Département Sciences du sol
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Item Contribution à l’étude pédologique et géochimique des sols salés de l’Ecocomplexe endoréique sétifien(2025-05-08) LAOUFI, HadjerL’éco-complexe sud-sétifien est l'un des complexes de zones humides les plus vastes et les plus diversifiés du pays. Il est situé dans les hautes plaines du nord-est de l’Algérie,comprend quatre zones humides principales : Sebkhet El Hamiet, Sebkhet Bazer, et Chott El Beida sont inscrites à la Convention Ramsar, tandis que Chott El Frain est actuellement en cours de classement. Ces zones couvrent une superficie totale de 20 611 hectares et présentent des altitudes comprises entre 800 et 1 200 m. Leur biodiversité et leur rôle écologique sont menacés par la salinisation des sols, un processus complexe influencé par des facteurs géologiques, climatiques et hydrogéologiques. De nombreuses recherches sur les zones humides de Sétif se sont concentrées sur l'hydrogéologie, l'avifaune et la végétation, mais seule une étude a porté sur les sols. Cette étude vise à caractériser les sols de ces zones humides, à évaluer la distribution spatiale et verticale de la salinité, et à analyser les mécanismes géochimiques impliqués dans la salinisation. Elle a été menée sur quatre toposéquences de 200 à 250 mètres, comprenant 34 profils pédologique. Au total, 105 échantillons ont été prélevés sur l’ensemble des profils, à raison d’un échantillon par horizon pédologique, jusqu'à une profondeur maximale de 200 cm. Les analyses physico-chimiques ont mesuré la texture, le pH, la conductivité électrique (CE), les teneurs en calcaire, en matière organique, et en ions majeurs (Na⁺, K⁺, Ca+ ⁺, Mg⁺+,Cl⁻, SO₄--). Les concentrations des principaux ions de la solution du sol ont permis de déterminer les faciès chimiques, de calculer les indices de saturation pour chaque minéral, ainsi que l'alcalinité résiduelle, grâce à la modélisation géochimique avec PhreeqC. Les observations de terrain montrent que ces milieux présentent une grande hétérogénéité, tant au sein de chaque profil qu’entre les profils d'une même toposéquence et entre les quatre sebkhas. Les sols sont majoritairement argileux, avec des teneurs élevées en calcaire et une salinité variable allant de non salin à extrêmement salin. Les investigations géochimiques révèlent que le faciès dominant est le faciès chloruré solique, commun au Maghreb et en Afrique du Nord. La salinisation dans les quatre sebkhas est principalement régulée par la précipitation de minéraux tels que la calcite, l'aragonite, la dolomite, le gypse et l'anhydrite, ainsi que par la dissolution des minéraux d'évaporite. L’évolution de l’alcalinité résiduelle calcite (ARc) et l’alcalinité résiduelle généralisée (ARg) montre une voie saline neutre dans les solutions diluées. Toutefois, après la précipitation du gypse et de l’anhydrite, une tendance vers une voie alcaline est observée, signalant un risque potentiel de dégradation des sols. Ces résultats fournissent des bases pour une gestion durable des milieux salins, essentielle pour préserver les zones humides et adapter les pratiques agricoles aux contraintes pédologiques locales.Item Dynamique et spéciation des éléments traces dans les sols à sels du milieu aride d’Algérie(2025-01-26) DEGUI, NouaraLa carence en zinc représente un enjeu majeur pour la production alimentaire et la santé humaine, particulièrement dans les sols des régions arides où prévalent l'aridité et la salinité. L'objectif de cette recherche est de comprendre la spéciation, la disponibilité et la dynamique du zinc dans les sols arides caractérisés par la présence de sels solubles et peu solubles. L'échantillonnage du sol a été effectué dans la région de Biskra, une des régions approvisionnant le marché national en cultures maraîchères, dans différents sites en se focalisant sur la coexistence des sels solubles, du gypse et du calcaire. Au total, 28 échantillons de sol prélevés dans dix profils