Chapitre II: Géologie
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Introduction :
Toutes études de projets d’ouvrage d’aménagement quelconque, commencent
par un examen géologique de la zone du projet, cet examen comprend en général
deux volets, un aperçu sur la géologie de la région où se situe le site du projet, et une
étude détaillée de la zone du site en mentionnant la nature des différentes formations
qui constituent ce dernier, et les différent formes structuraux, et en dernier lieu, un
aperçu sur la tectonique qui affecte la zone du site.
I. La géologie régionale:
L’ensemble des travaux effectués auparavant par différents auteurs a servi à
préciser le cadre géologique régional du Jijel dont la structure géologique résulte
essentiellement de l’action de la tectonique tertiaire. La région du Jijel fait partie dans
son ensemble du massif ancien de petite Kabylie qui, du point de vue tectonique est
extrêmement complexe.
Géologiquement, le territoire de la région de Jijel est assez varie et complexe.
L’ensemble des formations caractérisant le Nord de l’Algérie et appartenant au
domaine Alpin sont présenté dans la région à l’exception de la dorsale calcaire
(dorsale Kabyle).
La carte ci-dessous (Fig.II.1) présente l’ensemble des entités géologiques qui
constituent la région d’où on peut tirer les points suivants :
La région du Jijel est divisée du point de vue géologique en différents domaines qui
sont :
I.1.Le domaine Kabyle : [5]
Regroupe un socle ancien (ou socle kabyle), formé essentiellement de terrains
métamorphiques antétriasiques, et des séries de plates formes carbonatés (ou dorsales
kabyles), d’âge Mésozoïque (d’après H. Djellit 1987).
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Fig.II.1: Extrait de la carte structurale au 1/500000 de la chaîne Alpine d'Algérie
orientale (D'après J.M.Vila 1980)
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I.1.1. Le socle Kabyle : [5]
Il comprend deux grands ensembles qui sont de bas en haut:
-un ensemble inferieur Gneissique d’âge Précambrien.
-un ensemble supérieur phylladique d’âge Paléozoïque.
L’ensemble inferieur comprend des Gneiss oeillé, à intercalations de Marbres
et Amphibolites, les termes de base de cet ensemble conservent des assemblages
reliques du facies de Granulites (d’après H. Djellit 1987).
Par contre, l’ensemble supérieur est constitué de schistes satinés (phyllades)
où s’intercalent localement des Grés et des porphyroïdes oeillés. Localement, les
phyllades montrent à leur extrême base des passés carbonatés. [5]
1-2-dorsale Kabyle : ( ou chaine kabyle ) montrant des termes allant de Permo-
trias à l’Oligocène, elles peut être subdiviser en trois sous domaines :
a\ La dorsale interne : qui montre sur un soubassement paléozoïque, une série
complète de Permo-trias au Néocomien biogène à caractère littoraux de l’Eocène
inferieur moyen.
b\ La dorsale médiane : caractérisé surtout par la constance des dépôts
marneux à microfaunes pélagiques du Turonien au Lutétien inferieur et par une lacune
des terres du Crétacé moyen.
c\ la dorsale externe : présente quant à elle un Crétacé supérieur et un Eocène
inferieur détritiques et marneux.
I.3- le domaine des flysch :
En Algérie, ces formations occupent une position allochtone, elles sont représentées
par deux types :
Le flysch maurétanien.
Le flysch massylien.
I.3.1- Le flysch maurétanien : [5]
Ce terme a été proposé par Gelard (1969) .Le flysch Mauritanéen comporte des
terrains allant du Néocomien au Lutétien. Il montre de bas en haut :
Un préflysch calcaire du Tithonique-Néocomien, constitué d’une alternance
de marnes grises et de turbidites calcaires.
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Un ensemble de grés épais (300 m) à cassure verte (flysch de Guerrouch)
attribué à l’Albo-aptien.
Des phtanites rouges et blanches du Cénomanien supérieur.
Des microbrèches à ciment spathique riches en Quartz détritique et parfois
des microconglomérats du Sénonien (d’après H.djellit1987).
