Navigation – Plan du site

AccueilNumérosvol. 28/4Évolution paléo-environnementale ...

Évolution paléo-environnementale et quaternaire de la lagune de Tunis (golfe de Tunis, Tunisie)

Quaternary paleo-environmental evolution of the lagoon of Tunis (gulf of Tunis, Tunisia)
Chedia Zaara Ben Mosbah, Inès Hajji, Sahar Ben Hmida, Fredj Chaabani, Rim Temani, Michel Condomines et Céline Martin
p. 491-503

Résumés

La façade orientale de la Tunisie correspond à un domaine margino-littoral jalonné par des sebkhas et des lagunes côtières dont celle de Tunis. Cette dernière, située dans la partie septentrionale de cette façade, correspond à une ancienne baie qui a été largement ouverte sur le golfe de Tunis il y a 190 000 ans BP environ. Actuellement, la lagune de Tunis est séparée de la mer Méditerranée par un étroit cordon littoral sableux qui s’étend de l’embouchure de l’oued Miliane aux ports puniques de Carthage. Ce cordon est essentiellement alimenté par les apports des oueds Medjerda et Miliane ainsi que les produits d’altération de la falaise de Sidi Bou Saïd. L’analyse hydrodynamique montre que l’alimentation de la lagune en eaux marines se fait principalement par la passe de Kheireddine au Nord et celle de Radès au Sud. Par ailleurs, cette dernière reçoit aussi les eaux pluviales de petits oueds tels que O. El Grich, et O. El Gsab. De ce fait, les apports liquides et solides sont peu importants et le taux de comblement est faible. Ce travail s’intègre dans un axe de recherche qui traite des interactions entre la faune et son environnement lors des variations climatiques quaternaires. En effet, une carotte sédimentaire longue de 55 mètres, prélevée dans les dépôts alluviaux de la bordure nord-est de la lagune, a fait l’objet d’un échantillonnage serré. Le matériel prélevé a servi à des études sédimentologiques, minéralogiques et paléontologiques afin d’identifier les principales conditions de mise en place de cette zone humide, de suivre la répartition temporelle du stock sédimentaire et de reconstituer son évolution paléoenvironnementale. Les analyses sédimentologiques révèlent une sédimentation marine, constituée de silts argileux vaseux à la base témoignant d’un environnement de dépôt relativement calme, auquel succède un milieu de plus haute énergie, ayant conduit à une sédimentation sableuse et sablo-silteuse. Minéralogiquement ces sédiments sont constitués essentiellement par de la calcite, du quartz et de l’aragonite, accompagnés par de faibles teneurs en calcite magnésienne, dolomite et feldspath. Le cortège des minéraux argileux de la lagune de Tunis est formé de smectite, d’illite, de kaolinite et de chlorite. La répartition de ces minéraux le long de la colonne stratigraphique reflète la nature et l’importance des apports détritiques sous l’influence d’un climat essentiellement chaud et humide avec probablement alternance de saisons sèches et humides. En outre, les associations faunistiques (coraux, ostracodes et foraminifères benthiques) ont permis de suivre l’évolution du milieu de dépôt. Il s’agit d’un environnement franchement marin circalittoral à infralittoral peu ouvert et peu profond évoluant vers une lagune ouverte. La datation U-Th des coraux de l’espèce Balanophyllia regia, extraits à différentes profondeurs de la colonne stratigraphique a révélé un âge compris entre 165 et 205 ka, soit le Pléistocène moyen pour les sédiments du premier milieu, alors que le deuxième est rapporté à l’Holocène-actuel. Cette évolution est en rapport avec l’importance des apports détritiques des deux oueds de Medjerda et Meliane et les variations eustatiques du niveau marin au cours du Quaternaire.

Haut de page

Texte intégral

Je suis redevable au laboratoire de Géosciences Montpellier, Université de Montpellier, pour les datations isotopiques réalisées. Je remercie vivement Laurent Dezileau, Dominik Faust et les deux autres relecteurs anonymes pour leurs commentaires constructifs et leurs précieuses suggestions, ainsi que Michel Condomines et pour son aide scientifique et technique.

1 - Introduction

1Les zones humides font l’objet, depuis quelques années, d’une attention particulière sur le plan environnemental. Elles constituent des écosystèmes complexes et fragiles, dont l’évolution paléoenvironnementale est sous l’effet des changements climatiques où interviennent plusieurs paramètres interactifs.

2Les études sédimentologiques concernant les milieux humides de la façade orientale de la Tunisie ont porté sur des séries connues à l’affleurement et celles recoupées par les forages des sebkhas paraliques et endoréiques du golfe de Gabès. En effet, la variation relative du niveau marin (Lakhdar et al., 2006), la dynamique littorale et le réajustement hydro-isostatique (Jedoui et al., 2000 ; Morhange & Pirazzoli, 2005) ainsi que les évènements extrêmes (Boujelben, 2013), seraient les facteurs responsables de l’évolution des environnements à l’Holocène.

3La lagune de Tunis fait partie des zones humides séparées partiellement du milieu marin par un cordon littoral. Elle se trouve à la rencontre des eaux salées marines et des eaux douces continentales. Cet environnement est en équilibre précaire et possède des caractéristiques propres (Jouirou, 1982 ; Mansouri, 1979 ; Carbonel et al., 1981 ; Zaara Ben Mosbah et al., 2010) qui le distinguent des autres systèmes littoraux (baies, estuaires, deltas,…).

4Dans ce travail, nous proposons une reconstitution des différentes étapes de la formation de la lagune au cours du temps, basée sur l’analyse sédimentologique et minéralogique des sédiments et de leur contenu en microfaunes marines (ostracodes et foraminifères benthiques).

2 - Présentation de la zone d’étude

2.1 - Cadre morphologique et géologique

5La lagune de Tunis est une zone humide qui se situe sur le littoral sud-ouest du Golfe de Tunis. A l’est, elle est isolée de la mer Méditerranée par une plage et un cordon dunaire s’étendant des ports puniques de Carthage à l’actuelle embouchure d’Oued Miliane. Au nord, elle est séparée de la Sebkha de l’Ariana par les plaines de Soukra-Chotrana. A l’ouest, cette lagune est limitée par un alignement de collines composées de Jebel Sidi Bel Hassen, la colline de Montfleury et celle de Rabta-Belvédère. Au sud elle est bordée par la plaine d’oued Méliane (fig.1).

