

grande partie de la plate-forme continentale marocaine. Il est engendré par l’interaction

complexe des Alizés et du courant des Canaries dont le mécanisme s'explique par la

théorie de Eckman (1905). Les eaux de surface sont entraînées vers le large par l’Alizé

et remplacées par des eaux froides riches en éléments nutritifs venues du fond. Le

phénomène d’upwelling côtier est considéré comme formé d’une composante

climatique permanente et de fluctuation à différentes échelles d’espace et de temps.

L’accent est mis sur les perturbations globales inter-annuelles. Des variations de type El


58

Nino se produisent dans les alizés et modifient les courants équatoriaux et les

upwellings côtiers des cotes de convergence intertropicale (Hagen, 2001).

En effet, des vents dominants du Nord-Est, soufflant de terre produisent un

déplacement vers le large des eaux de surface et créent ainsi une diminution du niveau

au voisinage de la côte. Un afflux d'eaux sous-jacentes provenant des profondeurs de

100 à 300 mètres tend alors à compenser le déficit en amenant des eaux froides

profondes vers la surface (Grall et al., 1974 ; Minas et al., 1974). La venue de ces eaux

froides abaisse d'une manière notable les températures de surface. Ce sont d'ailleurs ces

températures, anormalement faibles au voisinage de la côte, qui permettent de les

repérer facilement. C'est ainsi que des enregistrements des vents et des températures de

l'eau effectués à la jetée du Port de Safi (Roux, 1947) ont conduit à remarquer que la

température de l'eau est très sensible à l'effet du vent, puisque à chaque inversion de la

courbe du vent, correspond une inversion de celle de la température avec un décalage de

temps compris entre 0 et 3 jours.

34°

NNNNNN

El Jadida Azemmour

Sidi Moussa

Cap Ghir

CasablancaOum Er Rbia

Jorf Lasfar

Oualidia

1000 m

Upwelling permanant (maximum printemps et été)

Upwelling saisonnier ( été)

200 m

50 m

33°

8°9°

0 40 Km

Figure I-24 : Répartition des zones d’Upwelling sur le plateau continental entre Casablanca et Cap Ghir (in Jaaidi, 1981)

L'Upwelling se manifeste le long de la côte marocaine dans la couche superficielle

au-dessus du plateau continental, d'une manière permanente au voisinage du Cap


59

Spartel et dans le secteur d'El Jadida au Cap Ghir, en passant par Safi et Essaouira

(Furnestin, 1948). Cet upwelling peut ramener en surface des eaux d'une température

minimale de 15 à 16°C et d'une salinité minimale de 36, 30 %0 correspondant aux

caractéristiques trouvées vers - 200 m. de profondeur au large.

Des variations saisonnières et des fluctuations annuelles ont été observées ; elles

affectent aussi bien l'eau d'upwelling que celle du large (Lacombe, L 1965 ; Guilcher,

1965 ; Le Floch, 1974). Au cours de l’hiver, les vents dominants provenant d’Ouest et

Nord-Ouest rendent le phénomène d’upwelling plus faible. Par contre, il est

particulièrement actif de juin à octobre, période correspondant au maximum de

puissance des Alizés. Selon Mathieu (1986) les remontées les plus intenses se localisent

au voisinage des Caps Spartel (au Nord du Maroc), Blanc (Jorf Lasfer), Beddouza (à 90

Km d’El Jadida) et Cap Ghir.

Ces remontées d’eaux froides induisent une diminution des températures des eaux

de surface, se traduisant par la remontée des isothermes 15 et 16 C° et une diminution

de la teneur en O2 (5,1 ml/l) (Kabbachi et al., 2001). Cette remontée des eaux froides

affecte une zone s’étendant de la côte jusqu’à l’isobathe -200 m de profondeur.

La structure thermohaline liée aux résurgences côtières peut être perturbée par le

brassage intense des eaux superficielles, provoqué par l’agitation des houles. Dans la

couche limite, les courants dus à la houle peuvent transporter vers la zone côtière la

matière mise en suspension par les mouvements verticaux (Zakaria, 1994).

IV-2-2. Hydrologie continentale

La topographie beaucoup moins tourmentée, permet l'existence de véritables

nappes de plateaux s'écoulant conformément à l'inclinaison générale de la topographie

de l'Est vers l'Ouest. Les nappes sont peu profondes et liées à la frange d'altération et

aux fractures, elles sont pauvres en général (El Achheb, 1993).

Le plioquaternaire d'épaisseur, qui peut atteindre 30 m (Gigout, 1951, 1954 et

1956), recèle des nappes d'importance diverse qui s'écoulent vers l'Ouest, le Nord-Ouest

ou le Nord. Généralement laminaire, l'écoulement y est parfois karstique (Combe et al.

1975). Au niveau de la lagune de Sidi Moussa, la nappe du calcaire de Dridrate et celle

du plioquaternaire de Sahel se réunissent pour n’en former qu’une seule. De


60

nombreuses émergences de sources en amont sur les bords de la dépression interdunaire

sont la manifestation en période humide de ce système aquifère qui un écoulement

karstique bien caractériser.

IV-2-3. Bilan hydrologique de la lagune

Les apports en eau douce dans la lagune sont la manifestation des résurgences de

la nappe du Plioquaternaire de la façade continentale de la lagune de Sidi Moussa. Ces

apports sont naturellement plus forts en période humide, quand la nappe est en charge,

d’où des variations des salinités par rapport à la période estivale.

Au niveau des passes, les vitesses de flots sont toujours supérieures à celles du

jusant et ceci pour des périodes plus courtes. Cela se traduit dans la morphologie par un

transit plus important de matériaux en flot créant ainsi un delta interne marée important

manifestée par la sablière. Le delta de marée externe est pratiquement inexistant : la

forte dynamique côtière (courants littoraux et dérive littorale Nord-Sud) par son action

reprend les sédiments expulsés de la lagune à basse mer pour les répartir plus au Sud.

IV-3 Milieu biologique de la lagune de Sidi Moussa

IV-3- 1 La faune

La lagune de Sidi Moussa abrite un certain nombre de poissons présentant une

variabilité saisonnière à savoir la sole, le bar et le dentx, etc et certains invertébrés : Des

décapodes « Carcinus maenas », des isopodes « Idotea baltica ; Cymadusa sp ;

Perineris sp. », des cnidaires « Actina equina », des gastéropodes « Monodonta sp ;

Turbinata sp ; Cympium sp ; Gibbula sp ; Gibberulina sp. », des tintinides et les

bivalves : les coques, les couteaux, la palourde Ruditapes decussatus L., Solen et

Cardum edule L. Ce dernier bivalve est l’espèce dominante de la zone intertidale de la

lagune, et par conséquent, il constitue un compétiteur important d’espace avec la

palourde. On trouve aussi, certains crustacés tels que le crabe vert Carcinus maenas, qui

constitue un prédateur redoutable de la palourde à côté de gastéropode Cympium sp

(Bennouna, 1999).


61

IV-3- 2 La flore

Ce sont les phanérogames halophytes caractéristiques des eaux saumâtres « les

zostères », qui prédomine la zone intertidale et au niveau des schorres de la lagune de

Sidi Moussa, aussi on retrouve les algues vertes « les ulves ». Ces algues présentent une

croissance intense en été ce qui induit des mortalités chez les palourdes par asphyxie

(Rafik, 1991).

Bennouna (1999) a pu identifier cinq grands groupes de phytoplancton :

• les diatomées et les dinoflagellés sont les groupes les plus dominants au niveau

de la lagune de Sidi Moussa. Les diatomées sont essentiellement représentées par les

genres Leptocylindrus, Chaetoceros, Navicula, Rhizosolenia, Pleurosigma,

Nitzschia et Lauderia. Les genres de groupe des dinoflagellés les plus fréquemment

renconctrés sont par ordre décroissant : Prorocentrum, Protoperidinium,

Scrippsiella, Peridiniella, Ceratium, Dinophysis, Pentapharsodinium, Gonyaulax,

Gyrodinium, Pyrophacus et Alexandrium,

• les silicoflagellés et les coccolithophoridés qui ne se présentent que par une ou

deux especes avec une fréquence très faible,

• les cyanophycées, qui se présente qu’en mois de juin.

IV-3- 3 La salubrité de la lagune de Sidi Moussa

La lagune de Sidi Moussa, présente des résultats conformes aux normes

internationales adoptés par (CEE/91/492), elle est donc classée en zone salubre zone A

(Idrissi et al. 1994), ceci est probablement dû au caractère du site, zone peu peuplée, et

par conséquent, l’agression de la pollution urbaine reste faible.

Toutefois récemment Bernoussi (1996) a reclassé la lagune en zone peu salubre

(Zone B), ceci est dû par la suite à l’intensification des activités agricoles et de pâturage

au bord de la lagune et par conséquent à l’augmentation d’intrants (fumiers,

fertilisants…) lesquels infiltrés ou/et drainés se retrouvent en partie dans les eaux de la

lagune.


62

IV- INTERETS SOCIO-ECONOMIQUES DE LA LAGUNE

La lagune de Sidi Moussa est identifiée au Maroc comme un site d’intérêt

écologique et biologique, et a été proposée récemment comme site Ramsar (=

convention internationale portant le nom de la ville où elle a été signée (Ramsar = ville

en Iran) visant à protéger les zones humides d’intérêt internationale pour les oiseaux).

Outre que la pêche au niveau de la lagune et l’exploitation des sels au niveau des

salines en amont de la lagune, la récolte des coquillage reste l’activité principale de la

population au voisinage de la lagune de Sidi Moussa, cette activité est plus intense dans

le cas des palourdes Ruditapes deccusatus, la production annuelle enregistrée par les

mareyeurs locaux est d’environ 27 tonnes (Rafik, 1991).

Au niveau de bassin versant bordant la lagune de Sidi Moussa, un développement

important de l’agriculture irriguée, technique agricole, qui certes, a permis

l’amélioration des rendements surtout des cultures maraichéres.

Sur le plan industriel, des efforts importants ont été déployés pour industrialiser

rapidement la région, sans que la protection du littoral ait été prise en considération,

ceci a donné une implantation des unités industrielles importantes au niveau de Jorf

Lasfar « 15 Km au Nord de la lagune ».

La primauté jusqu’à une date récente du tourisme balnéaire, s’est traduite par une

forte littoralisation de cette activité. En effet, le séjour balnéaire tant pour le tourisme

international que le tourisme national constituait la principe forme d’agrément. Activité

récemment importée, le tourisme balnéaire est venu accuser le basculement des centres

d’intérêt économique de l’intérieur vers les côtes. Malheuresement la lagune ne possède

pas encore des infrastructures pour attirer un tourisme plus accentué malgré que ces

potentialités naturelles soient très développées.

Partie II : Méthode d’étude

63

METHODES D’ETUDES

I - CONDITIONS D’ECHANTILLONNAGE ……………………...…… 64

II- MATERIEL ETUDIE……………………………………………………… 64

II-1 Sédiments superficiels………………………………..……………… 64

II-2 Sédiments carottés…………………………………………………… 64

II- METHODES ANALYTIQUES…………………………..………………… 66

II – 1. 1. Analyses granulométriques…………..………………………… 66

II – 2. Minéralogie des Argiles……………………………………………72

II – 3. Analyses géochimiques…………………………………………… 73

II – 4. Calcimétrie……………………………………………………..… 74

II – 5. pH des sédiments……………………………….………………… 75

II – 6. Analyses statistiques……………………………………………… 75


64

Partie II :

Méthodes d’études

I - CONDITIONS D’ECHANTILLONAGE

Afin de répondre au double objectif fixé : caractériser qualitativement le matériel

sédimentaire et déterminer l’origine des flux sédimentaires exportés dans la lagune de

Sidi Moussa, Cinquante (50) échantillons de sédiments superficiels, Cinq carottes

(Csm-1, Csm-2, Csm-3, Csm-4 et Csm-5) ont été implantées au niveau de la zone

intertidale et les schorres de la lagune de Sidi Moussa (Figure II-1). Sur ce matériel, une

approche multiméthodique a été adoptée en mettant en œuvre des analyses

granulométriques, minéralogiques et chimiques.

II- MATERIEL ETUDIE

II-1 Sédiments superficiels :

Les sédiments superficiels ont été prélevés en Décembre 2001 dans la lagune au

niveau de la zone intertidale et du chenal. L’échantillonnage a été effectué par une

benne VanVeen. L’échantillonnage a été fait sur les 4 cm de la surface.

II-2 Sédiments carottés :

Cinq carottes numérotées de Csm-1 à Csm-5 ont été prélevées en 2001, dans la

zone intertidale et les schorres de la lagune de Sidi Moussa. Les sondages ont été

effectués à l’aide des tubes en PVC à peaux d’oranges et manipulés à la main. Le choix

de positionnement des carottes est basé sur la nature des faciès superficiels et celle des

faciès du bassin versant. Les cinq carottes prélevées montrent des épaisseurs variables.

La carotte la plus longue est Csm-4, qui atteint 110 cm, se situe dans la zone centrale au

niveau des schorres, la carotte la plus courte se situe au niveau de delta de marée

interne. Après une description détaillée des coupes sédimentaires, chaque niveau

visualisé à l’œil nu a été échantillonné.


65

Localisation des carottesLocalisation des échantillons de surface

Passeprincipale

4000 800 mCsm-5

N

Sidi MoussaEl Jadida

Safi

MAROC

12 3

4

6

589

710

18

11

1213

14 15

16 17

1920

23 21

22

24

25

26

272829

3132

35

33

34

3036

3738

394043

42

444546

47

4849

50

Csm-4

*

NNNNNN

EEEEEE

SSSSSS

WWWWWW Digue

Sablière

ParcOstreicole

Chenal

MarraisSalants

LAGUNE DE SIDI MOUSSA

Banc de sable

Cordon littoral

Dunes consolidées

Shorre

41

Passesecondaire

ZONE AMONT

ZONE AVAL

0 100 200 km

Figure II-1 : Localisation des échantillons de surface (n= 50) et des carottes (n=2) dans

la lagune de Sidi Moussa


66

II- METHODES ANALYTIQUES

II-1 Analyses granulométriques

Les analyses granulométriques du sédiment brut ont été faites avec un

diffractomètre Laser Mastersiz Malvern 2600 E (Figure II-2) :

- Tailles mesurées de 50 nanomètres à 900 microns

- un laser basse- tension

- des optiques (lentilles de Fourrier)

- une zone de cellule (cellule)

- des photodétecteurs (photos diodes au nombre de 42 + 3 pour le Mastersize.

- une cuve à ultra sons, à agitateur et pompe

- un ordinateur + logiciel.

Photodétecteurs concentriques

Lentille

Pump

SampleCell

Particles in Suspension Stir

Central Processor

Printer

Out

Receiver

Cellule de mesureUltrasonic

Figure II-2: Schéma général du Granulomètre Malvern


67

Principe de mesure

Les particules qui doivent être mesurées sont diluées dans de l’eau puis mises en

circulation par une pompe dans la cellule. Les particules éclairées par la lumière laser

deviennent son axe principal. La quantité de lumière, déviée et l’importance de l’angle

de déviation permet de mesurer la taille des particules. Les grosses particules

deviennent des quantités importantes de lumière sur des angles faibles par rapport à

l'axe de propagation. Les petites particules au contraire deviennent des quantités infimes

de lumière sur des angles plus larges.

Les intensités sont recueillies par des photodiodes en silicium puis sont

numérisées, analysées par calcul sur des matrices inverses et le résultat du calcul mis à

l'ordinateur, est représenté sous différentes formes (courbes, tableaux granulométriques

etc.). La théorie mathématique représentant la lumière diffusée par 1’échantillon est

modélisée pour des équivalences sphériques. Sur cet appareil, nous pouvons intégrer

l’indice de réfraction des particules mesurées afin de pouvoir mesurer les plus petites

particules (problèmes de transparence). Les courbes obtenues en coordonnées semi-

logarithmiques du pourcentage cumulé en fonction des diamètres des grains donne des

courbes granulométriques de différentes formes. Ceci permet de définir trois faciès

principaux selon Rivierre (1952) (Figure II-3) :

1- Le faciès parabolique : Le faciès parabolique qui caractérise des apports par un cou-

rant turbide rapide avec un bon classement du matériel. Le mode de transport se fait

donc par suspension graduée et on observe un gradient vertical de densité au sein du

courant transporteur.

2- Le faciès logarithmique : II résulte d'un dépôt par excès de charge à la suite d'une

diminution de la compétence de l'agent de transport. Ce transport se faisant par

suspension uniforme (S.S.) (courant de turbidité de faibles densité et vitesse). Ce faciès

traduit une ébauche de classement du sédiment par transport.

