Les puits consultés consistent en des puits pétroliers et des sondages d'eau captant l'aquifère triasique. Ces puits constituent les principaux éléments de calage des données géophysiques. Additionnellement, leurs corrélations permettent de déceler les variations latérales et verticales des niveaux réservoirs.

La majorité des puits pétroliers atteignent d'importantes côtes; les puits «A» et «B» sont respectivement profonds de 3800 m et 2265 m. Ils recoupent les séries quaternaires, néogènes, paléogènes, crétacées, jurassiques et triasiques. La plupart des sondages d'eau sont profonds de moins de 1000 m et ne présentent que des dépôts quaternaires, néogènes et une partie de la série triasique. Cependant, les caractéristiques hydrogéologiques et physico-chimiques de l'aquifère triasique sont déterminées à partir des mesures faites au niveau de ces sondages.

Ainsi, pour garantir une meilleure caractérisation de l'aquifère triasique, nous avons utilisé conjointement les données des puits pétroliers et ceux des sondages d'eau.

Les déblais brassés de boue de forage sont les seuls témoins des colonnes lithologiques des puits disponibles. Dans ces conditions, il est difficile de bien délimiter les niveaux réservoirs. Pour pallier à ces inconvénients, nous avons eu recours aux diagraphies qui sont des enregistrements continus d'un ou plusieurs paramètres physiques en fonction de la profondeur.

Les diagraphies réalisées dans les forages d'eau disponibles, sont le Gamma Ray et la résistivité.

L’émission des rayons gamma est tributaire de la présence d’éléments radioactifs (potassium K40, thorium th 232, Uranium U238) dans les séries sédimentaires. Les argiles qui constituent le support préférentiel de ces éléments ont une forte radioactivité naturelle variant entre 100 et 200 API (Chappelier, 1992).

La résistivité est le paramètre le plus mesuré en diagraphies électriques. Plusieurs dispositifs de mesure ayant différents rayons d'investigation sont utilisés. Les logs de résistivité disponibles sont enregistrés par les sondes petite normale (16") et grande normale (64"). La petite, à faible rayon d'investigation, permet de déterminer la résistivité des roches envahies par la boue de forage alors que la grande normale, ayant un rayon d'investigation plus grand, fournit la résistivité dans la zone de transition entre les roches vierges et celles envahies par la boue (Desbrandes, 1968; Serra, 1985; Hearst & Nelson, 1985; Chapellier,1992; Ellis & Singer, 2007).

La sismique réflexion (Lavergne, 1986) permet la prospection du sous-sol en se basant sur le déclenchement d'un ébranlement qui donne naissance à des ondes sonores (Telford et al., 1976). En se propageant, ces ondes rencontrent des surfaces qui les réfléchissent en présence de variations des propriétés acoustiques (densité, élasticité) du sous-sol. Ces surfaces sont appelées des réflecteurs. Des géophones à la surface du sol, détectent les ondes qui remontent en surface. Les signaux obtenus sont convertis sous forme de sections sismiques après plusieurs étapes de traitement (Gardner, 1985; Henry, 1997; Cox, 1999; Inoubli & Mechler, 1999; Robein, 1999; Mari et al., 2001; Upadhyay, 2004): récupération des amplitudes, corrections statiques, filtrage, analyse de vitesses, corrections dynamiques, sommation et migration.

Vingt profils sismiques ont été interprétés. Ils couvrent l'ensemble du secteur d’étude suivant un maillage homogène. L'interprétation des profils sismiques commence par la sélection des horizons sismiques à pointer. Ces horizons correspondant à des limites stratigraphiques doivent comporter un contraste acoustique suffisant pour produire des réflexions d'amplitude assez élevée, sismiquement caractérisable. Ensuite, on procède au calage sismique. Cette méthode de reconnaissance et de comparaison entre les données de puits et de sismique doit nécessairement comporter au moins les profondeurs des limites stratigraphiques de chaque série ainsi que les relations temps–profondeur. Dans la région de Jeffara-Dahar, les données fournies par les puits pétroliers H, C, D, B et A sont un secours pour le calage sismique. La conversion des profondeurs en utilisant la courbe temps–profondeur a permis l'identification des différents réflecteurs et particulièrement celui qui correspond à la base de l'aquifère triasique (Fig. 6).

Après l'opération de calage, l'horizon sélectionné est pointé sur les différentes lignes sismiques en insistant sur les fermetures de mailles.

L'interpolation entre les sections sismiques interprétées aboutit à la construction des cartes des isochrones qui exposent les différentes structures tectoniques qui contrôlent la géométrie de l'aquifère du Trias dans la région Jeffara-Dahar.

Les coupes sismiques intégrant l'information géologique et l'interprétation sismique précisent les relations entre les différentes unités hydrogéologiques qui constituent l'aquifère du Trias.

