Nous tenons à remercier tous les membres de l’association de Mahdia pour leur aide au cours de l’échantillonnage.
1Le littoral tunisien comporte plusieurs environnements hypersalins de taille et de caractéristiques physiques et écologiques variées (Sassi, 1969 ; Pertuisot, 1975 ; Mansouri, 1987 ; Carbonel et Pujos, 1982 ; Carbonel, 1980 ; Jouirou, 1982 ; Lachenal, 1989 ; Chairi, 2005 ; Lakhadar et al., 2006 ; Gargouri ben Ayed et al., 2007 ; Zaara‑Ben Mousbah et al., 2010 ; Zaibi et al., 2016). L'étude de ces environnements hypersalins a commencé fin 1960 sur les systèmes évaporitiques du Cap Bon et du Sud-Est tunisien (Sassi, 1969 ; Perthuisot, 1975). Les actions sur les systèmes du Sahel ont débuté avec les travaux de Kamoun (1981) sur la sebkha de Moknine.
2Le Sahel méridional est formé par une alternance de collines et de plaines (Kamoun, 1981). Les altitudes sont partout faibles (< 180 m). Parmi les ensembles de collines, les plus imposants sont ceux des Zéramedine‑Beni Hassen et de Boumerdès‑El Jem. Les points les plus élevés ne dépassent pas 180 m. Dans les plaines les plus étendues de Ksour Essaf Mahdia et de Moknine, les altitudes sont plus faibles et les secteurs déprimés de ces unités topographiques sont occupés par des sebkhas dont les fonds sont en dessous du niveau de la mer (fig. 1) : -9 m à sebkha Moknine et -4 m à sebkha Gotaia à l'ouest de Mahdia (Bedir et Zargouni, 1986 ; Chairi, 2005 ; Brahim et al., 2014). Les pentes sont douces sur les versants des collines, faibles ou nulles dans les plaines. Les accidents tectoniques sont à l'origine de ces écosystèmes lagunaires et dépressions endoréiques en effet, les bassins losangiques formés au Tyrrhénien, sont la résultante de la réactivation des failles anciennes bordières au graben de Mahdia en décrochements distensifs est‑ouest et N160. L'affaissement plus important de ces failles permet l'installation des quatre sebkhas de Mahdia : Gotaia, Eliane, Kassesse, Ben Rayad (Amari et Bédir, 1988).
3La sebkha de Moknine est l'exutoire des sebkhas de Gotaia et Eliane et des oueds Chiba et Rejel Chiba en constituant un relais des dépressions. La distance séparant la sebkha de Moknine de celle de Gotaia (11 km) est parcourue par l’oued Chiba dans le point de communication avec les oueds Glat et Rharraf se prolonge en oued Rejel Chiba.
4L’étude de la sebkha de Moknine menée par Chairi en 2005 n'a pas relevé la présence d'un indice marin dans les faciès minéral et organique. Cependant, les études des sebkhas côtières de Boujmal au Sud (Lakdhar et al., 2006), Ariana (Zaara‑Ben Mosbah et al., 2010) au Nord‑Est, Bou zid (Farhat et Ben Mammou, 2010) Guetiat (Gargouri ben Ayed et al., 2007), Dherai (Zaibi et al., 2016) ont bien montré que ces systèmes ont été ouverts sur la Méditerranée et que le passage vers un système endoréique était progressif en se basant sur la datation C¹⁴ et/ou Th/U (Zaara‑Ben Mosbah et al., 2010 ; Zaibi et al., 2016). Ce passage est bien enregistré dans les colonnes sédimentaires des systèmes cités et se manifeste par des indices biologiques de la dernière transgression marine datée holocène. Afin de compléter l'étude de l'évolution du système de Moknine en environnement endoréique, nous avons étudié les colonnes sédimentaires des dépressions de Gotaia et Eliane situées au sud de la sebkha de Moknine en se basant sur la géomorphologie dynamique (sédimentologie et minéralogie) pour rechercher des indices sur la période de régression et la fermeture du bassin de Moknine.
5La sebkha de Gotaia est située au nord‑ouest de la ville de Mahdia. Sa superficie est de 25 km². Les parties nord et ouest se trouvent à 1 m d'altitude (par rapport au niveau de la mer), les parties orientale et méridionale sont respectivement à -4 m et -2 m de profondeur. Le fond de la sebkha est à -4 m (fig. 1B). Elle est caractérisée par la présence des plantes halophiles (Zygophyllum album, Salicornia arabica) et des tapis de cyanobactéries (fig. 1C‑D).
6La sebkha Eliane est moins étendue et se trouve au sud-ouest de la ville de Mahdia. Sa superficie est de 18 km². les parties septentrionale et orientale sont à -3 m alors que les parties méridionale et occidentale à -2 m. Le fond de la sebkha se trouve à -3 m (fig. 1B).
Fig. 1 – Site d'étude.
Fig. 1 – Study area.
A : Localisation des sites d'étude ; B : Points d'échantillonnage ; C : Vues de la sebkha de Gotaia. 1. Tapis de cyanobactéries ; 2. Oliviers et plantes halophiles. D : Vue de la sebkha d’Eliane. 3. Vue sur l'ombilic de la paléosebkha et détail sur les dépôts de la lunette.
A: Location of study site. B: Sampling points; C: Views of the Gotaia sebkha. 1. Cyanobacterial mats; 2. Olive trees and halophyte plants. D: View of the Eliane sebkha. 3. Umbilicus of the paleosebkha and detail on the deposits of the bezel.