ont fait l'objet d'une caractérisation du sol et d'une extraction séquentielle de cinq formes de zinc. Les résultats obtenus ont montré la nature alcaline des sols de la zone d'étude avec de fortes teneurs en gypse et en sels solubles, et une texture généralement grossière. Les échantillons de sol étudiés sont pauvres en matière organique et déficients en zinc total et échangeable. L'étude de la spéciation du zinc a révélé la prédominance de la forme résiduelle avec un ordre de distribution Zn-R > Zn-O > Zn-MO > Zn-E > Zn-CO3. L'analyse non paramétrique du test de Kruskal-Wallis a révélé des différences significatives des différentes formes de zinc entre les profils étudiés. La spéciation de zinc varie en fonction du type d’accumulation dominant. Quant à l'effet des sels solubles et peu solubles, la CE et le calcaire semblent influencer négativement le zinc échangeable en augmentant sa rétention sur les phases solides du sol, par contre, le gypse favorise la solubilisation du zinc. Une analyse plus poussée révèle que les fortes salinités (CE > 15 dS/m) et les fortes teneurs en gypse (> 60 %) ont un impact notable sur la distribution des différentes fractions de zinc. La modélisation en utilisant le logiciel Minteq a montré une prédominance de l'espèce chimique Zn2+ suivie des complexes Zn-sulfates et Zn-chlorures. L'analyse statistique a montré que le pH, la CE et l'indice de saturation en gypse représentent les paramètres régissant la spéciation du zinc dans le milieu étudié. En conclusion, cette étude apporte des orientations précieuses pour une meilleure gestion de la déficience en zinc dans les sols à sels des régions arides et mérite d'être approfondie en augmentant le nombre d'échantillons pour mieux comprendre le comportement et la dynamique du zinc dans un milieu similaire.Item Etude morphologique et analytique des sols en contexte du semis direct. effet de la structure du sol et de la matière organique sur les propriétés physiques, chimiques et biologiques du sol(2024-01-30) BELHADJ, AbdelouahabCe travail concerne l’étude du changement des propriétés morphologiques et analytiques du sol en contexte du semis direct. Trois sites ont été étudiés. Le premier site est un dispositif expérimental en blocs aléatoires complets (3 blocs) à un facteur étudié (3 ans). Le second et le troisième concernent des parcelles conduites en semis direct pendant 6 et 9 ans. Les résultats obtenus ont montrés que, l’adoption du semis direct durant 3 ans peut améliorer la structure (67 %), la matière organique particulaire (40 %), la stabilité des agrégats (39 %) et la matière organique totale (38 %) à la surface du sol. Par contre, dans l’horizon de subsurface, ce système engendre des contraintes dans les propriétés du sol. L’analyse en composantes principales a réduit le nombre de variables (18 propriétés du sol) à 12 variables qui ont contribués à la formation de 3 axes principaux retenus. Il ressort que, la microporosité, la rétention en eau au pF4.2, la matière organique liée, le rapport C/N, le pH et la conductivité électrique ne sont pas sensibles (stables) dans les différentes durées de systèmes de travail du sol. Par contre, la matière organique particulaire est plus sensible et peut contribuer directement et indirectement à la modification des propriétés morphologiques et analytiques du sol. En conclusion, l’adoption du semis direct pendant 9 ans s’est avéré un système cultural efficace pour améliorer et conserver les sols fragiles en Algérie. Il mérite d’être adopté dans la céréaliculture pluviale.Item Etude des sols salés des plaines du Cheliff. Analyse Spatio-temporelle(2023-07-20) OUAMER-ALI, KarimCe travail de recherche a porté sur : (1) une analyse détaillée des spécificités biogéographiques des plaines salées du Cheliff, (2) un traitement pédométrique comparatif sur des données de salinité d’un épisode de plus de cinquante ans (1956-2012), (3) une application du concept de préservation et de valorisation d’un héritage