6Au point de vue structural, la lagune de Tunis fait partie d’un fossé d’effondrement qui a pris naissance au cours de la phase tectonique distensive d’âge oligo-miocène, contrôlée par des failles normales de direction NW-SE, qui ont rejoué au Quaternaire ancien (Ben Ayed et al., 1985). Ces failles ont conduit à une structuration en horst et graben (fig.1). Les horsts correspondent aux reliefs de J. Nahli et Sidi Bel Hassen à l’ouest de la lagune et aux collines de Cap Gammarth et Sidi Bou Saïd à l’est. Le graben est occupé par les plaines de Soukra-Chotrana et Mornègue dont une grande partie correspond à la sebkha de l’Ariana et à la lagune de Tunis. Les failles sont masquées par des alluvions récentes (Pimienta, 1953 ; Jauzein, 1967 ; Jauzein, 1971 ; Ennabli, 1980).

7L’arrière-pays de la lagune de Tunis est constitué par un ensemble de vastes plaines quaternaires (fig. 1), bordé par des formations géologiques d’âge allant du Trias au Quaternaire récent (Burollet, 1956 ; Pimienta, 1959 ; Jauzein, 1967 ; Pini, 1971 ; Ben Ayed et al., 1979 ; Jouirou, 1982 ; Oueslati, 1994, 2004 ; Zaara Ben Mosbah et al., 2010 ; Farhat & Ben Mammou, 2010). Au niveau du Jebel Nahli, les affleurements sont constitués par une succession de niveaux de marnes et de calcaires allant de l’Aptien au Paléocène (Pini, 1971 ; Burollet, 1956 ; Ben Ayed et al., 1980). Au niveau des collines de Sidi Bou Saïd et Gammarth, les affleurements sont formés par les alternances de sables, de grès et d’argiles d’âge Oligocène à plio-pleistocène (Colleuil, 1976 ; Jauzein, 1967). Les collines de Sidi Bel Hassen et le Jebel Jeloud sont constituées de marnes d’âge maastrichtien surmontées de calcaires d’âge éocène (Solignac, 1927 ; Karoui et al., 2011).

Fig. 1 : Situation géographique et cadre morpho-structural des environs de la lagune de Tunis (Pini, 1971 ; Ben Ayed et al., 1985).

Fig. 1 : Situation géographique et cadre morpho-structural des environs de la lagune de Tunis (Pini, 1971 ; Ben Ayed et al., 1985).

2.2 - Cadre hydrologique

8La lagune de Tunis, de forme ovale, a une superficie de 42 km². Son grand axe est occupé par un chenal de navigation qui la divise en deux bassins. Cette superficie a diminué suite aux aménagements urbains réalisés sur les deux rives nord et sud (Oueslati, 2004) et les diverses opérations de remblaiement (Barthel, 2003).

9Le bassin versant de la lagune est drainé par des petits oueds, tels qu’Oued Gsab et Oued El Grich (fig. 2). L’influence de ces oueds est importante lors des grandes crues. En effet, ils participent à l’alimentation de cette lagune en apports essentiellement liquides (fig. 2). L’alimentation de la lagune en eau de mer est estimée à 1,5 millions de m3/an (Charrada 1992). Elle est assurée par le canal de navigation, et les canaux de Kheireddine pour la partie nord et de Radès pour la partie sud.

Fig. 2 : Réseau hydrographique du bassin versant de la lagune de Tunis. (Cartes topographiques de Tunis, Ariana, La Marsa et La Goulette 1/50000) (dessin Ben Hmida Sahar).

Fig. 2 : Réseau hydrographique du bassin versant de la lagune de Tunis. (Cartes topographiques de Tunis, Ariana, La Marsa et La Goulette 1/50000) (dessin Ben Hmida Sahar).

3 - Matériels et méthodes

10L’étude a porté sur une carotte de 55m de profondeur. Elle a été prélevée au nord-est de la lagune de Tunis (fig. 1) lors d’une campagne géotechnique dirigée par le ministère de l’Équipement de Tunis au cours du mois de novembre 2014. Le matériel prélevé a fait l’objet d’une analyse granulométrique qui a consisté à séparer la fraction grossière de la fraction fine par voie humide à l’aide d’un tamis de 63 µm. Une fois décalcifiée avec HCl 10 %, la fraction supérieure à 63 µm a été tamisée mécaniquement à sec sur une série de tamis de la norme « AFNOR ». La séparation entre les silts et les argiles dans la fraction inférieure à 63 µm a été réalisée par microgranulomètre Laser type « MASTERSIZER S ».

11L’analyse minéralogique du sédiment brut et de la fraction argileuse (<2 µm), a été faite en utilisant un diffractomètre MRD Pro PANalytical X’ Pert PRO, à anticathode de cuivre (radiation Kα1) avec un programme d’exploitation X’Pert High Score Plus. Ces analyses ont été accompagnées d’une étude micropaléontologique par détermination et comptage des espèces d’ostracodes et de foraminifères benthiques après lavage, tamisage et récupération des fractions >150 µm et >60 µm. Les espèces marqueurs identifiées sous loupe binoculaire ont été photographiées au microscope électronique à balayage.

12L’âge des dépôts coralliens marins prélevés au nord-est du bassin sédimentaire de la lagune de Tunis (fig. 1), a été obtenu grâce à des datations par la méthode U-Th d’échantillons de coraux de l’espèce Balanophyllia regia, extraits à différentes profondeurs (de 23,5 m à 14 m). Ces datations ont été réalisées au Laboratoire Géosciences à Montpellier. Les échantillons ont été attaqués en milieu nitrique, et la partie insoluble éliminée par centrifugation. Le pourcentage en poids des résidus varie de 0,94 à 3,4 %. Après ajout du traceur 232U- 228Th à la solution, celle-ci a été traitée selon un protocole classique pour isoler les isotopes de U et Th (ajout de Fe et précipitation des hydroxydes, puis passage sur colonnes de résine anionique AG1 X8). Les fractions U et Th séparées ont été déposées par électrolyse sur des disques d’acier inox et les disques analysés par spectrométrie alpha avec détecteurs Si ORTECTM.

