Propriétés hydrauliques

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Les propriétés hydrauliques permettent d’analyser de façon quantitative l’aptitude d’une formation géologique à contenir de l’eau et à la laisser circuler. Elles dépendent à la fois des propriétés du fluide, en l’occurrence l’eau, et des propriétés physiques du milieu permettant l’emmagasinement et l’écoulement de l’eau. Les hydrogéologues effectuent des essais hydrauliques (par exemple, des essais de pompage dans des puits), pour mesurer plusieurs paramètres tels que la conductivité hydraulique (K), la transmissivité (T), le coefficient d’emmagasinement (S) et la capacité spécifique. Le suivi du rabattement et de la remontée du niveau piézométrique dans un puits de pompage et dans des puits d’observations pendant et après le pompage permet de caractériser l’aquifère. On doit notamment établir le temps nécessaire après l’arrêt du pompage pour que le système revienne à son équilibre, par exemple pour que le niveau piézométrique retourne à sa valeur initiale, que l’on appelle le niveau statique h0.

La mesure de la différence de charge hydraulique entre deux points alignés dans la direction de l’écoulement permet d’estimer les gradients de charge hydraulique (i), soit la différence de charge hydraulique divisée par la distance entre les deux points (Δx)  (Figure 19). Connaissant ce gradient et la conductivité hydraulique de l’aquifère, on peut alors estimer la quantité d’eau souterraine qui circule dans le sous-sol, c.à.d. le débit (Q: L³/t).

 

Figure 19. Gradient de charge hydraulique

 

Quelques formules…

i = (h₁ – h₂) / Δx

Q = KAi   (c’est la fameuse loi de Darcy)

T = Kb

 

Avec:

h = niveau piézométrique ou charge hydraulique {L}
i = gradient de charge hydraulique {sans unité}
Δx = distance entre les 2 puits {L}
Q = débit {L³/t}
K = conductivité hydraulique {L/t}
A = aire de la surface traversée {L²}
T = transmissivité {L²/t}
b = épaisseur de l’aquifère {L} 

 

 LES PROPRIÉTÉS HYDRAULIQUES

L’eau souterraine remplit les porosités du milieu géologique, c’est-à-dire les fractures et les espaces entre les grains, que ce soit dans les dépôts meubles ou dans le roc. Plus la porosité du milieu géologique est élevée, plus il y a d’espace disponible pour emmagasiner de l’eau dans ce qui constitue l’aquifère. Pour qu’une unité géologique soit intéressante pour l’approvisionnement en eau souterraine, il faut aussi que cette eau se renouvelle, c’est-à-dire qu’il faut que les vides communiquent entre eux pour que l’eau puisse circuler d’un endroit à un autre. Pour évaluer si le contenant qu’est le milieu géologique constitue un bon aquifère, il faut connaître sa porosité et son degré de fracturation. Pour définir la capacité d’une formation géologique à transmettre l’eau rapidement d’un vide à l’autre, il faut mesurer sa conductivité hydraulique. Plus cette dernière est élevée et plus l’aquifère est productif. Il est possible de mesurer la conductivité hydraulique (K) du milieu par différents essais réalisés dans les trous de forages (obturateurs, injection, pompage, etc.).

(Source : PACES-BEC)