cartographique sur les données de 1956, (4) une modélisation prédictive de la salinité par induction électromagnétique (IEM) moyennant l’EM38 (Geonics Ltd.) et sur (5) une évaluation chimique et géochimique des eaux de drainage et prédiction des conséquences de l’irrigation sur le devenir alcalin des sols des plaines du Cheliff. Dans l’ensemble, cette mise en place méthodologique a été opérée au niveau des périmètres d’El-Khemis (Haut-Cheliff) et de l’ancienne délimitation de la station expérimentale d’El Hamadna (Bas-Cheliff). Les résultats obtenus ont montré que les plaines du Cheliff sont conditionnées par la morphologie de leur ensemble (bassin) d’appartenance. Elles sont soumises à un déficit hydrique très intense qui s’exprime sous forme de gradient géographique régressif Est-Ouest. L’étude pédométrique sur les données d’un épisode de plus de 50 ans a permis de conforter l’idée que l’évolution de la salinité est "considérable " et qu’elle est dominée par la présence de fortes quantités de sels solubles, sous l’impulsion d’effets caractéristiques de la forme d’association du Na+. Elle a permis également, en tenant compte des spécificités du milieu et des aspects de mouvements verticaux et latéraux de la solution du sol, d’associer cette évolution à un gradient temporel de tendance Salinisation/Désalinisation des horizons de profondeur. L’application du concept de traitement d’un héritage de données de sols à la matrice de 1956 a permis l’obtention d’une "photographie" cartographique initiale du périmètre dès le début des opérations de mise en valeur (1954-1956) des sols salés. La prospection par l’EM38 sur cinq profondeurs de sol a permis de conforter les observations pédométriques et de représenter par couches cartographiques les niveaux de variations de la salinité dans l’espace et dans le temps. Les profils salins ainsi obtenus sont descendants et très salés à hyper-salés en profondeur. Enfin, l’évaluation de la signature chimique et géochimique des différentes solutions du sol étudiées en application de 1'ARcalcite a démontré que l’évolution de la salinisation de ces sols s’oriente vers la voie saline neutre et l’absence du processus d’alcalinisation.Item Formation et évolution des sols sous foret en climat méditerranéen(2023-10-10) DILMI, AmalLe présent travail a pour objet la caractérisation des modalités de l’altération des roches métamorphiques en zone subhumide sous forêt méditerranéenne. La démarche adoptée consiste à étudier deux profils pédologiques représentant les types de sols dominants de la zone d’étude qui est la forêt de Bainem. La première étape consiste à caractériser les profils sur le plan morphologique et physicochimique, la seconde étape porte l’étude de la géochimie des altérations par la mise en oeuvre de certains indices, et la troisième étape porte l’analyse minéralogique de la fraction argileuse des sols. Les résultats obtenus montrent que les profils sont marqués par deux processus pédogénétiques qui sont le lessivage des argiles et la rubéfaction. Les tendances géochimiques dans les deux profils indiquent un enrichissement des horizons de surface par la silice et une diminution des sesquioxydes de fer et d’aluminium au cours du processus d'altération. Une tendance à l'élimination du fer de l'horizon éluvial et de sa translocation illuviale vers les horizons argileux est observée dans les deux profils. A partir des résultats de l’indice RR et de l’indice CIA, il s’avère que les niveaux d'altération sont moyens dans les deux profils. La diminution des valeurs de l’indice WIP dans les horizons de surface suggère une élimination des éléments alcalins et alcalino-terreux. Les indices MWPI et STI semblent inadaptés pour la caractérisation de ce type de pédogénèse soustractif. L’analyse de la fraction inférieure à 2 μm par DRX montre que la roche-mère est un schiste à muscovite. La composition minéralogique de la fraction argileuse inférieure à 2 μm des profils est essentiellement constituée