L'analyse des colonnes lithologiques et des diagraphies correspondantes (Fig. 7) a permis de déterminer les différentes unités qui composent le système aquifère triasique. Il ressort de cette analyse que les grés de Sidi Stout (Scythien-Anisien), les grés de Kirchaou (Ladinien), les dolomies de Mekraneb (Carnien inférieur), les grés de Touareg (Carnien moyen), et les dolomies de Rehach (Carnien supérieur) constituent des niveaux aquifères intéressants. Les évaporites de Bhir ainsi que les argiles et les évaporites de Mhira sont des aquicludes.

Les logs lithologiques révèlent que la formation Bhir est composée essentiellement d'anhydrites. Les diagraphies (Fig. 7a) détaillent un grand nombre de passages argileux qui n'apparaissent pas individuellement sur ces logs. Ils se distinguent par des pics à fortes valeurs de radioactivité naturelle (50 API). Leur résistivité, similaire à celle des évaporites, ne dépasse pas 30 Ohm m.

Egalement, les enregistrements diagraphiques décèlent que les bancs dolomitiques de Messaoudi, caractérisés par des faibles réponses de GR (10 à 30 API) sont intercalés de niveaux d'argiles. Les valeurs de résistivité correspondant à ces bancs sont généralement fortes (50 à 70 Ohm m) reflétant un aquifère fracturé d'une bonne qualité d'eau. La faible résistivité du banc médian (20 Ohm m) peut être attribuée à son épaisseur réduite et par conséquent à l'influence de la réponse des argiles adjacentes. Elle peut être aussi expliquée par l'augmentation de la salinité de l'eau d'imbibition.

Le log Gamma Ray correspondant à la formation Mhira révèle que les pics à faibles valeurs sont les plus développés. Ceci indique que les gypses dominent les argiles dans cette formation. Les mesures de résistivité, homogènes pour l'ensemble, sont de l'ordre de 20 Ohm m.

La formation Azizia (Fig. 7b) est composée par les deux niveaux dolomitiques de Mekraneb et de Rehach séparés par le niveau gréseux de Touareg. La fréquence des intervalles à faible résistivité et à forte radioactivité naturelle traduit la richesse de ces niveaux en argiles.

La formation Kirchaou (Fig. 7c) apparait le réservoir d'eau triasique le plus important. Excepté la partie sommitale riche en argiles, les mesures de radioactivité naturelle enregistrées pour cette formation n'excédant pas 10 API reflétant l'abondance d’éléments grossiers: grés et sables.

Comparé à celui de la formation précitée, le log Gamma Ray de la formation Sidi Stout (Fig. 7d) montre de nombreux intervalles à forte réponse, particulièrement dans la partie basale. Ceci indique des niveaux argileux plus fréquents.

La notable différence de résistivité entre les réservoirs gréseux de Kirchaou et Sidi Stout (60 à 170 Ohm m) peut être expliquée par une variation de la salinité de l'eau.

Les corrélations des logs lithologiques, restitués à partir des diagraphies, montrent une importante variation de la profondeur et d’épaisseur des réservoirs triasiques.

La corrélation I (Fig. 8) intégrant les forages d'eau FR1et H1 ainsi que les puits pétroliers B et A montre l’épaississement des dépôts du Trias de l'Ouest vers l'Est. En effet, dans les forages FR1 et H, ces dépôts sont uniquement représentés par les réservoirs du Trias inférieur (grès de Sidi Stout) d’épaisseur 200 à 220 m. Passant au puits B, 2000 m des grés du Trias inférieur à moyen (grès de Sidi Stout et grés de Kirchaou) s'intercalent entre les séries permiennes et oligo-miocènes. Au niveau de A, une série triasique complète et épaisse de 3000 m est recoupée. Les différents réservoirs du Trias supérieur (grés de Touareg et dolomies de Massoudi, Rehach et Mekraneb) et du Trias inférieur à moyen (grés de Sidi Stout et Kirchaou) sont reconnus.

La corrélation II (Fig. 9) relie le forage d'eau FR5 et les puits pétroliers C, E, F et G.

A 573 m de profondeur, G a atteint la série triasique composée par la partie basale de l'entité du Trias supérieur, puissante de 85 m (dolomies de Rehach et de Mekraneb intercalées de grés de Touareg) et les entités du Trias moyen (grès de Kirchaou) et du Trias inférieur (grès de Sidi Stout) respectivement épaisses de 177 m et 195 m. F expose la même succession lithologique mais avec un net exhaussement des toits, augmentation de l’épaisseur des réservoirs du Trias supérieur (125 m) et moyen (29 2 m) et diminution de celle des grès de Sidi Stout d’âge Trias inférieur (122 m). Au niveau du E, le Trias supérieur est représenté seulement par 30 m d'argiles et gypses de Mhira; les réservoirs attribués à cette période sont absents. Dans ce puits l'entité gréseuse de Kirchaou est épaisse de 130 m alors que celle de Sidi Stout dépasse 650 m. Vers C, les dépôts du Trias supérieur disparaissent et ceux du Trias inférieur et moyen sont plus développés. FR5 n'a recoupé que 235 m du Trias moyen.

