Hydrogeochemical study of Abu Ali watershed’s groundwater (Lebanon)

Etude hydrogéochimique des eaux souterraines du bassin versant de la rivière Abou Ali (Liban) L’eau souterraine est une ressource naturelle importante fortement impactée par les activités anthropiques qui peuvent dégrader sa qualité. Le bassin méditerranéen est un environnement sous stress hydrique et soumis à une forte pression anthropique. Ce qui fait que les eaux souterraines représentent la principale ressource en eau pour plusieurs pays méditerranéens, le Liban inclut. Cette thèse vise à étudier la qualité et les caractéristiques hydrogéochimiques des eaux souterraines du bassin versant d’Abu Ali, situé au nord du Liban, et de les comparer avec les caractéristiques hydrogéochimiques des eaux souterraines dans la région méditerranéenne.Dans le premier chapitre, les études et les concentrations d'ions majeurs, mineurs et d'isotopes ont été extraites de 123 études hydrogéochimiques méditerranéennes. Ensuite, Les données ont été analysées qualitativement et quantitativement. Une disparité dans la répartition des sujets d'étude a été observer. De plus, les faciès hydrochimiques dominants sont Ca-Cl au Quaternaire et Ca-HCO3 au « Jurassique et Crétacé » et « Tertiaire ». De plus, le principal processus géochimique modifiant l'eau souterraine est l'évaporation dans les aquifères quaternaires et tertiaires, et l'interaction roche-eau dans les aquifères jurassique et crétacé. Enfin, 29 % et 15.3% des aquifères sont pollués par les nitrates et un des ions mineurs respectivement. Dans le deuxième chapitre, 65 échantillons d'eau souterraine d’Abu Ali ont été collectés entre les saisons humides et sèches de 2019 et 2020. Les paramètres physico-chimiques et les concentrations de 9 ions majeurs ont été mesurées. Les données ont été analysées. Les résultats montrent que Ca-HCO3 avec Ca-Mg-HCO3 et l'interaction roche-eau sont respectivement le principal faciès hydrochimique et le processus géochimique respectivement. De plus, l’analyse en grappes hiérarchiques et les PCA divisent les échantillons en 5 groupes affectés par des concentrations élevées de sulfate, l’activité agricole, faibles valeurs de paramètres physico-chimiques et d'ions majeurs, une réaction inverse d’échange d'ions et une composition chimique modérée respectivement. Enfin, la comparaison avec les autres études dans le bassin méditerranéen indique que l'étude d'Abu Ali ne représente aucune valeur extrême par rapport aux données publiées. Dans le dernier chapitre, différents indices et graphes ont été calculés et construits à partir des concentrations des mêmes 65 échantillons. De plus, les concentrations de 24 ions mineurs ont été mesurées par ICP-OES. Pour l'évaluation d'usage domestique, certains échantillons ont des concentrations plus élevées que les limites en TDS, nitrates, arsenic, antimoine, thallium et plomb. Selon RSC, Donen plot et ratios de magnésium, 4, 10 et 7 échantillons respectivement ont été considérés comme inappropriés. En plus, selon les pourcentages de sodium et les ratios de Kelly, la majorité des échantillonnes sont excellents. Le diagramme de Wilcox indique que 13 échantillons, situés de basse à moyenne altitude, ont été considérés comme bons à admissibles, mais représentent un risque de salinité élevé selon le diagramme USSL. Finalement, la plupart d'échantillons ont été considérés comme appropriés pour l'irrigation.Enfin, ce travail présente une évaluation primaire des caractéristiques hydrogéochimiques moyennes des eaux souterraines dans la région méditerranéenne et une évaluation hydrogéochimique de base des eaux souterraines dans le bassin d'Abu Ali. Des études méditerranéennes comparatives, axées sur les variations saisonnières et les différents types d'aquifères sont indispensables pour avancer les connaissances dans le domaine de l'hydrogéochimie. En plus des études isotopiques et microbiologiques concernant les eaux souterraines d'Abu Ali sont nécessaires afin d’analyser respectivement l’origine et le risque de l’usage des eaux souterraines d'Abu Ali.