de muscovite et de son produit de transformation qui est l’illite. Dans ces sols rouges fersiallitiques lessivés développés sur schistes de la zone d’étude, la part de l’héritage est la principale origine de la fraction argileuse, suivie par la transformation.Item Cartographie de l’érosion par télédétection et SIG dans le bassin versant de l’Oued El Hachem (nord de l’Algérie)(2023-07-03) SAOUD, MohammedL'érosion hydrique est l'un des types les plus courants de dégradation des sols. Elle réduit la qualité du sol sur le site d'érosion et peut causer des problèmes de sédimentation sur le site de dépôt. L'Algérie fait partie des pays qui ont été affectés par l'érosion hydrique. Ce travail comprend (i) l’estimation des pertes en sol dans le bassin versant de l’Oued El Hachem en utilisant le modèle USLE et les techniques de SIG et de télédétection, (ii) l’estimation du rendement en sédiments par le modèle combiné RUSLE-SDR et l’examen de l'influence de l'érosivité des pluies sur l’érosion et le rendement en sédiments dans les années sèches et pluvieuses, et (iii) l’évaluation de la dynamique du changement d’occupation des sols dans l’espace et dans le temps et son influence sur l’érosion hydrique. Le taux d'érosion moyen (A) dans le bassin versant est estimé à 19,4 (t.ha-1.an-1) soit une perte totale de 426800 (t.an-1). La corrélation entre (A) et les facteurs de topographie (LS), d'érosivité des pluies (R) et de couvert végétal (C) est hautement significative (p < 0,01) avec un coefficient de corrélation (r) de 0,999, 0,988 et 0,980, respectivement. La validation des résultats en comparant la perte moyenne en sol issue du modèle empirique de l'USLE au taux moyen d'envasement du barrage de Boukourdane a donné des résultats satisfaisants avec une différence de 7,6 (t.ha-1.an-1) par rapport à la valeur mesurée. L’utilisation du modèle RUSLE-SDR a montré que le modèle de Renfro a été choisi comme le meilleur modèle pour estimer le rendement en sédiments (SY), avec des taux d'erreur standard (SE), d'écart-type (SD), de coefficient de variation (CV) et d’efficacité de Nash– Sutcliffe (NSE) de 0,38%, 0,02, 0,07% et de 1,00, respectivement. Les résultats de la simulation de A et SY en années sèches et pluvieuses ont révélé que R est l'un des principaux facteurs affectant l'érosion du sol et le dépôt de sédiments dans le bassin versant de l’Oued El Hachem. Les résultats d’évaluation du changement d’occupation pendant 30 ans ont permis une augmentation des pertes moyennes annuelles de 23,9 à 24,5 t.ha-1.an-1. L’érosion est plus marquée dans les espaces bâtis, suivi par les sols nus, les terres agricoles et les matorrals. Alors qu’elle est quasiment nulle dans les forêts et nulle dans les plans d’eau. La relation entre les pertes en sol moyennes et les classes d’occupation des sols a fait ressortir une corrélation très hautement significative (0,993 ≤ r ≤ 0,999 ; p < 0,01), tout en soulignant le rôle du couvert végétal dans l’atténuation du processus érosif. Les deux modèles, USLE et RUSLE, ont démontré une fiabilité dans l'étude de l'érosion hydrique, tant au niveau des résultats des facteurs d'érosion que des cartes de distribution géographique des zones érodées. La comparaison des deux modèles empiriques a révélé que l'USLE a fourni une bonne estimation de A tout en respectant la fourchette des valeurs d'érosion de nappe mesurées en Algérie. Tandis que le RUSLE nous a permis d'estimer SY avec une très faible marge d'erreur par rapport aux données d'envasement annuel du barrage de Boukourdane. Ces résultats peuvent clairement aider à mettre en oeuvre des plans de conservation des eaux et des sols pour la surveillance de l'érosion hydrique dans le bassin versant de l’Oued El Hachem. Cette approche pourrait être extrapolée dans d'autres régions présentant des caractéristiques climatiques et environnementales similaires de l'Afrique du Nord et de la région méditerranéenne.Item Évaluation du changement climatique et impact sur la production