Geosciences.Jijel

Géosciences Algérie.Géologie appliquée.Géotechnique.Géologie d'ingénieur. Géologues Algériens.Géologie de Jijel.علوم الارض.جيولوجيا تطبيقية.جامعة جيجل
 
AccueilFAQGroupesS'enregistrerConnexion

Partagez | 
 

 HYDROGÉOLOGIE

Voir le sujet précédent Voir le sujet suivant Aller en bas 
AuteurMessage
Hamzageo
King
King


Date d'inscription : 10/09/2009
Messages : 257
Localisation : Jijel
Sexe : Masculin
Points : 718

MessageSujet: HYDROGÉOLOGIE   Ven 30 Avr 2010 - 22:46



HYDROGÉOLOGIE
La Terre est surnommée la planète bleue à cause de la présence de l’eau. Il se pose la question de connaître l‘origine de cette eau. La gravité de la Terre est telle (taille et masse) qu’elle retient l’eau par son attraction sans que l’attraction soit trop forte et que l’eau s’enfonce dans les profondeurs.
Deux hypothèses sont crédibles quant l’origine de toute cette eau sur Terre sans pouvoir trancher entre celles ci:
-. Lors de la fusion des roches originelles de la proto planète,celles ci ont libéré leur eau sous forme de vapeur qui s’est ensuite condensée lors du refroidissement. Mais d‘autres planètes ont la même histoire et des caractéristiques proches et n’ont pas ou peu d’eau.
- collision entre la Terre peu riche en eau et une grosse comète qui aurait amené toute cette eau.
Répartition de l’eau libre sur Terre :
Océans 92%
Banquise glaciers 2%
Eaux douces 2%
Eaux souterraines 4%


Les déserts représentent des grands réservoirs d’eau généralement très profonds et l’eau y est très ancienne donc très minéralisée. Les rares nappes plus en surface sont rares, très fragiles et vite polluées.L’hydrogéologie est principalement intéressée par les eaux continentales souterraines.
Bilan des mouvements d’eau :
P = E+ I + Ev + Etp

Ce bilan s’équilibre à l’échelle planétaire. I représente toutes les infiltrations, dans Ev il y a la sublimation des glaciers et l’évaporation des écoulements et cours d’eau. Le ruissellement est l’agent d’érosion des continents le plus efficace notamment lors des
pluies d’orages exceptionnels ou des cyclones.
Les infiltrations se partagent entre un écoulement souterrain et des réservoirs souterrains (les lacs souterrains sont rares, ils représentent une quantité d’eau Certaines roches comme l’argile absorbent l’eau mais ne permettent pas leur écoulement, des roches poreuses comme la pierre ponce n’absorbent pas l’eau: on parle de perméabilité utile. Celle ci dépend de la roche et du liquide concerné, elle dépend de la tension superficielle de liquide.
ROCHES RESERVOIRS ou AQUIFERES.Ce sont donc des roches perméables et poreuses.
1 – roches d’interstices : perméabilité en petit.
Ce sont des roches meubles ou des sédiments (sables) ou des roches cohérentes (grès).
Le sable contient plus d’eau quand il est comprimé (quand on marche sur le sable humide d’une plage, il se forme une auréole de sable plus sec autour du pied).

Les roches sédimentaires dont la diagenèse est incomplète forment de bons réservoirs.
2 – roches fissurées : perméabilité en grand.

La perméabilité en petit est plus favorable aux utilisations humaines de l’eau, les nappes phréatiques sont en général alluviales (cas de la Romanche et du Drac avec une bonne filtration par le sol ce qui est bien utile vue l’implantation ancienne d’usines dans cesvallées).
Pour qu’il y ait perméabilité en grand, il faut des fissures et failles dans le massif mais il faut aussi qu’elles communiquent. Laschistosité joue un rôle important.
Taux de progression de l’eau en fonction du milieu
Sable, graviers 1000m à 10m par jour
Sable fin 100m à 10cm par jour
Argile 1cm à 0,01mm par jour
Grès fissuré 1000m à 10 cm par jour
Calcaires fissurés 1000m à 10 cm par jour
Roches cristallines fissurées 1m à 0,01mm par jour
Schistes 1cm à 0,01 mm par jour
NAPPES PHREATIQUES.
L’eau imbibe la roche. Dans nos régions, les nappes phréatiques sont surtout alimentées par les pluies d’hiver