3- Le faciès hyperbolique : Il reflète un dépôt par décantation ; le transport se fait par

suspension pélagique et hemipélagique. Le quartile le plus grossier (Q1) de la fraction

inférieure à 63µm est utilisé pour traduire l'importance des silts et des argiles, pour

mettre en évidence ces différents faciès.


68

Figure II-3 : Différents faciès et modes de dépôts des sédiments fins (Rivierre, 1952)

Les résultats des analyses granulométriques sont exprimés en courbes semi-

logarithmiques et en histogrammes de fréquence. Nous avons adopté, pour ce travail, les

formules de Folk et Ward (1966) pour le calcul des indices granulométriques. Ces

différents indices granulométriques ont été utilisés pour établir des diagrammes de

dispersion.

La moyenne granulométrique (phi) : Elle représente la distribution granulométrique

moyenne des sédiments et elle est déterminée par la formule suivante :

Mz = 16 + 15 + 84

3

Cet indice dépend de plusieurs facteurs : l'intervalle de taille du matériel de la

roche mère, l’énergie du milieu, et la distance du transport (J.PERRIAUX, 1961). Il

permet l’individualisation d'un certain nombre de faciès (Tableau II-1)


69

Tableau II-1 : Répartition des faciès sédimentaires en fonction de la moyenne (Folk,

1966)

Valeur de Mz en phi Classement

Mz < 1,00 Sables grossiers et graviers

1,00 <Mz <2,31 Sables moyens

2,3l<Mz<3,32 Sables fins

3,32 <Mz <4,00 Sables très fins

Mz> 4,00 Silts et argiles (lutites)

Standard déviation ou écart-type : C'est le coefficient de classement, il est donné par

la formule :

84 - 16Et =

95 - 5

4 6,6+

FOLK (1966) propose pour les valeurs du Standard Déviation des caractéristiques

de classement (Tableau II-2).

Tableau II-2 : Répartition des faciès sédimentaires en fonction de l’écart-type (Folk,

1966)

Standard Déviation Classement

>4 Extrêmement mal classé

4>Sd>2 Très mal classé

2>Sd>1 Mal classé

1>Sd>0,7 Modérément classé

0,7>Sd>0,5 Moyennement bien classé

0,5>Sd>0,35 Bien classé

0,35>Sd Très bien classé


70

Il dépend de trois principaux facteurs en général :

l'intervalle des tailles du matériel initial (classement de la roche mère)

le taux de sédimentation.

Les caractéristiques physiques du courant (vitesse énergie, turbulence,

fluctuations, etc. ...)

Skewness ou indice d'assymétrie (Sk) : Il mesure le degré d'obliquité de la courbe de

fréquence, autrement dit, l'asymétrie de cette courbe par rapport à la médiane et son

sens (Tableau II-3), Il est calculé par la formule :

16 84 50+ -

84 16-( )2

Sk = +5 95 50

+ -

95 5-( )2

22

Tableau II-3 : Répartition des faciès sédimentaires en fonction de l’indice d’assymétrie

(Folk, 1966)

Sekwness Classement

1>Sk>0,3 Très asymétrique vers les fins

0,3>Sk>0,1 Asymétrique vers les fins

0,1>Sk>-0,1 Presque symétrique

-0,1>Sk>-0,3 Asymétrique vers les grossiers

-0,3>Sk>-1 Très asymétrique vers les grossiers


71

Test de Passega

En mettant en relation la médiane et l’unpercentile dans un diagramme

logarithmique, Passega (1964) propose une intérprétation en terme de dynamique de

transport des variations granulométriques des sédiments. Ce digramme permet

d’identifier les types de courants transporteurs du matériel. Cette méthode est largement

utilisée dans l’étude de la distribution spatiale des sédiments fluviatiles. Ce diagramme

sera également utilisé pour la discrimination entre les sédiments des différentes zones et

carottes lagunaires (Figure II-4).

1 µm 10 µm 100 µm 1 mm 10 mm

1 mm

100 µm

SR

P

Q

ON

1 2 4 5 8 Médiane

Cen

tile

supé

rieur

Interprétations originales de Passega (1957) :

NO: Dépôts de roulement sur le fondOP: Dépôts de roulement sur le fond et de suspensions gradéesPQ: Dépôts de suspensions gradées et de roulement sur le fondQR: Dépôts de suspensions gradéesRS: Dépôts de suspensions homogènes

Figure II-4 : Image C/M théorique des dépôts fluviatiles d’après Passega (1964)


72

II – 2. Minéralogie des Argiles

Cette étude a été réalisée sur tous les échantillons du remplissage lagunaire, sur

des formations de substrat de l’arrière pays et sur les échantillons de cordon littoral. Les

analyses minéralogiques des échantillons bruts et des fractions argileuses.

III – 2. 1. Préparation des échantillons :

La technique utilisée est celle décrite par HOLTZAPPEL (1985). Le sédiment fin

est délité dans l’eau distillée et défloculé à l’eau oxygénée, décarbonatée à HCl et

homogénéisé par agitation. Après centrifugation le culot obtenu est étalé sur une lame

de verre en agrégats orientés. Trois lames sont préparées :

- Lame normale

- Lame glycolée : gonflement à l’éthylène glycol pendant 24 heures

- Lame chauffée : chauffage à 450°C pendant 40mm

III – 2. 2. Analyse à la diffraction X:

Les mesures ont été effectuées pour les argiles sur des lames avec dépôt orienté

par sédimentation de l'échantillon.

Les mesures XRD ont été réalisées à l'aide d'un diffractomètre SIEMENS type

D500 avec anode de cuivre, longueur d'onde=1,5418 angström, avec

monochromatisation du rayonnement diffracté sur un cristal de graphite pour éliminer

l'effet de fluorescence provenant de l'échantillon. Le détecteur est du type scintillateur.

La vitesse de balayage du goniomètre est de 1° par minute pour un intervalle de mesure

de 2° à 30° en 2 thêtas. La tension appliquée au tube est de 45Kv et 35 mA.

Les analyses minéralogiques totales sont réalisées sur des préparations

désorientées sur support en quartz monocristallin (type zéro background). L'intervalle

de mesure est de 4° à 90° en 2 thêtas. La vitesse de balayage est de 0,5° par minute. La

gestion et le traitement des mesures sont identiques à ceux des argiles.


73

II – 3. Analyses géochimiques

II – 3. 1. Géochimie organique

La matière organique s’associe aux particules minérales des sédiments marins,

particulièrement aux argiles en formant des complexes argilo- humiques. Bien qu’elle

soit en quantité réduite, elle détermine les principales propriétés des complexes. Les

complexes minéraux qui leurs sont associés orientent ou catalysent l’ensemble des

transformations de la matière organique qui constitue l’humification. Par ailleurs, la

matière organique conditionne la solubilité, la mobilité et la concentration de certains

éléments métalliques (Manskaya et al, 1968 ; Pillai et al. 1971 ; Rashid, 19714 ; Rashid

et Leonard, 1973). Elle constitue, en effet, un vecteur essentiel de certains éléments

métalliques en milieu aqueux (Duursma et Stevenhysen, 1966). Les liens, plus ou moins

stables, qui aboutissent à la formation de complexes organominéraux caractérisent un

état d’équilibre (Debyser, 1959). De plus, Cauwet (1985) montre que la matière

organique participe activement à plusieurs mécanismes physico-chimiques dont certains

ont des conséquences directes sur la sédimentation côtière. Ainsi l’approche

géochimique peut offrir des informations complémentaires dans la compréhension des

mécanismes sédimentaires.

Les teneurs en carbone organique particulaire (COP %) et total (COT %) ont été

mesurées par la méthode coulométrie à l’aide du coulomat 702. Ces analyses ont été

effectuées au département de Géologie et d’Océanographie de Bordeaux I (France).

II – 3. 2. Géochimie minérale

La composition chimique du sédiment brut a été obtenue à partir des mesures

effectuées à l'aide d'un spectromètre de fluorescence des rayons- X de marque Siemens

type SRS 3000 équipé d'un tube avec anode de rhodium. Les conditions opératoires sont

celles décrites par Lapaquellerie. Deux types d’analyses ont été réalisés :

Les éléments majeurs (Si, Al, Fe, Ti, Ca, Mg, K, Mn, F, P, Na et Cl) par la

technique de dilution ; les échantillons broyés sont ensuite fondus à 1050 °C. Les

teneurs exprimées sont celles des oxydes.

Les éléments traces (Ni, Cu, Zn, Pb, Cr, Br, V, Y et Rb) sont analysés directement

sur les échantillons finement broyés et séchés à 105 °C.


74

Les droites d'étalonnage des différents éléments chimiques ont été calculées à

partir des mesures des étalons suivants: AC-E, AL-I, AN-G, BE-N, BR, BX-N, DR-

N,DT-N, FK-N, GA, GS-N,GXR-1, GXR-3, IF-G,MA-N,Mica-Fe,Mica-Mg,SO-1, SO-

2,SO-4,Sy-2, Sy-3,UB-N et VS-N. La précision est de 1% relatif et l'erreur est de +/-

0,4% relatif. La limite de détection pour les éléments en traces est de 5 mg/kg.

La teneur en eau des sédiments mesurée par la perte de feu à 1000 °C. En effet, il

existe deux types d’eau :

1- L’eau hygroscopique (H2O) qui se fixe sur les composés en conservant son

individualité, elle correspond à la perte au feu subie à l’étuve à 200 °C.

2- L’eau de constitution (H2O+) qui se combine avec les composés, elle

correspond à la perte de feu à 1000 °C.

A partir des teneurs des métaux mesurées au fond de la carotte, nous avons

calculé le degré de contamination (Cd) des dépôts selon la formule de Hakanson

(Hakanson L., 1980) définie pour les sédiments lacustres. Le facteur de contamination

calculé correspond au rapport des concentrations mesurées à la surface sur les

concentrations mesurées au bruit de fond géochimique de la carotte. Le Cd est la

somme de tous les facteurs de contamination (Tableau II-4).

Tableau II- 4 : Degré de Contamination "Cd" selon Hakanson (1980)

Degré de Contamination (Cd) Etat de la Contamination

< 6 Contamination faible

6 – 12 Contamination modérée

12 - 24 Contamination considérable

II – 4. Calcimétrie

La teneur en carbonates des sédiments bruts a été déterminée à l’aide d’un

calcimètre de Bernard. Le principe est de décarbonater une masse de 500 mg

d’échantillon broyé par l’acide chlorhydrique (N/2).


75

L'essai s’effectue sur 500 mg d'échantillon finement broyé et bien représentatif de

la totalité de la fraction fine. Après attaque à l'acide chlorhydrique (N/2) qui réagit avec

les carbonates selon la formule suivante :

2 HCI + CaCO3 Ca C12 + H2O+ (CO2).

Ce qui entraîne un dégagement de CO2 proportionnel à la quantité de carbonates

présents dans le sédiment en tenant compte de la température ambiante lors de chaque

manipulation. Un échantillon référence (100% de CaCO3) a été dosé. Le pourcentage

de carbonates dans les sédiments est calculé par rapport à l’échantillon de référence.

II – 5. pH des sédiments

Le pH est un paramètre complexe dont la valeur dépend de nombreux facteurs

chimiques (présence de carbonates..), physique (échange air-océan…) et biologiques

(balance entre l’activité photosynthétique du milieu et son activité saprophytique..). Le

pH des sédiments a été déterminé à l’aide d’un ph-mètre électronique sur des

échantillons bruts trempés dans l’eau distillée pendant quatre heures et mélangés de

temps en temps par un agitateur magnétique.

II – 6. Analyses statistiques

Afin d'établir les corrélations entre les différentes variables régissant le

fonctionnement de système lagunaire, de grouper les individus en populations

homogènes et de dégager les tendances générales, nous avons appliqué un traitement

statistique aux nombreuses données acquises tout au long de cette étude. L’analyse des

corrélations a été utilisée pour traitement statistique des données des 30 échantillons du

sédiment d'après les recommandations de Basilevsky (1994). Les analyses statistiques

ont été faits en utilisant le logiciel STATISTICA.

Partie III : Approche sédimentologique

76


I - CARACTERES SEDIMENTOLOGIQUES DES DEPOTS SUPERFICIELS………………………………………………………………... 77 I-1- le pH et les teneurs en CaCO3………………………….…….……… 77

I-2- Etudes granulométriques…………………………………………….. 78

I-2-1 Répartition des faciès…………..…………………………… 80

I-2-1-1. Faciès sableux……………………………………. 80

I-2-1-2. Faciès silto-sableux……………………………… 83

I-2-1-3. Faciès silto-argileux……………………..……… 84

I- 2-2 Analyse et interprétation des variations granulométriques… 85

I- 2-3 Test Passega……………………………………………..… 88

I- 2-4 Methode des moments linéaire………………..…………… 91

I- 2-4-1 signification et mode d’utilisation des paramétres.. 92

I-2-4-2 Test : Moyenne – Médiane……………………..… 93

I- 3- Conclusion……………………………………………………….. 93

II - CARACTERES SEDIMENTOLOGIQUES DES DEPOTS CAROTTES .95 II-1 Description des carottes……………………………………………… 95

II.2 Granulométrie des dépôts…………………………….……………… 96

II.2.1 Faciès silteux……………………………..……………… 96

III.2.2 Faciès sableux………………………………………………100

III.2.3 Conclusion………………………………………………….100

III.3 Variations granulométriques et dynamique du dépôt ………………..100

III.4 Conclusion……………………………………….……………………104

III- CONCLUSION………………………………………………………………104


77

Partie III :


L’étude des dépôts de la lagune de Sidi Moussa a pour but de préciser les

caractéristiques sédimentologiques des principaux faciès, afin de déterminer les

conditions du milieu de dépôt. L’examen de leur répartition dans l’espace et dans le

temps nous permettra de proposer une reconstitution paléogéographique de cette lagune.

Les différents résultats d’analyses sont présentés sous forme de cartes de répartition des

divers paramètres sédimentologiques.

I - CARACTERES SEDIMENTOLOGIQUES DES DEPOTS SUPERFICIELS

Les caractéres sédimentologiques des dépôts de lagune de Sidi Moussa

permettront de comprendre la répartition spatiale des sédiments lagunaires.

I-1- pH et les teneurs en CaCO3

I-1.1- pH des sédiments

Les pH dans les sédiments lagunaires sont basiques. Quelques variations sont

enregistrées dans la zone intertidale en particulier au niveau des schorres (7,9 à 8,6)

alors que les valeurs, dans les chenaux sont toujours supérieures à 8.

I-1.2- Teneurs en carbonates

Les carbonates ont plusieurs origines possibles :

- Origine biodétritique, donnant des débris de divers organismes notamment ceux de

mollusques sous forme d’aragonite et de calcite, tests de foraminifères, maërl, etc.… ces

débris constituent souvent une part importante des sédiments dans les zones côtières. Ils

s’accumulent parfois dans les aires à thanatocénose où ils constituent la quasi intégralité

des sédiments.

- Origine biogénique, dans ce cas, ils sont essentiellement bactériens (Castanier, 1987).

- Une origine détritique, sous forme de carbonates particulaires issus de l’extérieur du

bassin lagunaire.

- Une origine chimique, en très faible part, de la précipitation des carbonates dissous

d’origine marine ou continentale.


78

Cette précipitation est provoquée par l’augmentation de pH du milieu aquatique

sous l’effet des phénomènes biochimiques. Selon Debyser (1961), les sédiments

constitués par un mélange de coquilles et de vases, ce qui est le cas en de nombreux

endroits du la lagune de Sidi Moussa, dépendent pour la teneur en carbonates de

l’abondance des organismes à tests carbonatés.

La répartition des teneurs en carbonates montre une différentiation entre la zone

amont et la zone avale de la lagune (figure III-1), les sédiments peuvent être très

carbonatés avec des teneurs allant de 16,32 % à 80,56 % selon les lieux de prélèvement.

Dans la zone aval « zone de l’embouchure », où se déroule une activité

conchylicole, les carbonates sont notamment d’origine biodétritique. Ils proviennent de

la sédimentation des débris coquilliers et des tests de la microfaune calcaire. Les valeurs

sont élevées et peuvent atteindre jusqu'à 80,56 %.

Dans la zone amont « vers les marais salants », les teneurs en carbonates sont

moyennement faibles (16,32 %). Elles sont surtout liées aux activités biologiques, ainsi

qu’à la précipitation des apports continentaux parvenus dans le système par

ruissellement.

Les sédiments de la lagune de Sidi Moussa renferment des teneurs en carbonates

toujours supérieures à 20%. Les teneurs les plus faibles se rencontrent dans la zone des

marais salants.

I-2- ETUDES GRANULOMETRIQUES

L’étude des sédiments superficiels de la lagune de Sidi Moussa, à l’aide d’un

microgranulométre laser, nous a permis d’une part, de caractériser en détail la

granulométrie de la couverture sédimentaire actuelle au sein de la dépression et, d’autre

part, d’établir les variations spatiales de ces caractères.