7 La sebkha d'Eliane est entourée par des lunettes formées par des dunes (fig. 1D) issues de transport éolien et fixées par des plantes halophytes formées par des associations de Zygophilum album, Atriplexinflata, Lygiumspartum, Salicornia arabica.
8 Les oueds suivent le tracé des failles majeures bordières est‑ouest et N160 (Bédir et Zargouni, 1986 ; Bouri et Ben Dhia, 2010). La plus grande partie de ce bassin, soit 537 km², est drainée par l'oued Redjel Chiba, exutoire des sebkhas Eliane et Kotaia et des oueds Glat et Rharraf (fig. 2).
Fig. 2 – Réseau hydrographique et bassin versant de la zone d’étude.
Fig. 2 – Hydrographic network and catchment area of study area.
9La ville de Mahdia connaît une amplitude thermique de 12,2°C, se traduisant par des épisodes chauds atteignant 23,9°C et des épisodes froids de 11,7°C. Ces températures confèrent à cette ville une température annuelle moyenne de 17,8°C. Les précipitations annuelles varient de 350 à 400 mm. La pluie tombe essentiellement en automne avec 55 % du volume des précipitations annuelles. En hiver, 25 % uniquement du volume total des précipitations est mesuré (INM, 2007). L'ensoleillement moyen de la ville de Mahdia se situe près de la moyenne du pays. Le maximum d'ensoleillement est enregistré au mois de juillet (11,2 h/jour) et le minimum au mois de janvier (5 h/jour).
10L'étude de la géomorphologie dynamique des dépressions évaporatoires de Gotaia et Eliane sera basée sur la sédimentologie, la minéralogie et la morphologie. La géomorphologie définira l’ensemble des unités morpho-structurales visibles dans les sebkhas afin de comprendre l’évolution récente de ces deux dépressions. La sédimentologie et la minéralogie délimiteront les zones de dépôts en fonction de la répartition granulométrique (sable, limons et argiles) et la nature des minéraux. Cette répartition tient compte à la fois de la nature des apports et du dynamisme du milieu.
11Six profils sont étudiés (fig. 3), RCo dans oued Rejel Chiba, OC dans oued Chiba, Go1 et Go2 dans sebkha de Gotaia, et E1 et E2 dans la sebkha d’Eliane. L'échantillonnage est réalisé par carottage au moyen de tube en PVC (Ø = 75 mm) sur une profondeur de 1 m en moyenne sur deux radiales. La première regroupe les deux carottes des oueds et les carottes périphériques des sebkhas et la deuxième regroupe les deux carottes des parties centrales.
12Les sédiments sont prélevés par séquences de dépôt distinctes par leurs faciès, couleur et présence de débris de faune ou de flore. Les techniques granulométriques permettent l’analyse des dépôts sédimentaires granulométrie, faciès, etc., et indiquent les conditions d’érosion, de transport et de dépôt. Le relevé de la position spatiale des dépôts permet d’établir une datation relative des évènements géomorphologiques.
13Les subdivisions de la fraction sableuse obtenues par tamisage à sec d’un sédiment total (100 g) décalcifié (HCl, 0.1N), sur une série de tamis de type AFNOR (2 mm à 63 µm), sont exprimées sous forme de graphique avec une échelle semi‑logarithmique. La courbe cumulative est interprétée à l'aide de plusieurs paramètres : fractiles, coefficient d'uniformité et indices granulométriques (Mz, Ski, etc.) (Folk et Ward, 1957 ; Rivière, 1977 ; Chamley, 2000).
14L'étude minéralogique du cortège argileux (Grim, 1968 ; Caillère et Henin 1963 ; Caillère et al., 1982) analysé sur la fraction fine (< 63 µm) traitée et brute et des minéraux non argileux déterminés dans le sédiment total a été faite par diffractométrie aux rayons X (Brown, 1961). Cette méthode consiste à utiliser la propriété de diffraction d'un faisceau monochromatique de RX par les plans réticulaires selon la loi de Bragg (Brown, 1961).
15Les agrégats orientés (minéraux argileux) sont déterminés sur un échantillon attaqué à l'eau oxygénée (H2O2 : 110 volumes), à chaud (70°C), pour éliminer la totalité de la matière organique et faciliter aussi la défloculation des argiles. Les carbonates sont éliminés par addition de quelques gouttes de HCl 2N à froid. L'échantillon est ensuite lavé par centrifugations répétées (3 000 tr/mn pendant 15 mn), afin d'éliminer les sels jusqu'à l'obtention d'une suspension stable. Enfin, une aliquote de la partie supérieure de la suspension est étalée sur une lame en verre, à l'aide d'une pipette pasteur, puis séchée à l'air libre.
16Le diagramme de poudre (minéraux non argileux) est obtenu à partir d'un échantillon finement broyé dans un mortier en agate, avant d'être placé sur un porte échantillon spécialement confectionné pour le passage aux rayons X. La technique consiste à irradier l'échantillon dans l'espace angulaire compris entre 3° et 60° en utilisant la radiation Kα du cuivre. Les minéraux sont identifiés grâce à leurs raies caractéristiques.
17La distribution des sédiments de la sebkha d'Eliane montre une nette différence entre la périphérie et le centre de ce système. La bordure représentée par E1 est caractérisée par des dunes argilo-sableuses. La fraction sableuse diminue de la surface en profondeur avec un pourcentage en fraction grossière (FG > 63 µm) variant de 30 % à la surface à 10 % en profondeur. Le centre de la sebkha représenté par le profil (E2) révèle l'abondance de la fraction fine (90 %) et l'enrichissement en fraction grossière à la base (fig. 3).