du blé dur pluvial dans les Hautes plaines orientales de l’Algérie(2021-07-14) KOURAT, TassaditLe maintien d’une production durable de blé dur (BD) en pluvial, dans un climat changeant est un défit majore pour la sécurité alimentaire en Algérie. Cependant, les études évaluant l’impact de changement climatique (CC) futur sur la production de cette culture stratégique en Algérie, sont très rares. Ainsi, cette étude a l’objectif de combler le manque en ce type d’études, et plus précisément dans la région des hautes plaines orientales semi-arides de Sétif et Bordj Bou Arreridj (BBA), connues comme une zone potentielle de la céréaliculture pluviale. Pour arriver à cet objectif, des projections climatiques de la base de données EURO-CORDEX, pour les deux horizons futurs : proche (2035-2064) et lointain (2065-2094), sous deux scenarios RCP (Representative Concentration Pathway) RCP 4.5 et RCP 8.5, ont été réduites avec le modèle climatique ICHEC_KNMI et injectées par la suite dans le modèle de culture AquaCrop, pour simuler les rendements d’un cultivar de BD appellé «Mexicali», durant ces deux périodes futures, sous ces deux scenarios RCP. Ces données climatiques futures simulées sont préalablement corrigées de leurs biais avec la méthode des deltas. La précision de modèle AquaCrop dans la simulation des rendements de ce cultivar de BD, observés durant trois années successives, dans un site expérimental à Sétif, est évaluée avec les trois indices statistiques RMSE, NRMSE et l’indice (d) de Willmott, dans l'ensemble les valeurs de ces derniers se situent dans la fourchette acceptable pour prédire le rendement (RMSE = 0,41 t/ha, NRMSE = 8,81% et d = 0,80). En comparaison aux rendements moyens de BD, simulés par AquaCrop pour la période référence (PR) (1981-2010), estimés à 34.7 et 23.3 qx/ha à Sétif et BBA respectivement, des gains de rendements, correspondant à (+ 82 et + 16), (+ 94.7 et + 7.8), (+ 76.7 et + 133) et (+188 et + 135) % sont projetés sous les scénarios futurs RCP 4.5 (2035-2064), RCP 4.5 (2065-2094), RCP 8.5 (2035-2064) et RCP 8.5 (2065- 2094), sur les deux sites expérimentaux de Sétif et BBA respectivement. L'amélioration des rendements futurs de BD pourrait être induite par l'effet fertilisant de la hausse des concentrations en dioxyde de carbone (CO2) [CO2] dans l'atmosphère. Cet effet compense les effets négatifs sur les rendements de BD, de la hausse des températures, de la diminution des précipitations et du rayonnement solaire net incident, projetés durant le cycle de croissance de blé, sous ces scénarios futurs. Cependant, cet effet fertilisant de l’enrichissement de l'atmosphère en CO2 sur le rendement de blé pourrait être inhibé par une baisse des températures et par l’effet combiné d’un stresse hydrique et thermique très sévères, prévus au cours de la période déroulement de cycle de BD, dans les scénarios de CC futur étudiés, dans les deux sites. Sous les deux scénarios RCP, le modèle AquaCrop a prédit aussi, une augmentation de la productivité de l'eau de BD, induite par la diminution attendue des pertes de l’eau par évapotranspiration, due à la stimulation de la photosynthèse, ce qui implique, que ces deux mécanismes physiologiques sont stimulés par l’enrichissement de l’atmosphère en CO2. La hausse projetée des températures, durant la saison de déroulement de cycle de croissance de blé, devrait raccourcir sa durée. Sous les conditions climatiques futures des deux scénarios RCP, des semis précoces à la mi-octobre, s’avèrent plus adaptés que des semis tardifs au mois de Novembre et Décembre, car ils permettent à la culture de blé de bénéficier de l’augmentation des précipitations pendant sa phase de développement végétatif et d’éviter les températures très élevées de fin de printemps qui coïncident avec le stade de remplissage des grains. Des variétés à cycle court peuvent être aussi efficaces pour s’adapter à la hausse des températures prévue sous les deux scénarios RCP.Item Géochimie et modélisation