Géologie générale. VII. Hydrogéologie Les eaux souterraines

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1 Géologie générale Les eaux souterraines 1

2 précipitations zone de dessiccation temporaire surface zone non saturée (vadose) infiltrations frange capillaire aquifère zone saturée eau Substratum imperméable Modèle de nappe aquifère théorique 2

3 alimentation (pluies efficaces) forage en nappe captive sol puits en nappe libre source infiltration nappe libre (phréatique) Zone non saturée ou d aération Zone de battement du niveau de la nappe zone saturée terrains perméables rivière écoulement terrains imperméables nappe alluviale libre terrains perméables aquifère captif terrains imperméables substratum de la nappe Différents types de nappes 3

4 Nappe libre et nappe captive 4

5 aquifère libre surface Surface piézométrique nappe libre Surface piézométrique nappe semi captive différence de charge formation hydrogéologique semi perméable aquifère à nappe semi captive substratum imperméable Drainance et aquifère multicouche 5

6 Exemples d aquifère 6

7 Exemples d aquifère 7

8 Évolution karstique par abaissement du niveau de base 8

9 Porosité d interstices diaclase lapiaz Niveau de la nappe cavités du karst karst noyé Porosités de fissures et de chenaux faille 9

10 lithologie m% m e % argile limons sables et graviers fluviatiles calcaire 2-4 0,2-0,4 granite 2 0,1 m : porosité totale ; m e : porosité efficace Exemples de valeurs de la porosité 10

11 coef perméabilité type de terrain qualités aquifères (m.s -1 ) 10-1 graviers propres bons terrains 10-2 aquifères 10-3 graviers + sables 10-4 sables terrains aquifères 10-5 sables fins médiocres 10-6 limons 10-7 terrains non 10-8 argiles sableuses aquifères 10-9 argiles Exemples de coefficients de perméabilité 11

12 Q 1 piézomètres 2 Surface piézométrique ligne piézométrique h h 1 Charge hydrolique constante L K Ligne de courant Q h 2 0 plan fixe de référence Écoulement de l eau souterraine dans l aquifère Loi de Darcy : Q=KA. h/l 12

13 Vitesse d écoulement : V (m/s) = Q/A=K.i = q (= débit unitaire) Variabilité des écoulements 13

14 1. courbe hydroisohypse et son niveau piézométrique 2. ligne de partage des eaux souterraines 3. axes principaux d écoulement de l eau souterraine 4. grands axes de drainage Carte piézométrique d un aquifère à nappe libre 14

15 Localisation des zones favorables à l implantation de captages par analyse morphologique de la surface piézométrique 15

16 1. courbe hydroisohypse maîtresse et son niveau piézométrique à l étiage moyen (équidistance 5 m) 2. courbe hydroisohypse et son niveau piézométrique (équidistance 1 m) 3. zone favorable à l implantation de captages Interprétation globale d une carte piézométrique. Aquifère à nappe libre (alluvions) 16

17 Source au contact d un terrain imperméable Source due au contact d une nappe aquifère (avec une dépression topographique) Guides pour la recherche d eau 17

18 Point bas au pied de la falaise dans une nappe de sous-écoulement Méandre dans un fond d oued eau résiduelle en période sèche Guides pour la recherche d eau 18

19 erg oasis dunes erg Dépression intermédiaire dans un erg déterminant les oasis Guides pour la recherche d eau 19

20 Guides pour la recherche d eau 20

21 Captage de source 21

22 Captage des sources diffuses 22

23 Exploitation des nappes libres 23

24 Niveau de l eau avant pompage Rabattement de la surface de la nappe par pompage en milieu poreux 24

25 Diffusion de la pollution en milieu poreux perméable Diffusion de la pollution en milieu fracturé Modes d écoulement et pollution 25

26 Diffusion de la pollution en milieu de nature lithologique hétérogène Diffusion de la pollution sur un substratum imperméable Modes d écoulement et pollution 26

27 Pollution des puits 27

28 Pollution des puits 28