Les distributions granulométriques sont regroupées en 7 fractions : <5µm, 5-15

µm, 15-30 µm, 30-63 µm, 63-125 µm, 125-250 µm et >500 µm. Les teneurs de ces

différentes fractions granulométriques montrent des variations notables au sein de la

lagune permettant de distinguer trois types de faciès qui sont de la zone de la passe

principale vers la zone des marais salants (figure III-2) :


79

Figure III-1 : Teneur en carbonates dans les sédiments superficiels de la lagune de Sidi

Moussa

Figure III-2 : Répartition des faciès sédimentaires dans la lagune de Sidi Moussa


80

- Un faciès sableux, qui occupe la zone de la passe et le delta de marée interne, il

s’agit d’un sable fin à moyen (125-250 µm) riche en débris coquilliers de

lamellibranches et de gastéropodes. Ce faciès représente 30 % des dépôts de la lagune.

- Un faciès silto-argileux, le plus répandu dans la lagune et représente 55%. Ce

faciès caractérise la zone intertidale et les schorres (zone amont). Il est riche en débris

ligneux des plantes halophiles. Cependant, on note un enrichissement de la faction fine

(<15 µm) vers l’amont de la lagune.

- Un faciès silto-sableux, se localise au niveau des chenaux de marrée et des

slikkes au niveau de la zone médiane de la lagune. Ce faciès représente 15 % des dépôts

lagunaires.

I-2-1 Répartition des faciès :

I-2-1-1. Faciès sableux :

Il caractérise la zone des passes, la sablière et le chenal principal ; avec des

valeurs entre 45% et 90%. Dans le secteur médian de la lagune des accumulations de

sable sont signalées en bordure du cordon littoral.

L'étude granulométrique de la fraction sableuse permet de caractériser les dépôts

et de se renseigner, par conséquent, sur les facteurs régissant le transport des sédiments

ainsi que sur les conditions de leur mise en place.

2-1-1-1. La moyenne granulométrique

La moyenne granulométrique des sables se situe entre 120 et 430 µm (figure III-

3). Il est à noter qu’au niveau de la passe la moyenne enregistre son maximum (430µm).

2-1-1-2. Le mode granulométrique

L’analyse des modes granulométriques montre deux types de dépôt :

- un sable unimodal avec des modes supérieurs à 310µm, c’est un sable grossier qui

caractérise la zone de la sablière et la partie amont du chenal. Le transport est régi

essentiellement par la dynamique marine.

- un sable bimodal avec des modes principaux de 100µm et 250µm, c’est un sable

moyen, qui se localise aussi bien au niveau du chenal principal de la lagune. Le

transport des particules est aussi bien régi par les courants de marrée que par la

dynamique intralagunaire.


81

2-1-1-3. L’écart type

La carte de répartition de l’écart type (figure III-4) montre des dépôts présentant

un classement modéré (0,5 à 1) qui caractérise essentiellement la zone de la sablière et

la zone des passes. Les sables mal à très mal classés (l’écart type est supérieur à 1) sont

localisés essentiellement au niveau du secteur amont de la lagune et au niveau de la

zone longeant le cordon dunaire, à proximité, de la passe.

2-1-1-4. Le Skewness

Globalement, la carte de répartition du skewness, montre deux types de dépôts

(figure III-5) :

- Des sables à asymétrie négative forte localisés au niveau de la sablière ;

- Des sables à assymétrie positive qui longent le cordon dunaire vers le NE et des

sables à asymétrie positive qui caractérisent le chenal de la lagune et les zones

intertidales avales.

Figure III-3 : Répartition spatiale de la moyenne granulométrique dans la lagune de

Sidi Moussa


82

Figure III-4 : Répartition spatiale de l’écart-type granulométrique dans la lagune de

Sidi Moussa

Figure III-6 : Répartition spatiale de Skewness dans la lagune de Sidi Moussa


83

I- 2. 1. 5. Conclusion

L’analyse des indices granulométriques de la fraction sableuse des sédiments

superficiels de la lagune de Sidi Moussa montre que la répartition de cette fraction

dépend essentiellement de deux facteurs hydrodynamiques.

Le faciès sableux, qui caractérise la zone de la passe et la sablière, est

généralement constitué de sables, qui présentent les mêmes caractéristiques que les

sables des plages de part et d’autre de la passe (Mzari, 2002). Ils peuvent être divisés en

deux groupes :

- Des sables moyens (78%) bioclastiques qui forment le delta de marée interne,

l’écart type montre que ces dépôts présentent un classement modéré (0,5 à 1). Ces

sables qui peuvent avoir comme origine le littoral adjacent sont remobilisées par la

dérive littoral dominante orientées SW-NE (Zourarah, 2002). Ils sont repris par la

dynamique intralagunaire et repartis à l’intérieur pour former la sablière ;

- Des sables fins (18%), mal à très mal classés, qui occupent la bordure lagunaire

et une partie de la zone amont. Ces sables fins rappellent les sables des cordons

dunaires. Le vent pourrait jouer un rôle important dans l’alimentation de la lagune en

sables de ce type de sable. Ainsi, l’érosion éolienne, quand à elle, est beaucoup plus

importante, du fait de la texture très légère du sol en surface alliée au surpâturage.

2-1-2. Faciès silto-sableux :

Ce faciès se localise au niveau des chenaux de marrée et des slikkes au niveau

de la zone amont de la lagune, à la suite de diminution de la profondeur et

l’augmentation de l’énergie du milieu. Se sont généralement des sédiments bimodaux

avec un mode principal qui se situe entre 120 et 180 µm ; la moyenne est d’environ 40 à

120 µm. le taux de CaCO3 se situe entre 30 et 60 %. Ils sont mal classés à modérément

classés. Leur Skewness indique des courbes cumulatives asymétriques vers les

sédiments fins, ce qui marque une grande hétérogénéité des sédiments et qui par la suite

montre une dynamique très variante.


84

2-1-3. Faciès silto-argileux :

La fraction silteuse est bien représentée au sein de la lagune. Aussi, les teneurs les

plus faibles sont observées dans la zone des passes et de la sablière, en relation avec

l’hydrodynamique importante, liée au courant de marée. Au niveau des chenaux, la

fraction silteuse augmente et passe à des valeurs comprises entre 10% et 75%. Au

niveau des slikkes et des schorres, les silts sont les plus élevés. Le taux des carbonates

est de 10 à 30 %, il est surtout d’origine biogène. L’analyse de cette fraction par

microgranulomètre montre qu’elle est formée de quatre classes granulométriques : les

silts grossiers ; les silts moyens ; les silts fins et les argiles définies par Rivierre (1977).

2-1-3-1. Les silts grossiers (63µm et 30µm)

Les silts grossiers sont peu représentés (11%) et sont localisés au niveau de la

zone avale du chenal. Les faciès paraboliques sont dominants, et les taux des argiles

sont très faibles (< à 5%). La médiane se situe entre 40 µm et 50µm.

2-1-3-2. Les silts moyens (entre 15µm et 30µm)

Les silts moyens sont biens représentés dans la zone du chenal et dans les slikkes

de la zone avale de la lagune, ils représentent 12,82% de la répartition des faciès

lagunaires. Ce sont des silts plurimodaux avec des taux des argiles relativement faibles

(< 10%). La comparaison des courbes cumulatives avec les courbes canoniques de

Rivière (1977) montre que le faciès logarithmique est dominant ; ce qui témoigne d’un

dépôt par excès de charge, à la suite de la diminution de la compétence de l’agent de

transport. La médiane se situe généralement entre 16µm et 22µm.

2-1-3-3. Les silts fins (entre 15µm et 5µm)

Les silts fins se localisent essentiellement dans la majeure partie des slikkes et

schorres de la lagune, ils représentent 14,42% des sédiments lagunaires. Au niveau du

secteur amont se sont des silts unimodaux à plurimodaux. La comparaison des courbes

cumulatives avec les courbes canoniques de Rivierre (1977) montre que le faciès

hyperbolique domine avec, toute fois, un faciès logarithmique qui apparaît. Le taux des

argiles varie entre 10% et 29% et la médiane se situe entre 10µm et 12µm.


85

2-1-3-4 Les argiles (< 5µm)

Les argiles sont bien représentées dans la zone intertidale et les schorres de la

zone la plus en amont de la lagune. Ce faciès représente 12,73% des faciès lagunaires.

Le taux des argiles dépasse les 25% et la médiane se situe entre 3,9µm et 2,5µm. La

comparaison des courbes canoniques de Rivière (1977) montre qu’il s’agit d’un faciès

hyperbolique. C’est une vase très évoluée déposée dans un milieu calme par excès de

charge sans remaniement ultérieur.

2-1-3-5. Conclusion

La zone intertidale de la lagune est caractérisée par un faciès argilo silteux. Ces

zones peuvent être considérées comme des dépressions à faible hydrodynamisme avec

une sédimentation procédant par décantation et floculation des argiles. Il s’agit d’une

vase dont on enregistre, depuis la zone de la passe principale vers les marais salants, une

nette diminution de la médiane et une augmentation des taux des silts fins, marquant

ainsi un gradient énergétique décroissant dû à la diminution de la compétence des

courants de marée.

I-2-2 Analyse et interprétation des variations granulométriques

L’analyse des courbes cumulatives permet de distinguer trois types de faciès :

1-Facies logarithmiques à sublogarithmiques, à dominance argileuse, caractérise

surtout les milieux calmes, les sédiments sont déposés par excès de charge lors de la

diminution de la vitesse de transport (figure III-7, B2).

2-Facies hyperbolique, à dominance silto-argileux, caractérise surtout les milieux

calmes ou les zones protégées, les sédiments sont déposés par décantation de

«suspensions uniformes» (figure III-7, A1 ; B2).

3-Faciès parabolique, à dominance sableuse, caractérise surtout les milieux agités. Les

formes des courbes cumulatives permettent de distinguer les types suivants :

1- Des courbes de caractère parabolique à indice N> 0, correspondent à des

sédiments cheminant essentiellement par roulement et saltation courte. C’est un faciès

régressif (Figure III-8, C2).

2- Des courbes qui ont le même caractère que les précédents mais de maturation

plus accentuée pour la même moyenne (Figure III-8, D2).


86

Figure III-7 : Exemples de courbes cumulatives des sous-classes (A1, A2 et B2) des

sédiments superficiels de la lagune de Sidi Moussa

0

50

100

1 10 100 1000

DIAMETRE DES PARTICULES (µm)

POU

RC

ENTA

GES

CU

MU

LES

(%)

SM-1

SM-21

SM-8

SM-13

SM-17

A1

0

50

100

1 10 100 1000


POU

RC

ENTA

GES

CU

MU

LES

(%) SM-22

SM-3

A2

0

50

100

1 10 100 1000


POU

RC

ENTA

GES

CU

MU

LES

(%)

SM-34

SM-33

SM-39

SM-29

SM-41

B2


87

Figure III-8 : Exemples de courbes cumulatives des sous-classes (C2 et D2) des

sédiments superficiels de la lagune de Sidi Moussa

0

50

100

1 10 100 1000


POU

RC

ENTA

GES

CU

MU

LES

(%)

SM-42

SM-45

SM-48

D2

0

50

100

1 10 100 1000


POU

RC

ENTA

GES

CU

MU

LES

(%)

SM-28

SM-37

SM-38

SM-40

SM-43

C2


88

I-2-3 Test Passega

La méthode développée par Passega, pour l’interprétation des données

granulométriques et appliquée aux échantillons superficiels de la lagune de Sidi Moussa

a permis de retrouver les principaux faciès granulométriques.

Pour chaque échantillon les différents paramètres et indices statistiques

granulométriques ont été calculés à partir des courbes cumulatives. Chaque échantillon

a été ensuite positionné dans un diagramme C/M (Figure III-9). à partir de l’image C/M,

les échantillons ont été regroupés en 2 classes par tranches croissantes de l’unpercentile.

En fonction des valeurs de la médiane, on a défini quatre sous-classes : entre 15 et

30µm, entre 30 et 100µm, entre 100 et 250µm et > 250µm. A ces sous classes, sont a

attribués les lettres : A, B, C et D par ordre croissant de la médiane.

Le tableau III-1 présente les valeurs moyennes de différents paramètres

statistiques pour chaque classe ainsi définie :

Tableau III-1 : Indices granulométriques des différentes classes granulométriques des sédiments

superficiels de la lagune de Sidi Moussa

Sous

classe

Echantillons Q 25 Q 50 Q75 Q 99 Moy. Ecart-

type

Skew. SI

(trask)

A1 SM-1, SM-8, SM-13,

SM-17 et SM-21

4,2

14,6

25,3

190,8

14,5

2

0,1

2,46

A2 SM-3 et SM-22 6,8

23,1

67,1

581,8

25,7

2,3

0,1

3,14

B2 SM-29, SM-33, SM-

34, SM-39 et SM-41

10,5

48,1

115,4

477,0

38,4

2,4

0,6

3,32

C2 SM-28, SM-37, SM-

38, SM-40 et SM-43

65,5

168,5

205,1

351,5

99,1

1,9

1,9

1,77

D2 SM-42, SM-45

et SM-48

232,7

380,8

443,2

754,2

356,7

0,9

4,2

1,38


89

Sous classe A1 : la médiane, Q 25, Q 75 et l’unpercentile sont faible. L’indice de

classement indique un bon classement. Le Skewness indique une assymétrie positive,

les courbes de fréquences sont unimodales et le mode principal se situe au niveau de la

fraction argileuse et des silts fins. L’image C/M permet de les situer dans les

suspensions homogènes uniformes au dessus de l’action du fond. Les courbes

cumulatives montrent un faciès hyperbolique, ce qui caractérise les sédiments fins des

vases lagunaires. Ceci montre que le dépôt se fait par décantation dans un milieu calme.

Sous classe A2 : la médiane, Q25, Q 75 sont faibles et l’unpercentile est plus

élevé, il indique un enrichissement en particules plus fines. L’indice de classement

indique un classement maximum de la fraction grossière. Le Skewness indique une

assymétrie positive, les courbes de fréquences sont plurimodales et le mode principal se

situe surtout dans les classes des argiles et les silts fins. L’image C/M permet de les

situer dans les suspensions uniformes. Cependant, leur richesse en éléments grossiers

montre que ces sédiments se sont déposés dans des conditions hydrodynamiques plus

fortes que celles de la sous-classe A1.

Sous classe B2 : la médiane, Q25 et Q 75 sont faible et l’unpercentile est plus

élevé, il indique un enrichissement en particules plus fines. L’indice d’assymétrie

indique un classement maximum de la fraction grossiere, le Skewness montre une

asymétrie positive très forte. La médiane se situe dans la fraction des silts moyens. Les

courbes de fréquence sont plurimodales et le mode principal se situe dans la fraction de

sables fins, ce qui montre que un transport des sédiments par des courants et dépositions

par excès de charge lors de diminutions de vitesses. L’image C/M permet de se situer

dans les suspensions homogènes.

Sous classe C2 : la médiane, Q25, Q 75 et l’unpercentile sont élevés. L’indice

d’asymétrie indique un bon classement. Le Skewness montre une assymétrie positive

très forte. Les courbes de fréquences sont plurimodales et le mode principal si situe dans

la fraction de sables moyens, ils montrent que la déposition des matériaux transportés

par des courants de marées. L’image C/M permet de se situer dans les suspensions

gradées et de roulement sur le fond.

Sous classe D2 : la médiane, Q25, Q 75 et l’unpercentile sont plus élevés.

L’indice d’asymétrie indique un bon classement. Le Skewness montre une assymétrie

positive très forte. Les courbes de fréquences sont paraboliques. L’image C/M permet

de se situer dans les dépôts par suspensions gradées et roulement sur le fond.


90

Figure III-9 : Relation entre la médiane et l’unpercentile pour les échantillons

superficiels de la lagune de Sidi Moussa.

L’examen de ces données montre que, dans la lagune, les sédiments de la zone

intertidale et des chenaux secondaires se déposent surtout sous forme de suspensions

uniformes, ils semblent correspondre à des conditions de décantation dans lesquelles la

vitesse du fond est nulle ou trop faible pour produire un classement quelconque. Ces

dépôts de suspension uniformes sont caractérisés par une diminution de médiane non

nécessairement corrélative d’une diminution de centile supérieur, et les points

représentatifs se grouperont surtout au voisinage de la branche horizontale RS du

digramme.

Les sédiments de la zone de la passe et delta de marée, sont caractérisés par des

roulements sur le fond engendrés par des turbulence du fond, cette dynamique devient

plus importante et correspond à une augmentation des éléments plus grossiers capable

de produire un relèvement marqué du centile supérieur mais encore trop faible pour que

la médiane soit modifiée. Ces grains auraient été transportés par roulement à la surface

de la suspension gradée.