Une nappe aquifère est une zone potentiellement imbibable avec un mur étanche au-dessous et libre au-dessus ou limitée par un mur supérieur. La nappe phréatique occupe donc tout ou partie de l’aquifère.Si la nappe est libre, l’eau peut remonter par capillarité.
La surface de saturation est appelée surface piézométrique.Ce niveau piézométrique se confond avec le niveau de la nappe lorsque celle ci est libre ou dans les puits. Lorsqu’il pleut, cela réalimente la nappe et le niveau de celle ci remonte (zone de battement de lanappe). Il y a des échanges entre les rivières et les nappes phréatiques.
Remarque : un lac est une retenue d’eau alimentée par un cours d’eau et présentant un exutoire. Un étang n’a ni alimentation ni exutoire, il vit avec la nappe phréatique, l’eau n’y est pas stagnante, les échanges se font par l’intermédiaire de la nappe.
Si la nappe est limitée vers le haut par un mur imperméable (ou toit), il y a limitation des fluctuations.On dit que la nappe est captive. Deux cas se présentent :


    • Le niveau piézométrique est plus haut que le niveau du mur : la nappe (nappe artésienne) est alors en charge. Les puits deviennent artésiens, cas naturel de la Fontaine de Vaucl




    • Le niveau piézométrique est plus bas que le niveau du mur. Elle est alors captive mais non en char

Exemple de la nappe de Bourg d’Oisans qui est captive et en charge: Elle est à l’origine des sources de la Rive : l’eau sort d’un éboulis et se jette dans un lac. Cette eau sort de la nappe et remonte, ce n’est pas de l’eau qui descend de la montagne. Lors de l’existence du lac Saint Laurent il y a eu de l'éboulements sur les flancs, ces éboulis pénètrent sous la couche d’alluvions argileuses qui s’est déposée après en fin de vie du lac. L’eau du Vénéon crée une nappe en charge au niveau de Bourg d’Oisansqui peut s’échapper au niveau de ces éboulis.

La mesure du niveau piézométrique dans une vallée permet d’établir la carte hydrogéologique. La perpendiculaire aux courbes de niveau de la nappe détermine le sens de circulation de la nappe et les échanges rivière nappe ou nappe rivière.

Revenir en haut Aller en bas
asma1430 tlemcen
Membre Géo-Participant
Membre Géo-Participant


Date d'inscription : 03/11/2009
Messages : 63
Localisation : Tlemcen @Algérie
Sexe : Féminin
Points : 120

MessageSujet: Re: HYDROGÉOLOGIE   Mer 4 Aoû 2010 - 12:15

SALEM, merci pour ce poste, c'est tres explicatif, "djazaka allahou khiir".
Revenir en haut Aller en bas
kawther
Membre Géo-Débutant
Membre Géo-Débutant


Date d'inscription : 22/09/2010
Messages : 4
Localisation : Tunisie
Sexe : Féminin
Points : 8

MessageSujet: Re: HYDROGÉOLOGIE   Mer 22 Sep 2010 - 1:17

Merciiiiiiiiiii Very Happy
Revenir en haut Aller en bas
imad21
Membre Géo-Débutant
Membre Géo-Débutant


Date d'inscription : 23/05/2010
Messages : 1
Localisation : collo
Sexe : Masculin
Points : 1

MessageSujet: Re: HYDROGÉOLOGIE   Mer 13 Oct 2010 - 1:03



L’Hydrogéologie





I- Introduction
II- Classification hydrogéologique des roches
1- les roches imperméables
2- les roches perméables
III- La Porosité
1- les types d’eaux dans un aquifère perméable en petit
2- les divers types de porosité
IV- Perméabilité des milieux aquifères et circulation des eaux souterraines
1- les différents types d'aquifères et de nappes
2- la loi de DARCY
3- la surface piézométrique




















I- Introduction :

L’hydrogéologie est le domaine de la géologie qui s'occupe de la recherche et du captage des eaux souterraines.
C’est un domaine qui s’est beaucoup développé ces dernières décennies, pour deux raisons principales :
• le besoin de captage en eau de plus en plus important pour la population, pour l’agriculture, et les industries,
• la recherche des polluants.




L’hydrogéologie intervient également dans les décisions de travaux (routes, maison, etc.) et dans la prévention des crues (inondations).

Les eaux souterraines proviennent des eaux de pluie qui s’infiltrent dans le sol. Dans les bassins sédimentaires, on rencontre de l’eau depuis la surface jusqu’au substratum métamorphique (imperméable), qui peut se situer à plusieurs milliers de mètres de profondeur.

