Les eaux souterraines: captage, exploitation et gestion

• 0. INTRODUCTION GENERALE
  
  • 0.1. PROBLEMATIQUE
    
  • 0.2. CHOIX ET INTERET DU SUJET
    
  • 0.3. SUBDIVISION DU TRAVAIL
    
• Chapitre 1 : GENERALITES
  
  • I.1.CYCLE DE L'EAU
    
  • I.2. COMPOSANTES DU CYCLE
    
  • I.2.1. Les précipitations
    
  • I.2.2. L'évaporation/l'évapotranspiration
    
  • I.2.3. L'interception et le stockage dans les dépressions
    
  • I.2.4. L'infiltration et la percolation
    
  • I.2.5. Les écoulements
    
  • De par la diversité de ses formes, on ne peut plus aujourd'hui parler d'un seul type d'écoulement mais bien des écoulements. On peut distinguer en premier lieu les écoulements rapides des écoulements souterrains plus lents. Les écoulements qui gagnent rapidement les exutoires pour constituer les crues se subdivisent en écoulement de surface (mouvement de l'eau sur la surface du sol) et écoulement de subsurface(mouvement de l'eau dans les premiers horizons du sol).L'écoulement souterrain désigne le mouvement de l'eau dans le sol. On peut encore ajouter à cette distinction les écoulements en canaux ou rivières qui font appel à des notions plus hydrauliques qu'hydrologiques.
    
  • I.3. L'EAU DE SURFACE ET DU SOUS-SOL
    
  • I.3.1. Propriétés de l'eau
    
  • I.3.2. Les différents types d'eau souterraine
    
  • I.3.3. Systèmes et temps de résidence
    
  • I.3.4. Les réservoirs d'eau à la surface du globe
    
  • I.3.5. Nappes d'eau souterraines
    
    • a. Origines des eaux souterraines
      
    • b. Constituants des eaux souterraines
      
    • c.Notion d'aquifère
      
  • I.3.6. Cartes hydrogéologiques
    
  • I.4.CARACTERISTIQUESDES RESERVOIRS
    
  • I.4.1. Porosité
    
  • I.4.2. Perméabilité
    
    • a. Expérience de Darcy
      
  • b. Mesure du gradient hydraulique
    
  • Le gradient du potentiel hydraulique est la différence de niveau d'eau dans deux puits recoupant la même nappe, divisée par la distance entre les puits. Il est à l'origine du déplacement des masses d'eau allant du potentiel le plus haut vers le potentiel le plus bas.
    
  • En ramenant la section A à l'unité, le rapport entre le débit Q et le gradient hydraulique i est la conductivité hydraulique K.
    
  • c. Diffusion et dispersion dans un aquifère
    
  • La diffusion moléculaire implique un mouvement aléatoire des molécules suite à leurs vibrations thermiques. Ce phénomène est généralement négligeable tenant compte de l'échelle des aquifères et les vitesses d'écoulements.
    
  • La dispersion implique des changements de direction (et de vitesses) des molécules d'eau induit par l'obligation de ceux-ci de contourner les blocs constituant l'aquifère tels que les cailloutis.
    
  • Si l'aquifère n'est ni isotrope, ni homogène ; il se pose le problème de chenaux d'écoulements souterrains préférentiels. En effet, des anisotropies verticales vont affecter les directions d'écoulement en profondeur.
    
  • La prédiction de l'écoulement uniquement par l'observation des axes d'écoulement peut alors donner des résultats complètement erronés. Cette notion permet de prédire des zones de risques de pollution d'un aquifère basés sur les tracés des axes d'écoulements.
    
  • d. Application de la loi de Darcy
    
  • La loi de Darcy permet de résoudre plusieurs problèmes hydrogéologiques, notamment :
    
  • - Le calcul de la surface piézométrique ;
    
  • - La mesure de rabattement dans des puits en nappe libre et puits artésien en nappe captive ;
    
  • - L'évaluation des paramètres importants d'un aquifère ;
    
  • - L'analyse du réseau d'écoulement dans le cas où la ligne piézométrique n'est pas horizontale.
    