4 - Résultats et discussion

4.1 – La nature des dépôts

13Les analyses granulométriques du matériel fourni par la carotte étudiée, ont montré que la sédimentation dans la partie nord-orientale de la lagune de Tunis est fine. Elle est constituée à la base, sur 23 m d’épaisseur, de silts argileux vaseux, auxquels succède une série d’une vingtaine de mètres de sables et de sables silto-argileux (fig. 3). La description lithologique de la colonne stratigraphique montre de la base au sommet deux séquences sédimentaires grano-croissantes, chacune est constituée par des argiles, des silts et des sables.

14La séquence I, de 44,5 m d’épaisseur se compose de deux termes :

15– un terme inférieur compris entre 55 et 32 m de profondeur, formé de silts argileux de couleur grisâtre, relativement riches en matière organique ;

16– un terme supérieur situé entre 32 m à 10,5 m de profondeur, constitué essentiellement de silts, d’argiles et de sables. Il montre, à la base, un faciès silto-argilo-sableux de 2 m, surmonté par un faciès silto-sablo-argileux de 13 m d’épaisseur, admettant des intercalations de sables silteux (1,5 m), de silts argilo-sableux (1 m) et de sables silto-argileux (3 m). L’ensemble de ce terme est riche en coraux, gastéropodes et spicules d’échinodermes, révélant une sédimentation marine.

17La séquence II, de 10,5 m d’épaisseur, montre à la base un terme silto-argileux qui s’étend sur 6,5 m, auquel succède un terme sableux de 4m très pauvre en fossiles, devenant graveleux au sommet.

18L’analyse granulométrique de la fraction grossière de la séquence I et de la séquence II montre des sables fins, bien classés à moyennement classés. La granulométrie laser des sédiments silto-argileux situés à la base de chaque séquence, a permis d’identifier un faciès essentiellement hyperbolique, qui traduit un dépôt par décantation dans un milieu calme. Le faciès logarithmique des sédiments du deuxième terme de la séquence I caractérise une sédimentation par excès de charge suite à une diminution de la compétence de l’agent de transport (Oued Medjerda) (Zaara et al., 2010). L’évolution de l’indice d’intensité dynamique le long de la carotte (fig. 3) témoigne d’un changement du milieu sédimentaire évoluant d’un environnement marin calme devenant agité vers le sommet.

4.2 - Datations U-Th

19Les résultats d’analyses U-Th sont reportés dans le tableau 1. Les teneurs en Th, considérées comme un indicateur de la contamination par un composant détritique, restent faibles (<0.3 ppm), en regard des teneurs en U qui varient de 2,4 à 3,5 ppm. Les rapports (230Th/232Th) vont de 23 à 54. L’influence de la contamination détritique sur le calcul des âges est donc très faible. Les rapports (234U/238U) et (230Th/238U) ont néanmoins été corrigés (indices c, tab. 1), en supposant un rapport (238U/232Th) = (230Th/232Th) de 0,80 pour le composant détritique.

20Les âges obtenus sur les quatre échantillons de coraux de l’espèce Balanophyllia regia, extraits à différentes profondeurs (de 23,5 m à 14 m) (fig. 3) varient de 169 à 259 ka (tab. 1). Cependant, l’âge de 259 ka obtenu sur les coraux prélevés à 16 m de profondeur est anormalement élevé par rapport à ceux obtenus sur les trois autres échantillons de cette carotte, qui sont, eux, en accord avec leur position stratigraphique. Il est possible que cet échantillon à 16 m de profondeur se soit comporté en milieu ouvert. L’évolution des âges des trois autres échantillons en fonction de la profondeur dans la carotte suggère une vitesse de sédimentation de 0.25 mm/an. Notons que les rapports initiaux (234U/238U)0 calculés sont en général supérieurs à celui de l’eau océanique (1.15), ce qui traduit l’apport d’U à rapports (234U/238U) plus élevés en provenance des côtes proches.

21Les âges obtenus sur les échantillons de la carotte indiquent que ces dépôts se sont formés durant le stade isotopique 7, et sont en accord avec l’âge de 190 000 ans déterminé dans la colonne stratigraphique de la sebkha de l’Ariana (Zaara ben Mosbah et al., 2010).

Fig. 3 : Variation verticale du faciès et de la granulométrie des dépôts de la carotte prélevée au nord-est de la lagune de Tunis.

Fig. 3 : Variation verticale du faciès et de la granulométrie des dépôts de la carotte prélevée au nord-est de la lagune de Tunis.

Tab. 1 : Datations U-Th de dépôts coralliens marins prélevés au nord-est du bassin sédimentaire de la lagune de Tunis.

Tab. 1 : Datations U-Th de dépôts coralliens marins prélevés au nord-est du bassin sédimentaire de la lagune de Tunis.

Les rapports d’activités (234U/238U)c et (230Th/232Th)c sont corrigés de la faible contamination détritique. Toutes les incertitudes sont reportées à 95% de confiance (2σ). Les âges et les rapports initiaux (234U/238U)0 ont été calculés à partir du programme ISOPLOT (Ludwig, 2012). L’âge des coraux prélevés à 16,5 m est supposé trop vieux à cause d’un comportement probable en système ouvert des isotopes de U et/ou Th.

4.3 - Détermination de la teneur en CaCO3

22La détermination du taux des carbonates dans les dépôts de la partie nord-est de la lagune, montre des valeurs comprises entre 17 à 80 % avec une moyenne de 45 %. La répartition verticale des carbonates révèle une augmentation des teneurs de CaCO3 dans les niveaux sédimentaires riches en coraux (tab. 2). En effet, les fortes valeurs en CaCO3 reflètent l’abondance des organismes carbonatés tels que les coraux dans les sédiments compris entre 15 et 25 m (fig. 4 et tab. 2).

4.4 - Étude minéralogique

23L’étude minéralogique des dépôts de la carotte montre que les minéraux non argileux sont représentés essentiellement par le quartz, la calcite et l’aragonite dont les teneurs maximales peuvent atteindre respectivement 75 %, 66 % et 23 % (fig. 4).