91

Les différentes sous-classes granulométriques distinguées dans le digramme de

PASSEGA permettent de mettre en évidence les différents environnements de dépôts

distingués dans la lagune de Sidi Moussa (tableau III-2).

Tableau III-2 : Environnements de dépôt des différentes sous-classes granulométriques

distinguées d’après l’image de PASSEGA dans les sédiments superficiels de la lagune

de Sidi Moussa.

La méthode de Passega est toutefois efficace, malgré quelque dispersions des

points représentatifs des échantillons vraisemblablement liée à la perte relative

d’information résultant du fait qu’elle utilise que deux paramètres punctiformes. Cette

efficacité semble trouver son explication dans d’autres tests.

I-2-4 Méthode des moments linéaire

Les paramètres dérivés des moments statistiques ont l’avantage, par rapport aux

paramètres empiriques traditionnels, de dépendre de l’ensemble de la distribution et non

plus de points particuliers de celle-ci, ce qui réduit la perte d’information. Et on a intérêt

à prendre comme référence des distributions théoriques plus proches des granulométries

réelles. L’une des approches, la méthode des moments linéaires est purement statistique,

la seconde, la méthode des indices d’évolution granulométriques repose maintenant sur

la dynamique des phénomènes de transport et de sédimentation.

Sous classe Environnements de dépôt

A1 Courants tractifs, suspensions uniformes au-dessus de l’action directe du

fond, le dépôt des sédiments par décantation «la vitesse du fond est nulle».

A2 Courants tractifs, suspensions homogènes perturbées par des apports

légèrement grossiers, le dépôt des sédiments par décantation.

B2 Courants tractifs, suspensions dégradées liées à la turbulence du fond,

C2 Courants tractifs, transport par roulement sur le fond qui s’ajoute au transport

en suspension, augmentation relative du pourcentage des éléments les plus

grossiers.

D2 Courant tractif fort, transport par roulement des particules sur le fond.


92

2 4-1. Signification et mode d’utilisation des paramètres

a- la moyenne

La moyenne caractérise la «grossièreté» moyenne des sédiments, et intervient

comme variable indépendante ; elle ne donne lieu à aucun commentaire particulier

sinon qu’en raison des corrélations signalées, les formes des distributions

granulométriques sont statistiquement très dépendantes de cette moyenne.

La moyenne étant définie comme dans la méthode des moments statistiques et

qui est égale à la largeur d’un rectangle dont la hauteur serait égale à y = 100 et la

surface à l’aire comprise entre l’axe des ordonnées d’abscisse X = 0,8 (x = 6,31

µm/100) et la courbe granulométrique cumulative.

b- l’écart logarithmique moyen Elgm :

L’écart logarithmique moyen serait d’après l’analyse factorielle, le paramètre

statistiquement le plus significatif. Par définition l’Elgm correspond à la largeur d’un

rectangle dont la surface est l’aire comprise entre la courbe et sa corde. Cette aire se

trouve être la différence entre la courbe et l’axe des y (X=0), c'est-à-dire 100 Moyenne

et l’aire comprise entre l’axe des y et la corde, laquelle est égale :

L’Eglm est égal :


93

Dans les sédiments de chenal et de la zone intertidale de la lagune de Sidi

Moussa, les valeurs de Elgm inférieures à 0 correspondent essentiellement aux dépôts

par décantation. Au niveau de la zone de la marée interne les valeurs de l’Elgm sont

proches de 0, caractérisant en principe l’évolution ultime de sédiments transportés par

des courants et déposés par excès de charge. Elles correspondent au faciès

logarithmiques. On notera qu’une fois atteint, ce type de faciès n’évolue souvent que

lentement en milieu lagunaire littoral protéger.

2-4-2 Test : Moyenne – Médiane :

Le haut degré de corrélation linéaire liant en milieu fluvio-lacustre la moyenne à

la médiane semble faire de ces deux paramètres un couple particulièrement intéressant.

Pour les sédiments transportés par suspension uniformes et déposés par

décantation, la différence Moyenne – Médiane est négative ainsi que l’Elgm. Ce sont

des faciès hyperbolique et au sens de Passega, ce sont des sédiments déposés par

décantation en eaux calmes correspondant à des milieux lagunaires suffisamment

étendus et profonds. Ce sont des sédiments très fins, vases et argiles, généralement

caractérisés par la forme des courbes cumulatives semi-logarithmiques réellement

amodale, à concavité vers le bas et caractérisées par des valeurs négatives de N qui

définissent les faciès granulométriques hyperboliques. Ces derniers sont liés à une

élimination préférentielle des particules les moins fines abandonnées les premiers au

cours des phases ultimes du transport.

I-3- CONCUSION

La couverture sédimentaire de la lagune de Sidi Moussa, bien abritée des houles

et des courants de large, est constituée de deux types de dépôts, des sables bioclastiques

mal classés, qui occupent le delta de marée interne d’origine marin, et des matériaux

argileux terrigènes qui se localisent dans la zone amont de la lagune.

Le faciès sableux, qui caractérise la zone de la passe et la sablière, est

généralement constitué de sables, qui présentent les mêmes caractéristiques que les

sables des plages de part et d’autre de la passe (Mzari, 2002). Ils peuvent être divisés en

deux groupes :


94

- Des sables moyens bioclastiques qui forment le delta de marée interne. Ces sables

peuvent avoir comme origine le littoral adjacent et le proche plateau. Ils sont repris par

la dynamique intralagunaire et repartis à l’intérieur pour former la sablière ;

- Des sables fins qui occupent la bordure lagunaire et une partie de la zone amont. Ces

sables fins rappellent les sables des cordons dunaires. Le vent pourrait jouer un rôle

important dans l’alimentation de la lagune en ce type de sables.

La zone intertidale de la lagune est caractérisée par un faciès argilo-silteux. Cette

zone peut être considérée comme des dépressions à faible hydrodynamisme avec une

sédimentation procédant par décantation et floculation des argiles. Il s’agit d’une vase

dont on enregistre, depuis la zone de la passe principale vers les marais salants, une

nette diminution de la médiane et une augmentation des taux des silts fins, marquant

ainsi un gradient énergétique granodécroissant dû à la diminution de la compétence des

courants de marée.

Le troisième faciès est silto-sableux. Il concerne les chenaux de marée où se

manifeste la faiblesse de la bathymétrie avec une augmentation de la dynamique de

milieu.

La méthode développée par Passega, pour l’interprétation des données

granulométriques et appliquée aux échantillons superficiels de la lagune de Sidi Moussa

a permis de retrouver les principaux faciès granulométriques :

- Les sables de la zone de la passe et de la sablière sont déposés par suspension gradée

et par charriage, il s’agit, en effet, d’une zone de haute énergie.

- Les sables du chenal principal de la lagune sont apparentés aux segments PQ et QR

du diagramme de Passega. Les dépôts sont effectués par suspension gradée : définie par

l’auteur comme étant un dépôt de chenaux fluviaux où la charge a dépassé la capacité

de transport. La vitesse sur le fond étant non négligeable c’est donc la suspension

gradée qui domine dans le chenal.

- Les vases des slikkes et zones intertidales de la lagune sont transportées par

suspension uniforme caractéristique des milieux de faibles profondeurs et de faible

énergie.


95

Le test de Passega a permis de retrouver les milieux énergétiques déjà définis

précédemment ; à savoir une zone de passe et un chenal avec une dynamique importante

et une zone intertidale et les shoores avec une dynamique faible avec la mise en

évidence d’un gradient énergétique décroissant, en allant de la zone de la passe vers

l’extrémité NE de la lagune.

Les paramètres dérivés des moments statistiques, ont l’avantage d’être

individuellement sédimentologiquement significatifs et renforcent les résultats déjà

définis par la méthode de Passega. L’écart logarithmique moyen a pu déterminer deux

milieux de dépôt ainsi définis précédemment :

- dépôts par décantation, au niveau de la zone intertidale et les schoores ;

- dépôts par excès de charge, au niveau de la zone de la passe et la sablière.

II - CARACTERES SEDIMENTOLOGIQUES DES CAROTTES PRELEVEES

Cinq carottes ont été prélevées, dans la zone de schorre actuel à l’aide de tubes

plastiques manipulés à la main. La plus longue des carottes mesure 110 cm (Csm-4), la

plus courte 65 cm (Csm-1). L’étude de l’évolution sédimentologique a porté sur deux

carottes, l’une au niveau d’un schorre dans la zone intertidale de la lagune de Sidi

Moussa (Csm-4) et l’autre dans l’extrémité amont prés de la digue qui sépare les marais

salants de la lagune (Csm-5).

II-1 Description des carottes

La carotte Csm-4

Elle est de 110 cm de longueur, l’évolution est marquée par un passage de la

base au sommet d’une sédimentation grossière associée à des débris bioclastiques et des

débris de coquilles de lamellibranches (de 110 cm à 90 cm) à une sédimentation plus

silteuse (de 90 cm à 60 cm) avec une intercalation d’un niveau sableux riche en débris

de coquilles, puis s’enrichit en débris végétaux et des coquilles de lamellibranches dans

sa partie sommitale, formant une vase noire.


96

La carotte Csm-5

Sa longueur est de 85cm, elle atteint un substratum rocheux constitué de grés

rouge. A la base de cette carotte, la sédimentation est grossière constituée des faciès de

sables fins à moyens riche en débris bioclastiques, surmonté d’un niveau sableu-vaseux,

puis les dépôts deviennent progressivement plus vaseux et riches en débris de

mollusques et de végétaux avec un aspect noirâtre à la vase vers le sommet de la carotte.

II.2 Granulométrie des dépôts

Les deux carottes Csm-4 et Csm-5 ont fait objet d’une étude granulométrique

plus détaillée. Les différents faciès reconnus dans la répartition spatiale de la lagune

sont observés le long de la carotte. Globalement on observe un passage de vases argilo-

silteuses à sablo-siteuse au sommet, à des sables bioclastiques à la base. Ainsi on

rencontre dans les différents niveaux de la lagune :

II.2.1 Faciès silteux :

La fraction silteuse est bien représentée le long des carottes (62,45 % en

moyenne). Elle marque des taux très élevés dans la partie sommitale (80,6 %) et

commence à enregistrer des faibles pourcentages (44,3 %) dans la partie basale.

L’analyse de cette fraction par microgranulomètre laser, montre qu’elle est formée de

quatre classes granulométriques : les silts grossiers ; les silts moyens ; les silts fins et les

argiles définies par Rivierre (1977).

II.2.1.1. La carotte Csm-4

II.2.1.1. 1. Les silts grossiers (entre 30 µm et 63 µm)

Les silts grossiers sont bien représentés au niveau de la partie sommitale de la

carotte (22,6%), le pourcentage des silts grossiers commence à enregistrer une

diminution en passant vers la base de la carotte (5,6 %).

II.2.1.1.2. Les silts moyens (entre 15µm et 30µm)

Ils représentent 14,7 % de la répartition moyenne. Ils sont aussi bien représentés

dans la partie sommitale (20,8 %) et commence à enregistrer légèrement des faibles

pourcentages à la base de la carotte (8,9 %).


97

Figure III- 10 : Caractéristiques lithologiques et sédimentologiques de la carotte Csm-4


98

II.2.1.1.3. Les silts fins (entre 15µm et 5µm)

Ils se montrent la même répartition que les silts moyens, ils représentent 16,9 %

de la répartition moyenne des faciès de la carotte. Ils sont bien représenté dans la partie

sommitale (20,3 %) et marque une régression au niveau de la partie basale (12,1 %).

II.2.1.1.4. Les argiles (< 5µm)

Elles sont bien représentées tout le long de la carotte (14,6 %), ce faciès ne

marque par une grande différente entre les pourcentages de la partie sommitale (16,9 %)

et ceux de la partie basale (12,4 %).

II.2.1.2. La carotte Csm-5

II.2.1.2.1. Les silts grossiers (entre 30 µm et 63 µm)

Les silts grossiers représentent au niveau de la partie sommitale de la carotte

19,8% et commencent à enregistrer une diminution vers la base de la carotte (5,7 %).

II.2.1.2.2. Les silts moyens (entre 15µm et 30µm)

Bien représentés le long de la carotte, ils représentent 16,2 % de la répartition

moyenne. Ils sont aussi bien représentés dans la partie sommitale (23,5 %) et

commencent à enregistrer de faibles pourcentages à la base de la carotte (8,6 %).

II.2.1.2.3. Les silts fins (entre 15µm et 5µm)

Ils représentent 20,2 % de la répartition moyenne des faciès de la carotte. Ils sont

bien représenté dans la partie sommitale (27,4 %) et marque une régression au niveau de

la partie médiane et basale (11,8 %).

II.2.1.2.4. Les argiles (< 5µm)

Elles sont bien représentées tout le long de la carotte (17 %), ce faciès ne marque

pas une grande différence entre les pourcentages de la partie sommitale (21,7 %) et ceux

de la partie basale (11,9 %).


99

Figure III- 11 : Caractéristiques lithologiques et sédimentologiques de la carotte Csm-5


100

II.2.2 Faciès sableux :

L'étude granulométrique de la fraction sableuse permet de caractériser les dépôts

et de renseigner, par conséquent, sur les facteurs régissant le transport des sédiments

ainsi que sur les conditions de dépôt.

Le long de la carotte et surtout dans la partie basale, le faciès qui caractérise cette

partie est sableuse fin et bioclastique (31,9 %). La moyenne se situe entre 65 et 125 µm.

L’écart-type montre que le sable est mal à très mal classer. Le Skewness déduit une

asymétrie positive forte ou très forte signifiant que le sédiment est brutalement et sans

remaniement ultérieur par excès de charge et/ou par une diminution de la compétence

de l’agent de transport.

II.2.3 Conclusion :

Les caractères granulométriques soulignent la présence de deux grands types de

faciès auxquels des conditions différentes de dépôts peuvent être associées :

1- Unité supérieure : La sédimentation des premiers centimètres est fine et

intralagunaire ce qui traduit une constance de l’environnement. Les courbes cumulatives

sont de type « Logarithmique » pour les niveaux supérieurs (Figure III-12). Elles

caractérisent un dépôt par décantation de matériel en suspension c’est un milieu

«lagunaire».

2- Unité inférieure : Dans les niveaux de base, des courbes de type « Paraboliques »

caractérisent des sédiments déposés par excès de charge après transport sur le fond d’un

milieu ouvert aux actions marines.

II.3 Variations granulométriques et dynamique du dépôt

Pour chaque niveau des carottes, les différents paramètres et indices statistiques

granulométriques ont été calculés à partir des courbes cumulatives. Chaque échantillon

a été ensuite positionné dans un diagramme C/M. A partir de l’image C/M, les

échantillons ont été regroupés, en fonction des valeurs de la médiane, en deux sous-

classes : entre 15 et 63µm et > 63µm. A ces deux sous classes, on a attribué les lettres :

A et B par ordre croissant de la médiane.


101

Figure III-12 : Exemples de courbes cumulatives des sédiments des carottes de la

lagune de Sidi Moussa

0

50

100

1 10 100 1000DIAMETRE DES PARTICULES (µm)

POU

RCEN

TAG

ES C

UM

ULE

S %

CS-5-1CS-5-2CS-5-3CS-5-4CS-5-5

0

50

100

1 10 100 1000DIAMETRE DES PARTICULES (µm)

POU

RCEN

TAG

ES C

UM

ULE

S (%

)

CS-4-1CS-4-2CS-4-3CS-4-4


102

Le tableau III-3 présente les valeurs moyennes de différents paramètres

statistiques pour chaque classe ainsi définie :

Tableau III-3 : Indices granulométriques des différentes classes des sédiments carottés

Sous

classe

Echantillons Q 25 Q 50 Q75 Q 99 Moy. Ecart-

type

Skew.

A CS 4-1; CS 4-2; CS 5-1;

CS 5-2 et CS 5-3 6,4 22,3 65,9 338 24,1 2,2 0,2

B CS 4-3; CS 4-4; CS 5-4 et

CS 5-5

12,1

97,9

175,6

380,5

56,5

2,4

0,9

L’image C/M montre clairement les deux principaux faciès discutés dans la

partie de granulométrie ; les échantillons sont groupés en deux sous-classes (Figure III-

13) :

Sous-classe A : la médiane, Q 25, Q 75 et l’unpercentile sont faibles. L’indice

de classement indique un bon classement. La médiane se situe au niveau de la fraction

argileuse. Le Skewness indique une asymétrie positive, le sédiment s’est déposé par

excès de charge. Les courbes de fréquence sont unimodales et le mode principal se situe

dans la fraction argileuse et des silts fins. L’image C/M permet de les situer dans les

suspensions homogènes uniformes au dessus de l’action du fond. Les courbes

cumulatives montrent un faciès sublogarithmique, ce qui caractérise les sédiments fins

des vases lagunaires. Ce qui montre que le dépôt est par décantation dans un milieu

calme.