On définie l’aquifère : Les formations géologiques saturées en eau sont appelées des milieux aquifères à condition que l’eau puissent y circuler.
Le concept de système aquifère est à distinguer de ceux d'aquifère et de bassin hydrogéologique :
· Aquifère ou formation aquifère : concept hydrogéologique et géostructural associé à celui de nappe souterraine et à une capacité de production d'eau souterraine. Un aquifère peut être l'un des composants d'un système aquifère.
· Bassin hydrogéologique : partie d'un aquifère, simple ou complexe dans laquelle les eaux souterraines s'écoulent vers un même exutoire ou groupe d'exutoires ; il est délimité par une ligne de partage des eaux souterraines qui, à l'encontre de celle des bassins de surface peut être migrante ; c'est l'homologue souterrain d'un bassin versant pour les eaux de surface (IMBEAUX, 1930).

Un système aquifère peut être subdivisé en plusieurs bassins hydrogéologiques.

L’infiltration de l’eau se fait grâce à la perméabilité des roches. Or il existe deux types de perméabilités :
• dans la grande majorité des cas, l’eau occupe des vides de très petites dimensions : l’eau imprègne la roche,
• dans les massifs calcaires, on rencontre des vides de grandes dimensions (galeries, grottes,…) : karst.








II- Classification hydrogéologique des roches:

Cette classification est basée sur :
• les vides que contient une roche,
•le comportement de l’eau dans ces vides.

Ces deux paramètres fondamentaux sont à mettre en relation avec :
• la porosité : correspondant au volume relatif des vides présents dans la roche (nombre sans dimension),
• la perméabilité : mesure l’aptitude d’une roche à se laisser traverser par l’eau (homogèbe à une vitesse).


1- les roches imperméables :

• les roches non poreuses (ou à faible porosité) :
c’est le cas de nombreuses roches éruptives ou plutoniques (exemple : le granite) et de roches métamorphiques (marbres, gneiss). Ce sont des roches cristallines avec des cristaux jointifs. Ces roches ne présentent pas de vide.

• Les roches poreuses :
Certaines roches poreuses sont imperméables (argiles, marnes). L’eau s’infiltre dans ces roches, mais en raison des propriétés liées à la très faible dimension des pores, l’eau est piégée, et la roche devient ainsi imperméable.


2- les roches perméables :

• des roches poreuses et imperméables à l’échelle du décimètre, peuvent devenir perméables à l’échelle déca-hectométrique par fracturation. On parle de roches perméables en grand. Dans la nature les roches sont très souvent fracturées, donc perméable en grand.
Par exemple, une goutte d’eau sur un bloc de granite ou de marbre restera en surface ; mais des précipitations sur un massif s’infiltreront à travers les fissures.
Le cas particulier des calcaires : les karsts . Le calcaire est soluble dans une eau chargée de gaz carbonique atmosphérique. De cette façon, la circulation d’une telle eau le long des fissures les agrandit. De cette façon se créent les gouffres, les galeries, les cavernes dans les massifs calcaires, et il y a de véritables rivières souterraines.

• les roches poreuses : laissent circuler l’eau à travers les pores, à condition qu’ils soient interconnectés (exemple : sables, grès, graviers). La majorité des eaux souterraines exploitables est emmagasinée dans ces roches. Les roches poreuses à pores interconnectés sont dites perméables en petit.




• les milieux aquifères : constitués par des roches perméables en grand ou en petit.
Les aquifères possèdent trois propriétés vis à vis de l’eau :
Propriété de réservoir ↔ porosité

Propriété de circulation ↔ perméabilité

Propriétés d’échanges physico-chimiques et thermiques.




III- La porosité :

1- les types d’eaux dans un aquifère perméable en petit :



Dans ce milieu, les pores sont constitués par les vides situés entre les grains.

On distingue donc différents types d’eau :
L’eau de rétention : elle forme une pellicule d’eau fortement fixée au grain sous l’action des forces électriques (structure dipolaire de l’eau). On peut récupérer cette eau par centrifugation). → eau fixe

L’eau capillaire : occupe les pores les plus petits. Cette eau subit l’action des forces capillaires et de la gravité.

L’eau gravifique : (sens strict) occupe les pores les plus gros. Cette eau subit l’action de la gravité.


Eau gravifique (sens large) : eau capillaire + eau gravifique (ss) → eau mobile


2- les divers types de porosité:



Vs = volume solide (= volume des grains)
Vv = volume des vides (assemblés) = Vr+Vg
Vr = volume de l'eau de rétention
Vg = volume de l'eau gravifique (s.l.)
V = volume totale = Vs + Vv

On définit différents types de porosité:

• Porosité totale:
la porosité totale (Φ) d'une roche correspond au rapport Vv/V.