I.3.2. Le flysch massylien ou flysch schisto-gréseux : [5]
Le terme flysch Massilien a été proposé par Raoult (1969), pour caractériser les
formations détritiques schisto-quartzitiques. Ce flysch comporte une série allant du
Néocomien, au Lutétien terminal et regroupe trois ensembles qui sont de bas en haut :
Argile et grés quartzitiques, des grés légèrement calcaires, et localement des
niveaux conglomératiques de l’Albo-aptien.
Marnes et calcaires fins du Vraconien, des microbrèches et conglomérats de
Cénomanien inferieur et moyen, des calcaires fins noirâtres, auxquels sont
associés des phtanites noires. Bancs calcaires à microfaune pélagique du
Turonien-cénomanien.
I.4. Le domaine tellien et l’avant pays : [5]
Le domaine tellien correspond aux zones situés sur la paléo marge africaine, il
est caractérisé par la prédominance de facies marno-calcaires qui s’étalent du
Néocomien au Lutétien (Bouillin 1977)
Les séries telliennes sont constituées par un empilement de trois grandes séries
qui sont d’après Durand Delga (1969) du nord au sud :
I.4. a\ une série ultra-tellienne : [5]
Cette série comporte les formations marneuses et marno-calcaires d’âge
Crétacé à Eocène (Durand Delga 1969).
I.4. b\ une série méso-tellienne : [5]
Cette série correspond aux formations carbonatées du Jurassique. Elle est
considérée comme étant la plate forme constantinoise.
I.4. c\ une série péni-tellienne : [5]
Cette série se distingue par des formations Jurassico-crétacées caractérisées
par des facies intermédiaires entre les facies de la plate forme (calcaire et marno-
calcaire néritique) et des facies de bassin (marne du domaine tellien).
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I.5. Le flysch Numidien : [5]
Le flysch Numidien forme une entité géologique à part, généralement occupe
la position structurale la plus haute dans l’édifice Alpin. Ce flysch comporte de bas en
haut 4 termes bien distincts :
Des argiles sous numidiennes, vari colores de teinte rouge, verte ou
violacée à tubotomaculum d’âge Oligocène supérieur.
Un préflysch à bancs décimétriques de quartzites rouges et bruns fines et
argile légèrement silteuse (20 à 30 cm).
3- Des grés numidiens en bancs épais à Quartz bien roulé datés Aquitanien
à Burdigalien inferieur (Lahandére 1979).
4- Des formations supra-numidiennes comportant des argiles et des marnes
à intercalations de sélexites du Burdigalien basale.
I.6. Les formations post-nappes :
Les formations post nappes sont des dépôts marneux d’âge Miocène supérieur
à Pliocène, déposées en discordance sur les autres formations précédentes, comportant
deux cycles sédimentaires :
Des marnes bleues à passées calcareuses discontinues, souvent en nodules
(miches), de couleur jaune ocre, que l’on peut rapporter au Tortonien
moyen-messinien (d’après H. Djellit1987).
Des formations conglomératiques du Pliocène.
L’esquisse et la coupe suivante illustrent la répartition de ses domaines de Nord au
sud :
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1: Granite miocènes, 2: Numidien, 3: Oligo-miocéne et unités allochtones
suprakabyles, 4: Dorsale calcaire, 5: Socle kabyle, 6: Unités schisteuse infra-kabyle, 7: Unités telliennes.
Fig.II.2: Esquisse géologique de la petite Kabylie (Andrieux et Djellit, 1989).
I.7. Aspect structural de la partie occidental de la petite Kabylie: [5]
I.7.1. Introduction :
La structuration géologique du massif de la petite kabylie est le résultat de
plusieurs phases tectoniques qui sont :
La tectonique Anté-Oligocène est particulièrement caractérisée par de grands
accidents cassants d’ampleur régionale et de directions variées : Nord-Sud, Est-ouest,
Nord-Est, Sud-Ouest et Nord-Ouest- Sud-est.
Cette tectonique cassante semble être à l’origine de la structuration du massif de la
petite kabyle en Horsts et Grabens.
Par ailleurs, ces grands accidents tectoniques cassants (accidents du socle)
semblent avoir guidé la mise en place des roches magmatiquestertiaires.
La tectonique tertiaire semble être responsable de la structuration géologique
actuelle du massif de la petite Kabylie .cette tectonique s’est manifestée par des
plissements, des charriages, et une reprise des jeux des failles qui ont surtout rejouées
en failles décrochantes.