La carte des isochrones de la base des dépôts triasiques de la région de Jeffara-Dahar reflète les grands traits structuraux qui caractérisent ces dépôts. Elle montre une succession d'effondrements soulignée par l'existence des dépressions, situées entre 1000 et 2200 ms (Fig. 10). Ces structures, installées dans la partie nord-orientale du secteur d’étude, dans la région de Ben Guerdane, sont délimitées par des accidents majeurs à jeu normal et de direction NW-SE.

Des accidents E–W à NE-SW affectent la partie centrale sans générer une remarquable variation de la profondeur de la base du Trias, repérée entre 500 et 600 ms.

Les études géodynamiques (Busson, 1972, Ben Ayed & Viguier 1981, Zargouni et al., 1985, Bouaziz, 1995) révèlent que trois familles d'accidents majeurs, de directions respectives NE–SW, E–W et NW–SE, ont contrôlé la sédimentation mésozoïque. Dans notre zone d’étude, ce sont les sections sismiques NE-SW qui montrent clairement le plus d'accidents. Ceci peut s'expliquer par le fait que les failles E–W et NW–SE sont les plus développées (Fig. 11).

La carte structurale du secteur de la Jeffara –Dahar ainsi établie présente les principaux traits hauts et bas et les failles majeures qui caractérisent les séries du Trias. Ces informations impliquent qu'en plus des axes structuraux déjà décrits sur la carte géologique du secteur, il existe en subsurface des structures plus importantes, qui devront être prises en considération pour comprendre le fonctionnement des systèmes hydrogéologiques.

Les résultats obtenus mettent en évidence l'influence de la tectonique sur la géométrie de l'aquifère triasique dans la région de Jeffara-Dahar; la réactivation des accidents NW–SE, E–W et NE-SW en failles normales sont à l'origine de la compartimentation de cet aquifère en blocs tiltés.

Les coupes sismiques révèlent que les implications d'une telle structuration sont variables d'un secteur à l'autre de la région de Jeffara-Dahar.

La coupe sismique correspondante aux deux profils sismiques R11 et R12 et intégrant les forages d'eau K13 et K16 et les puits pétroliers H et C (Fig. 12) permet de déceler les relations entre les unités hydrogéologiques dans le secteur Kirchaou-Foum Tataouine -Sidi Toui. Elle montre que les réservoirs du Trias moyen et inférieur, généralement couverts par les dépôts oligo-miocènes, expriment une notable variation de profondeur et d’épaisseur entre les structures répétitives en horst et graben caractérisant le secteur.

Les puits pétroliers H et C sont implantés sur des horsts. Les niveaux aquifères du Trias moyen sont absents dans le premier et affleurent à l'emplacement du second. Ceux du Trias inférieur sont respectivement atteints à 250 m et 150 m de profondeur. Également, à l'extrémité Sud-Est de la coupe, la région de Sidi Toui qui correspond à une zone soulevée exhibe des aquifères rehaussés et peu puissants.

Dans la région de Kirchaou, au niveau du forage d'eau K13, exécuté au niveau d'une zone affaissée, les réservoirs du Trias moyen et inférieur sont recoupés à la cote 750 m. Ils s'approfondissent d'avantage tout en allant vers le Nord-Ouest. Au centre de la coupe, dans le forage d'eau K16, ces réservoirs révèlent leur maximum d’épaisseur (900 m) reflétant ainsi le jeu synsédimentaire des failles normales.

Par ailleurs, cette coupe révèle une communication latérale entre les différents compartiments malgré les différences de profondeur et d’épaisseur des réservoirs. La similitude des caractéristiques de l'aquifère (piézomètrie et salinité de l'eau) dans les régions de Kirchaou, Foum Tataouine et Sidi Toui traduit cette communication.

La coupe géosismique G2 est établie au profit des profils sismiques R1 et R2 (Fig. 13). G3 correspond au profil R9 (Fig. 14). Elles couvrent respectivement les secteurs Sidi Toui-Ben Guerdane et Kirchaou- Ben Guerdane. Elles montrent que le système aquifère dans ces secteurs est essentiellement surmonté par les évaporites du Trias supérieur. L'exception est enregistrée au niveau de Kirchaou et Sidi Toui, à l'extrémité méridionale de G2 et occidentale de G3, où les dépôts oligo-miocènes assurent la couverture.

Il ressort aussi de ces coupes que le jeu normal d'une succession des failles majoritairement orientées NW-SE a généré une notable augmentation de profondeur (Fig. 13 et Fig. 14) et d’épaisseur (Fig. 13) des réservoirs en allant de Kirchaou et Sidi Toui vers Ben Guedane qui correspond à un bassin subsident au cours du Trias. De surcroit l'affaissement progressif des séries perméables dans la structuration en demi-graben résultante a favorisé un écoulement des eaux souterraines vers la partie nord-orientale du secteur d’étude, tel que décrit par la carte piézométrique (Fig. 3).