Φ% = Vv/V *100

• Porosité efficace:
la porosité efficace (Φe) d'une roche correspond à l'eau mobilisable ou exploitable.

Φe% = Vg/V *100

• Coefficient de rétention:
le coefficient de rétention (Φr) d'une roche correspond à l'eau retenue par la roche.

Φr% = Vr/V *100


La porosité totale Φ peut alors s'écrire:

Φ = Φe + Φr

Pour une porosité totale Φ constante, on remarque facilement que Φe et Φr varient en fonction inverse l'un de l'autre.

Cf. Exo2

Les facteurs de variations des types d'eau et de porosités associées:
Pour un arrangement donné des grains, la porosité totale est indépendante des rayons des grains.
Cf. Exo1
Par contre si des sédiments sont bien classés, il y a une bonne porosité. Si les sédiments sont mal classés, la porosité est alors mauvaise.

Si on s'intéresse aux rayons des grains: plus le rayon est petit, plus il y a de surface de contact entre les pores et les grains. De ce fait, plus le coefficient de rétention est grand. Donc il y a moins d'eau gravifique.
Idem pour l'aplatissement des grains: plus les grains sont plats, plus la surface totale augmente et plus Φr augmente.




IV- Perméabilité des milieux aquifères et circulation des eaux souterraines:

1- les différents types d'aquifères et de nappes :

rappels: les infiltrations des précipitations viennent nourrir les eaux souterraines. On définit donc:

lecontenant:

les milieux aquifères

un aquifère est une formation géologique constituée de roches perméables en grand ou en petit, présentant trois caractéristiques vis à vis de l'eau:
- réservoir: saturation en eau liée à la porosité
- circulation: l'eau circule du fait de la perméabilité
- échanges entre l'eau et la roche: chimiques (dissolution, précipitation) et physiques (chaleur)


- elecontenu:
les nappes d'eaux



Nous allons distinguer trois types d'aquifères:



- les aquifères karstiques:
ce sont le massifs calcaires dans lesquels l'eau circule dans les vides. Ces vides résultent de la dissolution des calcaires par l'eau chargée en CO2 atmosphérique. La taille des vides est très variable. Tous ces vides souterrains constituent le karst (terme serbo-croate).

- les aquifères superficiels à nappe libre (= nappe phréatique):
nous avons un milieu perméable situé en surface reposant sur un milieu imperméable: l'eau n'est pas sous pression. En effet la partie supérieure de la nappe est située au sein du milieu poreux: elle est à la pression atmosphérique.
L'emmagasinement de l'aquifère est directement lié à la porosité efficace.
On a également dans cet aquifère une zone saturée et une zone non saturée.




- les aquifères profond à nappe captive:
le milieu perméable se trouve entre deux milieux imperméables: l'eau est sous pression: forages artésiens

Au niveau de la surface piézométrique fictive, la pression est supérieure à la pression atmosphérique.











Récapitulatif:


Les aquifères à nappe libre
La base de l'aquifère, le substratum, est imperméable. La limite supérieure est hydrodynamique : la surface piézométrique peut s'élever ou s'abaisser librement dans la formation hydrogéologique perméable formant le réservoir.




Les aquifères à nappe captive
Les eaux souterraines sont emprisonnées entre 2 formations imperméables fixes : le substratum et le toit. L'aquifère subit une pression, dirigée de haut en bas, due au poids de la colonne de terrain. Cette pression est équilibrée par la pression de couche à l'intérieur de l'aquifère.

Les aquifères à nappe semi-captive
Le toit, le substratum ou les deux sont constitués par une formation hydrogéologique semi-perméable. Celle-ci permet dans certaines conditions des échanges d'eau avec un aquifère superposé ou sous-jacent. On parle alors d'aquifère multicouche.


2- la loi de DARCY :

L'écoulement des eaux souterraines est régi par la loi de Darcy établie expérimentalement en 1856 (définition de la perméabilité). Cette loi expérimentale permet de résoudre de nombreux problèmes d'écoulements souterrains.

a- dispositif expérimental:
On considère un tube cylindrique de section S rempli d'un matériau poreux sur une hauteur e dans lequel on fait circuler de l'eau sur une hauteur totale ∆H (dispositif à niveau constant).
Lorsque le milieu est saturé en eau, on a :

débit d'entrée Qe = débit sortie Qs = Q


Darcy en a déduit l'équation suivante:

Q = k.S.∆H/e

Q est proportionnel à S et ∆H et inversement proportionnel à e.