Outre la mise en place des roches magmatiques tertiaires, ces accident ont
favorise la remontée du trias diapirique le long des grands accidents du socle.
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I.7.2. Tectonique : [7]
La structure de la petite Kabylie est représentée par M/ H. Djellit comme un
édifice composé de deux compartiments structuraux « Alpins » inferieur et supérieur
de styles tectoniques hercynien (voir figure ci-dessous) :
Un compartiment structural inferieur regroupant les unités frontales
infra-kabyles et le socle Kabyle qui les chevauche. Il est caractérisé par des
formations de style souple, qui définissent, en ce qui concerne les unités frontales
infra- Kabyles, le niveau structural inferieur, et les unités qui le composent sont
séparées par des contacts tectoniques généralement inclinées (30° - 50°) Nord-est et
tardivement régressées.
Un compartiment structural supérieur, oppose au précédent, est quant à lui
caractérisé par une tectonique du glissement superficiel de nappes gravitaires séparées
par des contacts anormaux « plats » (subhorizontaux). Ce compartiment englobe
l’ensemble des nappes supérieures. Le chevauchement du socle kabyle sur les zones
schisteuses à matériels volcano-sédimentaires s’est effectué avant les dépôts de
l’Oligocène grâce à un décrochement dextre. Les nappes supérieures d’origine externe
Fig. II.3: Contexte sismotectonique de la région Jijel – béjaia, C.R.A.AG.
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auraient quant à elles glissé selon une polarité Nord- sud ; leur mise en place s’est
effectuée en même temps que les molasses Aquitano-serravalliennes ; ce mouvement
se serait poursuivi jusqu’à la fin de Serravallien, et en partie au cours du Tortonien.
Fig.II.4: A
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1.8. Aperçu sismique:
La répartition des zones sismiques de l’Algérie est indiquée sur la carte de la
figure II.5. Les zones d’activité sismique sont concentrées au Nord et au Nord-Est de
l’Algérie, le long de la chaîne côtière, qui s’étend d’Oran à Annaba, et dans les régions
du Hodna et des Aurès.
Une troisième zone d’activité se trouve dans l’atlas saharien s’étendant d’Agadir
au Maroc à Gabes en Tunisie en passant par, Biskra et Laghouat en Algérie [11].
Le règlement parasismique algérien (version 2003), divise le territoire national en
cinq zones de sismicité croissante, définies comme suit :
- Zone 0: sismicité négligeable.
- Zone I: sismicité faible.
- Zone (II a – II b): sismicité moyenne.
- Zone III: sismicité élevée.
La région de Jijel dont fait partie notre secteur d’étude, appartient à la zone (II a)
de moyenne sismicité.
Figure II.5 : Carte sismique d’Algérie selon le RPA version 2003.
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II. Géologie du site : II.1. Situation géographique : Le site du barrage de Kissir est situé approximativement à 14 Km à l’ouest de la ville du Jijel et à 6 Km à l’est de la localité d’El aouana, en suivant la route nationale RN 43 entre Jijel et Bejaïa. L’axe du barrage se situe a moins de 1 Km de la mer et à environ de 300 m en amont à partir du nouveau pont routier sur l’oued Kissir. Les coordonnées de références de site représentées par l’axe du barrage, conformément au système géodésique NORD-SAHARA et selon les coordonnées U.T.M (Universal Transvert Mercator) sont :
Rive gauche Rive droite
N 4.074.722,50 4.074.921,77
E 738.975,99 739.269,63
Tableau.II.1: Tableau des coordonnées U.T.M de références du site de barrage de Kissir.
Le réservoir du barrage se développera vers la direction SSE, le long de la vallée de l’oued Kissir et vers l’est, le long de la vallée de son affluent l’oued Takielt.
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II.2. Topographie :
Le relief topographique du site est un étranglement assez accentué dont les flancs sont constitués de grands affleurements rocheux irréguliers. Cette gorge est définie par une vallée encaissée d’une largueur de 100 à 150 m environ et d’une longueur de 150 m environ, après laquelle les rives ont une pente plus douce et la vallée s’ouvre en amont et en aval sur une largueur de 300 m environ. Le flanc gauche a une pente moyenne de 30° et le flanc droite a une pente de 20° environ. Le fond de la vallée est constitué d’une plaine alluvionnaire où le lit du cours d’eau forme un méandre. II.3. Lithostratigraphie : [11]
Les unités lithostratigraphiques formant le site du barrage de Kissir sont
représentées par : Les formations du flysch Numidien.