24L’enrichissement en quartz, au sommet de chaque terme de la séquence I, est la conséquence d’un apport détritique terrigène provenant essentiellement des sables charriés par les deux oueds Medjerda et Miliane (Pimienta, 1953, 1959 ; Jauzein 1967, 1971 ; Zaara Ben Mosbah, 2010).

25La calcite bioclastique correspond essentiellement aux niveaux fossilifères. L’aragonite représente 23% des minéraux. Elle s’explique par la présence de coraux. Ces derniers témoignent d’un milieu franchement marin peu profond avec un climat chaud et aride (Purser, 1983).

26L’analyse minéralogique des dépôts quaternaires le long de la carotte a révélé la présence de quatre types de minéraux argileux. Il s’agit de la kaolinite, de la smectite, de l’illite et d’un peu de chlorite. L’estimation semi quantitative a montré l’abondance de la kaolinite avec des teneurs variant de 29 à 79 % avec une tendance globale à l’augmentation de la base vers le sommet (fig. 4).

27Ce cortège argileux reflète la composition minéralogique moyenne de l’arrière-pays. En effet, le bassin versant se compose de terrains allant du Trias au Paléo-cène dont les argiles sont à dominance illite-kaolinite au Trias et au Crétacé inférieur et à dominance smectite, kaolinite et illite au Crétacé supérieur-Paléocène. L’indice de cristallinité de l’illite variable serait en relation avec l’état de cristallinité de ce minéral dans les différentes formations affleurantes et/ou serait lié à l’altération de ce minéral.

28Par ailleurs, la tendance climatique globale est vers le réchauffement comme l’indique la prolifération des coraux à partir du sommet du terme argileux de la séquence I. Le deuxième terme de cette séquence, qui remonte au Pléistocène moyen (stade isotopique 7) (tab. 1), se traduit par l’installation de faciès sub-construits à coraux, accompagnés de gastéropodes, de lamellibranches et de spicules d’échinodermes. Cette tendance au réchauffement est interrompue épisodiquement par des flux détritiques formés de sables fins, de silts et d’argiles. Ces faciès indiquent un climat chaud avec tendance à l’aridité, suivi par des épisodes humides. L’organisation sédimentaire ainsi établie traduit un comblement du bassin.

29La séquence II, exceptionnellement riche en microfaune, se compose de deux termes, un terme détritique argileux à la base (terme 1) dont la fraction fine est constituée, essentiellement, de la kaolinite (75 %), de l’illite et accessoirement de la chlorite, et un terme sableux appauvri en microfaune. Toutefois, ce terme sableux montre un enrichissement en ostracodes type Cyprideis torosa indicateur d’un milieu lagunaire saumâtre. Actuellement ce milieu est le siège d’une sédimentation réduite suite à la diminution des apports détritiques due à la faible communication avec la mer et aux aménagements hydrauliques au niveau du bassin versant des oueds qui se déversent dans la lagune (fig. 1).

Tab. 2 : Teneurs (%) en carbonates des dépôts de la partie nord-est de la lagune de Tunis.

Tab. 2 : Teneurs (%) en carbonates des dépôts de la partie nord-est de la lagune de Tunis.

Fig. 4 : Évolution verticale des minéraux argileux et non argileux le long de la colonne stratigraphique de la lagune de Tunis.

Fig. 4 : Évolution verticale des minéraux argileux et non argileux le long de la colonne stratigraphique de la lagune de Tunis.

4.5 - Étude faunistique

30Les contenus faunistique en ostracodes et en foraminifères benthiques des dépôts quaternaires de la carotte, prélevée au nord-est de la lagune de Tunis, ont fait l’objet d’études quantitatives et qualitatives systématiques. Les résultats consignés dans le tableau 3 ont servi à établir une charte de distribution concernant la faune de la période étudiée (fig. 5). Il s’agit de 1504 individus d’ostracodes contenant 20 espèces appartenant à 15 genres et 5406 individus de foraminifères benthiques, avec 15 espèces appartenant à 7 genres.

31La densité et la diversité faunistiques (richesse spécifique) expriment respectivement le nombre d’individus et le nombre d’espèces par échantillon de 1 g de matière tamisée >150 µm (Kruit, 1955 ; Nachite, 1984 ; El Hamidi et al., 2002), pour chaque niveau sédimentaire. Ces espèces sont dans l’ensemble presque entièrement marines et caractéristiques des étages bathymétriques infralittoral à circalittoral supérieur. Les espèces de milieu lagunaire saumâtre sont observées, essentiellement, dans les dépôts du deuxième terme de la séquence II.

32L’étude faunistique de la colonne stratigraphique a permis d’identifier plusieurs formes réparties sur les différents termes de la série, qui sont décrites ci-dessous (fig. 5). Les pourcentages des différentes espèces identifiées, soit 78 % de foraminifères benthiques et 22 % d’ostracodes, sont représentées dans la figure 6.

Tab. 3 : Étude qualitative et quantitative des espèces faunistiques (ostracodes et foraminifères benthiques) dans les dépôts prélevés au N-E de la lagune de Tunis.

Tab. 3 : Étude qualitative et quantitative des espèces faunistiques (ostracodes et foraminifères benthiques) dans les dépôts prélevés au N-E de la lagune de Tunis.

Fig. 5 : Charte de distribution verticale des pourcentages de chaque espèce d’ostracodes et de foraminifères benthiques le long du sondage carotté.

Fig. 5 : Charte de distribution verticale des pourcentages de chaque espèce d’ostracodes et de foraminifères benthiques le long du sondage carotté.

4.5.1 - Le premier terme de la séquence I (de 55 m à 32 m)

33Les principaux foraminifères benthiques correspondent à des Ammonia, des Miliolidae et des Elphidiidae. Les Ammonia représentent 73%, parmi lesquelles on reconnait Ammonia beccarii (Linné, 1758) et Ammonia gr. beccarii (Linné, 1758). Les Miliolidae (20%) sont représentés par Triloculina tricarinata, Quinqueloculina laevigata (d’Orbigny, 1826) et Adelosina mediterranensis et les Elphidiidae (7 %) sont représentés par Elphidium advenum (Cushman, 1987), Elphidium crispum (Linné, 1949) et Elphidium cf. aculeatum (d’Orbigny, 1846) (fig. 6).