de la composition ionique des sols salés du Chelif(2021-07-06) AIT MECHEDAL, MouloudLe présent travail a porté sur (1) la caractérisation géochimique de l’état de salinité des sols du périmètre d’El Hamadna situé dans le Bas-Chelif, (2) l’évaluation de la fiabilité de la simulation des changements des concentrations ioniques de la solution des sols et sur (3) la détermination de la teneur totale du sélénium et sa relation avec la salinité dans ces sols. Les résultats ont montré que les sols étudiés se caractérisent par une large gamme de salinité qui varie entre 0,72 dS/m et 51,7 dS/m. La variation de CE est dépendante de celles des différentes concentrations ioniques, selon l’ordre suivant Cl- (r= 0,97)> Na+ (r=0,9)> Ca2+ (r= 0,83)> Mg2+(r=0,82)> SO4 2 - (r=0,48) , à l’exception de celles du potassium et des bicarbonates. Le faciès chloruré sodique est largement dominant et représente 92 % des horizons. Les tests de saturation ont montré que les solutions des sols sont sous-saturées visà- vis de l’anhydrite, du gypse et de l’halite. Par contre, elles sont saturées vis-à-vis de la calcite (46 échantillons), l’aragonite (46 échantillons) et de la dolomite (43 échantillons). ExtractChem prédit d’une façon parfaite les Cl- (100 % de bonnes valeurs prédites), d’une façon moins que moyenne les valeurs de Na+ et CE (30 à 35 % des valeurs sont bonnes à moyennement prédites) et d’une façon médiocre les valeurs de Mg2+ et des SO4 2- (plus de 94 % des valeurs sont très mal prédites). Dans le contexte de cette étude, ExtractChem ne peut être utilisé que pour la prédiction des chlorures. Les teneurs totales en sélénium sont élevées (0,40 ≤ Se total ≥ 3 mg/kg) à excessives (Se total > 3 mg/kg). La variation de la concentrat ion du Se par rapport à CE suit un modèle polynomial, le Se pouvant augmenter ou diminuer selon la valeur de CE.Item Cartographie et prédiction de la salinité des sols par induction électromagnétique(2021-07-07) Iddir, Mohamed El-AmineCette recherche a pour objectifs (1) d‘utiliser la conductivité électromagnétique (EM) pour caractériser la variabilité spatio-temporelle de la salinité des sols à l‘échelle de la parcelle et (2) d‘estimer la qualité de la prédiction de la conductivité électrique (CE) in situ par utilisation des équations d‘étalonnage établies ex situ entre CE mesurée au laboratoire et EM mesurée par l‘EM38. L‘expérimentation a été menée dans quatre sites A, B, C et D situés dans la région du R‘mell au sud du chott El Hodna en milieu aride, sableux et salé dans lequel l‘agriculture est tributaire de l‘irrigation. Cette recherche a été réalisée durant quatre années et en quatre campagnes de mesures (février 2008, février 2009, novembre 2009 et novembre 2011). L‘analyse des transects a montré que les sols des quatre sites sont sableux, peu pourvus en calcaire et en gypse, alcalins, peu à moyennement humides et salins à excessivement salins. Les résultats ont montré que la salinité et l‘humidité présentent une très forte variabilité spatio temporelle. Les différents paramètres pédologiques impacte la EM dans l‘ordre CEeq > H% > A+L % > CaCO3 %> Gypse% > pH. Ce résultat suggère que la salinité du sol est considérée comme le paramètre le plus dominant sur les variations de EM. Les cartes d‘isovaleurs de la salinité ont permis de décrire finement la variabilité spatio-temporelle de ce paramètre et de mettre en évidence l‘impact de l‘effet ‗période de mesure‘ sur l‘augmentation ou la diminution de la salinité. Les résultats ont montré également que l‘utilisation des équations établies in situ pour la prédiction de la salinité ex situ est possible et satisfaisante dans ce genre de milieu avec des erreurs globalement acceptables pour la majorité des équations d‘étalonnages (0,02 dS/m < erreurs absolues < 0,87 dS/m). Ce résultat signifie que les équations d‘étalonnage obtenues dans un secteur restreint peuvent être généralisées à des zones plus larges, à condition que le contexte pédologique reste assez homogène