Les dépôts de l’Oligo-miocéne-Kabyle.
Les dépôts quaternaires.
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Fig.II.6 : carte structurale de la terminaison occidentale de la petite Kabylie -région de Jijel- (d’après H.Djellit, 1987).
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II.3.1. Les formations du flysch numidien : [11]
Ces formatons sont bien représentées au niveau de l’axe du barrage, une
importante masse gréseuse affleurant sur une grande étendue avec une épaisseur
d’environ 600 m visible au niveau de la rive gauche de l’oued Kissir.
Au niveau de l’assiette du barrage de Kissir, le flysch Numidien est représenté par :
II.3.1. a. une assise gréseuse : [11]
Des bans de grés épais et réguliers, massifs de 2 à 3 m d’épaisseur ,
constituant un ensemble de 140 à 150 m d’épaisseur , ce sont des Grés quartzeux à
granulométrie hétérométrique , se particularise par la présence de dragés de Quartz ,
de couleur jaunâtre à blanchâtre montrant généralement une carapace ferrugineuse
en surface, entre ces bancs de grés s’intercalent des passées fines d’argiles noires
schisteuses.
Ces bancs gréseux surmontent une alternance de bancs de grés d’épaisseurs
réduites et de marnes de couleur grisâtre à noirâtre, bien visible à la sortie de tunnel
de dérivation .on note aussi dans ce tunnel la présence de poches de 1 à 40 cm de
diamètre remplies par des argiles.
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Les bancs de grés sont marqués par un abrupt tourné vers l’amont vu que
les couches gréseuses de grandes épaisseurs qui constituent le massif plongent de 65°
à 85° vers le NNW, avec une direction variante entre N75° à N90°.
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II.3.1. b. Alternance de bancs de grés et argile : [11]
Les niveaux de grés formant cette alternance se particularisent par une
épaisseur très variante décimétrique à métrique , présentant une granulométrie
variante de fine à moyenne , riche en Quartz, de couleur variable de blanchâtre à
grisâtre et de jaunâtre à rougeâtre rouille à l’altération et à cassure blanchâtre.
Les niveaux argileux sont parfois de couleur noire, riche en matière
organique, et qui montrent des concentrations de sulfures de fer (Pyrite), donnant à
l’oxydation de ces niveaux une teinte rouille. Cette alternance d’argile et de grés est
visible le long de la route en rive gauche sur environ 150m avec une direction
variable de N80° à N90°, et un plongement variable de 50° à 70° vers le sud.
II.3.2. Les formations de l’Oligo-miocène –Kabyle : [11]
Les formations d’Oligo-miocène-kabyle affleurent sur le versant de la rive
droite de l’oued Kissir vers le sud, elles sont représentées par une alternance de pélites
et des bancs de grés micacés, dilacérés et très perturbés (fractures, plissement,…..etc).
Les bancs de grés micacés discontinus et les marnes varicolores présentent
par endroit des microplis très spectaculaires.
Les marnes sont très altérés en surface donnant des horizons argileux,
montrant un débit en plaquettes millimétriques à centimétriques.
Au niveau de la rive droite, prés de l’excavation de l’évacuateur de crue, à
divers endroits dans les formations de l’OMK, apparaissent des fragments non roulés,
à bords anguleux, ainsi que, des bancs discontinus de calcaires bioclastiques remaniés
, plissés, fracturés, et bréchifiés, de couleur gris clair, riche en Nummulites et algues,
ainsi que des argiles rouges de l’Eocène [ d’après H.Djellit1987 ].
Au niveau de l’excavation du tunnel de dérivation, une formation représentée
par des marnes massives grises bleutées à noires dans laquelle est noyée de blocs et
galets de calcaire gris clair.
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II.3.3. Les dépôts quaternaires : [11]
Dans la région de Kissir, les dépôts quaternaires sont représentés pour
l’essentiel par les dépôts des terrasses alluviales et les colluvions (éboulis de pente).