34Les ostracodes sont essentiellement représentés par : Krithe sp., Parakrithe sp., Costa edwardsii (Romer, 1838), qui représentent ensemble 16 % (fig. 6), Palmoconcha cf. guttata (Norman, 1865) avec 69 %, 9 % de Cytheridea acuminata (Bosquet, 1952), Neapolitana (Kollman, 1960), 4% Loxoconcha bairdi (Mueller, 1912) et 3% Loxoconcha tumida (Brady, 1869).

4.5.2 - Le deuxième terme de la séquence I (de 32 m à 10,5 m)

35Le niveau sédimentaire compris entre 32 et 10,5 m de profondeur montre une richesse en gastéropodes, en fragments de coquilles de lamellibranches et en spicules d’échinodermes avec une abondance de coraux (essentiellement pour le niveau compris entre 26,5 et 11,5 m).

36Les foraminifères benthiques identifiés dans cette séquence correspondent essentiellement à des Ammonia beccarii, à l’Ammonia gr. beccarii, avec respectivement 32 et 25 %. On y trouve aussi l’Ammonia convexa avec 2 %, le Quinqueloculina seminula (Linné, 1758) (4 %), Triloculina (5 %), Adelosina mediterranensis (Le Calvez, 1958) (2 %), Elphidium crispum (14 %), Elphidium advenum (12 %) et Rosalina brady (Cushman, 1915) (4 %).

37Les ostracodes sont assez fréquents et sont représentés essentiellement par Xestoleberis margaritea (Brady, 1866), Xestoleberis perula (Athersuch, 1976) avec respectivement des pourcentages de l’ordre de 25 % et 4 %. Palmoconcha cf. gutata est assez abondante avec 35% ; on trouve aussi Loxoconcha bairdi (10%), Cytheridea acuminata neapolitana (18 %), Krithe sp (2 %), et Aurila convexa (Baird, 1850) (3 %), associés à quelques Cyprideis torosa (Jones, 1850) (3 %). Notons que les niveaux sableux sont dépourvus de faunes significatives.

4.5.3 - Séquence II (de 10,5m à 0m)

38A la base de cette séquence, à une profondeur de 10 m (terme 1), on note un enrichissement en ostracodes (fig. 6). Les formes présentes sont essentiellement Palmoconcha cf. guettata (37 %), Cytheridea acuminata neapolitana (30 %), Loxoconcha bairdi (16 %) et Loxoconcha tumida (14%). Alors qu’au niveau du terme 2, on note la présence de Cyprideis torosa, dont le pourcentage atteint 41% (fig. 5 et 6), témoignant d’un milieu lagunaire. Cette espèce est associée avec 27 % de Xestoleberis margaritea, 9 % de Semicytherura incongruens, 9 % de Carinocythereis carinata et 14 % de Palmoconcha cf. guettata.

39Les foraminifères benthiques sont représentés par l’association formée essentiellement d’Ammonia beccarii (34%), Ammonia gr. beccarii (32 %), Ammonia convexa (Collins, 1958) (2 %), Elphidium advenum (Linné, 1949) (10 %), Adelosina mediterranensis (5 %) et Eponides repandus (Fichtel & Moll, 1798) (3 %).

4.6 - Évolution du milieu de dépôt : essai d’interprétation

40L’analyse de la répartition des associations faunistiques, ostracodes et foraminifères benthiques dans les dépôts de la carotte prélevée au nord-est de la lagune de Tunis, a permis d’établir une reconstitution paléoenvironnementale de cette zone humide au cours du Pléistocène-Holocène (fig. 6).

41La présence d’Ammonia beccarii, Elphidium crispum, Quinqueloculina laevigata, Adelosina mediterranensis associés aux ostracodes, essentiellement Krithe sp., Parakrithe sp., Costa edwardsii et Palmoconcha cf. guttata dans le sédiment profond de la séquence I (terme 1), (fig. 6), témoignent d’un environnement franchement marin plus au moins profond, qui correspond à un domaine circalittoral supérieur à infralittoral (Carbonel, 1980 ; Carbonel et al., 1981 ; El Hmaidi & Nachite, 2002).

42L’évolution verticale de cette sédimentation montre une diminution des pourcentages des espèces caractéristiques du milieu circa-littoral supérieur. Elle révèle également un changement microfaunistique (fig. 5 et 6) marqué par l’augmentation des formes infralittorales à côtières et par l’apparition des ostracodes indicateurs d’un environnement marin peu profond correspondant au domaine infralittoral. Parmi ces ostracodes, on reconnait le Loxoconcha bairdi, Cytheridea acuminata neapolitana, Semicytherura incongruens, Aurila convexa, Xestoleberis perula, et Xestoleberis communis (Mansouri, 1979 ; El Hmaidi et al., 2002 ; Frenzel & Boomer, 2005). Ce dépôt témoignant d’un milieu marin infralittoral peu profond (séquence I, terme 2) est analogue aux dépôts coralliens identifiés dans la lagune de l’Ariana et datés de l’avant dernier interglaciaire, soit le stade isotopique 7 (Zaara Ben Mosbah et al., 2010). L’apparition de sables silteux pauvres en faune benthique, entre 26,5 m et 25 m et entre 12,5 m et 11,5 m dans la séquence I, et dans le terme 2 de la séquence II (fig. 3, 5 et 6), indique un changement climato-eustatique, accompagné d’un apport terrigène suite à deux périodes à climat semi-aride (Zaara Ben Mosbah, 2012). Le passage entre 25 et 12,5 m correspond à un changement substantiel dans les teneurs en carbonate (calcite et aragonite) lié à une richesse exceptionnelle en coraux. Ces séquences I et II correspondent à deux pulsations eustatiques importantes du niveau marin ; la première est du Pleistocène moyen soit le stade isotopique 7, et la deuxième est celle de l’Holocène (Jouet, 2007 ; Marzougui et al., 2015). Par ailleurs, l’absence de matériel adéquat n’a pas permis de mettre en évidence le stade isotopique 5 correspondant au Tyrrhénien.