Fig. 3 – Description lithologique des profils des sebkhas Eliane (E1 et E2) et Gotaia (Go1 et Go2) et des oueds Chiba (OC) et Rejel Chiba (ORc).
Fig. 3 – Lithological description of the profiles of the Eliane (E1 and E2) and Gotaia (Go1 and Go2) sebkhas and the Chiba (OC) and Rejel Chiba (ORc) wadis.
1. Argile ; 2. Argile-sableuse ; 3. Silt ; 4. Sable.
1. Clay; 2. Clay-sandy; 3. Silt; 4. Sand.
18L'horizon (E2-3 de 80 à 100 cm) de la base de la carotte E2 a renfermé une quantité importante en fraction grossière et a permis la détermination des paramètres granulométriques et du mode de dépôt. Le faciès est noté sable très fin selon le diagramme ternaire (GSM diagram). La courbe granulométrique est sublogarithmique (fig. 4A) caractérisant les sédiments fins plus ou moins vaseux des cours inférieurs des fleuves, les vases estuariennes ou deltaïques, ainsi que des vases lagunaires (Chamley, 2000). D'une manière générale, ce faciès caractérise des suspensions gradées au sens de Passega (1957). L'analyse de la distribution de la taille des grains des sables montre que les différentes tailles allant du moyen (< 2 ϕ) au très fins (3 ϕ ‑4 ϕ) sont présentes en proportions égales (40 à 45 %). La Moyenne (D50) des particules ou bien la médiane montre une valeur de 101 µm ou 3,31 ϕ. Les particules sont essentiellement de taille très fine. En effet, la valeur du grain moyen (MZ) est estimée de 3,23 ϕ indiquant la présence de sable très fin. Ces particules sont presque asymétriques vers les sables grossiers (Ski = -0,11 ϕ) et sont modérément classées (σ : 0,95 ϕ).
Fig. 4 – Courbes cumulatives.
Fig. 4 – Cumulative percentage curves
A : Sédiments de la sebkha Eliane ; B : Sédiments de la sebkha Gotaia.
A: Sand deposit in Eliane sebkha; B: Sand deposit in Gotaia sebkha
19Les deux profils Go1 et Go2 montrent une nette distribution inverse dans la taille des particules (fig. 3). La fraction fine (FF < 63 µm) et la fraction grossière (FG > 63 µm) sont présentes dans les deux profils à différentes proportions. Go1 caractérisant la périphérie est formé par une abondance de FG arrivant à 100 % en profondeur. Toutefois un enrichissement en FF se remarque jusqu'à 50 cm où elle forme l'essentiel de l'horizon 2. Le profil du centre de la sebkha (Go2) révèle une abondance de FF et un enrichissement en FG sur 30 cm en profondeur.
20Le profil périphérique (GO1) de la sebkha Gotaia montre un enrichissement en fraction grossière (FG > 60 %) à la base de la carotte (GO1‑3). La distribution de la taille des grains estimée en unité de (ϕ) montre une abondance (50 %) en particules de taille entre 3‑2 ϕ, une faible proportion (15 %) caractérise les particules de taille > 4 ϕ. Les sables à la base sont très fins et modérément classés (σ = 0.87 ϕ) témoignant d'une énergie assez forte lors de la sédimentation. Les sables déposés à la périphérie en premier temps s'illustrent par une courbe en forme de S (fig. 4B) exprimant un mode de dépôt de ruissellement à indices d'évolution très élevée.
21L'horizon de surface (GO1‑1) est enrichi en fraction fine donnant un sable argileux modérément classé (σ = 0.75 ϕ) indiquant que le mode de transport est toujours assez important. Le maximum de taille des grains est entre 5 et 4 ϕ. La médiane (D50) est estimée de 129 µm ou 3 ϕ à la base et de 50 µm ou 4 ϕ à la surface. La moyenne à 50 % prouve l'enrichissement en fraction fine à la surface. C'est une période d'envasement exprimée par une courbe cumulative bimodale (fig. 4B) exposant un apport de fraction fine. C'est un faciès parabolique normal, avec une courbe régulièrement arrondie montrant une immobilisation en masse des "charges de lit" par diminution de la capacité de transport et une sédimentation forcée. Elle correspond à des dépôts de courant se produisant en fin de crues par excès de charge lorsque s'atténuent la vitesse et la turbulence du fluide transporteur (Chamley, 2000). Au cours du dépôt, le matériel fin se trouve plus au moins piégé au milieu des éléments plus grossiers. Ces sédiments ont tendance à présenter des granulométries caractérisées par l'orientation vers le haut de la concavité des courbes granulométriques semi-logarithmique (fig. 4B). Le faciès ultra parabolique (Go1‑1) correspond plutôt à des apports locaux donc de ruissellement.
22Le centre de la sebkha de Gotaia est le siège de dépôt essentiellement fin mais deux horizons Go2‑2 et Go2‑3 révèlent le dépôt de sable fin. Ce dernier associé à la fraction silteuse donne ainsi un faciès. C'est le même faciès décrit dans la sebkha Eliane.