Q = le débit (m3.s-1)
k = coefficient de perméabilité de Darcy = perméabilité (=coefficient de filtration ou conductivité hydraulique) (m.s-1)
S = surface (m²)
∆H = perte de charge (m)

remarques:
- le gradient hydraulique i : i =∆H/e
- k est homogène à une vitesse = m.s-1 → k correspond donc à l'aptitude d'un milieu à se laisser traverser par l'eau.
- la perméabilité de Darcy est utilisée uniquement quand on s'intéresse à l'exploitation de nappes libres.
b- application au cas de la nappe libre:



Lors du déplacement de l'eau dans l'aquifère, il y a une perte d'énergie par le "frottement" de l'eau avec les grains (origine de la perte de charge). Le déplacement est entretenu par l'inclinaison du substratum.

Le débit Q est donné par la loi de Darcy directement.



3- la surface piézométrique :

L'écoulement des eaux souterraines est régi par la loi de Darcy établie expérimentalement en 1856 (définition de la perméabilité). Cette loi expérimentale permet de résoudre de nombreux problèmes d'écoulements souterrains.

a- Définitions :
niveau piézométrique Z': altitude de l'eau mesurée dans un puit

Z' = Z-p


isopièze: ligne le long de laquelle la surface supérieure de l'eau souterraine se situe à la même altitude.
surface piézométrique: déterminée par l'ensemble des isopièzes de la nappe, cette surface correspond à la surface supérieure de la nappe d'eau. Pour une nappe libre, la surface piézométrique se situe à la pression atmosphérique (piezo = pression).
tracé des isopièzes: le tracé des izopièzes se fait par interpolation linéaire.
ligne de courant: ligne la plus courte recoupant perpendiculairement chaque isopièze. Les lignes de courant donnent le sens d'écoulement de la nappe.
Remarque: le gradient hydraulique i doit être mesuré selon une ligne de courant.
b-Les échanges nappes phréatiques - cours d'eau :



Nous avons deux types d'échanges entre une rivière et une nappe phréatique:
- la rivière draine la nappe,
- la rivière alimente la nappe.
Remarquons qu'il est possible de ne rencontrer aucun échange.

Ces situations peuvent :
- se succéder dans le temps au même endroit,
- se produire au même moment à des endroits différents de la rivière.


V- Hydrochimie - analyse chimique des eaux souterraines:

1- Généralités:

● définitions:
solvant = phase dans laquelle le soluté est dispersé.
soluté = ions en solution
solubilité = concentration dans une solution saturée.


● L'eau:

La liaison O-H dans la molécule d'eau H2O
L' atome d'oxygène ( Z = Cool possède six électrons de valence dont deux célibataires . Pour former la molécule d'eau , l'atome d'oxygène se lie à deux atomes d'hydrogène établissant ainsi deux liaisons covalentes :

La longueur de chaque liaison est 96pm. L'angle HOH est égal à 106 ° environ.





La molécule d'eau donc est un dipôle électrique.

Les molécules d'eau sont liées entre elles par ces forces électriques. On a donc des liaisons de Van der Waals, liaison faible due aux interactions entre ces dipôles électriques.
Remarque: liaisons covalentes : électrons mis en commun (pas cédés) → liaison forte

● En raison de ses propriétés dipolaires, l'eau est un solvant à caractère ionique. L'eau solubilise les molécules à liaisons ioniques (exple: NaCl, sels minéraux, etc.).
Remarque: liaisons ioniques : interactions entre cations et anions

● La solubilité des molécules (et des ions) dépend de trois facteurs :
- degré de covalence: exemple de la silice
Si la liason Si-O était purement ionique: Si-O = 1,82 Å
Or dans le tétraèdre Si-O = 1,6 Å
→ 1,82 - 1,6 = 0,22 correspond au degré de covalence.
Ces tétraèdres (dans les roches alumino-silicatées) sont plus résistants à l'altération et à la dissolution.
- degré d'organisation cristalline du minéral avec lequel les ions en solutions sont en équilibre.
exple: SiO2 amorphe est 20 fois plus soluble que du quartz.
- potentiel ionique: mesure de l'intensité de la charge positive sur la surface d'un cation (Cf. diagramme de Goldschmidt).

hydrolysats = cations amphotériques = hydroxydes
amphotère: qui possède à la fois les propriétés des acides et des bases





Oxyanion = anion soluble

les règles de substitution (Valence et rayon ionique) qui régissent la localisation des éléments en traces dans les phases minérales sont les critères principaux. En conséquent, on distingue les éléments majeurs ( alcalins, alcalinoterreux, HCO3-, Cl-, SO42-) et éléments mineurs ( ou traces).