43La sédimentation silto-argileuse de la séquence II, correspond à une reprise marine, attestée par un enrichissement faunistique type infralittoral (fig. 5), ce qui pourrait annoncer la transgression marine « holocène ». En effet, ce changement du milieu a été signalé ailleurs dans la Sebkha de l’Ariana et a été rapporté à l’Holocène (Mansouri, 1979). Le terme 2 de cette séquence, compris entre la surface et 4 m de profondeur, est presque dépourvu de microfaune. L’absence de coraux et la richesse en Cyprideis torosa, dont les pourcentages atteignent 41 % (fig. 5), associées à des foraminifères benthiques, indiquent un changement du milieu de dépôt qui évolue vers un environnement lagunaire sous influence marine notable. En effet, jusqu’à aujourd’hui, la lagune de Tunis est en liaison étroite avec la mer. Des séries équivalentes levées au sud-est de la Tunisie ont été décrites par Duplessy et al. (1993), Jouirou (1982), Jedoui et al. (1998), Jedoui (2000), Lakhdar et al. (2006) et Zaibi et al. (2011) et ont été rapportées à la dernière transgression postglaciaire d’âge holocène.

Fig. 6 : Évolution paléoenvironnementale et distribution faunistique le long de la carotte prélevée au NE de la lagune de Tunis.

Fig. 6 : Évolution paléoenvironnementale et distribution faunistique le long de la carotte prélevée au NE de la lagune de Tunis.

5 - Conclusion

44Le remplissage quaternaire de la lagune de Tunis s’organise en deux séquences de comblement reflétant les fluctuations du niveau marin. Ce remplissage est contrôlé par les communications de la lagune avec la mer et le flux terrigène assuré par les principaux cours d’eau drainant la région. Au Pléistocène, la lagune de Tunis a évolué d’un milieu marin franc (circa-littoral supérieur) vers un milieu lagunaire. Cette évolution est attestée par le contenu faunistique identifié. L’attribution stratigraphique est confirmée par la datation U-Th des niveaux coralliens, qui indique le stade isotopique marin 7 à rapporter au Pléistocène moyen (environ 200 000 ans), équivalent de celui défini dans la sebkha de l’Ariana (Zaara et al., 2010). Toutefois, le niveau marin pléistocène dans la lagune de Tunis se trouve entre -8 m et -18 m par rapport au niveau marin actuel. Cela pourrait être expliqué par un phénomène d’effondrement du bassin, contrôlé par les principaux accidents affectant la région (fig. 1).

45A l’Holocène, la lagune de Tunis, isolée de la sebkha de l’Ariana au nord et de la mer Méditerranée à l’est, continue à évoluer vers des conditions de plus en plus lagunaires. Cette évolution est en rapport avec le changement eustato-climatique quaternaire.

46Sans l’intervention de travaux d’entretien tels que le dragage du fond de la lagune, l’amélioration de la circulation de l’eau entre la partie sud et la partie nord, ainsi que le maintien de la communication avec la mer, la lagune de Tunis aurait tendance au comblement.

Haut de page

Bibliographie

BARTHEL P.-A., 2003 - Faire la ville au bord de l’eau. Les lacs de Tunis, des marges urbaines à des sites de très grands projets d’aménagement. Thèse de Doctorat, Géographie Aménagement et Urbanisme, Université Lyon 2, 409 p.

BEN AYED N., BISMUTH H. & VIGUIER C., 1979 - Présence de l’Oligocène dans la Banlieue nord et sud-est de Tunis : affleurement de Sidi Bou Saïd et de Bir Kassaa. Notes du service géologique de Tunisie, 45, 55-70.

BEN AYED N., 1980 - Le rôle des décrochements E-W dans l’évolution structurale de l’Atlas Tunisien. Compte Rendu sommaire de la Société Géologique de France, Paris, fascicule, 29-32.

BEN AYED N., VIGUIER C. & BOBIER C., 1985 - Les éléments structuraux récents essentiels de la Tunisie Nord-Orientale. Notes Service Géologique de Tunisie, 47, 5-20.

BOUJELBEN A., 2013 - La sebkha-lagune Halkel Menjel (Tunisie centre-orientale) : fonctionnements, dynamiques morphosédimentaires et paléoenvironnements du Pléistocène terminal au Flandrien supérieur. In Mulazzani S. (Éd.), Le Capsien de Hergla (Tunisie)-Culture, environnement et économie. Reports in African Archaeo-logy 4, Frankfurt, 28-47.

BUROLLET P.-F., 1956 - Contribution à l’étude stratigraphique de la Tunisie Centrale. Annales des Mines et de la Géologie, Tunis, 18, 350 p.

CARBONNEL P., 1980 - Les ostracodes et leur intérêt dans la définition des écosystèmes estuariens et de plateforme continentale. Essais d’application à des domaines anciens. Mémoire de l’Institut de Géologie du bassin d’Aquitaine, 11, 350 p.

CARBONEL P. & PUJOS M., 1981 - Comportement des microfaunes benthiques en milieu lagunaire. Actes du premier Congrès National des sciences de la Terre, Tunis, 127-139.

CARBONEL P., LEGIGAN P.-H., PUJOS M., SAUBADE A.-M., BOBIER C. & JOUIROU M., 1981 - Evolution du lac de Tunis : un modèle de passage du milieu littoral à un milieu lagunaire. Actes du premier Congrès National des Sciences de la Terre, Tunis ; 91-100.

BEN Charrada R., 1992 - Le lac de Tunis après les aménagements. Paramètres physico-chimiques de l’eau et relation avec la croissance des macroalgues. Marine Life, 1 (1), 29-44.

COLLEUIL P., 1976 - Etude stratigraphique et néotectonique des formations néogènes et quaternaires de la région de Nabeul Hammamet (Cap Bon Tunisie). Mémoire de D.E.S.S. Nice, 34 p.

DUPLESSY J.-C., BARD E., LABEYRIE L.-D., DUPRAT J. & MOYES J., 1993 - Oxygen isotope recors and salinity changes in the Northeastern Atlantic Ocean during the last 18,000 years. Paleoceanography, 8, 341-350.

EL ARRIM A., 1998 - Etude d’impact de la dynamique sédimentaire et des aménagements sur la stabilité du littoral du Golfe de Tunis. Thèse de Doctorat, Géologie. Université de Tunis El Manar, Faculté des Sciences de Tunis, 199 p.

EL HMAIDI A., MOUMNI B., NACHITE D., GENSOUS B. & MONACO A., 2002 - Distribution et caractères de la microfaune d’ostracodes dans les dépôts superficiels de la partie occidentale de la marge méditerranéenne marocaine. Bulletin de l’Institut scientifique, Rabat, section Sciences de la Terre, 24, 15-22.