Sous-classe B : la médiane, Q25, Q 75 et l’unpercentile sont élevés. L’indice

d’asymétrie indique un bon classement. Le skwness montre une asymétrie positive très

forte, qui signifie que le sédiment est déposé par décantation. Les courbes de fréquences

sont plurimodales et le mode principal si situe dans la fraction de sables moyens.

L’image C/M permet de se situer dans les suspensions gradées et de roulement sur le

fond.


103

Figure III-13 : Relation entre la médiane et l’unpercentile pour les échantillons carottés

de la lagune de Sidi Moussa

Les différentes sous-classes granulométriques distinguées dans le digramme de

PASSEGA permettent de mettre en évidence les différents environnements de dépôts

distingués dans la lagune de Sidi Moussa (tableau III-4).

Tableau III-4 : Environnements de dépôt des différentes sous-classes granulométriques

distinguées d’après l’image de PASSEGA dans les sédiments carottés de la lagune de

Sidi Moussa

Sous classe Environnements de dépôt

A Courants tractifs, suspensions uniformes au-dessus de l’action directe du fond, le dépôt des sédiments par décantation. Ces suspensions sont perturbées par des apports légèrement grossiers.

B Courants tractifs, transport par roulement sur le fond qui s’ajoute au transport en suspension, augmentation relative du pourcentage des éléments les plus grossiers.


104

II.4 Conclusion

La répartition des faciès dans les carottes montre une variation du milieu de

dépôt. A la base de la carotte Csm-5, la sédimentation est grossière constituée des faciès

sableux à sablo-vaseux riche en débris bioclastiques, qui deviennent progressivement

plus fins vers le sommet de la carotte. Tandis que pour la carotte Csm-4, qui est faite

prés de la passe secondaire, l’évolution est marquée par un passage de la base au

sommet d’une sédimentation grossière à une sédimentation plus silteuse avec une

intercalation d’un niveau sableux, le taux des argiles augmente de la base vers le

sommet de 10% jusqu’à 19%.

Le Test de Passega a été appliqué au sédiment total. L’image C/M a permis de

distinguer deux groupes de dépôts :

- un groupe formé des sédiments vaseux de la partie sommitale des carottes, qui

caractérise un dépôt allant de sédiments transportés par une suspension uniforme à des

dépôts de suspension homogènes ;

- un groupe formé des sédiments sableux de la partie basale, il s’agit de dépôt transporté

par une suspension et par tractations sur le fond. Ce type de dépôt caractérise

essentiellement le faciès sableux.

L’évolution temporelle du milieu de sédimentation de la lagune de Sidi Moussa,

est passée d’un milieu ouvert sur l’influence océanique, à un milieu plus fermé

typiquement lagunaire à l’abri de la barrière littorale consolidée. Ceci est en accord avec

le schéma évolutif lagunaire (Carruesco, 1989 ; Bird, 1994).

III- CONCLUSION GENERALE

Les analyses granulométriques des sédiments superficiels montraient une liaison

étroite entre la nature sédimentaire des apports et celle des dépôts de la lagune. La

répartition spatiale des différents faciès est régie essentiellement par la dynamique

marine et les courants intralagunaires et met en évidence deux milieux de sédimentation

bien différents :

- un ensemble à dominance marine littorale (zone de la sablière et des passes) ;

- un ensemble lagunaire proprement dit (zone des chenaux et du schorre).


105

Ces deux ensembles se retrouvent superposés dans les carottes avec à la base un

faciès à dominance marine littorale et au sommet un faciès «lagunaire». Ceci est en

accord avec le schéma évolutif lagunaire (Carruesco, 1989 ; Bird, 1994).

En effet, l’environnement bioclimatique de type semi-aride, conditionne

fortement l’action des vents dominants, de direction Nord-Ouest (Carruesco, 1989),

dans l’alimentation de la couverture sédimentaire lagunaire par des sédiments fins de

l’arrière pays. Ce matériel allochtone est redistribué dans le milieu lagunaire par la

dynamique propre du système lagunaire. Le vecteur essentiel des apports est le

ruissellement sur les formations encaissantes. En période sèche, l’action du vent doit

participer au transport des particules les plus fines vers le plan d’eau lagunaire.

Partie IV : Approche minéralogique

106

APPROCHE MINERALOGIQUE

INTRODUCTION…………………………………………………….………… 107

I- MINERALOGIE DE LA PHASE ARGILEUSE LAGUNAIRE…..……… 107

I-1 Variations spatiales……………………………………………………107

II-2 Variations verticales………………………………………………….112

III- MINERALOGIE DE LA PHASE ARGILEUSE DE L’ENVIRONNEMENT

CONTINENTAL………………………………………………………………… 114


107

Partie IV : APPROCHE MINERALOGIQUE

Introduction :

Les minéraux argileux sont des phyllosilicates hydratés de petite taille. Cependant

des minéraux comme les illites ou les chlorites sont fréquents dans la fraction silteuse.

L’identification des minéraux argileux est réalisée grâce aux positions et aux

intensités des pics des diffractogrammes naturels, glycolés et chauffés (Eslingere et

Peaver, 1988 ; Moore et Raynolds, 1997).

On notera dans les diffractogrammes chauffés, une augmentation du nombre des

impulsions (counts). Ceci peut être dû à l’augmentation de l’intensité du pic 001 des

illites par écrasement des smectites. Le bruit de fond (background) du diffractogramme

a été soustrait dans l’ensemble des diffractogrammes présentés dans cette étude. L’axe

des abscisses correspond à l’échelle 2 θ, alors que les pics sont en angström (A°).

I- Minéralogie de la phase argileuse lagunaire

I-1 Variations spatiales

Le choix de ces stations de prélèvements a été guidé par les zones les plus

favorables à la décantation des éléments fins (Zone intertidale).

Le tableau IV-1 montre que la phase argileuse des sédiments superficiels de la

lagune de Sidi Moussa est formée, par ordre d’importance décroissant, d’illite (43% à

66 %), chlorite (17 % à 38 %), kaolinite (4 à 8 %) et de la smectite associée avec des

interstratifiés gonflants du type illite- smectite ou chlorite- smectite (0 à 13 %).

La répartition horizontale des paragenèses argileuses dans la lagune ne montre

pas d’évolution différentielle notable, les teneurs semblent homogènes et constantes

(Figure IV-1). Il apparaît quelques différences entre le cordon littoral et les dunes

continentales ; l'illite est légèrement plus importante sur les dunes littorales que sur les

formations continentales. Ces résultats sont identiques à celles trouvées par Carruesco

(1989) au niveau de la lagune d’Oualidia (35 km au Sud de la lagune de Sidi Moussa).


108

Ces résultats confirment les travaux de Weisrock (1983) qui, sur le même type de

formations, un peu plus au sud d’Oualidia trouve l’illite et la chlorite comme minéraux

dominants. SCHOEN (1969), pour sa part, note des pourcentages en illite élevés dans

des sols recouvrant les formations dunaires, la chlorite est également présente. Cet

auteur déduit de ses études que l'illite et la chlorite sont stables vis à vis des altérations à

caractère physique et en particulier dans les zones à fortes déflations éoliennes.

Tableau IV-1 : Cortége des minéraux argileux de sédiments supeficiels de la lagune de

Sidi Moussa

Illite % Chlorite % Kaolinite % Smectite + ISG % SM 01 64 29 7 T SM 02 64 28 8 T SM 09 48 38 4 10 SM 10 52 36 5 7 SM 13 53 38 6 T SM 14 64 28 6 T SM 15 64 30 6 T SM 16 62 31 6 T SM 23 65 17 6 T SM 26 59 26 6 9 SM 30 59 26 6 9 SM 32 43 38 6 13 SM 37 62 32 6 T

AMONT

AVAL SM 43 66 28 6 T

Moyenne de la lagune 59 30 7 4 Max 66 38 8 13 Min 43 17 4 0


109

Figure IV-1 : Répartition spatiale des teneurs en minéraux argileux dans le remplissage

lagunaire de la lagune de Sidi Moussa

Afin de caractériser la répartition des minéraux argileux dans la lagune, nous

avons établi des cartes de répartition pour chaque minéral (Figure IV-2). Ces cartes

montrent que :

L’illite est le minéral ubiquiste (59 % en moyenne), indiqué par la présence des

pics naturels suivants : 10 A° (001) et 4,9 A° (002) (Figure IV-3). Les fortes teneurs

sont atteintes à l’aval de la lagune (66 %) et les faibles teneurs sont enregistrées dans la

partie médiane de la lagune (43 %). Ce minéral est bien cristallisé et confirme les

résultats trouvés par Carruesco (1989) au niveau de la lagune d’Oualidia.

La chlorite représente 30 % en moyenne, elle est présente dans tous les

sédiments de la lagune. Les teneurs les plus élevées (38%) sont enregistrées au niveau

du chenal. La cristallinité de ce minéral est aussi parfaite.

La kaolinite, indiquée par le pics naturels : 7,14 A° (001) et 3,57 A° (002), et

leur disparition à 90 % après chauffage. Elle représente (6 % en moyenne). Les teneurs

sont homogénes sur toute la lagune. Ce minéral ne présente pas une bonne cristallinité.

La smectite, indiquée par le pic naturel 14 A° se déplace à 17 A° après

glycérolage et son écrasement à 10 A° après le chauffage. Elle est moins représentée (5

% en moyenne), on rencontre le taux le plus élevé (13%) prés des marais salants. La

smectite n’est pas observée dans tous les sédiments superficiels de la lagune ce qui

montre qu’ailleurs de ces deux zones la cristallinité de ce minéral est mauvaise.

0 800 m

IlliteChlorite

KaoliniteSmectite

O C E A N A T L A N T I Q U ELAGUNE DE SIDI MOUSSA N


110


111

L’illite, la chlorite et la kaolinite, sont toujours présents dans les dépôts

lagunaires, ils sont stables vis-à-vis des altérations à caractère physique. Ces minéraux

ont pour origine les colluvions qui remanient les dépôts encaissants. La smectite

pourrait être acheminée des terrains carbonatés du crétacé qui affleurent dans le bassin

versant de la lagune de Sidi Moussa. Elle pourrait aussi indiquer une néoformation au

cours de l’altération des terrains de l’environnement continental, dont le remaniement et

la sédimentation dépendraient du développement de flocons smectiques par floculation

organo-minérale, ainsi observé dans plusieurs lagunes méditerranéennes (Mahjoubi,

1991 ; Mahjoubi et al., 2003).

En conclusion, la répartition superficielle des cortéges argileux reste homogène

et le cortège moyen rencontré au sein de la lagune est le suivant :

I x = 59 % C x = 30 % K = 7 % Sm + ISG x = 4 %.

Ces cortèges sont comparables à ceux observés au niveau de la lagune de Oualidia

(35 Km au sud) et le bassin versant proche de la lagune de Sidi Moussa (Carruesco,

1989) ce qui suppose une filiation continent lagune :

I x = 58 % C x = 27 % K = 8 % Sm + ISG x = 7 %.

Figure IV – 3 : Exemple de diffractogramme naturel (a), glycolés (b) et chauffé (c)

d’un sédiment superficiel de la lagune de Sidi Moussa.

Lin

(Cou

nts)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

2-Theta - Scale2 10 20 30

a

b

c


112

II-2 Variations verticales

L’étude minéralogique aux RX a été faite systématiquement sur deux carottes. Le

but est, d’une part, de suivre les variations minéralogiques à la fois verticale dans

chaque carotte et, d’autre part, discriminer les minéraux liés aux phases biogènes,

authigènes et terrigènes. Ce qui permettra de corréler les variations granulométriques

aux variations minéralogiques.

Comme pour les sédiments de surface, le corétge argileux se compose des quatre

éspeces le long des carottes (Figure IV-3).

Carotte Csm-4 : Le cortége argileux est généralement homogène sur toute la

coupe constitué par ordre d’abondance moyen d’Illite (51%), la chlorite (39%), la

kaolinite (5%) et de la smectite (8%) qui apparaît vers la partie sommitale de la carotte

(vers 55 cm).

Carotte Csm-5 : Les minéraux argileux dans cette carotte sont dominés par

l’Illite (55%) le minéral cardinal, la chlorite (38%), la kaolinite (5%) et de la smectite

(10%) qui apparaît vers la partie sommitale de la carotte (vers 40 cm).

La minéralogie des argiles dans les niveaux supérieurs est caractérisée par un

cortége du type :

I x = 58 % C x = 28 % K = 10% Sm + ISG x = 4 %.

Ces résultats sont tout à fait comparables avec ceux obtenus dans les sédiments

actuels de la zone intertidale (I x = 59 % C x = 30 % K = 7 % Sm + ISG x = 4 %).

Les argiles sont mal cristallisées et difficilement identifiables. Les fortes teneurs

en matière organique sont probablement la cause (Carruesco, 1989).

Les niveaux carbonatés sont pauvres en matériel argileux. Ils présentent des

minéraux très mal cristallisés. Certains niveaux révèlent dans un cas (80-85 cm) un

cortége semblable aux niveaux supérieurs et dans l’autre cas (niveau 67-72 cm) un

cortége légèrement différent (I x = 52 % C x = 43 % K = 5 %).

L’étude des argiles souligne la similitude du cortége dans les niveaux supérieurs

des sondages avec celui des zones intertidales actuelles. Ce phénomène traduit, pour les

quarante premiers centimètres, ce qui souligne une constance de l’alimentation

terrigène.


113

010

0 %

50

% d

es m

inér

aux

argi

leux

0

30 85 110

Car

otte

Csm

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Min

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Illite

Chl

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Kao

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Vas

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050

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% d

es m

inér

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argi

leux

0 30 85

Profondeur (cm)

Car

otte

Csm

-4

050

0 m

Lag

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Csm

-5NNN N NN

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leux

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es sé

dim

ents

car

otté

s de

la la

gune

de

Sidi

Mou

ssa


114

II- Minéralogie de la phase argileuse de l’environnement continental

L’analyse de principaux minéraux argileux des sols montre l’illite comme le

minéral cardinal, puis la chlorite et la kaolinite, les smectites et les interstratifiés

gonflants (ISG) de type CM (chlorite- montmorillonite), IM (illite- montmorillonite) et

IC (illitechlorite) interstratifiés non gonflant.

Il apparaît quelques différences entre le cordon littoral et les dunes continentales ;

l’illite est légèrement plus importante sur les dunes littorales que sur les formations

continentales.

Ces résultats confirment les travaux de Carruesco (1989) qui sur le même type de

formations, un peu plus au sud « la lagune de Oualidia », trouvent l’illite et la chlorite

comme minéraux cardinaux.

Les similitudes des cortèges argileux de l’environnement et des dépôts lagunaires

suggèrent que l’alimentation en argiles du système se fait par l’intermédiaire des dépôts

encaissants. Donc il existe une filiation directe environnement- lagune des argiles des

sédiments intralagunaires.

Partie V : Approche géochimique

115


INTRODUCTION……………………………………………………………… 116

I- LA MATIERE ORGANIQUE………………………………………………..116

I-1 Introduction……………………………………………………………..116

I- 2. Répartition spatiale…………………………………………………… 117

I-2-1. Evolution de la matière organique…………………………. 117

I-2-2. Evolution de carbone organique particulaire………………..119

I- 3. Répartition verticale………………………………………………… 119

I-3-1. Evolution de la matière organique ………………………….119

I-3-2 Evolution du carbone organique particulaire……………… 119

I-4 Conclusion……………………………………………………………… 121

II – ANALYSES CHIMIQUES………………………………………………… 122

II-1 Introduction : …………………………………………………………122

II-1-1. Les éléments chimiques dans l’environnement marin…….. 122

II-1-2. La répartition des contaminants dans les sédiments……… 123

II-1-3. Les facteurs de contrôle de la répartition du contaminant.. 125

II-1-4. Les paramètres physico-chimiques……………………… 125

II-1-5. La fraction minérale……………………………………..… 127

II – 2. Répartition spatiale des éléments chimiques dans la lagune ….…… 128

II-2-1. Les éléments majeurs……………………………………… 128

II-2-2. Les éléments mineurs et traces…………………………… 130

II – 3. Répartition temporelle des éléments chimiques dans la lagune ……. 134

II – 4. Facteur d’Enrichissement et Indice de Géo-accumulation………..… 137

II – 5. Conclusion……………………………………………..………….... 142


116

Partie V


INTRODUCTION

Le sédiment est un dépôt de matériaux détritiques minéraux et organiques. La

composition et la nature de ce dépôt sont partiellement liées à la constitution

pétrographique des bassins versants et à la structure du couvert végétal. Ces dépôts sont

d’origine allochtone quand ils sont issus de l’érosion du bassin versant par des agents

dynamiques externes comme l’eau ou le vent et d’origine autochtone quand ils sont

constitués par la précipitation de composés minéraux (carbonates, évaporites,…) et

organique (fragments végétaux aquatiques, algues planctoniques mortes,…) (Ramade,

1998). L’occupation humaine de bassins versants peut influencer cette composition

naturelle. Le sédiment peut être décrit par sa composition et sa structure.

