Document Actions

Hydrogéologie

par Josée Broussaud last modified 2012 Jul 14 09:26

l'hydrogéologie est la science qui étudie l'eau et son comportement dans les roches

 Les aquifères 

Les différents aquifères en Beauce

Les nappes d'eau souterraines, des systèmes hydrodynamiques

Les aquifères

Les eaux souterraines sont localisées dans certaines couches géologiques perméables ou aquifères.

L'eau  remplit  les vides existants à l'intérieur des roches. Selon le type de roche l'eau occupe :

  • l'espace entre les grains ou pores dans les roches meubles (sables graviers ..)
  • les fissures dans les roches compactes (calcaires, granites, basaltes ...)

La partie de l' aquifère où les pores et les fractures sont totalement occupées par l’eau forme la zone saturée de l’aquifère.

Dans la zone non saturée les pores et les fractures contiennent de l’air et de l’eau.

L’eau de la zone saturée d’un aquifère, eau capable de s’écouler et qu’on peut capter, forme une nappe d’eau.

 

Un aquifère rempli deux fonctions :

  • stockage de l'eau grâce à sa porosité, celle ci se mesure par le volume d'eau contenu par unité de volume de roche saturée d'eau.
  • circulation de l'eau grâce à sa perméabilité, elle correspond à l'aptitude de la roche à laisser circuler l'eau. Une roche est aquifère si sa perméabilité est supérieure à  10-4 m par seconde. L'argile a une perméabilité de 10 -7 à 10-10 ms-1

L'eau contenue dans les roches n'est pas susceptible de s'écouler dans sa totalité : on doit distinguer l'eau gravitaire et l'eau de rétention

L'eau souterraine présente dans les aquifères comprend 2 fractions :

  • L'eau de gravité : cette fraction est dite mobilisable,elle est soumise à la seule force de gravité. Elle circule dans l'aquifère et alimente les ouvrages de captage et les sources. Son volume dépend de la granulométrie de l'échantillon.
  • L'eau de rétention : cette fraction est dite non mobilisable. Elle est maintenue à la surface des grains avec une force supérieure à celle de la gravité
 
Roches poreuses porosité totale (%) porosité efficace (%)
Sable et gravier 25 à 40 15 à 25
Sable fin 30 à 35 10 à 15
Argile 40 à 50 1 à 2
Craie 10 à 40 1 à 5
Calcaire (fissuré) 1 à 10 10 à 50

La porosité efficace est le rapport du volume d'eau gravitaire au volume total de la roche saturée en eau:

porosité efficace (%) = volume eau gravitaire/ volume total

Les différents aquifères en Beauce

Les limites de la nappe de Beauce sont les limites naturelles qui influencent directement son comportement hydraulique. Elles correspondent soit à des cours d'eau, soit à des limites d'extension des formations géologiques

La nappe de Beauce est un système aquifère multicouche. Il est constitué d'une succession de couches géologiques alternativement perméables, semi-perméables, imperméables qui délimitent plusieurs réservoirs aquifères pouvant être en relation les uns avec les autres 

On distingue principalement les niveaux aquifères contenus dans les formations géologiques suivantes :

      • Les calcaires de Pithiviers,

      • les calcaires d'Etampes,

      • Les sables de Fontainebleau,

      • les calcaires de Brie,

      • les calcaires éocènes (calcaires de Morancez, de Château-Landon et de Champigny)

 

Les nappes d'eau souterraines, des systèmes hydrodynamiques


Pour constituer une nappe d'eau souterraine, il faut un sol filtrant perméable et, à la base un niveau imperméable ou subtratum.

Les principaux types de nappes

  • les nappes libres ou phréatiques

Ces nappes sont dites libres parce que la surface supérieure de l'eau fluctue sans contrainte.  Elles sont contenues dans des roches poreuses (sable, craie, calcaire) jadis déposées en vastes couches. Il n'y a pas de "couvercle" imperméable au toit du réservoir et la pluie efficace peut les alimenter par toute la surface.

  • les nappes captives

elles sont recouvertes une couche géologique peu ou pas perméable . l'eau est comprimée à une pression supérieure à la pression atmosphérique et elle peut jaillir dans des  forages dits artésiens. Ces nappes sont souvent profondes. On peut alors les exploiter pour la géothermie.

 

Alimentation et stockage de l'eau

Alimentation d'une nappe
  • Nappe alimentée par l'eau de pluie

Dans la majeure partie des cas, nappes libres, les eaux souterraines proviennent  de l'infiltration des eaux superficielles.

La source d'alimentation en eau d'un bassin hydrologique est fournie par les pluies efficaces, c'est à dire par le volume d'eau qui reste disponible à la surface du sol après soustraction des pertes par évapotranspiration . L'eau se répartit donc en 3 fractions :

- le ruissellement qui rejoint  le réseau hydrographique

- l'évaporation et la consommation par les plantes

- l'infiltration qui alimente le stock d'eau souterrain.

Lorsqu'il s'agit d'une nappe alluviale l'alimentation de la nappe se fait avec quelques jours de retard sur les pluies. Par contre, la nappe peut être alimentée avec plusieurs mois de retard selon l'épaisseur et la porosité de la roche

Influence des précipitations sur le niveau de la nappe

ouzouer.jpg

  • Nappe alimentée par les cours d'eau

C'est le cas des nappes alluviales qui tantôt sont alimentées et tantôt sont drainées par les cours d'eau.

La nappe des calcaires de Beauce est alimentée par la Loire entre Chateauneuf sur Loire et Orléans.

la surface piézométrique de la nappe a une cote inférieure à celle de la Loire. c'est la zone des pertes de la Loire. l'eau atteint le calcaire après avoir traversé une mince couche d'alluvions.

Piézomètrie de la nappe dans le val

val1.jpg

  • Nappe alimentée par une autre nappe

Les nappes peuvent communiquer entre elles et former des systèmes aquifères. Si elles circulent dans des roches de propriétés différentes elles peuvent alors jouer un role modérateur et régulateur des écoulements.

pluies efficaces = précipitations totales - évapotranspiration

La hauteur d'infiltration est la quantité d'eau infiltrée à travers le sol pendant une durée déterminée.

Le taux d'infiltration est le rapport entre la hauteur d'infiltration et la hauteur de précipitation efficace.

 

connexion.jpg

Les exutoires de la nappe

La nappe de Beauce donne naissance à des sources qui alimentent les cours d'eau beaucerons  situés à la périphérie  :

- Juine, Essonne, Fusain, Vernisson, Voice, Seine

- Aigre, Cisse, Conie, Bionne, Mauves, Tronne, Réveillon, Oussance, Loire.

Si les pluies hivernales sont trop faibles alors le niveau de la nappe peut-être trop bas pour alimenter les cours d'eau.

 

 

Retour vers le dossier "Hydrogéologie"


Personal tools