23La médiane (D50) est de 161 µm ou 2,63 ϕ à 20 cm et de 80 µm ou 3,64 ϕ à 30 cm de profondeur. La moyenne de la taille des grains est plus fine en profondeur où le faciès est essentiellement argileux. L'apport d'un stock sableux fin à très fin vers 50 cm est lié à une dynamique assez forte des particules qui les traînent vers le centre de la sebkha ou bien des apports de différentes directions. Les silts sableux occupant l'horizon 2 et 3 sont mal classés, l'indice de classement (σ) d'après Folk et Ward (1957) varie de 1,07 ϕ en GO2‑2 et de 1,05 ϕ en GO2‑3 indiquant un mauvais classement. Ces particules sont déposées par excès de charge.
24Les courbes cumulatives de ces horizons ont une forme bimodale un mode centré sur les particules de taille fine et un autre sur les particules grossières. L'indice SK ou skewness est de 0,18 ϕ à 20 cm de profondeur montrant que les particules sont asymétriques vers les fines et de -0,37 ϕ à 50 cm de profondeur indiquant que les particules sont asymétriques vers les grossières. Le grain moyen (moyenne Mz) varie de la périphérie au centre de la sebkha (3 à 3,7 ϕ à la périphérie et de 2,8 à 3 ϕ au centre). La moyenne indique que les sables déposés à la périphérie sont très fins alors que ceux occupant le centre sont des silts. La différence dans la granulométrie montre une dynamique faible dans ce système.
25Le faciès parabolique présentant une fraction fine excédentaire de caractère hyperbolique correspondant à des remaniements de sédiments très fins, suraccumulation, piégeage ou à des actions pédologiques. Les sédiments concordent à des suspensions uniformes au sens de Passega (1957), déposées par décantation en eaux calmes correspondant à des milieux limniques, suffisamment étendus et profonds, à des eaux encombrées de végétation, aux mares et étangs résiduels des plaines d'inondation.
26Le profil de Oued Chiba est caractérisé par une abondance de la fraction grossière (FG > 63 µm) à la base (100 %) et d'une augmentation du taux de la fraction fine (FF < 63 µm) au sommet. Cette répartition est comparable à celle de la périphérie de la sebkha de Gotaia. Les particules de taille entre 3 et 2 ϕ sont abondantes à la base du profil, alors que 15 % caractérisent les particules de taille > 4 ϕ. Le faciès est noté sables très fins et modérément classés (σ = 0,89 ϕ). L'énergie de dépôt est assez forte. Le sommet est caractérisé par une abondance des particules entre 4 et 5 ϕ. Les sables sont modérément classés (σ = 0,75 ϕ). La moyenne à 50 % prouve l'enrichissement en fraction fine à la surface et le dépôt argilo-sableux. Les courbes sont de type logarithmique exposant un mode de transport par les courants et un dépôt par excès de charge lorsque la vitesse de ces courants diminue (Chamley, 2000).
27Les dépôts de la base de la carotte l'oued Rejel Chiba et l'horizon de surface sont des sables fins modérément classés (σ = 0,23‑0,52). Les valeurs de SKI (0,58‑1,2) caractérisent un stock presque symétrique. Le coefficient U < 2 prouvent l'uniformité de la granulométrie. La moyenne Mz entre 2,38 ϕ et 3,1 ϕ, indique que les sables sont très fins. Le milieu est de faible énergie (Md 110‑180 µm).
28Le faciès sableux est caractérisé par des courbes cumulatives sub-logarithmiques typiques des cours inférieurs, des embouchures, des lagunes et des vases dans les zones protégées. Le même faciès caractérise les sables déposés dans la sebkha d'Eliane.
29Quatre minéraux sont détectés dans le diagramme de RX : quartz, calcite, gypse et halite.
Le quartz est présent dans les sebkhaset les oueds qui s'alimentent de cette dernière. Il varie verticalement et latéralement. Les sédiments de la sebkha Eliane enregistrent en moyenne 40 % à la périphérie et de 35 % au centre (tab. 1). La sebkha de Gotaia renferme 40 % en moyenne à la périphérie et 45 % au centre. Le quartz est de 41 % dans oued Chiba et 36 % dans oued Rejel Chiba en moyenne (tab. 1). Il est plus abondant dans les faciès grossiers ou' il varie dans les niveaux sableux des profils étudiés entre 55 % en oued Chiba et 70 % dans Go2.
Fig. 5 – Variations de la calcite et du gypse en fonction du quartz.
Fig. 5 – Calcite and gypsum variations versus quartz.
Tab. 1 – Pourcentages des minéraux non argileux des sédiments bruts.
Tab. 1 – Data of non clay minerals from total sediments.
C : Calcite ; G : Gypse ; H : Halite; Q : Quartz.
C: Calcite; G: Gypsium; H: Halite; Q: Quartz.
30Le seul minéral carbonaté présent dans tous les profiles étudiés est la calcite. Elle varie de 7 % dans oued Rejel Chiba à 33 % au centre de la sebkha d'Eliane (tab. 1). L'origine de la calcite est mixte. Une corrélation positive dans la distribution du quartz et la calcite (fig. 5). Les faciès sableux et sablo-argileux sont plus riches en calcite. Celle-ci est plus abondante à la périphérie.
31Deux minéraux sont distingués, le gypse et la halite qui est détectée uniquement dans l'oued Rejel Chiba. Le gypse est présent en quantité importante dans le système de Gotaia et Eliane. Latéralement, un gradient croissant de concentration se remarque de la périphérie au centre. Verticalement, l'oscillation des taux est remarquable (tab. 1). Toutefois les valeurs varient de 10 % à la base de E2 à 40 % au sommet du même profil.
