Propriétés et potentialités du système aquifère précambrien de la région de Hafafit, Désert du Sud-Est, Egypte

Groundwater properties and potentialities in the Precambrian rocks, Hafafit area, Southeastern Desert, Egypt

• Auteur / Autrice : Ashraf Ismaïl Embaby Ahmed
• Direction : Moumtaz Razack, Gilles Porel, Mathieu Le Coz
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Terres solides et enveloppe superficielle
• Date : Soutenance le 15/12/2015
• Etablissement(s) : Poitiers
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'environnement Gay Lussac (La Rochelle ; 2009-2018)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de chimie des milieux et matériaux de Poitiers (2012-....)
• Partenaire(s) de recherche : faculte : Université de Poitiers. UFR des sciences fondamentales et appliquées
• Jury : Président / Présidente : Christian Leduc
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Moumtaz Razack, Gilles Porel, Mathieu Le Coz
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Pierre Genthon, Philippe Le Coustumer

Mots clés

Mots clés contrôlés

Géophysique

Hydrologie

Télédétection

Égypte

Aquifères

Mots clés libres

Égypte

Désert du Sud-Est

Aquifère précambrien

Potentialités

Processus hydrochimiques

Télédétection

Hydrologie

Géophysique

Egypt

South-Eastern desert

Precambrian aquifer

Potentialities

Hydrochemical processes

Remote sensing

Hydrology

Geophysics

Résumé

Cette thèse s’inscrit dans le cadre des travaux de recherche de nouvelles ressources en eau en Egypte orientale. Elle est plus spécifiquement axée sur la région du désert Sud-Oriental de l'Egypte. Le présent travail porte sur les propriétés et les potentialités en eau souterraine du système aquifère précambrien dans la région de Hafafit. Les eaux souterraines représentent la ressource la plus importante pour la boisson et les autres usages (domestiques, industriels, agricoles) dans cette région.La répartition spatiale des roches réservoirs, ainsi que leur structure ont d’abord été déterminées afin de comprendre la distribution des aquifères associés et les écoulements préférentiels des eaux souterraines. La méthodologie utilisée est le couplage du travail de terrain pour identifier les roches à l'affleurement et le traitement des images Landsat en utilisant les techniques de télédétection. Cette approche a permis une cartographie géologique détaillée de la région de Hafafit et aussi de dessiner la carte de densité des linéaments et leur orientation. Les résultats ont permis d’identifier les zones potentiellement aquifères.La deuxième étape a consisté à mener une étude pétrographique afin de déterminer la minéralogie et par conséquent, les éléments chimiques qui peuvent être impliqués dans les interactions eaux-roches. L’objectif est de comprendre les processus physico-chimiques à l’origine de la minéralisation des eaux souterraines dans les rochers précambriennesEnfin, avec toutes les données climatiques, géologiques, hydrologiques, hydrogéologiques et chimiques, nous avons tenté d’élaborer un modèle conceptuel du système aquifère du Précambrien de la zone de Hafafit, expliquant ses propriétés physico-chimiques et ses potentialités.Le désert Sud-Oriental de l'Égypte est limité par les longitudes 33° 50' 00" - 35° 45' 00" E et les latitudes 24° 00' 00"- 25° 15' 00" N et couvre une superficie d'environ 17,290 km². Ainsi, il forme une longue bande d'environ 150-200 km de large, bordée à l'Ouest par le Nil et à l'Est par la Mer Rouge. La zone étudiée est située dans la partie sud de cette bande et peut être définie par un quadrilatère dont les sommets sont, au Nord, les villes de Idfu et El Qusier et ceux d'Assouan et Ras Banas au Sud.Pour la zone étudiée, des histogrammes des variations saisonnières de température et de précipitation ont été établis sur les cinq dernières décennies en utilisant les relevés météorologiques historiques (disponibles sur Tutiempo International DataBase) de deux stations situées respectivement à l'Ouest (Assouan sur le Nil) et au Nord (El Qusier sur la Mer Rouge). Les données d'une nouvelle station implantée à l’Est (Marsa Alam sur la Mer Rouge) ont été utilisées, mais sur 6 ans uniquement. Malheureusement aucune station n’a été implantée dans la partie montagneuse de la région étudiée.Ces histogrammes montrent que, dans la région de Hafafit, la température varie de 22 à 36 °C avec une moyenne de 28 °C. L'effet de la température est renforcé par l’ensoleillement relatif annuel moyen, compris entre 80% et 106% entre les deux saisons. L'humidité relative annuelle varie entre 32% et 60% de l'hiver à l'été. Les précipitations annuelles varient de 0 à 117 mm/an dans l'Ouest (Assouan) et de 0 à 195 mm/an dans le Nord (El Qusier) avec une moyenne générale de 50 mm/an pour toute la région. Cependant de longues périodes de sécheresse peuvent succéder à certains événements pluviométriques intenses (souvent 60 mm.h-1). Un autre critère important du climat local est le vent qui souffle régulièrement avec une vitesse moyenne élevée à près de 20 km/h. Par conséquent, l'évaporation potentielle peut atteindre 10 mm/jour. Toutes ces conditions témoignent du degré élevé de l'aridité de la région de Hafafit et du faible potentiel de recharge des aquifères par les apports pluviométriques...

