II.2- Pompages d'essai de longue durée:
Ces pompages de longue durée sont exécutés
en un seul palier à débit constant 69m3h-1
durant quatre jours sur le P3 et 21 .78m3h-1 pendant
8heures sur le P2.
L 'interprétation des données mesurées,
rabattements et temps, repose sur l'emploi des expressions hydrodynamiques en
régime transitoire, établies par Theis (1935) et Jacob(1 950).
II.2.1 -Notions sur le régime transitoire :
C'est un régime d'écoulement variable dans le
temps, encore non stabilisé. C'est Theis (1935) qui a établi le
premier les expressions de l'écoulement de l'eau souterraine vers les
ouvrages de captages, dites en régime transitoire.
Les conditions générales de base d'application de
ces expressions sont celles de l'essai de puits:
- validité de la loi de Darcy: écoulement laminaire
en milieu isotrope ; - puits complet ;
- surface piézomètrique subhorizontale ;
En outre le type hydrodynamique d'aquifère, base des
calculs, doit répondre aux trois caractéristiques suivantes:
aquifère à nappe captive, illimité, à substratum et
toit imperméable.
L'expression de Theis applicable à tous les dispositifs de
station d'essai (Castany G, 1982) est :
s = (Q/4tT) £°u e -u du / u , ou (Q /4t T)
W(u) , avec u = r2S/4Tt
Ce terme W(u) est une fonction exponentielle intégrale
décroissante , de type -
Ei(-u)
W(u) = -0,577216 - Log u + u - u2/2.2! + u3/3.3! -
u4/4.4!+
La signification des symboles est la suivante:
s, rabattement mesuré dans un piézomètre, en
m;
Q, débit de pompage constant, en
m3s-1;
T, transmissivité en m2s-1
S, coefficient d'emmagasinement, sans dimension;
T, temps écoulé, à un instant donné
depuis le début du pompage en s; r, distance du piézomètre
à l'axe du puits, en m.
Les termes du développement en série de la
fonction -Ei(-u), deviennent négligeables comparés au premier
terme constant, lorsque le temps de pompage croit. D'où l'expression
d'approximation logarithmique donnée par CE. Jacob (1950).
s=(Q/4itT)Log 4Tt /r2S - 0,577216
D' où
s=(Q/4itT)Log 2,25Tt / r2S
Soit après solution numérique et log
décimaux
s = 0,183Q/T log 2,25T t /r 2 S
II.2.2- Conditions hydrogéologiques:
u Superposition de nappes:
Le modèle de captage montre une nappe qui occupe
l'ensemble du Crétacé supérieur. Le réservoir d'eau
douce est constitué de sables grossiers et moyens, il repose sur des
sables fins intercalés de minces bandes d'argile. Cet aquifère
maastrichtien, dans la zone pilote, est limité au toit par les argiles
supposées appartenir au Danien et le mur est constitué d'argiles
compactes supposées appartenir au Turonien. Nous avons ainsi une
configuration de nappe captive qui est confirmée par les mesures de
niveaux statiques situés au dessus du toit de l'aquifère dans les
piézomètres P1, P2 et P3. La carte isopièze de la zone
d'étude établie avec quelques points, montre que le niveau
piézomètrique dans la zone pilote est à 1m au dessus du
niveau de la mer. Elle montre également l'existence d'un dôme
piézomètrique au niveau de la ville de Louga. Néanmoins
cette carte confirme l 'insuffisance de piéomètres dans le centre
de la zone.
Sens d'écoulement
Fig.22- Carte isopièze du Maastrichtien
dans le Ferlo
La seconde nappe qui intéresse cette étude, celle
du Paléocène, captée par le P4 est également
captive. Cet aquifère est constitué par des calcaires
gréseux. L'observation des mesures de niveaux statiques par rapport au
sol dans les piézomètres captant le Maastrichtien (P1 :41,43m;
P2:39,70m; P3:39,40m) montre une différence qui confirme la
complexité du Maastrichtien dans ce secteur. En réalité il
s'agit d'une nappe d'eau douce captée par les piézomètres
P2 et P3 qui se superpose à une nappe d'eau salée captée
par le P1. Sur cette même démarche le réservoir de la nappe
d'eau douce peut être également considéré comme une
nappe hétérogène.
Cependant notre modèle de captage n' a pas
respecté la condition du puits complet, puits idéal
crépiné sur toute la hauteur de la couche aquifère et
n'introduisant aucune perte de charge locale à la paroi du puits. En
effet le P3 qui joue le rôle de puits de pompage est à
pénétration partielle. L' aquifère est si épaisse
qu'il est très difficile techniquement et financièrement de
réaliser un puits parfait. Dans ce cas de figure, on a un puits
incomplet ou puits à pénétration partielle, ne captant
qu'une partie de l'épaisseur de la nappe. Or ce type de puits
crée des gradients d'écoulements verticaux, provoquant ainsi un
écoulement tridimensionnel au moins aux alentours
immédiats du puits pompé. Ce
phénomène rend inapplicable les solutions
développées ci-dessus pour le puits complet.
Les effets de la pénétration partielle sont
indépendants de la réalimentation verticale. Ils produisent des
courbes de rabattements-temps analogues dans leur forme à:
- -une drainance à partir d'une couche épaisse
semi-perméable présentant un
emmagasinement non négligeable;
- -l'effet d'une limite d'alimentation, dans le cas d'un puits
pénétrant totalement une nappe libre;
- -l'effet d'une épaisseur variable d'aquifère pour
un puits à pénétration totale.
- Ces observations semblables de contextes différents
seront éclaircies par l'interprétation des pompage de longue
durée.
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