32La halite, minéral chloruré, résulte d'une évaporation complète des eaux. Elle n'est détectée que dans l’oued Rejel Chiba. Elle précipite avec des taux de 20 % en moyenne (tab. 1).
33Dans la sebkha de Gotaia, la kaolinite est la plus abondante à la périphérie et se présente à 60 % en moyenne. Celle-ci est bien cristallisée. L'illite est moins abondante, avec un pourcentage de 25 % en moyenne. La smectite est la moins abondante et ne renferme que 15 %. Celle-ci est très dégradée. Les trois minéraux argileux sont hérités du bassin versant.
34Dans la sebkha d'Eliane, le cortège argileux est similaire à celui du centre de la sebkha de Gotaia. L'abondance des trois minéraux est identique.
35La smectite est plus abondante dans les sédiments au niveau de l'embouchure de l'oued Rejel Chiba. Elle représente 42 %. L'illite représente 33 % et la kaolinite, moins abondante n'atteint que 25 %. Les argiles dans l’oued Chiba sont caractérisées par une abondance de la kaolinite 60 %, de l'illite et la smectite en proportion comparable.
36La reconstruction paléogéographique des bassins d'Eliane et Gotaia à travers la répartition verticale des sédiments déposés montre la présence de séquences sédimentaires distinctes de la bordure vers le centre de ces systèmes (fig. 3).
37Les dépôts à l'amont et en aval de l’oued Rejel Chiba sont caractérisés par des sables fins au bord et une vase argileuse dans le lit de l'oued (Chairi, 2004). Le profil de la carotte ORc montre une répartition comparable à celles de la zone médiane de la sebkha de Moknine (Chairi, 2004, 2005) et la zone périphérique de la sebkha de Gotaia.
38La sebkha d'Eliane est caractérisée par une séquence argilo-sableuse à la périphérie et deux séquences au centre formées par un dépôt d'argile (50 cm) suivi par un dépôt granocroissant de même épaisseur constitué d'un niveau argileux (20 cm) et d'un niveau sableux (30 cm).
39Les colonnes sédimentaires de la sebkha de Gotaia montrent les mêmes types de faciès granulométriques mais avec une distribution nette à travers le temps et l'espace. La bordure de la sebkha présente un remplissage de deux séquences. La première d'épaisseur environ 50 cm formée par une argile-sableuse et la deuxième composée d'un niveau argileux et un niveau sableux rappelant la séquence basale au centre de la sebkha d'Eliane. Le centre est occupé par une colonne de deux séquences dont la distribution de taille des grains est inverse. La première de 20 cm d'épaisseur est granocroissante (A‑S) et la deuxième de 80 cm d'épaisseur est granodécroissante (AS‑A).
40La répartition spatiale et temporelle rappellent la colonne sédimentaire de la sebkha de Moknine où des séquences granocroissante et granodécroissante se répartissent de la périphérie au centre de ce bassin (Chairi, 2005).
41Le niveau sableux à la base des carottes E2, Go1 et Go2 montre que le système à un temps t0 était le siège de même type de dépôt constitué par des faciès sableux. L'enrichissement en fraction fine et le passage vers des sables-argileux, argile-sableux et argiles exprime une phase d'envasement du système conjugué de Gotaia et Eliane (fig. 3). L'évolution des bassins dans le temps (t1) est une période de comblement.
42La répartition spatiale des différents faciès est régie essentiellement par la dynamique des courants de transport. La répartition granulométrique des sédiments dans le profil est le reflet de la topographie et du degré local de l'énergie des courants d'eau. En effet, l'environnement bioclimatique de type semi-aride, conditionne fortement l'action des vents dominants, de direction nord‑ouest, dans l'alimentation de la couverture sédimentaire des sebkhas d’Eliane et Gotaia par des sédiments fins du bassin versant. Ce matériel allochtone est redistribué dans le milieu évaporatoire par la dynamique propre de ces systèmes. Le vecteur essentiel des apports est le ruissellement sur les formations avoisinantes dans la sebkha d'Eliane. Pendant la période sèche, l'ombilic de la sebkha s'assèche et le vent fait la déflation à partir du fond vers les bordures.
43À la périphérie du système Gotaia et dans oued Chiba, le faciès parabolique à dominance sableuse caractérise un milieu agité et indique une hétérogénéité du stock sableux correspond à des sédiments déposés par excès de charge et caractérise des sables triés au cours d'un transport dans un milieu à forte énergie.
44À la périphérie de la sebkha d’Eliane, le faciès ultra parabolique indique que la fraction fine excédentaire de caractère hyperbolique correspond à des remaniements de sédiments très fins, suraccumulation, piégeage ou à des actions pédologiques. Les sédiments correspondent à des suspensions uniformes au sens de Passega (1957), déposées par décantation en eaux calmes correspondant à des milieux limniques.
45Au centre de la sebkha d'Eliane et dans l’oued Rejel Chiba, le faciès logarithmique à sub-logarithmique, à dominance argileuse exprime un dépôt des sédiments par excès de charge lors de la diminution de la vitesse de transport.
46Au centre de la sebkha de Gotaia, le faciès hyperbolique à dominance silto‑argileuse traduit des milieux calmes ou des zones protégées. Les sédiments sont déposés par décantation de "suspensions uniformes" dans un milieu calme où l'hydrodynamique est assez lente pour les remettre en suspension.