Groundwater is the main water resource for drinking, domestic, irrigation and industrial purposes in the study area as a result of limited natural fresh water. The water scarcity and shortage in Egypt due to population growth, agriculture expansion, industry development, climatic changes and water pollution lead to search about new water resources to overcome the depletion of annual individual share of water such as evaluation of groundwater in Precambrian aquifer, Southeastern Desert, Egypt. Egypt is under water scarcity due to difference between water demand and available water resources, so, we need to search and explore new water resources in Egypt, especially in Southeastern Desert of Egypt. The importance of Southeastern Desert of Egypt represents one of the famous regions for mining such as gold (El-Sukkari gold mine), ilmenite (Abu Ghuson) and other economic ores, therefore the area crowded with touristic villages and resorts parallel to the red sea coast with industrial, commercial and agricultural expansion in the area. The previous factors lead to necessity of qualitative and quantitative evaluation of groundwater resources to reduce the gap between the available water resources and water demand. Applications of remote sensing and Geographic information system techniques have been utilized to investigate the hydro-geological framework and hydrochemistry of fractured Precambrian and coastal aquifers system in Southeastern Desert of Egypt. The aim of the work is evaluation and exploration for new water resources in Southeastern Desert of Egypt dealing with groundwater properties and potentially in the Precambrian aquifer, Hafafit area, Southeastern Desert of Egypt. The groundwater potentialities of Precambrian and coastal aquifers have been studied using remote sensing, geomorphology, hydrology, hydrogeology and geophysics techniques. The groundwater properties of Precambrian and coastal aquifers have been studied using remote sensing, petrography and mineralogy and hydrochemistry techniques.The area is limited by longitudes 330 50/ - 350 45/ 00// E and latitudes 240 00/ - 250 15/ N and covering an area about 17290 Km2. The study area lies within arid desert conditions based on degree of aridity with air temperature and rainfall are variable from summer to winter. The temperature ranges from 22-36 Co with average 28 Co, The average annual rainfall ranges from 3 to 50 mm/year, some intense rainfall events (often 60mm.h-1). The average annual wind velocity is 18.7 km/hour. The intensity of evaporation is 10.1 mm/day. The mean annual relative sunshine ranges between (80-106 %) from season to another, the annual relative humidity varies between (32 % -60%) from winter to summer. In regard to geological setting of the area compose mainly of sedimentary rocks in the coastal line and Precambrian rocks to the west from the coast. The coastal plain sediments include tertiary and quaternary sediments, which classifie into paleogene sediments appear as Abu Ghuson Formation is belong to Oligocene age and Neogene sedimentsare belong to Miocene and Pliocene age include [Ranga Formation, Um Mahara Formation, Abu Dabbab Formation, Sabakha Formation, Um Gheig Formation, Samah Formation, Gabir Formation, Shagra Formation and Samady Formation]. The Precambrian rocks range from the oldest to youngest as [paragneisses and migmatites, geosynclinals metasediments, cataclastic rocks, metavolcanics, serpentinites, metagabbro-diorite complex, older granitoids, Dokhan volcanics, Hammamat group, younger gabbro, younger granitoids, dykes and plugs and alkaline ring complexes].The petrological studies include the mineralogical compositions of rock-bearing minerals that help to understand chemistry of groundwater and hydro-chemical processes such as water-rock interaction, leaching and dissolution of these minerals in groundwater...