Apport de la télédétection, du SIG, de l’hydrochimie et de la modélisation dans l’étude des ressources en eau dans la région de Sétif Cas du bassin versant de Bousselam

dc.contributor.authorKHEMMAL , Hichem Yakoub
dc.contributor.authorHANI , Azzedine Encadrant
dc.date.accessioned2026-06-18T13:53:50Z
dc.date.issued2026
dc.description.abstractThis thesis develops and applies an integrated, reproducible workflow—combining remote sensing, GIS, hydrochemistry and multi-criteria decision modeling—to de-lineate and understand groundwater recharge potential on the semi-arid high plateau of Sétif, Algeria. It begins with a detailed digitization of the regional geological map to characterize lithological units and aquifer materials. High-resolution ASTER GDEM v3 data are then hydro-conditioned in QGIS to derive drainage density and slope layers that quantify how terrain morphology governs the balance between in-filtration and runoff. Concurrently, NASA-POWER precipitation and temperature records (1980–2019) are processed to generate spatially continuous annual rainfall and temperature surfaces. These surfaces reveal the onset of the recharge period and guide the timing of land-cover classification using Landsat 8 OLI/TIRS im-agery at the moment when aquifer replenishment begins. Landsat 8 OLI/TIRS im-agery—interpreted alongside the geological map—is also employed to extract struc-tural lineaments that control subsurface flow pathways. Field-based hydrochem-ical investigations—including piezometric profiling, major-ion ratio analysis and total dissolved solids (TDS) measurements—trace recharge signatures in ground-water and provide empirical constraints for model calibration. Six thematic lay-ers (lithology, lineament density, slope, drainage density, rainfall intensity and land cover) are weighted through the Analytic Hierarchy Process and overlaid in QGIS to produce a groundwater recharge potential zoning map. Independent split-sample ROC analysis and TDS-based thresholds confirm the model’s ability to discrimi-nate recharge-rich from recharge-poor zones. The results highlight the northern sec-tor—characterized by high rainfall intensity, permeable formations and low drainage density—as the most promising target for recharge enhancement. By integrating ge-ological, geomorphological, climatic and hydrochemical evidence, this methodology provides a robust decision-support tool for prioritizing field investigations and de-signing adaptive water-management strategies in semi-arid basins.
dc.description.sponsorshipCette thèse développe et applique un protocole intégré et reproductible—combinant télédétection, SIG, hydrochimie et modélisation multicritère—pour délimiter et com-prendre le potentiel de recharge des eaux souterraines sur le plateau aride de Sétif,Algérie. Elle débute par la numérisation détaillée de la carte géologique régionale afin de caractériser les unités lithologiques et les matériaux aquifères. Des données ASTER GDEM v3 à haute résolution sont ensuite hydro-conditionnées dans QGIS pour dériver les couches de densité de drainage et de pente, quantifiant l’influence de la morphologie du terrain sur l’équilibre infiltration/ruissellement. Parallèle-ment, les séries de précipitations et de températures NASA-POWER (1980–2019) sont traitées pour générer des surfaces spatiales annuelles de précipitations et de températures. Ces surfaces révèlent le début de la période de recharge et guident le moment de la classification de l’occupation du sol à partir des images Landsat 8 OLI/TIRS, au démarrage de l’alimentation de l’aquifère. Les images Landsat 8 Abstract recharge. Une validation indépendante par analyse ROC en échantillonnage frac-tionné et des seuils basés sur les TDS confirment la capacité du modèle à discrim-iner zones à fort potentiel de recharge et zones à faible potentiel. Les résultats soulignent le secteur nord—caractérisé par une forte intensité pluviométrique, des formations perméables et une faible densité de drainage—comme la zone la plus prometteuse pour renforcer la recharge. En intégrant des données géologiques, géo-morphologiques, climatiques et hydrochimiques, cette méthodologie offre un outil décisionnel robuste pour prioriser les campagnes de terrain et élaborer des stratégies de gestion adaptative de la ressource en eau dans les bassins semi-arides. OLI/TIRS—interprétées de concert avec la carte géologique—permettent également l’extraction de linéaments structuraux contrôlant les écoulements souterrains. Les investigations hydrochimiques sur le terrain—profilage piézométrique, analyse des rapports d’ions majeurs et mesures des solides dissous totaux (TDS)—mettent en évidence les signatures de recharge dans les eaux souterraines et apportent des con-traintes empiriques pour la calibration du modèle. Six couches thématiques (litholo-gie, densité de linéaments, pente, densité de drainage, intensité pluviométrique et occupation du sol) sont pondérées selon le Processus d’Analyse Hiérarchique puis superposées dans QGIS pour produire une carte de zonage du potentiel de recharge. Une validation indépendante par analyse ROC en échantillonnage frac-tionné et des seuils basés sur les TDS confirment la capacité du modèle à discrim- iner zones à fort potentiel de recharge et zones à faible potentiel. Les résultats soulignent le secteur nord—caractérisé par une forte intensité pluviométrique, des formations perméables et une faible densité de drainage—comme la zone la plus prometteuse pour renforcer la recharge. En intégrant des données géologiques, géo-morphologiques, climatiques et hydrochimiques, cette méthodologie offre un outil décisionnel robuste pour prioriser les campagnes de terrain et élaborer des stratégies de gestion adaptative de la ressource en eau dans les bassins semi-arides.
dc.identifier.urihttps://repository.univ-setif.dz/handle/123456789/1103
dc.language.isoen
dc.publisherSetif 1 University - Ferhat ABBAS , Institute of Architecture and Earth Sciences
dc.subjectHydrochemistry
dc.subjectorthern Upper Bousselam
dc.subjectFORESTRY, AGRICULTURAL SCIENCES and LANDSCAPE PLANNING::Area technology::Remote sensing
dc.titleApport de la télédétection, du SIG, de l’hydrochimie et de la modélisation dans l’étude des ressources en eau dans la région de Sétif Cas du bassin versant de Bousselam
dc.typeThesis

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