47Le quartz est le minéral le plus important. Ce dernier est charrié par les oueds à partir du bassin versant reflétant un détritisme. L'exoscopie révèle une forme émoussée luisante (LE) des grains de quartz, indiquant un transport par l'eau (Chairi, 2005). Dans la région du sahel, les affleurements sont rares ce qui en rend difficile l'étude. Cependant les formations reconnues d'après les études de Kamoun (1981) et Amari et Bedir (1988) sont d’âge miocène et plio‑quaternaire et sont formées par des argiles, sable, argiles‑sableux et sables-argileux. Elles sont l'origine des alluvions dans les dépressions du sahel.
48La calcite et le gypse présentent une corrélation positive avec le quartz. Ces minéraux sont plus abondants dans les faciès quartzeux. La calcite a une origine authigène par précipitation et (ou) à partir de la faune présente essentiellement sous forme de coquilles de gastéropodes terrestres (fig. 6) et une origine terrigène à partir des formations carbonatées du bassin versant des formations réjiche et douira (Kamoun1981).
Fig. 6 – Gastéropode et cristaux de gypse dans les sédiments sableux des sebkhas étudiées.
Fig. 6 – Gastropod and gypsum crystals in sandy sediments of sebkha studied.
G : Gastéropode ; R : Gypse en rose de sable ; C : Gypse lamellaire.
G: Gastropod; R: Pink sand gypsum; C: Lamellar gypsum.
49Le gypse est un minéral authigène. Il prend naissance dans les sédiments des sebkhas de Gotaia et Eliane. Il est présent sous forme de cristaux lamellaires ou en roses de sable dans l’oued Rejel Chiba (fig. 6). Ces cristaux sont d'origine diagénétique. Ils sont produits par précipitation suite à l'évaporation totale des eaux interstitielles remontées par capillarité. Ce phénomène est déjà remarqué dans les sebkhas de Moknine (Chairi, 2005) et de Sidi el Hani (Essafi et al., 2014). La sebkha de Sidi el Hani est située à l’ouest de la sebkha de Moknine. Elle est distante de 54 km de celle-ci et elle est issue du même accident tectonique (Amari et Bedir, 1988).
50Les eaux à l'embouchure de l’oued Rejel Chiba sont plus chargées en sel permettant le dépôt d'une couche de la halite à la surface. Par ailleurs, la teneur en halite diminue de la surface vers le fond. Cette diminution peut être interprétée de deux manières : soit la concentration des eaux n'était pas suffisamment élevée pour alimenter une précipitation abondante d’halite lors du dépôt des sédiments, soit une dissolution ultérieure a fait baisser le taux de ce minéral.
51Les argilites sont d'origine détritique. Elles dérivent du bassin versant et se déposent par suspension gradée dans ces systèmes calmes.
52La présence de peu de coquilles de gastéropodes terrestres à la périphérie et l'absence d’organismes au centre sont un obstacle pour la détermination de l'âge de ces sédiments. Cependant, les profils sédimentaires de 1 m de profondeur caractérisant le système évaporatoire de Gotaia avec une nette distribution de la périphérie au centre et de la surface vers la base correspondent relativement à 1 000 ans. Cette estimation est relative et basée sur les travaux menés sur des systèmes équivalents en Tunisie. Les dépôts de la sebkha de l’Arianna (Zaara Ben Mosbah, 2010), la sebkha de Boujmal (Lakhdharet al., 2006), la sebkha Dheraa (Gargouri ben Ayed et al., 2007) et la sebkha Guetiate sont datée au moyen du C14 et/ou U d’environ 8000 ans BP. Celles-ci étaient ouvertes sur la mer à l’Holocène. La fermeture de ces bassins et leur évolution en un milieu évaporatoire était graduelle et progressive.
53Durant cette période les deux bassins étaient des systèmes évaporatoires continentaux. L’étude de l’évolution des trois bassins Moknine, Gotaia et Eliane nécessite un carottage plus profond afin de bien classer ces sebkhas. Car, peut-être et contrairement aux autres systèmes, celles-ci n’ont jamais eu de communication avec la mer bien qu’une barrière de 4 km les sépare de la Méditerranée.
54La zone côtière tunisienne la plus favorable pour l'étude de la transgression holocène est la zone méridionale qui est restée relativement stable sans activité tectonique significative pendant au moins les 130 000 dernières années. Les dépôts de l'Holocène, dans le sud de la Tunisie, sont soit enfouis dans les sebkhas ou apparaissent de manière discontinue sur la frange côtière du Golfe de Gabès, à la frontière tunisienne de la Libye et à travers le littoral entier de Djerba (Paskoff et Sanlaville, 1983 ; Davaud et Septfontaine, 1995 ; Jedoui et al., 1998 ; Lakhdhar et al., 2006). Des études aussi menées à l’Est et dans le golfe de Tunis ont mis en évidence cette transgression holocène.
55Au sud-est de la Tunisie, l’étude des éolianites par Frébourg et al. (2010) de la formation Sidi Salem dans la localité de Lella Mariem (Zarzis, Golfe de Gabès) a montré que la couche de grains plus grossière qui coupait la crête éolienne de Sidi Salem était très probablement déposée dans des conditions subaquatiques, pendant un événement exceptionnel. En raison du manque de datation fiable, cet événement peut être soit une tempête exceptionnellement ou un tsunami si la période s'étend de 7 000 à 6 500 ans BP (Frébourg et al., 2010). Cependant, si l'âge s’étend de 8 000 à 7 600 ans BP, un méga-tsunami est l'hypothèse la plus convaincante pour la couche de grains plus grossiers dans la formation Sidi Salem à Lella Meriem malgré le caractère exceptionnel de cet événement.