● Analyse chimique des eaux souterraines :
Les résultats d'une analyse chimique sont donnés en poids d'ion/litre de solution (concentration). Mais pour pouvoir faire des comparaisons, on donne ces résultats en milliéquivalents (m.e.q.).

m.e.q. =

concentration en mg/l
masse de l'équivalent

masse de l'équivalent =

(∑) masse atomique
valence

2- Caractères physico-chimiques d'une eau:

Les caractères physico-chimiques sont décrits par les 4 grandeurs suivantes.
a- Conductivité :

La conductivité χ en (Ω.m)-1 est l'inverse de la résistivité électrique.
La résistivité est la résistance de l'eau au courant électrique. Elle est liée à la teneur en seldissous: plus l'eau contient des sels dissous, plus elle est conductrice.
Ω-1 est le Siemens.
Ici χ est en μS/cm (i.e., 10-4 .(Ω.m)-1)
remarque:
-la conductivité varie avec la température, mais en hydrogéologie on ne concidère pas ce point car les variations sont trop petites.
résistance
R = ρ. x/A
x = distance du courant à travers la section A


ρ = résistivité en Ω.m
potentiel
V = R.I
I= intensité du courant

E=ρ.j
j = densité de courant = dI/dS




La conductivité est fonction de la concentration en ions dissous dans l'eau donc la conductivité exprime la salinité (en mg/l).
→ eau douce ≈ isolant
→ eau de mer ≈ excellent conducteur, avec 30mg/l de NaCl

On utilise surtout le μS/cm car ily a une corrélation :
μS/cm ≈ mg/l d'éléments dissous

exemples:

eau distillée
100 000 μS/cm
eau granitique
20-50 μS/cm
eau volcanique
50-100 μS/cm
eau calcaire
300-600 μS/cm

(Cf. cours d'électricité en 2ème année avec M. Sabrier)

b- pH:

le pH est le cologarithme de la concentration en ions H+.
pH = -log10[H+] = -log10[H3O+]

● pH basique >7 :
On trouve des eaux au pH basique quand elles ont traversé des roches à réserve alcaline (i.e., riches en Na et K) comme par exemple le calcaire ou le basalte.
Les métaux alcalins, Na, K, ..., ont une forte tendance à s'ioniser et donc donnent facilementdes oxydes et des hydroxydes
→ caractère basique.

● pH acide <7 :
On trouve des eaux au pH acide quand elles ont traversé des roches sans réserve alcaline comme par exemple le granite ou les sables siliceux. L'attaque par l'eau sur de telles roches est difficlecar les eaux sont très peu chargées en sels et présentent à l'origine un excèse en CO2 (à l'opposé les roches sédimentaires ou basalte ont des ions Ca2+ et Mg2+ qui arrivent à saturer le gaz carbonique).
→ eaux acides

exemples:

eau distillée
pH = 7

eau de pluie
pH = 5,6

eau de pluie acide
pH = 4
SO2 + 0,5 O2 + H20 → H2SO4
eau granitique
pH = 5,5
CO2 en excès
dans un terrain carbono-calcaire:

CaCO3 + CO2 + H2O → Ca(HCO3)2
pH<7
eau dissous du calcaire
CaCO3 + CO2 + H2O ← Ca(HCO3)2
pH>7
eau dépose du calcaire
CaCO3 = solide
Ca(HCO3)2 = soluble


c- Titre alcalimétrique: TA - TAC :

T.A. = titre alcalimétrique
T.A.C. = titre alcalimétrique complet

Il traduit le caractère basique d'une eau. [OH-], [CO32-] ion carbonate, [HCO3-] ion hydrogénocarbonate

d- Dureté: TH :

On parle de dureté ou de titre hydrotimétrique d'où le terme de T.H.

T.H. = ∑ [Ca et Mg] = teneur en sel de Calcium et/ou de Magnésium.

T.H. s'exprime en degré français:
1°F = 0,2 meq/l

T.H.
0 à 3
36-15
15-30
>30
qualification
très douce
douce
dure
très dure
On mesure la dureté des eaux avec un hydrotimètre.

3- Facteurs de minéralisation de l'eau:

Différents facteurs influencent la concentration des éléments dans l'eau (échanges eaux-roches):
● la température: si la température augmente, la solubilité et la cinétique augmentent.
● la pression: par exemple si la pression partielle de CO2 augmente, alors la dissolution augmente.
●la surface de contact: fissures, porosité intergranulaire, ...facilitent les échanges.
● vitesse de passage: plus elle est lente, plus il y a d'échanges.
●la nature et la concentration des acides minéraux et /ou organiques
●la nature de la rocha aquifère (roche mère): nous avons vu qu'en fonction de sa nature l'eau n'a pas les mêmes propriétés. Les échanges seront donc différents.

