Caractérisation et évaluation de la qualité des sols agricoles irrigués par les eaux usées drainées par l’Oued Day, Béni Mellal (Maroc)

Abstract

L’objectif principal de ce travail de thèse consiste à l’évaluation de la qualité des sols agricoles irrigués par les eaux usées drainées par l’Oued Day de la région de Béni Mellal. À cette fin, nous avons collectés 35 échantillons des sols agricoles d’une superficie totale de 26563,54 ha, avec une profondeur de 30 cm. Dans un premier temps, nous avons analysés tous les échantillons pour déterminer leurs caractéristiques physico-chimiques (pH, CE, CaCO3, texture, MO, CO, CEC) et les éléments métalliques spécifiques (As, Cr, Cu, Cd, Ni, Pb, Zn et Fe) en étudiant la relations entre ces caractéristiques par une analyse statistique. Les résultats ont montré que les sols étudiés ont une texture argileuse à limono-argileuse. Ils sont riches en MO, en CEC et en carbonates avec un pH alcalin ce qui explique la basicité de ces sols. Ils ont une faible CE et par conséquent une faible salinité. Ces sols peuvent être considérés comme des sols moyennement à fortement magnétiques avec des niveaux élevés d'éléments métalliques qui sont supérieurs aux valeurs des fonds géochimiques à l'exception de Ni. De plus, les concentrations de Pb et de Cd ont dépassé considérablement les limites fixées par l'Organisation Mondiale de la Santé. Les résultats des indices de pollution ont montré que les sols étudiés sont moyennement à fortement contaminés. La distribution spatiale des métaux lourds a montré des concentrations élevées dans le centre et l’amont de l’Oued Day, et les concentrations diminuant progressivement de l’amont vers l’aval de ce dernier. Les résultats des analyses statistiques ont montré une corrélation significative et positive entre tous les métaux lourds, indiquant une source identique ou similaire. Ils ont montré, également, que la contamination est liée au type d'irrigation, aux pratiques d'agriculture intensive et aux propriétés du sol (pH, OM, CaCO3). Dans un second temps, nous avons réalisé une expérience au laboratoire en déterminant la distribution verticale des métaux lourds (As, Cr, Cu, Cd, Pb, Zn et Fe) dans les profils de sols (non irrigué et irrigué par les eaux usées) et deux types de lysimètre (chacun contient un type de profil de sol). Ces deux types de lysimètre sont irrigués systématiquement par les eaux usées pendant 3 ans. Les résultats de cette expérience montrent que l’irrigation des sols par les eaux usées provoque une contamination d'origine anthropique des sols en Cd, Pb et As. Ainsi que la distribution verticale montre que les concentrations en As, Cr et Fe augmentent selon la profondeur, tandis que Pb et Cu diminuent selon la profondeur. Finalement, nous avons évalué la qualité des sols étudiés en utilisant la méthode d’analyse multi-critères (AHP), des modèles d’apprentissage automatique (ML) et les systèmes d’information géographiques (SIG). Cette étude a montré que 29.2 % des sols de la zone d’étude ont une excellente à bonne qualité, environ de 39.13% ont une qualité moyenne. Cependant, 31.67% des sols ont une mauvaise qualité pour une agriculture intensive durable. Pour conclure, ces résultats fournissent des données géochimiques précieuses pour aider les gestionnaires de l'utilisation des terres, les décideurs et les organisations environnementales dans leurs efforts pour surveiller la qualité des sols