56Ce dernier pourrait être lié au méga-tsunami déclenché par l’effondrement du Valle del Bove du volcan de l'Etna, en s'appuyant sur son âge et les données émanant de Pareschi et al. (2006). Dans ce cas, cette couche à haute énergie serait la première décrite dépôt sous‑régional de cet événement. En raison de leur proximité spatiale avec le rivage, les éolianites peuvent enregistrer des phénomènes catastrophiques et représentent des archives précieuses pour les côtes.
57Les travaux menés par Zaara ben Moshabh et al. (2010) sur l’évolution biosédimentaire du dépôt quaternaire de la sebkha de l'Ariana montrent que la sebkha de l’Ariana a subi deux épisodes un daté environ 200 000 ans et correspondant au MIS 7 (Marine isotope stage 7) et un autre plus récent (8 000 ans BP) daté holocène. Aucun dépôt pouvant être attribué au Tyrrhénien (MIS 5) n’a été reconnu dans la lagune et un hiatus sédimentaire important semble devoir être envisagé entre 190 000 ans et 8 000 ans BP expliqué par un niveau supérieur de la mer lors du MIS 5.
58Peut-être l’hypothèse du méga tsunami est-elle la réponse à cette lacune ? Cependant ce tsunami semble être local car il a touché certaines zones et d’autres non. En effet, des dépôts marins d’âge tyrrhénien existent au-dessus du niveau actuel sur le littoral de la péninsule du Cap Bon (Bonvallot et Paskoff, 1983 ; Chakroun et al., 2009) et au sahel tunisien.
59La sebkha a-t-elle subi une transgression marine au cours de l’Holocène ? Ou bien depuis le Pléistocène la sebkha de Moknine appartient-elle à un système endoréique et n’a-t-elle connu que l’effet du continent ?
60Le long de la côte tunisienne, les lignes de paléorivages contemporains à des altitudes différentes résultent de mouvements verticaux de différente ampleur (Bouaziz et al, 2003). En effet, les dépôts oolithiques à strombes correspondant à l’unité carbonatée (équivalent à l’unité Réjiche) sont à des altitudes différentes : au nord +7 à +10 m aux environs de Bizerte, +7 à +13 m au Cap Bon (golfe de Hammamet) (Paskoff et Sanlaville, 1983), et +13 à +32 m en marge du Sahel tunisien (Mahmoudi, 1988), +3 et +6 m au Sud (Jedoui et al., 2002). En Méditerranée, les paléoplages à Strombes, contemporaines de l’unité carbonatée Réjiche, sont datées sur des coraux par la méthode Th/U d’environ 125 ka, correspondent au Dernier Interglaciaire (MIS 5) (Hearty et al, 2007). En Méditerranée, leur altitude varie d’une région à une autre : +52 à +157 m sur les côtes de Calabre (Dumas et al., 2006), +100 m dans le bassin de Corinthe en Grèce. Cette altitude demeure cependant assez constante dans les régions sans mouvements verticaux importants : +4 à +5 m en Corse, où elles sont datées de 130 000 ans (Zibrowius, 1993), +5 à +7 m le long du littoral méridional de la péninsule de Sorrente en Italie, pour un âge de 120 000 ans et +1,5 à +5 m en Sardaigne. Ces données sont très comparables aux altitudes des plateformes coralliennes (environ +6 m) du dernier interglaciaire, retrouvées dans de nombreuses régions du monde réputées par leur stabilité tectonique (Lambeck et Bard, 2000 ; Chen et al., 2013).
61Tenant compte de l’altitude du cordon tyrrhénien et du méga tsunami causé par la Valle del Bove de l’Etna, il semble que ce phénomène était plus prononcé dans les golfes de la Tunisie et que l’altitude des cordons tyrrhéniens a joué un rôle d’obstacle dans le Sahel tunisien. Si cette hypothèse est incontestable, la sebkha de Moknine et les systèmes de Gotaia et Eliane seront considérés être des dépressions continentales depuis le Tyrrhénien. Ceci doit être prouvé par des coupes dans des puits autour de ces bassins.
62Les marges désertiques et les écosystèmes arides du nord de l’Afrique sont des zones de transition hautement sensibles aux variations des paramètres climatiques et aux impacts anthropiques. Nous avons cherché à retracer le climat de la région du Pléistocène à l’Holocène à l’aide des travaux palynologiques menés en Tunisie orientale et méridionale et qui ont contribué à l’étude des rôles respectifs des facteurs anthropiques et climatiques dans les changements des écosystèmes semi-arides et arides.
63Les études palynologiques menées par Mahmoudi (1986) sur le Tyrrhénien en Tunisie orientale montrent que ces dépôts correspondent à un épisode climatique chaud et peu humide. Les stratifications obliques présentes dans les faciès éoliens indiquent que les vents dominants soufflaient du nord vers le sud. Ceci est prouvé par les études menées par Le Guern et Davaud (2002, 2003) sur les éolianites des faciès tyrrhéniens de la côte orientale tunisienne. Les auteurs montrent que les couches à Strombusbubonius qui se retrouvent dans les coupes étudiées indiquent que cette période tyrrhénienne, qui correspond à la période interglaciaire Riss‑Würm, était un épisode climatique chaud.
