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Wikigeotech:Les études hydrogéologiques

De Wiklimat
éléments d'une nappe

Sommaire

OBJECTIFS

Les études à mener ont pour but, d'une part, de mettre en évidence les problèmes posés par la présence d'eau dans les sols[1], et d'autre part, de fournir tous les éléments nécessaires de connaissance sur les nappes et les écoulements[2]. Ceci permet la définition et la mise en œuvre de solutions techniques appropriées de gestion qualitative et quantitative des eaux.

Les objectifs des études hydrogéologiques liées à un projet d'infrastructure sont :

  • apprécier les conséquences de l'hydrogéologie locale au niveau du tracé, sur les terrassements et les ouvrages à réaliser ;
  • déterminer l'impact environnemental du projet sur les nappes et les écoulements de l'eau ;
  • prévoir et dimensionner les dispositifs à mettre en place ;
  • contribuer à l'évaluation de surcoûts éventuels ;
  • cerner les éventuelles conséquences sur le délais.


Les reconnaissances piézométriques associées aux études doivent fournir les informations suivantes :

  • la profondeur, l'épaisseur, l'étendue et la perméabilité des couches de terrains aquifères et des réseaux de joints dans la roche ;
  • la cote altimétrique de la surface de la nappe ou le niveau des formations aquifères, leurs variations dans le temps et les niveaux réels de la nappe, y compris des éventuels niveaux extrêmes et leur intervalle de récurrence ;
  • la répartition des pressions interstitielles ;
  • la composition chimique de l'eau et sa température.


Les informations obtenues par la reconnaissance doivent permettre d'évaluer les aspects suivants :

  • les possibilités de rabattement de la nappe et les méthodes à mettre en œuvre ;
  • les éventuels effets préjudiciables de l'eau interstitielle sur les excavations et les talus ;
  • toute mesure nécessaire à la protection de la structure (par exemple imperméabilisation, drainage et dispositions contre l'agressivité de l'eau) ;
  • les effets du rabattement de la nappe, de la dessication et des effets de barrage sur l'environnement du projet ;
  • la capacité du terrain à absorber l'eau injectée pendant les travaux de construction ;
  • la possibilité d'utiliser l'eau de la nappe locale, en fonction de sa composition chimique, à des fins de construction, en intégrant les dispositions législatives applicables ;
  • la possibilité de rejet des eaux traitées dans le milieu naturels, ou, à l'inverse, la nécessité d'étancher les structures (drainage, bassin etc.).

D'autres pages permettent d'avoir des précisions sur les essais disponibles : essai Lefranc, essai de pompage, essai Lugeon, perméafor ...

DÉROULEMENT ET CONTENU DES ETUDES

Les reconnaissances de terrains doivent être effectuées en plusieurs phases, en fonction des questions qui se posent lors de la programmation, de la conception et de la construction du projet considéré.
La première reconnaissance de terrain doit permettre de séparer les différents niveaux aquifères et leurs possibles interactions avec le projet. A cet effet, les reconnaissances préliminaires visent à fournir les résultats suivants :

  • la présentation des grandes unités hydrogéologiques locales ou des écoulements souterrains, dans le cadre des connaissances régionales ou d'expériences antérieures ;
  • l'évaluation des conséquences possibles de l'hydrogéologie sur le projet ;
  • l'impact prévisible du projet sur l'hydrogéologie locale ;
  • une évaluation des incertitudes de l'étude sur les informations fournies ci-dessus ;
  • la définition du programme des études à entreprendre en phase « dimensionnement ».
Exemple de courbes Isopiézes (bassin de la Somme – Source BRGM)

Pour chaque aquifère concerné par le projet, l’étude de dimensionnement devra ensuite définir le mur, éventuellement le toit de la nappe et la nature de la formation aquifère, en apportant dans la mesure du possible des éléments sur l’homogénéité et l’anisotropie. Ensuite, à partir des relevés piézométriques de la position des sources (dont on notera le débit), on tracera la carte piézométrique de la nappe. Son interprétation pourra apporter les éléments suivants :

  • les limites du bassin hydrogéologique, qui ne coïncident pas obligatoirement avec celles du bassin versant ;
  • les lignes de courant, perpendiculaires aux courbes équipotentielles (ou isopièzes) ;
  • les axes de drainage et les relations entre rivières et nappes alluviales. Une divergence des lignes de courant (concavité des isopièzes vers l’amont) indique une zone d’alimentation ; la convergence de ces lignes (concavité des isopièzes vers l’aval) indique un point bas de la surface piézométrique, donc une zone d’exutoire favorable pour un captage.


Les reconnaissances de dimensionnement du projet devront ainsi préciser, pour chaque aquifère étudié :

  • la géométrie détaillée du réservoir aquifère (position du toit, du mur, pentes) ;
  • les caractéristiques hydrauliques de l'aquifère (perméabilités, cartes piézométriques) ;
  • le bilan de l'alimentation et des pertes (éventuels traçages) ;
  • l'équipement du site pour suivi de l'évolution de la piézométrie ;
  • l'évaluation des contraintes apportées par l'aquifère dans l'élaboration du projet ;
  • l'évaluation de l'influence prévisible du projet sur le maintien de l'aquifère ;
  • une évaluation des incertitudes de l'étude sur les informations fournies ;
  • la définition d'un programme d'études plus détaillées si les spécificités du projet le justifient ;
  • les dispositions de contrôles et de suivi à mettre en œuvre le cas échéant pendant la phase des travaux puis, si nécessaire pendant la vie de l'ouvrage.

CONSISTANCE DES INVESTIGATIONS

Les tableaux qui suivent présentent les objectifs des études hydrogéologiques à conduire en fonction des différentes phases de conception du projet, ainsi que les essais recommandés en fonction des objectifs recherchés. Le niveau 0 des études correspond aux reconnaissances préliminaires. A ce stade, les reconnaissances permettent d'ébaucher le modèle géologique et hydrogéologique. Le niveau 1 correspond aux reconnaissances d'avant-projet, comprenant des éléments de pré-dimensionnement des ouvrages. Le niveau 2 correspond aux reconnaissances de projet intégrant le dimensionnement. Le tableau de synthèse suivant précise les modalités de reconnaissance à envisager par le projeteur pour répondre, s'il y a lieu, aux problématiques susceptibles d'être rencontrées.

Tableau etude hydro et moyen.bmp

Tableau etude hydro et essais.bmp

D'autres pages permettent d'avoir des précisions sur les essais figurant dans ces tableaux : essai Lefranc, essai de pompage, essai Lugeon, perméafor, Slug-test, Pulse-test, micro-moulinet, essais Nasberg, pose de piézomètre ouvert ...

RÉFÉRENCES

  1. M. Rat et al. (1970). Bulletin de liaison des Laboratoires des Ponts et Chaussées, n° spécial « Hydraulique des sols »
  2. M. Cassan (1994). Aide-mémoire d'hydraulique souterraine (édition Presse des Ponts). 193 pages. 2ème édition
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