ENNABLI M., 1980 - Etude hydrogéologique des aquifères du nord-est de la Tunisie pour une gestion intégrée des ressources en eau. Thèse de Doctorat en Sciences. Université de Nice, Vol. I et II., 148 p.

FARHAT B. & BEN MAMMOU A., 2010 - Etude du remplissage sédimentaire d’une sebkha côtière tunisienne au cours du Quaternaire récent : la Sebkha Bou Zid (Nord-Est du Cap Bon) ; Geo-Eco-Trop, 34, 97-102.

FRENZEL P. & BOOMER I., 2005 - The use of ostracods from marginal marine, brackish waters as bioindicators of modern and quaternary environmental change. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 225, 68-92.

JAUZEIN A., 1967 - Contribution à l’étude géologique des confins de la dorsale tunisienne (Tunisie septentrionale). Annale des Mines et de la Géologie, Tunis, 22, 219-222.

JAUZEIN A., 1971 - Evolution récente du delta de la Medjerda. Les agents de la morphogenèse. Travaux du laboratoire de Géologie de l’ENS, Paris, 5, 126-151.

JEDOUI Y., 2000 - Sédimentologie et géochronologie des dépôts littoraux quaternaires : reconstitution des variations des paléoclimats et du niveau marin dans le Sud-est Tunisien. Thèse de Doctorat, Université de Tunis II, Faculté des Sciences de Tunis, 338 p.

JEDOUI Y., KALLEL N., FONTUGNE M., BEN ISMAIL M.H., MRABET A. & MONTACER M., 1998 - A high relative sea level stand in the middle Holocene of southeastern Tunisia. Marine Geology, 147, 343-351.

JOUIROU M., 1982 - Faciès sédimentaires et processus dynamiques dans la formation d’un milieu lagunaire : évolution Holocène et actuelle du lac de Tunis et ses abords. Thèse de Doctorat en géologie et applications au domaine marin, Université de Bordeaux 1, 218 p.

JOUËT G., 2007 - Enregistrements stratigraphiques des cycles climatiques et glacio-eustatiques du Quaternaire terminal, Modélisations de la marge continentale du Golfe du Lion. Thèse volume I, Université de Bretagne Occidentale, 444 p.

KAROUI-YAAKOUB N., BEN MBAREK-JEMAÏ M. & CHERNI R., 2011 - Le passage Paléocène/Eocène au nord de la Tunisie (Jebel Kharouba) : foraminifères planctoniques, minéralogie et environnement de dépôt. Revue de Paléobiologie, Genève, 30, 1, 105-121.

KRUIT C., 1955 - Sediments of the Rhône delta. Grain size and microfauna. Geologie en Mijnbouw, 15 (2), 357-514.

LAKHDAR R., SOUSSI M., BEN ISMAIL M.-H. & MRABET A., 2006 - A Mediterranean Holocene restricted coastal lagoon under arid climate: Case of the sedimentary record of Sebkha Boujmel (SE Tunisia). Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 241, 177-191.

Ludwig K. -R., 2012 - Using Isoplot/Ex, version 3.75. A Geochronological Toolkit for Microsoft Excel. Berkeley Geochronology Center Special Publication, 75 p.

MANSOURI R., 1979 - Contribution à l’étude de la sédimentation littorale historique et actuelle au voisinage du delta de la Medjerda : Etude du Lac de Rhar – El –Melah et de la Sebkha de l’Ariana, Tunisie. Thèse de Doctorat, Université de Bordeaux, 301 p.

MARZOUGUI W., MAAMRI R. & BEN HAJ AL Mus., 2015 - Evolution de la ligne de côte de la Tunisie du Tyrrhénien à l’Actuel et prévisions futures. Annales des Mines et de la Géologie de la Tunisie, 45, 105-116.

MORHANGE C. & PIRAZZOLI P.-A., 2005 - Mid-Holocene emergence of Southern Tunisian Coasts. Marine Geology, 220, 205-213.

Nachite D., 1984 - Les ostracodes actuels des plates-formes et du domaine profond de Méditerranée occidentale : leur intérêt pour l’évolution paléohydrologique au Quaternaire terminal. Thèse 3ème cycle, Université de Bordeaux I, France, 113 p.

OUESLATI A., 1994 - Les côtes de la Tunisie, recherches sur leur évolution quaternaire. Publications de la Faculté des Sciences Humaines et Sociales, Tunis, 402 p.

OUESLATI A., 2004 - Littoral et aménagement en Tunisie : des renseignements de l’expérience du vingtième siècle et de l’approche géoarchéologique à l’enquête prospective. Orbis presses, 531 p.

PIMIENTA. J., 1953 - Plissements actuels à l’embouchure de la Medjerda. Bulletin de la Société des Sciences Naturelles de Tunisie, 6, 161-168.

PIMIENTA J., 1959 - Le cycle Pliocène-Actuel dans les bassins paraliques de Tunis. Mémoire de la Société Géologique de France, 85, 176 p.

PINI S., 1971 - Notice explicative de la carte géologique de l’Ariana au 1/50000. Feuille n° 13, Service Géologique, 5-62.

PURSER B.-H., 1983 - Sédimentation et diagenèse des carbonates néritiques récents. Les éléments de la sédimentation et de la diagenèse. Edition Technip, Paris, 389 p.

SOLIGNAC M., 1927 - Etude géologique de la Tunisie septentrionale. Thèse en Sciences Géologiques, Université de Lyon et édition de la Direction des Travaux Publiques. Tunis, 756 p.

ZAARA BEN MOSBAH CH., 2012 - Etude de l’évolution et de la dynamique de la sebkha de l’Ariana : approche géochimique et sédimentologique. Thèse de Doctorat en sciences géologiques, Université de Tunis El Manar, Faculté des Sciences de Tunis, 211 p.

ZAARA BEN MOSBAH CH., BEN ISMAIL LATTRACHE K., GUEDDARI M. & REYSS J.-L., 2010 - Evolution biosédimentaire du dépôt quaternaire de la lagune de l’Ariana, Tunisie (une zone humide du Maghreb Nord). Quaternaire, 21, 281-292.