Le sédiment est une matrice relativement hétérogène constituée d’eau, de

matériaux inorganiques et organiques et de composés anthropiques (Power et Chapman,

1992). Les sédiments sont composés d’éléments chimiques « principaux » (Si, Al, K,

Na, Mg) et d’éléments carbonatés (CaCO3, MgOCO3…) de nutriments (carbone

organique, N, P) et d’éléments mobiles (Mn, Fe, S). Les éléments traces représentent

souvent moins de 0,1 % des éléments présents dans les sédiments (Garrivier, 1995).

L’objectif de cette étude est de comprendre la répartition des caractères

géochimiques des sédiments, et de les comparer à celles de l’environnement proche afin

de rendre compte des filiations chimiques pouvant exister entre les sources et les dépôts

et établir un bruit de fond géochimique de la lagune. L’étude géochimique a été réalisée

sur des sédiments bruts. Dix stations superficielles ont été choisies pour définir la

répartition spatiale et deux carottes pour la répartition temporelle.

I- LA MATIERE ORGANIQUE

I-1 Introduction

La matière organique représente une composante essentielle du sédiment en raison

de son rôle trophique vis-à-vis du compartiment microbien et des invertébrés et de son


117

rôle dans l’adsorption des contaminants et le contrôle de leur biodisponibilité (Landrum

et al., 1987 ; Kukkonen et Landrum, 1996 ; Razak et al., 1996 ; Tye et al., 1996).

La matière organique naturelle est classée, selon sa taille, en carbone organique

particulaire (COP), colloïdale (COC) et dissous (COD). C’est un matériel

macromoléculaire différent (de protéines, des polysaccharides, des lipides, des acides

humiques et fulviques). Cette matière offre l’intérêt de posséder à la fois des sites

hydrophiles et hydrophobes qui lui permettent de s’adsorber à la surface des particules

minérales et de complexer, dans les phases aqueuses et particulaires, des contaminants

organiques hydrophobes, des métaux sous forme ioniques et des molécules non

chargées (Santshi et al., 1999).

La matière organique, dosée dans les sédiments, est composée d’une partie

particulaire ainsi que la matière organique dissoute dans l’eau interstitielle. Cette

matière organique présente dans les sédiments a trois origines essentielles : la

sédimentation des particules biogéniques résultant de la production primaire

phytoplanctoniques et du développement de la production benthique constituée

principalement du développement du microphytobenthos et de la production primaire

des macrophytes.

I- 2. Répartition spatiale

I-2-1. Evolution de la matière organique

Depuis l’aval à l’amont (Figure V-1) l’évolution de la matière organique dans les

sédiments de surface de la lagune est assez régulière. Ces distributions des valeurs

montrent l’existence d’un gradient croissant de l’aval vers l’amont. Les valeurs sont

toujours très importantes en amont et peuvent atteindre 9,40 % ; ceci nous suggère de

souligner l’importance surtout des apports continentaux (débris végétaux). A l’inverse

dans les stations avales où la faible teneur (3,15 %) peut être expliquée par la

conjugaison de deux facteurs : la pauvreté de la couverture végétale de la zone

intertidale et l’importance des courants qui ne favorisent ni la sédimentation de

particules fines ni le piégeage de la matière organique. Dans les sédiments de la lagune,

les apports terrigènes constituent une source supplémentaire de matière organique qui

peut devenir prépondérante en amont de la lagune.


118

Figure V-1 : Répartition spatiale des teneurs en matière organique dans les sédiments

de la lagune de Sidi Moussa

Figure V-2 : Répartition spatiale des teneurs en carbone organique particulaire dans les

sédiments de la lagune de Sidi Moussa


119

I-2-2. Evolution du carbone organique particulaire

La répartition du carbone organique particulaire montre que les teneurs sont

variables entre 0,75 % et 4,85%. Elles sont le reflet de l’activité des organismes vivants

dans le système et des apports organiques détritiques d’origine continentale.

La répartition des teneurs en carbone organique particulaire, (Figure V-2),

permet de dégager deux remarques, les valeurs les plus faibles sont localisées dans le

chenal et au niveau du delta interne de marée alors que les teneurs les plus élevées sont

localisées au niveau des slikkes et de la zone intertidale.

I- 3. Répartition verticale :

I-3-1. Evolution de la matière organique

Les concentrations en matière organique sont plus élevées (7,33 – 8,36 %) dans

les niveaux de surface de toutes les carottes (Figure V-3). Ces valeurs sont très proches

de celles de la zone intertidale lagunaire (4,9 %). Les niveaux inférieurs ont des

concentrations (2,12 - 2,84 %) proches de celles des chenaux actuels (3,15 %).

I-3-2 Evolution du carbone organique particulaire:

Le taux de carbone organique particulaire présente une nette évolution verticale

vers le sommet, il passe de 1,89 % à la base de la carotte Csm-4 (faciès carbonaté) à des

teneurs plus élevées (4,25%) vers le sommet (faciès vaseux). Les concentrations en

matière organique sont liées à la granulométrie du sédiment et à la dynamique du

milieu.


120

Figure V- 3 : Répartition verticale des teneurs en Matière organique et du carbone

organique particulaire dans les sédiments de la lagune de Sidi Moussa.


121

I-4 Conclusion :

La répartition de la matière organique dans la lagune de Sidi Moussa semble être

liée à trois facteurs :

- facteur hydrodynamique : En effet, Les zones enrichies en carbone organique

correspondent aux zones où la fraction fine est relativement riche en silt fin et en argile.

Les teneurs les plus faibles correspondent aux vases riches en silts grossiers (chenal).

En effet, dans les slikkes l’acheminement des particules les plus fines (argilo

humiques) vers les zones des slikkes plus calmes et plus propices à une accumulation

par décantation. Les substances organiques subissent les même effets de classement que

les particules minérales, compte tenu des différences de densité [Steveenson et Cheng

(1972) ; in Gadel (1974)].

Les fortes corrélations entre le carbone organique et les teneurs des sédiments

fins montrent clairement la liaison étroite qui existe entre les concentrations du carbone

organique et la taille des grains.

L’accumulation du carbone organique est favorisée essentiellement par la

décomposition des macroalgues, la faible hydrodynamique et des sédiments fins riche

en matière organique. La faible énergie d’hydrodynamique intervient dans le dépôt des

sédiments fins et stables qui favorise la croissance d’une faune abondante (Civinades,

2002) ;

- Facteur biologique. La faune et la flore jouent un rôle important dans la

production de la matière organique. La lagune de Sidi Moussa présente une biomasse

phytoplanctonique importante surtout en amont de la lagune (Bennouna, 1999).

- Facteur anthropique. Les valeurs les plus importantes en carbones organiques

sont signalées en face du parc d’ostréiculture (7,35 % au niveau de la station 43) et des

stations d’élevages des palourdes (production in situ intralagunaire de la matière fécale

de palourdes) (9,4 % au niveau de la station 28); l’action anthropique semble jouer un

rôle primordial dans le développement de la matière organique.

L’origine de cette matière organique est à rechercher dans le développement dans

la zone intertidale, d’une abondante flore lagunaire à Spartina maritima sp stricta,

Fucus, Cladophora, Zostera maritima, Zostera nana, Suaeda fructicosa ; dans les zones


122

les plus hautes du schorre, c’est une abondante flore halophile qui prolifère Salicorna

lignosa, Obione partulactoïdes, Limoniastrum monopetlum et Salicorna fructicosa. La

matière organique est donc essentiellement d’origine locale et subit un recyclage

permanent. Tout de même la lagune de Sidi Moussa enregistre des teneurs en carbone

organique plus fortes que celles enregistrées au niveau de la lagune de Nador (0,1 et 6,3

%) (El Alami et al., 1998) et de la lagune de Venise (0,43 et 1,09%) (Bellucci et al,

2002) par contre enregistre des teneurs moins élevées que celles enregistrées au niveau

de la lagune de Oualidia (3,56 et 12,36 %) (Zourarah., 2002).

L’évolution verticale montre une nette augmentation des teneurs en matière

organique de la base au sommet des carottes. Cette évolution semble être liée à deux

facteurs :

- La granulométrie des sédiments, la matière organique montre des affinités avec la

fraction fine argilo-silteuse.

- Diagenèse précoce, dans un certain nombre d’écosystèmes similaires, Etang de Canet

Saint-Nazaire, (Gadel 1974) ; et la Garet Ichkeul (Oukkad, 1982) des diminutions vers

la base de la carotte en carbone organique total est observée et elle semble être liée

probablement aux phénomènes de diagenèse précoce qui entraînent la baisse de la

matière organique avec l’enfouissement.

III – ANALYSES CHIMIQUES

III-1 Introduction :

III-1-1. Les éléments chimiques dans l’environnement marin :

Les métaux sont naturellement présents dans le sol, l’eau et les sédiments.

Certains éléments, présents à l’état de trace, sont essentiels pour les organismes vivants

(Cu, Zn, Co, Fe, Mn, Ni, Cr, V, Mo, Se, Sn) mais l’augmentation de leur concentration

peut aboutir à des phénomènes de toxicité. D’autre éléments ne peuvent produire que

des effets néfastes (Pb, Hg, Cd) (Phillips, 1993).

Les effets des métaux traces sur les organismes vivants sont fonction des

caractéristiques physico-chimiques de ces molécules, de leur biodisponibilité et de leur


123

spéciation. D’autre part, leur concentration et leur mode d’action en font des métaux

plus ou moins dangereux pour les organismes (Tableau V-1). Ce sont généralement les

formes libres ou ioniques dissoutes des métaux qui sont les plus toxiques. Elles peuvent

agir en se fixant sur les récepteurs membranaires physiologiquement actifs (Campbell,

1995) ou, après transport actif dans le milieu intracellulaire en inactivant les

mécanismes enzymatiques (les formes divalentes des métaux réagissant rapidement

avec les groupes carboxylique, alcool, amino-imin- et thiol- des protéines) et en formant

des métalloenzymes à la place des éléments essentiels en chélatant ou précipitant des

métabolites (Nieboer et Richardson, 1980 ; Förstner, 1990). Dans les sédiments, les

processus de compétition avec les éléments essentiels d’adsorption sur des particules de

complexation, de précipitation ou/et d’oxydoréduction peuvent réduire la

biodisponibilité des composés métalliques toxiques (Chapman et al., 1998).

Tableau V-1 : Classification de quelques métaux (en gras) et métalloïdes (non gras)

selon leur toxicité et leur solubilité, d’après Förstner (1989).

Peu dangereux Toxiques mais rares ou insolubles

Très toxiques et relativement solubles

Li Al S

Mn Sr

Na Si K Fe

Mg P

Ca Rb

Ti Zr Rh La Ta Re Ir

Ga Ru Ba Hf W Os

Be Ni As Ag Sb Au Pb

Cr Cu Se Cd Te Hg Bi

Co Zn Pd Sn Pt Tl

III-1-2. Répartition des contaminants dans les sédiments

Le sédiment est une matrice complexe qui possède de multiples possibilités

d’association avec les contaminants (Förstner, 1989 ; Salomons et Stigliani, 1995 ;

Calamano et Förstenr, 1996 ; Chapman et al., 1998). La répartition des contaminants

dans les différentes composantes du sédiment (Particules, eau, organismes) est contrôlée

par des processus physiques, chimiques ou biologiques (Figure V-4).

Dans le compartiment aqueux, les contaminants peuvent être présents sous forme

dissoute ou complexe. Ils peuvent être transférés dans la phase solide suite à

l’agrégation de matériaux dissous ou par adsorption sur des particules. Au sein des


124

particules, des processus de resuspension-sédimentation peuvent modifier l’association

des contaminants avec les particules. Les contaminants associés aux particules peuvent

retourner dans la phase aqueuse sous l’effet de processus physiques (diffusion) ou

chimiques (désorption). Les organismes vivants modifient les caractéristiques physico-

chimiques du milieu (bioturbation, biodégradation). Ils accumulent les contaminants à

partir des phases aqueuses et particulaires par adsorption. Les contaminants peuvent

alors être transférés dans la chaîne alimentaire.

Figure V-4 : Principaux processus contrôlant le cycle des contaminants dans le milieu

aquatique, d’après Förstner (1989).


125

III-1-3. Les facteurs de contrôle de la répartition des contaminants

Nous venons de voir que, sous l’effet de processus physiques, chimiques et

biologiques, les contaminants se répartissent entre différentes formes (dissoutes,

complexées, adsorbées, absorbées…) dans les principaux composants du sédiments

(phase aqueuse, particulaire, biologique). Les principaux facteurs de contrôle de la

répartition des contaminants dans les sédiments sont les paramètres physico-chimiques

(pH, potentiel d’oxydoréduction, capacité d’échange cationique, salinité,…) et les

constituants sédimentaires (particules inorganiques, matière organique, sulfures, oxydes

de fer et de manganèse,..).

III-1-4. Les paramètres physico-chimiques : Le pH

Dans les sédiments, le pH est contrôlé par les activités biologiques et dépend de la

capacité tampon du système (équilibre CO32-/HCO3-…). La réduction des sulfates

(SO42) en sulfures (S) entraîne une augmentation du pH alors que la dénitrification

entraîne une diminution du pH (Meyer et al., 1994).

Les métaux de transition et les métalloïdes, principalement présents sous forme

d’oxyanions, voient leur concentration augmenter dans la phase aqueuse quand le pH

augmente. A l’opposé, les métaux cationiques, présents sous forme dissoute à pH acide,

s’adsorbent ou précipitent quand le pH augmente, mais seulement jusqu’à une certaine

limite au delà de laquelle ils sont à nouveaux solubilisés (Figure V-5). Cependant, dans

les conditions complexantes favorables (présence de matière organique), les métaux

cationiques (Cu, Pb,…) qui ont une forte affinité avec la matière organique se

comportent comme des anions et restent piégés dans la phase solide à pH acide

(Serpaud et al., 1994 ; Bourg et Loch, 1995).

Evidemment, le pH contrôle les équilibres entre les formes non ionisées et les

formes ionisées des molécules organiques (Figure V-6). En conditions alcalines, la

proportion de forme ionisée (moins toxique) des nitrophénols augmente et les

organophosphates sont hydrolysés en sous-produits moins toxiques que les molécules

mères (sauf quelques cas comme le trichlorfon dont l’hydrolyse produit à pH alcalin du

dichlorvos qui est 3 à 350 fois plus toxique) (Howe et al., 1994). Cependant, le pH

alcalin modifié de manière limitée modifie la structure des molécules qui possèdent peu

de groupes polaires (pyrène,…) (Wildi et al., 1994).


126

Figure V-5 : Solubilité des cations et anions métalliques en fonction du pH, d’après

Bourg et Loch (1995)

Figure V-6 : Comportement schématique de la toxicité de micropolluants organiques en

fonction du pH, d’après Howe et al (1994).


127

III-1-5. La fraction minérale

Les particules inorganiques n’interviennent de manière prépondérante dans la

répartition des contaminants que si la teneur en matière organique des sédiments est

inférieure à 0,2%. Au-delà de cette valeur c’est la teneur en matière organique de

chacune des phases qui contrôle la répartition des contaminants organiques (Rebhun et

al., 1992). La fraction inorganique grossière n’est généralement pas associée aux

contaminations chimiques.

Les problèmes associés à des contaminations chimiques sont souvent localisés

dans des zones de dépôt sédimentaire fins (Piérard et al., 1996 ; Razak et al., 1996 ; Jain

et Ram, 1997 ; Christensen, 1998). En effet, de part ses caractéristiques (structures,

composition, capacité d’échange cationiques et surface spécifique), la fraction argilo-

limoneuse des sédiments est souvent plus réactive chimiquement que le matériel

grossier.

En fonction de leur diamètre ionique, certains métaux (Ni, Zn,..) peuvent se

substituer aux cations majeurs des argiles (généralement le sodium, le potassium ou le

calcium) dans les unités octaédriques de ces minéraux argileux (Förstner, 1987). Ce

processus devient prépondérant en l’absence de sites de liaison sur les oxyhydroxydes.