64Tous les dépôts éoliens observés sur la côte orientale tunisienne se sont donc déposés en période de réchauffement et de haut niveau marin, comme l’attestent les altitudes actuelles auxquelles affleurent les faciès subtidaux. Cette configuration interglaciaire et la présence importante de traces végétales fossiles amènent à penser que le climat devait être humide. Les précipitations météoriques pourraient donc être à l’origine de la réorganisation des orientations des particules.
65Les études menées dans la plaine côtière de la Jeffara sur les dépôts de l’Holocène moyen et supérieur de la sebkha Boujmel (Sud‑Est tunisien) et celles sur les Rammadiyat de sebkha Halk el menjel (Jaouediet al., 2015) évoquent un paysage ouvert à caractère steppique, marqué par l’aridité et un apport anthropique intentionnel d’essences végétales sur le site, en particulier les Poacées sauvages.
66D’après Essafi et al. (2014), l’archive sédimentaire de la sebkha Sidi el Hani montre le passage d’un climat humide vers 7 000 ans BP à un climat aride vers 5 000 ans BP. Le remplissage sédimentaire des bassins du Sahel : Moknine, Gotaia et Eliane sur 1 ka concorde bien avec un climat semi-aride.
67Les Sebkhas Moknine, Gotaia et Eliane sont des plans d’eau continentale, ne recevant que les eaux pluviales. Nous n’avons aucun indice de quelle manière le régime hydrologique de ces sebkhas a évolué durant le Pléistocène supérieur et l’Holocène. Cependant un contexte d’aridification climatique permet de comprendre la genèse de la lunette qui accompagne aujourd’hui les bordures de la sebkha d’Eliane. En fait, la formation de cette lunette aurait été favorisée par l’exposition prolongée et répétée de la surface de la sebkha à la déflation éolienne sous un climat à saison sèche assez longue. L’existence de cette lunette sur la bordure sud‑est est due au vent dominant du nord-ouest à qui on doit la formation des lunettes qui occupent souvent les bordures sud-est des sebkhas continentales en Tunisie.
68La morphologie actuelle du système de Gotaia et Eliane est sous forme de deux dépressions. Le bassin losangique suite aux accidents tectoniques est actuellement divisé en deux sous-bassins Eliane et Gotaia reliés par un chenal. Probablement ce bassin s’est scindé en deux sous bassins suite à une phase de comblement local par un phénomène hydrologique. Le centre de la sebkha Eliane ainsi que celui de la sebkha Gotaia sont considérés comme des dépressions à faible hydrodynamisme avec une sédimentation procédant par décantation et floculation des argiles. Il s'agit d'une vase dont on enregistre, depuis la périphérie, une nette diminution de la médiane et une augmentation des taux des silts fins, marquant ainsi un gradient énergétique décroissant. Les apports fins prennent origine de la sebkha d'Eliane à travers l’oued Chiba. Cette idée est appuyée par l'enrichissement de smectite et d'illite dans les dépôts plus récents. La kaolinite se trouve plus associée à des faciès sableux. Cette répartition est caractéristique de plusieurs systèmes limniques en Tunisie tels que les sebkhas de Moknine, Boujemal, Sidi el Hani. Le système est en phase de comblement et le rétrécissement de ce dernier va peut-être évoluer en un cours d’eau.
69Le remplissage est typiquement continental. Les niveaux de base de tous les profils montrent l’existence d’un bassin unique dans le passé. L'analyse des minéraux a prouvé l'absence de sel dans les deux sebkhas. Elles n'ont pas atteint le stade des systèmes évaporitiques. Les eaux dans ces derniers sont moins chargées en sel et plus riches en SO4. Ce sont des dépressions de faible étendue dans une phase évaporatoire caractérisée par l'abondance de gypse et de calcite, caractéristique des systèmes ayant une communication et subissant une influence marine.
70Une ressemblance se dégage entre les dépressions endoréiques de Moknine, Gotaia, Eliane et Sidi el Hani. La sebkha de Sidi el Hani qui est située dans une zone centrale a subi les mêmes accidents tectoniques que les sebkhas Côtières du Sahel. Le réceptacle sédimentaire de la sebkha Sidi el Hani est formé de sable, d’argile, de silt et de faciès mixtes rappelant les dépôts des systèmes de Moknine, Gotaia et Eliane. Cependant les formations pléistocènes et holocènes sont différentes de celles décrites sur la côte. Le Pléistocène tardif est constitué de croûtes stratifiées et altérées. L’Holocène est caractérisé par deux types d’alluvions et de sables éoliens. Les alluvions anciennes holocènes s'étendent au sud de la plage de Sidi el Hani et renferment des sables argileux, des limons et des argiles. Les alluvions récentes holocènes constituées par un dépôt récent de sables et de limons forment les plaines alluviales dans les alentours de la plage. Les sables éoliens holocènes forment des lentilles autour de la plage. La datation de ces dépôts, basée sur des boîtes crâniennes provenant d’un site archéologique distant de 1 km de la sebkha, est holocène (7 000 à 5 000 ans BP) (Essafi et al., 2014). Ces résultats soutiennent l’hypothèse que la sebkha de Moknine et le système conjugué de Gotaia et Eliane n'ont pas subi de transgression marine au cours de l’Holocène ! Le climat était humide entre 7 000‑6 000 ans BP ensuite aride entre 6 000‑5 000 ans BP comme dans la zone de Sidi el Hani.