ZAIBI C., 2011 - Paléo-environnements, forages et événements extrêmes associés, à l’emplacement de la côte Sud de la Skhira au cours de l’Holocène : apport des ostracodes et des foraminifères. Thèse de Doctorat. Faculté des Sciences de Sfax, 280 p.

Haut de page

Table des illustrations

Titre Fig. 1 : Situation géographique et cadre morpho-structural des environs de la lagune de Tunis (Pini, 1971 ; Ben Ayed et al., 1985).
URL http://journals.openedition.org/quaternaire/docannexe/image/8484/img-1.jpg
Fichier image/jpeg, 6,0M
Titre Fig. 2 : Réseau hydrographique du bassin versant de la lagune de Tunis. (Cartes topographiques de Tunis, Ariana, La Marsa et La Goulette 1/50000) (dessin Ben Hmida Sahar).
URL http://journals.openedition.org/quaternaire/docannexe/image/8484/img-2.jpg
Fichier image/jpeg, 3,0M
Titre Fig. 3 : Variation verticale du faciès et de la granulométrie des dépôts de la carotte prélevée au nord-est de la lagune de Tunis.
URL http://journals.openedition.org/quaternaire/docannexe/image/8484/img-3.jpg
Fichier image/jpeg, 64k
Titre Tab. 1 : Datations U-Th de dépôts coralliens marins prélevés au nord-est du bassin sédimentaire de la lagune de Tunis.
Légende Les rapports d’activités (234U/238U)c et (230Th/232Th)c sont corrigés de la faible contamination détritique. Toutes les incertitudes sont reportées à 95% de confiance (2σ). Les âges et les rapports initiaux (234U/238U)0 ont été calculés à partir du programme ISOPLOT (Ludwig, 2012). L’âge des coraux prélevés à 16,5 m est supposé trop vieux à cause d’un comportement probable en système ouvert des isotopes de U et/ou Th.
URL http://journals.openedition.org/quaternaire/docannexe/image/8484/img-4.jpg
Fichier image/jpeg, 44k
Titre Tab. 2 : Teneurs (%) en carbonates des dépôts de la partie nord-est de la lagune de Tunis.
URL http://journals.openedition.org/quaternaire/docannexe/image/8484/img-5.jpg
Fichier image/jpeg, 60k
Titre Fig. 4 : Évolution verticale des minéraux argileux et non argileux le long de la colonne stratigraphique de la lagune de Tunis.
URL http://journals.openedition.org/quaternaire/docannexe/image/8484/img-6.jpg
Fichier image/jpeg, 104k
Titre Tab. 3 : Étude qualitative et quantitative des espèces faunistiques (ostracodes et foraminifères benthiques) dans les dépôts prélevés au N-E de la lagune de Tunis.
URL http://journals.openedition.org/quaternaire/docannexe/image/8484/img-7.jpg
Fichier image/jpeg, 92k
Titre Fig. 5 : Charte de distribution verticale des pourcentages de chaque espèce d’ostracodes et de foraminifères benthiques le long du sondage carotté.
URL http://journals.openedition.org/quaternaire/docannexe/image/8484/img-8.jpg
Fichier image/jpeg, 108k
Titre Fig. 6 : Évolution paléoenvironnementale et distribution faunistique le long de la carotte prélevée au NE de la lagune de Tunis.
URL http://journals.openedition.org/quaternaire/docannexe/image/8484/img-9.jpg
Fichier image/jpeg, 143k
Haut de page

Pour citer cet article

Référence papier

Chedia Zaara Ben Mosbah, Inès Hajji, Sahar Ben Hmida, Fredj Chaabani, Rim Temani, Michel Condomines et Céline Martin, « Évolution paléo-environnementale et quaternaire de la lagune de Tunis (golfe de Tunis, Tunisie) »Quaternaire, vol. 28/4 | 2017, 491-503.

Référence électronique

Chedia Zaara Ben Mosbah, Inès Hajji, Sahar Ben Hmida, Fredj Chaabani, Rim Temani, Michel Condomines et Céline Martin, « Évolution paléo-environnementale et quaternaire de la lagune de Tunis (golfe de Tunis, Tunisie) »Quaternaire [En ligne], vol. 28/4 | 2017, mis en ligne le 01 décembre 2019, consulté le 16 février 2025. URL : http://journals.openedition.org/quaternaire/8484 ; DOI : https://doi.org/10.4000/quaternaire.8484

Haut de page

Auteurs

Chedia Zaara Ben Mosbah

 Laboratoire des Ressources Minérales et Environnement- département de Géologie, Faculté des Sciences de Tunis, Université Tunis El Manar, Tunisie. Courriel : chedia.zaarabenmosbah@gmail.com

Inès Hajji

Laboratoire des Ressources Minérales et Environnement- département de Géologie, Faculté des Sciences de Tunis, Université Tunis El Manar, Tunisie. Courriel : ineshajji1990@gmail.com

Sahar Ben Hmida

Laboratoire des Ressources Minérales et Environnement- département de Géologie, Faculté des Sciences de Tunis, Université Tunis El Manar, Tunisie. Courriel : sahar_ben_hmida@live.fr;

Fredj Chaabani

Laboratoire des Ressources Minérales et Environnement- département de Géologie, Faculté des Sciences de Tunis, Université Tunis El Manar, Tunisie. Courriel : fredjchaabani@yahoo.com

Articles du même auteur

Rim Temani

Office national des mines, rue de l’Energie, 2035 La Charguia, Tunis, Tunisie. Courriel : rim.temani@yahoo.fr

Michel Condomines

 Géosciences Montpellier, Université de Montpellier et CNRS (UMR 5243), place Eugène Bataillon, 34095 Montpellier Cedex, France. Courriel : michel.condomines@umontpellier.fr;

Céline Martin

 Géosciences Montpellier, Université de Montpellier et CNRS (UMR 5243), place Eugène Bataillon, 34095 Montpellier Cedex, France. Courriel:celine.martin@umontpellier.fr

Haut de page

Droits d’auteur

Le texte et les autres éléments (illustrations, fichiers annexes importés), sont « Tous droits réservés », sauf mention contraire.

Haut de page
Rechercher dans OpenEdition Search

Vous allez être redirigé vers OpenEdition Search