  • L'équation de Darcy permet de prédire en première approximation :
    
  • - La distribution de la charge hydraulique sur toute une nappe à partir des points isolés ;
    
  • - Les directions principales de propagation de l'eau ;
    
  • - Analyses des données concernant le pompage dans un aquifère et estimer les réserves ;
    
  • - Les chemins de circulations de fluides et les vitesses présentes et futures ;
    
  • - Les dépôts de minerais, les réservoirs d'hydrocarbures et les chemins de migration anciens ;
    
  • - Evaluation et lutte contre une pollution, gérer les ressources en eau ;leseffets d'un pompage, prédire le transport d'une pollution, trouver les stratégies de dépollution d'un aquifère.
    
• CHAPITRE II : CAPTAGE ET EXPLOITATION DES EAUX SOUTERRAINES
  
  • II.1. Captage des sources
    
  • II.1.1. Définition
    
  • II.1.2. Différents types des sources
    
  • II.1.3. Aménagement d'une sourceLa nappe d'eau qui sort toute seule du sol constitue une source. En général, une telle eau est bonne à boire. Cependant cette eau peut être polluée à sa sortie du sol. Afin d'éviter un tel danger, on doit aménager la source.
    
  • II.2.2.Différents types de puits
    
  • II.2.3. Aménagement d'un puits
    
  • II.2.4. Entretien des puits
    
  • II.3. Captage par forage
    
  • II.3.1. Définition
    
  • II.3.2. Principales techniques de forage
    
  • II.3.3. Conception du forage
    
  • II.4. Le développement du forage par pompes et essais de débit
    
  • II.4.1. Les pompes pour développement d'un forage
    
  • II.4.2.Les essais de débit
    
• CHAPITRE III : GESTION DES EAUX SOUTERRAINES
  
  • III.1. Aspects quantitatifs et qualitatifs de l'eau souterraine
    
  • III.1.1. Aspects quantitatifs
    
  • III.1.2. Aspects qualitatifs
    
  • III.2. Pollution des nappes d'eau souterraines
    
  • III.2.1. Origine de la pollution
    
  • III.3. Protection des nappes contre la pollution
    
  • III.3.1. Périmètre de protection immédiate
    
  • III.3.2. Périmètre de protection rapprochée
    
  • III.3.3. Périmètre de protection éloignée
    
  • III.4. Moyens de traitement des nappes polluées
    
  • III.5. Défenses naturelles contre les pollutions
    
  • III.5.1. Rôle protecteur des sols
    
  • III.5.2. Rôle épurateur du couvert végétal et des organismes
    
  • III.5.3. Rôle protecteur des berges des cours d'eau
    
  • III.5.4. Autoépuration biologique des eaux souterraines
    
• CONCLUSION GENERALE
  
• BIBLIOGRAPHIE
  
  • A. Musy : Cours d'hydrologie générale, ISTE/HYDRAM, 2005.
    
• 1. Anonyme : La technique de l'eau et de l'assainissement, revue européenne d'expression française (mai 1967), n°245, pp 481-482.
  
• 2. Comité Interafricain d'Etudes hydrauliques, Utiliser une pompe manuelle -Manuel de formation des formateurs villageois - Le point d'eau au village : aménagement ; utilisation ; entretien - série hydraulique villageoise livret 2, GH Géohydraulique, CINAM - date non signalée.
  
• 3. Déclaration de Dublin, 1992.
  
• 4. Eric Gilli. : Hydrogéologie (objets, méthodes et applications), Dunod, 2004, Paris.
  
• 5. François Renard: Cours d'hydrogéologie, UJF-Grénoble, France, Octobre 2002.
  
• 6. Intiomale M.M, Cours d'hydrogéologie, 3ème graduat géologie, UNIKIN, 2011.
  
• 7. Jean Margat : Exploitations et utilisations des eaux souterraines dans le monde, Unesco et BRGM, 2004, Paris.
  
• 8. KATANGA K.A, Cours d'hydrologie souterraine, Ier génie Environnement, ISTA/Kinshasa, 2007.
  
• 9. LUKIDIA L.B., Cours de travaux miniers et forage, UNIKIN, inédit.
  
• 10. M. Renald McCormack : Les puits, Revue du ministère de l'environnement, Québec, 2003.
  
• 11. Ministère de l'agriculture, de l'alimentation et des affaires rurales : Les Puits, Pratiques de gestion optimale, Ontario, Canada, 1997.
  
• 12. OFEFP: Instructions pratiques pour la protection des eaux souterraines. Office fédéral de l'environnement, des forêts et du paysage, Berne. 2004.
  
• 13. Ramade F : dictionnaire encyclopédique des sciences de l'eau, Edscience, France, 1998.
  
• TABLE DES MATIERES