Grâce à ces différents facteurs, on peut définir des faciès géochimiques de l'eau. Les résultats des analyses chimiques sont portés sur des diagrammes permettant de définir les types d'eau et de les comparer.

exemple: le diagramme de Shoeller permet de voir les différents types de roches percolées




Echelle logarithmique de Schoeller présentant de classer les eaux souterraines selon leur potabilité.


On a reporté ici 3 lignes du tableau supérieur:
1 (eau minérale de Vichy), 9 (eau potable tirée de la nappe des alluvions de la Seine) et 14 (eau potable pompée d'un granite).
dh=degré hydrotimétrique en degrés français= 5 x ([Ca/40] x 21 + [Mg/24] x2)







.









4- Normes de potabilité d'une eau:

a- Paramètres organoleptiques :

à faire

b- Paramètres physico-chimiques :

à faire

c- dureté :

à faire

d- minéralisation et substance indésirables :

La classification des eaux souterraines se fait aussi en 5 classes selon le type d'utilisation préférentielle:
* eau très peu minéralisée (< 250 mg/L), utile pour la fabrication de vapeur mais ne pouvant convenir à la distribution publique sans un apport de sels dissous;
* eau peu minéralisée (250 à 500 mg/L), utilisable par l'industrie et pouvant servir à la distribution publique d'eau potable;
* eau normalement minéralisée (500 mg/L à 1 g/L), correspondant aux normes des eaux potables;
* eau non conforme aux normes de potabilité (1 à 1,5 g/L), mais pouvant être utilisée pour l'irrigation et pour abreuver les animaux.
* eau trop salée ( > 1,5 g/L), impropre en dehors d'un usage balnéaire


e- substances toxiques :

à faire

f- Paramètres microbiologiques :

Il n'y a encore pas si longtemps on considérait que les eaux souterraines étaient stériles car filtrées par la percolation des eaux d'infiltration les alimentant. Ce n'est plus le cas.
On a découvert des micro-organismes viables à plus de 2 km de profondeur malgré des limites évidentes en éléments nutritifs: l'oxygène tout d'abord, normalement présent mais en faible quantité. Il semblerait que les eaux souterraines, habituellement aérobies (contenant de l'oxygène libre) , deviennent rapidement anaérobies (sans oxygène disponible) dès qu'elles sont contaminées par de la matière organique. En effet, le dioxygène serait alors consommé pour oxyder cette matière organique, l'eau perdant alors son dioxygène. Mais d'autres éléments comme l'azote et le phosphore, présents en très faible quantité ou absents des eaux souterraines, seraient aussi des facteurs limitant la croissance des microorganismes profonds. La question est donc double: y-a-t-il des organismes vivants dans les eaux souterraines ? et s'y développent-ils ? Si la réponse à la première question est sans conteste positive, la réponse à la seconde est plus nuancée. En absence de pollution (notamment organique) les eaux souterraines restent un milieu où la croissance des êtres vivants est quasi impossible. Par contre, à la suite d'une pollution, il devient possible d'utiliser les micro-organismes pour purifier le milieu et dégrader la matière organique.
D'autre part, on a trouvé des bactéries (vivantes ?) dans des roches (inclusions fluides) profondes jusqu'à 2,8 km (voir par exemple l'article : "les micro-organismes de l'intérieur du globe", James Fredrickson et Tullis Onstott, Pour la Science, 230, décembre 1996, 90-95 , qui citait déjà 9.000 souches bactériennes lithotrophes profondes... (pour les types trophiques voir cours sur la nutrition)).



a- Pesticides:

Le terme de pollution (souillure) en écologie moderne désigne la dégradation d'un milieu naturel à la suites de la contamination par des agents toxiques (essentiellement liés à la production d'énergie, aux activités industrielles et à l'agriculture). Pollution fait référence à une vision écologique (centrée sur l'habitat) et non anthropocentrique comme le fait le terme de nuisance. Et pourtant la limite est parfois floue: nuisances sonores, nuisances esthétiques, olfactives, gustatives... pour lesquelles la santé n'est pas directement mise en danger.

Certaines nappes phréatiques européennes contiennent des traces de plus de cinquante types de pesticides différents. Certains, comme l'atrazine (herbicide très employé sur le maïs), rendent l'eau non potable sur de vastes surfaces de certains pays de la C.E.E., par suite de la contamination des nappes.