Les oxydes de fer et de manganèse amorphes des sédiments sont les premiers

intervenants dans les processus d’adsorption (Serpaud et al., 1994). Ils ont une forte

capacité de substitution isomorphique et ils lient les composés organiques et

inorganiques (Wen et Allen, 1999).

Les sulfures se forment dans les sédiments anoxiques par dégradation anaérobie

de la matière organique ou par réduction des sulfates. Le rôle majeur de ces sulfures

dans le piégeage de certains métaux divalents (Ni, Zn, Cu, Pb) a été montré par

plusieurs auteurs (Di Toro et al., 1990 ; Ankley et al., 1991a ; Berry et ., 1996 ;

Calamano et al., 1996 ; Hansen et al., 1996 ; Liber et al., 1996 ; Sibley et al., 1996). A

l’équilibre il y a formation de sulfures métalliques insolubles par coprécipitations des

ions sulfures S2- avec les ions métalliques relargués à partir de la matière organique ou

de la surface des particules. Le fer, très répandu dans les sédiments, domine le pool des

sulfures métalliques mais il possède moins d’affinité que la plupart des métaux traces

(avec par ordre croissant d’affinité : Ni2+, Zn2+, Cd2+, Pb2+, Cu+2) et il est donc


128

facilement échangé dans un rapport mole à mole selon l’équation suivante (Di Toro et

al., 1990) : Me2+ + FeS(s) Fe2+ + MeS(s)

L’analyse chimique des sédiments de la lagune de Sidi Moussa a porté

essentiellement sur les éléments majeurs : SiO2, Al2O3, Fe2O3, MnO, CaO, TiO2, SO3,

K2O, Na2O et P2O5 ainsi que sur les oligoéléments : Ni, Cu, Zn, Cr, Br, V, Y et Rb.

III – 2. Répartition spatiale des éléments chimiques dans la lagune

III-2-1. Les éléments majeurs

Les résultats des analyses chimiques des sédiments superficiels, sont présentés

respectivement dans le tableau. Les moyennes des teneurs en éléments majeurs donnent

des abondances dans l’ordre décroissant suivant : SiO2 (27,06%), CaO (20,24%) et

Al2O3 (8,17%). Les autres éléments sont moyennement représentés MgO (3,15%),

Fe2O3 (2,97%) et Na2O (2,64%). La différence importante entre les maximas et les

minimas montre l’hétérogénéité du sédiment dans la lagune (Tableau V-2).

Tableau V-2. Concentration totale, moyenne, minimale et maximale en éléments

majeurs de la couverture superficielle de la lagune de Sidi Moussa

La répartition des éléments majeurs permet de démontrer l’existence d’une

zonation dans la lagune (Figure V-7), on constate ainsi:

- SiO2, Al2O3, Fe2O3 et K2O montrent des fortes teneurs dans la zone amont de la

lagune et commencent à enregistrer des teneurs plus faibles dans la zone aval.

- CaO et Na2O3 montrent des faibles teneurs dans la zone amont et enregistrent des

fortes teneurs dans la zone aval.

- MgO, TiO2, MnO et SO3 ne montrent pas une répartition nette dans la lagune. Ceci

signifie que ces éléments ont pour support un autre élément de répartition homogène au

sein de la lagune.

Na2O MgO Al2O3 SiO2 SO3 K2O CaO TiO2 MnO Fe2O3 Moyenne 4 3 8 27 2 1 19 0 0,02 3

Max 13 4 11 34 2 2 32 0 0,02 4 Min 2 3 5 15 1 1 9 0 0,01 2

Ecart-type 2,95 0,45 2,38 6,60 0,41 0,50 7,07 0,10 0 1,11


129

Figure V-7 : Répartition spatiale des éléments majeurs dans la lagune de Sidi Moussa


130

Le chimisme des sédiments lagunaires met en évidence la présence d’une

fraction plus fine alumino silicatée (SiO2, Al2O3, Fe2O3, K2O et TiO2) liée au principaux

métaux. Cette fraction est présente dans la zone intertidale de la lagune.

Les corrélations inter-éléments permettent d’expliquer les différentes

associations chimiques et par conséquent minéralogiques que l’on peut rencontrer dans

la couverture superficielle lagunaire. Les fortes corrélations SiO2-Al2O3 (0,91) et Al2O3-

Argiles (0,72) suggèrent qu’une grande partie de l’alumine est liée à la silice, ces deux

éléments pouvant être considérés comme provenant d’aluminosilicates. Les fortes

corrélations entre les aluminosilicates avec le Fe2O3, TiO2, K2O et dans une moindre

mesure MnO, suggèrent qu’une grande partie de ces éléments est liée à la silice et

l’aluminium (Figure V-8).

Les teneurs en Mn (210 mg/kg) montrent des valeurs considérables traduisant

des apports naturels de provenance du bassin versant par le lessivage des sols agricoles,

le Mn est considéré comme un excellent traceur des apports continentaux aux

écosystèmes aquatiques (Carruesco, 1977 ; Glasby, 1984 ; Zourarah, 2002). Par contre

l’absence de liaison de P2O5 avec les carbonates et les aluminosilicates lui confère une

origine détritique indépendante.

Dans la zone des chenaux, des fortes augmentations des pourcentages en Mg, Sr,

Ca et Na, témoignent de l’influence de la fraction biogénique (Mg, Sr et Ca) et du

chimisme de l’eau de mer (Na) sur la lagune.

III-2-2. Les éléments mineurs et traces

A cause de leur rôle important dans l’accumulation et la mobilisation des

éléments traces, les sédiments aquatiques sont de plus en plus reconnus comme des

indicateurs de la pollution anthropique (Fôrstner, 1989; Bryan & Langston, 1992; Bubb

& Lester. 1994; Salomons & Stigliani, 1995; Daskalakis & O’Connor. 1995; Calamano

& Förstenr, 1996), ils sont utilisés dans plusieurs programmes de surveillance de l’état

de salubrité du milieu marin (Larsen et Jensen, 1989 ; Gonçalves et al., 1992 ; Lee et al.,

1998). Le sédiment est une matrice de matériels qui est composé des particules

détritiques inorganiques ou organiques et relativement hétérogènes en termes de ses

caractéristiques physiques, chimiques et biologiques (Hakanson, 1992).


131

Figure V-8: Exemples de corrélations linéaires totales des éléments majeurs et Al2O3

dans les sédiments superficiels de la lagune de Sidi Moussa


132

Les éléments traces qui sont fixés dans ce compartiment peuvent être utilisés via

des processus chimiques et biologiques (Tessier et Campbell, 1987 ; Li et al., 2000).

Avec une augmentation des apports anthropogéniques, les sédiments deviennent un

réservoir de polluants (Burton, 1992 ; Izquierdo et al., 1997) agissant par la suite

comme des sources des polluants dans le milieu (Tiller et al., 1989 ; Power et al., 1992 ;

Millward et Glegg, 1997). Ainsi ces éléments peuvent être d’excellents marqueurs de

l’origine du matériel dans lequel ils sont dispersés. La taille des particules est l’un des

facteurs les plus significatifs influençant la capacité des sédiments pour concentrer les

métaux.

L’analyse chimique des sédiments lagunaires a porté sur les oligo-éléments : Ni,

Cu, Zn, Cr, Pb, Sr et Rb. Ces éléments peuvent être d’excellents marqueurs de l’origine

du matériel de remplissage. L’écart important entre les maximas et les minimas montre

l’hétérogénéité du sédiment dans la lagune (Tableau V-3).

La répartition spatiale des éléments traces au sein de remplissage lagunaire

montre des teneurs de Sr décrois en allant vers l’aval de la lagune tandis que les autres

éléments augmentent (Figure V-9)

Tableau V-3 : Teneurs maximales, minimales et les moyennes des éléments traces des

sédiments de surface de la lagune de Sidi Moussa (mg/kg)

Cr

(mg/kg)

Ni

(mg/kg)

Cu

(mg/kg)

Zn

(mg/kg)

Rb

(mg/kg)

Sr

(mg/kg)

Pb

(mg/kg)

Maximum 180,0 43,0 42,0 73,0 60,0 1170,0 36,0

Minimum 55,0 18,0 20,0 19,0 8,9 227,0 12,0

Moyenne 96,9 29,1 30,4 49,8 35,2 599,6 22,7

Ecart-type 32,9 7,6 5,6 17,1 17,6 300,2 5,0


133

Figure V-9 : Répartition spatiale des éléments traces dans la lagune de Sidi Moussa


134

Le Ni, Cu, Zn, Br, V, Y et Rb présentent de bonnes corrélations avec le groupe

des éléments majeurs constituants les aluminosilicatés caractéristiques des argiles. Ainsi

mis en évidence le rôle prépondérant du matériel argileux qui s’avère être le support

préférentiel de ces métaux, qui sont aussi faiblement liés au carbone organique (Maanan

et al., 2003b). La taille du sédiment et la teneur en carbone organique manifestent des

commandes principales sur l’abondance et la distribution des éléments métalliques dans

les sédiments (Baptista Neto et al. 2000). Le Chrome, ne présente aucune corrélation

avec les autres éléments, ce qui lui confère une origine terrigène (Maanan et al., 2003a).

Les fortes corrélations entre les éléments CaCO3 et CaO (0,96) et de chacun

d’entre eux avec la fraction granulométrique grossière, supérieure à 63 µm, indiquent

d’une part l’origine biogénique de la plus grande partie du calcium des sédiments et

d’autre part, son appartenance à la fraction grossière. Les teneurs des éléments se

rapprochent des teneurs dans l’environnement continental de la lagune ; ce qui nous

conduit à supposer une filiation géochimique lagune – environnement continental.

III – 3. Répartition temporelle (Figure V-10)

Pour la carotte Csm-4, les teneurs des éléments chimiques enregistrées montrent

presque la même évolution, avec une diminution de strontium de la base au sommet de

1080 à 495 mg/kg, et un enrichissement de Al2O3, Fe2O3, Cu, Zn, Pb et Ni

respectivement de 5,94 %, 2,05 %, 25 mg/kg, 24 mg/kg, 4 mg/kg et 25 mg/kg dans

l’ensemble basal et s’opposent à des fortes teneurs de l’ensemble supérieur

respectivement : 8,87%, 3,42%, 42 mg/kg 75 mg/kg, 36 mg/kg et 40 mg/kg. La teneur

moyenne en carbone organique particulaire passe respectivement de 2,7 % à la base à

3,55 % au sommet de la carotte.

L’évolution des concentrations des éléments chimiques observés dans la carotte

Csm-5 se fait dans le sens d’une diminution pour le strontium de 790 mg/kg à 398

mg/kg, liée à une augmentation des teneurs en Al2O3, Fe2O3, Cu, Zn, Pb et Ni

respectivement de 8,95 %, 3 %, 40 mg/kg, 35 mg/kg, 4 mg/kg et 20 mg/kg dans

l’ensemble basal s’opposent à des fortes teneurs de l’ensemble supérieur

respectivement : 10,7%, 4,1%, 56 mg/kg 72 mg/kg, 34 mg/kg et 38 mg/kg. La teneur

moyenne en carbone organique particulaire est respectivement 3 % à la base et 3,5 % au

sommet de la carotte.


135

Carotte C

sm-5

30

85

Vasenoire

Vasesilteuse

Sablefins

Vasesableuse

50 Cr (ppm

)150

50

Zn (ppm

)

10020

Ni (ppm

)40

30

Cu (ppm

)

60

Al2 O

3 %

510

26

4500

1500

Sr (ppm)

Fe2 O3 %

20

Pb (ppm)

40

Carotte C

sm-4

3085

110

Vasenoire

Vasesilteuse

Sablefins

Vasesableuse

Vasesilteuse

24

650 C

r (ppm)

15050 Z

n (ppm)

10025 N

i (ppm)

5020

Cu (ppm

)

405

10500

1500

Sr (ppm)

Al2 O

3 %Fe2 O

3 %20

Pb (ppm)

40

Figure V-10: R

épartition verticale des faciès sédimentaires et les élém

ents chimiques dans la lagune de Sidi M

oussa


136

L’analyse des profils verticaux Figure (V-10 ) permettra de déterminer, pour un

sédiment, les teneurs naturelles (bruit de fond géochimique) à la base de la carotte Csm-

4 et de connaître par différence, les quantités de métaux provenant de l’activité

humaine, au sommet de la carotte. Les analyses des carottes (Csm-4 et Csm-5) mettent

en évidence deux unités :

- L’unité inférieure : caractérisée par une mise en place d’une vase sableuse

bioclastique ; les cortèges argileux montrent une constance temporelle, avec l’illite

comme minéral cardinal, la chlorite et la kaolinite. Les éléments majeurs montrent des

faibles teneurs en Al2O3, Fe2O3. Les éléments traces présentent des faibles teneurs en

Pb, Zn, Cu, Cr et Ni, souvent inférieures aux teneurs naturelles. Le Sr montre des

teneurs plus élevées que celles enregistrées dans la sédimentation actuelle, ce qui

montre l’influence marine qui était prépondérante.

- L’unité supérieure : la vase qui compose cette unité est faiblement compactée, elle est

riche en bioclastes et débris végétaux. Les cortèges argileux montrent l’apparition de la

smectite vers 40/50 cm dans la carotte. Les teneurs en éléments majeurs (Al2O3 et

Fe2O3) sont maximales. Les éléments traces montrent une diminution dans les teneurs

en Sr liée à une forte augmentation des teneurs en Cu, Pb, Zn et Ni.

Au niveau de la carotte Csm-5, une limite très claire est observée, constituée

d’un faciès sableux semblable à celui rencontré au niveau de la sablière de la lagune.

Cette limite est marquée par une nette diminution des éléments métalliques et les taux

des argiles et une augmentation de la moyenne, carbone organique particulaire et Sr.

Cette limite pourrait être due au fonctionnement de la deuxième passe.

L’enrichissement des teneurs en métaux lourds vers le sommet de la carotte et

dus à la texture des faciès qui devient de plus en plus fine vers le sommet et à

l’augmentation des teneurs en carbone organique (Pujos et al., 1999).

Il faut aussi signalé que l’élévation des teneurs en éléments traces est

probablement due à des activités anthropiques récente à savoir :

• Développement d'une route secondaire contournant la lagune;

• Extension d'agriculture intensive moderne, utilisant la machinerie lourde;


137

• Accroissement du nombre de bateaux motorisé de pêches (Cheggour et al., 2001).

L'impact de tous ces facteurs est à relié à la capacité de sédiments à retenir les

contaminants. La route entre El Jadida et Safi passe prés de la lagune de Sidi Moussa

contribue au dépôt des métaux lourds (Pb et Zn) dans les sédiments par les retombés

atmosphériques. Bertine et Schug (1979) ont parallèlement attribué les niveaux de Zn

dans deux lagunes californiennes à deux routes principales qui croisent les sites. Grenn-

Ruiz et al., (2000) ont montré que l’augmentation des niveaux de métaux lourds

notamment dans des systèmes côtiers est liée à l'agriculture intensive sous l’influence de

l’urbanisation.

La proximité de la lagune d’un complexe industriel « Jorf Lasfer » qui traite les

phosphates, situé à 15 Km au nord-est, les effluents industriels de ce complexe sont le

reflet d’un enrichissement en métaux lourds du minerai de phosphate lors du traitement

(Cheggour et al. 1999). Cheggour et al., (2001) ont montré que l’eau de mer le long de

la côte atlantique Marocaine, entre Safi et El Jadida, montre une certaine détérioration

de la qualité des eaux surtout dans les zones à forte activité urbaine et industrielle. Ces

polluants sont transportés par des courants littoraux dans une direction sud-ouest

(Chafik et al. 1996) et par conséquent, une partie de ces métaux sont susceptibles

d’atteindre la lagune.

III – 4. Facteur d’Enrichissement et Indice de Géoaccumulation

Les éléments traces déposés dans les systèmes côtiers peuvent être incorporés

dans les différentes composantes du sédiment (Particules, eaux, organismes), ils sont

contrôlés par des facteurs physiques, chimiques ou des processus biologiques (Prange et

al., 2000 ; Locatelli et al., 2000 ; Kalvins et al., 2000). L’impact des métaux polluants

sur la qualité des sédiments peut être appréhendé par le facteur d’Enrichissement. Pour

calculer le facteur d’Enrichissement, on a utilisé l’Al comme un élément de référence,

cet élément est semblable au Sc et Li. C’est un indicateur fiable qui contribue à monter

les acheminements des éléments métalliques du continent vers le bassin lagunaire

(Ackermann, 1980 ; Chester, 2000).

L’interprétation de l’évaluation du facteur d’enrichissement du sédiment est

tributaire de la connaissance des teneurs de référence. Pour obtenir les meilleures

conditions de comparaison dans une étude environnementale, il est nécessaire d’établir


138

des comparaisons avec échantillons de référence de granulométrie et de composition

équivalentes et d’origine géologique identique (Clarke).

Plusieurs possibilités ont été discutées pour établir le bruit de fond géochimique

de la lagune de Sidi Moussa (Tableau V-4). Les travaux de Zourarah et al., (2003) ont

montré que le taux de sédimentation de la lagune de Oualidia, qui évolue presque de la

même façon et qui est située à 35 km au sud, est de 0,64 cm/an ; ce qui montre que la

base de la carotte Csm-4 daterait au début de 19éme siècle, période reconnu antérieure à

toute action anthropique.

- la composition moyenne des schistes (en tant que valeur globale de référence), dans la

mesure où l’on peut considérer que les schistes représentent des sédiments argileux

fossiles. Cette démarche a été préconisée par Turekin et Wedepohl (1961).

- des sédiments aquatiques fossiles des environnements bien définis : lac d’origine

météorique d’Allemagne du Sud par exemple (Förstner, 1977).

- les teneurs à la base de la carotte Csm-4, au niveau de la lagune de Sidi Moussa

peuvent être donc considérées comme le bruit de fond géochimique naturel de la lagune

(Tableau IV-5) (Maanan et al., 2003a ).

Tableau V-4 : Teneurs naturelles en métaux dans les sédiments (ppm) «Clarke »

Nature des sédiments Cu Fe Mn Pb Zn Références

Sédiments non pollués 16,6

20

13200

270,5

……

20

44,3

50

Nicolaidou et Nott, 1998

O’Reilly Wiese et al, 1995

Matériel non pollué <25 - - <40 <90

Modérément pollué 25-50 - - 40-60 90-200

Très pollué >50 - - >60 >200

Hamdy et post, 1985

Sédiments lacustres 45 43400 760 34 118 Förstner, 1977

Sédiments du Rhin

(subactuels)

51 32300 960 30 115 Förstner et Müller, 1973

Schistes 45 47000 850 20 95 Turekian et Wedepohl,

1961


139

Tableau V-5 : Valeurs de bruit de fond géochimique «b.d.f.» calculées à la base de la

carotte Csm-4 de la lagune de Sidi Moussa.

Métaux Al2O3

(%)

Fe2O3

(%)

Ti2O

(mg/kg)

Mn2O

(mg/kg)

Pb

(mg/kg)

Ni

(mg/kg)

Zn

(mg/kg)

Cu

(mg/kg)

Cr

(mg/kg)

b. d. f. 5,94 2,05 2070 398 4 25 26 28 41

Le degré de contamination du sédiment par les métaux lourds est indiqué par le

facteur d’enrichissement (EF) calculé, utilisant Al comme un élément de référence, est

défini par le rapport (Buat-Ménard., 1979) :

L’état de l’environnement lagunaire est déterminé par l’indice de géo-

accumulation « Igéo » selon Müller (1979) définis par le rapport :


140

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

SM-1 SM-3 SM-21 SM-22 SM-33 SM-38 SM-39 SM-40 SM-43

TiO2MnOFe2O3CrNiCuZnPb

Figure V- 11 : Facteur d’enrichissement de la contamination métallique dans la lagune

de Sidi Moussa à partir de la base de carotte Csm-4

Les résultats obtenus pour le facteur d’enrichissement montrent des valeurs plus

ou moins importantes selon les stations de prélèvements et les métaux. Les stations

présentent des EF >1 pour la majorité des métaux notamment pour le Ti, Cr, Ni, Pb et

Zn témoignent d’apports anthropiques (Angélidis et Aloupi, 1995). Et des EF< 1 pour le

Mn, Fe et Cu montrent des apports de bassin versant.

L’enrichissement des sédiments superficiels de la lagune de Sidi Moussa en Fe,

et en d’autres éléments traces dans la zone NW de la lagune, est lié à la faible

hydrodynamique, qui favorise le dépôt la fraction fine riche en en éléments métalliques

Elle est considérée comme le dépocentre de la lagune (Carriquiry et Sanchez, 1999).

Ces éléments seront distribués dans la lagune par les courants de marées, Shumilin

(2001) a pu identifier que les faibles teneurs en Fe et en oligoéléments autour d’île

Montague Island (dans la région de delta) est causé probablement par l'existence de

courants de la marée forts qui empêchent l'accumulation de sédiments fins.


141

Tableau V-6 : Indice de Géo-Accumulation des sédiments superficiels de la lagune de

Sidi Moussa.

Métaux

Al2O3

%

TiO2

%

MnO

%

Fe2O3

%

Cr

mg/kg

Ni

mg/kg

Cu

mg/kg

Zn

mg/kg

Pb

mg/kg

Base de la

carotte Csm-4 0,098 0,001 0,010 0,128 0,035 0,040 0,040 0,047 0,146

Sédiments non

pollués

(Nicolaidou et

Nott, 1998) 0,198 0,002 5,408 0,199 0,065 0,069 0,060 0,026 0,029

Schistes

(Turekian et

Wedepohl, 1961) 0,110 0,002 1,718 0,056 0,045 0,052 0,040 0,012 0,029

L’indice de géo-accumulation (Müller. ; 1979) permet d’évaluer la pollution

métallique des dépôts (Tableau V-6) L’échelle de l’intensité de pollution est comprise

entre 0 (pollution nulle) et 6 pollution très forte. Les sédiments intralagunaires de la

lagune de Sidi Moussa ont un degré de contamination modéré à non pollué et ils

semblent être beaucoup moins affectés en micropolluants métalliques que d’autres

lagunes Méditerranée (Labonne et al., 1998), la lagune de Venise en Italie (Donnazzolo

1981 ; Sfriso, 1995 ; Caliceti et al., 2002; Bellucci et al., 2002), et d’autres écosystèmes

similaires comme l’Etang de Thau en France (Pena et Pico, 1991 ; Monna et al., 1996),

Baie de Fort-de-France (Pujos et al., 1999) qui sont plus fortement urbanisés et

industrialisés.

La comparaison des ces résultats avec des écosystèmes côtiers marocains, tel

que l’estuaire de l’Oum Er Bia (Cheggour et al., 2000; Zourarah, 2002) la lagune de

Moulay Bousselham (Carruesco, 1987 ; Cheggour et al., 2001) et la lagune d’Oualidia

(Carruesco et al., 1989; Zourarah et al., 2001) sur la Côte atlantique marocain et la

lagune de Nador sur la Côte méditerranéenne marocain (Inani, 1995 ; Mahjoubi, 2001)


142

montre que les teneurs enregistrées au niveau de la lagune de Sidi Moussa en éléments

métalliques restent plus faible que celle enregistrées dans les autres écosystèmes côtiers.

Seulement, les teneurs en Cr sont un peu plus élevées que dans les autres

écosystèmes. Ainsi, la lagune de Sidi Moussa présente des teneurs en micropolluants

métalliques moins importantes que celles d’autres lagunes comparables malgré

l’augmentation des activités anthropiques ces dernières années dans cet environnement

(Tableau V-7).

Tableau V-7 : Valeurs moyennes comparées en Zn, Cu, Cr, Ni et Pb (mg/kg poids sec)

dans des lagunes marocaines.

Lagune Oualidia

(Zourarah et al.

2002)

Lagune Moulay

Bousselham

(Carruesco, 1989)

Lagune de Nador

(Inani, 1995)

Lagune de Sidi

Moussa (présente

étude, 2003)

Cu 37,46 24 56,09 31

Zn 202,89 246 130,09 49,5

Cr 43,48 - 70,07 96,5

Ni - 26 31 30,5

Pb - 4 9,75 7,5

III – 5. Conclusion

La répartition géographique des éléments chimiques dans la couverture

sédimentaire de la lagune de Sidi Moussa est contrôlée par deux facteurs essentiels : la

nature des apports marins et continentaux et la dynamique intralagunaire.

Le chimisme des sédiments lagunaires met en évidence la présence d’une fraction

plus fine alumino silicatée (SiO2, Al2O3, Fe2O3, K2O et TiO2) liée au principaux métaux.

Cette fraction est présente dans la zone intertidale de la lagune.

L’environnement bioclimatique de type semi-aride conditionne fortement le type

des apports continentaux à la lagune. Cela se traduit par des caractéristiques

géochimiques, minéralogiques très proches entre les formations superficielles de


143

l’environnement et les dépôts intra lagunaires. L’influence marine se manifeste par un

enrichissement du milieu en alcalino-terreux et strontium lié à la fraction biogénique.

Apparemment les phosphates liés à cette fraction sont d’origine détritique et marine.

Les apports parviennent dans le milieu sans grande transformation chimique et

soulignent la part prépondérante de ces apports sous forme particulaire. Ce matériel

allochtone est redistribué dans le milieu lagunaire par la dynamique propre du système

lagunaire. Le vecteur essentiel de ces apports est le ruissellement sur les formations

encaissantes. En période sèche, l’action du vent doit participer au transport des

particules les plus fines vers le plan d’eau lagunaire.

L’indice de géo-accumulation et le facteur d’enrichissement montrent que la

lagune de Sidi Moussa est modérément polluée à non polluée.

L'ensemble des résultats de cette lagune comparé à des valeurs proposées par

l’Agence de Protection de l’Environnement des Etats-Unis (USEPA, in Hamdy et Post,

1985) font ressortir que les sédiments de la lagune de Sidi Moussa se classeraient

comme 'slightly pollués ' pour, Zn, Pb, Cr et Ni.

Partie VI : Conclusions et perspectives

144

CONCLUSIONS & PERSPECTIVES


145

Partie VI :

CONCLUSIONS & PERSPECTIVES

La lagune de Sidi Moussa, située sur la façade atlantique marocaine, est inscrite

dans un sillon interdunaire protégé du domaine océanique par un cordon littoral de

dunes consolidées constitué de biocalcarénite d’age plioquaternaire. La région est

classée dans l’étage semi-aride, la sécheresse d’été et les pluies concentrées sur l’hiver

et l’intersaison impriment au climat un caractère méditerranéen.

La communication océan-lagune est stable du fait de la présence de dunes

consolidées littorales. L’alimentation est permanente, elle est assurée par la passe

principale (150 à 200 m de large) d’eau marine, d’où la dépendance de la dynamique

lagunaire aux courants de marée. L’alimentation en eau douce est faible et s’effectue par

des nappes phréatiques qui ressurgissent sur les bords de la lagune. L’environnement

bioclimatique, de type semi-aride, conditionne fortement les apports continentaux par

les vents. Cela se traduit par des caractéristiques géochimiques et minéralogiques très

proches entre les formations superficielles de bassin versant et de dépôts lagunaires.

La sédimentation accumulée dans la dépression lagunaire est hétérogène, à

dominance détritique, témoigne d’une origine locale à partir du bassin versant. La

recherche de filiation entre le bassin versant et la lagune a été conduite par la

comparaison des caractères granulométriques, minéralogiques et chimiques de

sédiments lagunaires, des substrats géologiques et des profils pédologiques du bassin

versant. Les apports parviennent dans le milieu, sans grande transformation chimique et

soulignent la part prépondérante de ces apports sous forme particulaire. Ce matériel

allochtone est redistribué dans le milieu par la dynamique propre du système lagunaire.

Le vecteur principal de ces apports terrigènes est le ruissellement sur les formations

encaissantes en période pluvieuse et le vent, dans le transport des éléments fins vers le

plan d’eau lagunaire (période sèche).

Les dépôts sédimentaires présentent une différentiation spatiale et une évolution

temporelle des caractéristiques texturales, minérales et chimiques. La répartition des

sédiments actuels dans la couverture lagunaire est contrôlée par : la nature des apports

marins et continentaux et par la dynamique marine et les courants intralagunaires en


146

relation avec la morphologie actuelle de la lagune. Deux milieux de sédimentation bien

différents apparaissent :

1- La partie aval de la lagune, caractérisée par une sédimentation sableuse qui

occupe la zone de la passe et delta de marée, il s’agit d’un sable fin à moyen (125-250

µm), riche en débris coquilliers de lamellibranches et des gastéropodes. Ce faciès

représente 30 % des dépôts de la lagune. Les taux des carbonates peuvent atteindre 81%

environ, d’origine biodétritique. Ils proviennent de la sédimentation des débris

coquilliers et des tests de la microfaune calcaire. De point de vue chimique, la partie

avale de la lagune montre une hétérogéinité chimique, alors que la zone est riche en

CaO, Na2O3 et Sr attribués à des origines marines, et déficitaire en SiO2, Al2O3, Fe2O3 et

K2O liée à une faible phase argileuse.

2- La partie amont de la lagune, caractérisée par un faciès silto-argileux, le plus

répondu dans la lagune, il représente 55% des faciès lagunaires. Ce faciès caractérise la

zone intertidale et les schorres, il est riche en débris ligneux des plantes halophiles.

Cependant on note un enrichissement de la faction fine (<15 µm) vers l’amont de la

lagune. Les teneurs en carbonates sont moyennement faibles (16 %). Elles sont liées aux

activités biologiques ainsi qu’à la précipitation des apports continentaux parvenus par

ruissellement dans le système. De point de vue chimique, cette partie présente des

teneurs plus élevées en SiO2, Al2O3, Fe2O3 et K2O et de faibles teneurs en CaO et en

Na2O3. La nature de dépôt est argileuse, la partie amont de la lagune est caractérisée

aussi par des accumulations en éléments métalliques « Zn, Cr, Pb, Ni, Cu et Rb ».

Les cortéges argileux de sédiments superficiels de la lagune de Sidi Moussa sont

formés, par ordre d’importance décroissante par l’illite (43% à 66 %), la chlorite (17 %

à 38 %), la kaolinite (4 à 8 %) et la smectite associée avec des interstratifiés gonflants

du type illite- smectite ou chlorite- smectite (0 à 13 %). L’illite et la chlorite sont des

minéraux hérités et présentent des teneurs proportionnelles à celles enregistrées dans

l’environnement lagunaire. Alors que la kaolinite et la smectite sont des minéraux

hérités formés par des interactions chimiques.

L’étude des caractères sédimentologiques, minéralogiques et géochimiques de

deux carottes permet de retrouver les deux faciès déjà présents avec à la base un faciès

marin et au sommet un faciès typiquement lagunaire. Les deux ensembles précitées se

retrouvent superposés dans les carottes avec à la base un faciès à dominance marine


147

littorale qui caractérise un milieu ouvert et au sommet un faciès «lagunaire» qui

caractérise un milieu relativement fermé. Cette évolution verticale des faciès tend vers

un comblement lagunaire, ce qui est en accord avec le schéma évolutif des lagunes

proposées par Bird 1994. Les dépôts sédimentaires anciens de la lagune présentent une

différenciation spatiale et verticale des caractéristiques texturales, minérales et

chimiques. Ces hétérogénéités n’étaient pas dues à des variations dans les sources de

production des flux particulaires mais étaient attribuables, d’une part, à des processus de

ségrégations granulométriques au cours de la sédimentation dans la lagune et d’autres

part, à la diminution de l’hydrodynamique intralagunaire ce qui influence fortement sur

le comblement de la lagune.

Les teneurs en éléments métalliques des sédiments restent inférieures aux

teneurs observées dans d’autres systèmes lagunaires similaires au Maroc tel que

Oualidia, la lagune de Nador, ou en Europe (lagune de Venise, lagune d’Arcachon). Ces

faibles teneurs sont l’expression d’une pollution faible ou nulle de cet écosystème.

L’indice de géo-accumulation et le facteur d’enrichissement montrent que la

lagune de Sidi Moussa est modérément polluée à non polluée. L'ensemble des résultats

de ce contexte comparé à des valeurs de principe suggérées par l’agence de protection

de l’environnement des Etats-Unis (USEPA, dans : Hamdy et Post, 1985) attribue les

sédiments de la lagune de Sidi Moussa au 'slightly pollués ' pour, Zn, Pb, Cr et Ni.

Si l’état actuel de la lagune de Sidi Moussa n’est pas inquiétant l’évolution vers

un comblement lagunaire avec l’essor touristique et industriel nécessitent une étude plus

approfondie et un suivi régulier des conditions sédimentologiques et géochimiques de

l’environnement côtier.

Au cours de ce travail, on a pu mettre en évidence un état des lieux de la lagune

de Sidi Moussa, voir même l’origine du matériel de remplissage du système lagunaire

par des analyses granulométriques, minéralogique et chimique. En perspective, il reste

de vérifier ces approches par des analyses isotopiques de 87Sr/86Sr, aussi bien que dans

la lagune, que dans les environnements à côté à savoir : le plateau continental et le

bassin versant. Les analyses de Pb210 et de Cs137 peuvent donner des renseignements

importants sur le taux de comblement lagunaire et étudier l’évolution des substances

chimiques dans le système lagunaire durant le dernier siècle.

Références bibliographiques

148



149

REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES

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