II.3.3. 1. Les dépôts des terrasses alluviales :
II.3.3. 1.a\ Les terrasses alluvionnaires anciennes : [11]
Les dépôts alluvionnaires des hautes terrasses occupant les berges du lit de
l’oued Kissir sont très répandus au niveau du site. Ils sont constitués essentiellement
par un mélange d’argiles, de limons, de sables fins à grossiers, et un faible
pourcentage de graviers et blocs de nature dominée par les grés numidiens.
L’épaisseur de ces alluvions est variable, et peut atteindre parfois les 30 m,
mais elle diminue dans la mesure où l’on s’approche des talus. Ces terrasses
constituent en surface un sol fertile cultivé, elles sont très répandues aussi en aval de
site et remontent sur les talus jusqu’à la côte de 15 m.
II.3.3. 1.b\ Les terrasses alluviales récentes : [11]
Les dépôts alluvionnaires récents appartiennent au lit actuel et à la basse
terrasse de l’oued Kissir, elles sont constituées d’alternances de graviers et cailloux
avec une matrice sableuse constituée de sable fin à moyen avec présence de graviers
et sables fin argileux à argile sableuse parfois à aspect vaseux .on note que les
alluvions récentes formant l’aquifère de la nappe superficielle de l’oued Kissir.
II.3.3. 2. Les colluvions (éboulis de pente) : [11]
Les dépôts colluvionnaires couvrent la totalité des versants en amont et en
aval du site ainsi que le relief gréseux, et sont très étendus sur toute la zone du site.
Ces dépôts sont constitués par des fragments à éléments anguleux de nature
gréseuse, de taille variable centimétrique à décimétrique, emballés dans une matrice
argilo-sableuse, provenant de l’altération superficielle des grés et des marnes.
Ces colluvions ont une épaisseur faible sur les reliefs (0.5 m), et deviennent
de plus en plus épaisses au pied du talus (4 m). Elles sont plus stables sur la rive
gauche du fait de leurs faibles épaisseurs (~1.5m) et de la végétation très dense qui a
tendance à fixer le talus (pente moyenne de 50°). Par contre, en rive droite où la
végétation est moins dense, et la pente est de l’ordre de 30°, ces dépôts présentent des
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reptations superficielles dans les argiles colluvionnaires avec une épaisseur atteignant
les 4 mètres dans les parties basses à la limite de la plaine.
En plus de ces éboulis de pente, il faut signaler la présence de gros paquets
rocheux de grés Numidiens qui se sont détachés, et viennent glisser au pied du versant
ou vers le lit de l’oued, et se trouvent emballés dans les alluvions.
La coupe suivante illustre la répartition de ces éléments au niveau de la rive
droite de l’oued kissir :
Fig. II.7.a : Profil géologique en longue de l’axe du barrage de Kissir.
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II.4. Tectonique souples : [11] D’après la coupe présentée ci-dessus, au niveau de la vallée, les bancs de grés numidiens sont coupés perpendiculairement, cette formation dessine un synclinal dont le coeur est occupé par une mollasse Aquitano-serravallienne et des alluvions. Le flanc nord de l’anticlinal n’est pas visible sur le terrain à cause des dépôts quaternaires qui recouvrent les talus. En plus, les grés numidiens perturbent la structure géologique en cet endroit. Quelques mesures dans la zone de flans nord montrent que les couches plongent de 60° à 75° vers le NNW avec une direction de N70°E. La nappe numidienne repose en contact anormal sur le flysch dissocié. Cette nappe est représentée par des grés en bancs métriques qui plongent de 65° à 85° vers le NNW, avec une direction moyenne variante entre N70°E à N90°E. II.5. Tectonique cassante : [11] Les différentes études effectuées sur la partie occidentale du territoire de la commune de Jijel ont mis en évidence l’existence de réseaux de fractures caractérisées par deux directions principales :
F1: N070°- N100°.
F2: N120°- N150°.
Et une direction secondaire:
F3: N030°- N050°.
Au niveau du site de barrage, la direction principale est F3 (N030°- N050°).
Accompagnée par un réseau de fracture, elle pose un problème d’infiltration d’eau.