1. une pollution par les nitrates



Nitrates: une norme aux pieds d'argile, Marian Apfelbaum, La Recherche, 339, février 2001, p 31-34
La consommation de nitrates est totalement inoffensive pour l'homme, sans limite de dose. Concernant les expérimentations chez l'animal, des doses massives, jusqu'à 2500 mg/kg de masse corporelle, n'ont provoqué aucun trouble. Chez l'homme la principale source de nitrates sont les légumes (2 g/kg dans la laitue, les épinards, la betterave, bien davantage dans la scarole, les navets...moins dans d'autres...). La norme édictée par l'OMS et la FAO a été fixée en 1962 à 3,65 mg/kg de masse corporelle et par jour dans un contexte d'épidémie de la maladie bleue du nourisson aux Etats-Unis qui avait été reliée faussement à la consommation d'eaux de pluie riches en nitrates. Et pourtant la norme n'a pas été abandonnée, elle a au contraire été renforcée à une dose journalière de 5 mg/kg de masse corporelle par ... prudence !! ! alors que tous les tests de toxicité sont négatifs!!!
Les eaux de distribution collective qui titrent 40 mg/L de nitrates sont tout à fait potables et totalement inoffensives.



La pollution des eaux de surface par les nitrates et la distrophysation (pollution des lacs et cours d'eau se manifestant par un développement excessif du phytoplancton et des phanérogames ; à ne pas confondre avec l'eutrophisation : enrichissement naturel d'une eau en matières nutritives (sels minéraux) provoquant la perturbation de l'équilibre biologique des eaux par désoxygénation des eaux profondes) qui en résulte, est un tout autre problème que l'augmentation de la teneur en nitrates des eaux souterraines potables. Les marées vertes en sont un exemple.

2. une pollution par les chlorures

Exemple de la plaine d'Alsace polluée par les résidus d'exploitation des mines de potasse (terrils contenant de grande quantité de chlorure de sodium) ainsi que de sulfates de fer produits par l'industrie chimique locale.


Revenir en haut Aller en bas
bent annaba
Membre Géo-Débutant
Membre Géo-Débutant


Date d'inscription : 04/11/2010
Messages : 4
Localisation : annaba
Sexe : Féminin
Points : 6

MessageSujet: Re: HYDROGÉOLOGIE   Mer 10 Nov 2010 - 1:06

j'ai un livre d'hydrogéologie et des thèses de doctorat es qu'il y a quelqu'un qui peut m'aider pour les mettre au forum S.V.P
Revenir en haut Aller en bas
malodja
Membre Géo-Débutant
Membre Géo-Débutant


Date d'inscription : 09/09/2011
Messages : 11
Localisation : côte d'ivoire
Sexe : Masculin
Points : 11

MessageSujet: Re: HYDROGÉOLOGIE   Dim 11 Sep 2011 - 16:49

merci bcq
Revenir en haut Aller en bas
moroco225
Membre Géo-Débutant
Membre Géo-Débutant


Date d'inscription : 14/09/2011
Messages : 18
Localisation : yamoussoukro
Sexe : Masculin
Points : 18

MessageSujet: Re: HYDROGÉOLOGIE   Lun 3 Oct 2011 - 15:31

merci pr tout
Revenir en haut Aller en bas
cool1155
Membre Géo-Débutant
Membre Géo-Débutant


Date d'inscription : 15/07/2013
Messages : 22
Localisation : Cotonou
Sexe : Masculin
Points : 22

MessageSujet: Re: HYDROGÉOLOGIE   Ven 3 Oct 2014 - 16:30

merci
Revenir en haut Aller en bas
Contenu sponsorisé




MessageSujet: Re: HYDROGÉOLOGIE   

Revenir en haut Aller en bas
 
HYDROGÉOLOGIE
Voir le sujet précédent Voir le sujet suivant Revenir en haut 
Page 1 sur 1
 Sujets similaires
-
» Séminaires sur l'eau, environnement, géologie et hydrogéologie 2014 ?
» Sujet magister d'Hydraulique
» recrutement hommes détenteurs doctorat et magister
» Le salut par la charité (Théologie catholique)
» Tracéologie sur des outils moustériens de Divie Babe I (SL)

Permission de ce forum:Vous ne pouvez pas répondre aux sujets dans ce forum
Geosciences.Jijel :: Autres filières de Géosciences :: Hydrogéologie/Hydrologie-
Sauter vers: