Cours hydrogéologie

             PROGRAMME   D’HYDROGEOLOGIE  2012

Rédaction : Prof GBANGBOT JEAN-MICHEL

1. INTITULE : HYDROGEOLOGIE

1. OBJECTIF : PERMETTRE AUX ETUDIANTS DE CONNAITRE L’ENVIRONNEMENT DES ECOULEMENTS SOUTERRAINS ET D’EN MAITRISER LES OUTILS DE RECHERCHE ET D’ETUDE

1. CONTENU DU COURS..

CHAPITRE 1 : Identification des eaux souterraines

1. Définition
2. Description du contexte géologique et hydrodynamique

CHAPITRE 2 : Description du processus d’alimentation des nappes souterraines

CHAPITRE 3 : Stratégie de captage des eaux souterraines

3.1- Les techniques de forages et de creusement des puits

3.2- Les techniques de développement des forages

CHAPITRE 4 : Hydrogéochimie

4.1- Les techniques d’analyses physico-chimiques

4.2-Les techniques d’analyses statistiques des données hydrogéochimiques

CHAPITRE 1 : Identification des eaux souterraines

INTRODUCTION

L’hydrogéologie est avant tout l’étude des eaux souterraines, c’est-à-dire l’étude des conditions d’accumulation et de circulation des eaux dans les roches.

L’hydrogéologie est devenue une science multidisciplinaire au champ d’application très vaste, englobant les matières suivantes :

hydrologie de surface, assainissement, pollution et maladie hydriques, hydrostructurale et genèse des réservoirs, exploration et découverte des eaux souterraines, télédétection systèmes d’information géographiques, hydrochimie, isotopie et âge des eaux souterraines etc.

1.1 DEFINITION

On appelle eau souterraine toute accumulation de l’eau dans les pores d’un terrain perméable, appelé aquifère, eau capable de circuler librement dans cet aquifère sous l’effet de la gravité. D’après un auteur CASTANY environ 60% des réserves d’eau sur la planète sont stockés sous forme de glace et de neige  et 40% sous forme d’eaux souterraines.

En hydrogéologie le mot aquifère désigne tout terrain dont les caractéristiques sont favorables à la formation des réserves d’eau souterraine. En conséquence, un aquifère désigne un terrain capable de contenir de l’eau. Cependant, cela ne signifie pas qu’un tel terrain contient effectivement de l’eau, mais il offre simplement par sa nature les conditions propices à la formation des réservoirs.

1.2 DESCRIPTION DU CONTEXTE GEOLOGIQUE ET HYDRODYNAMIQUE

Les aquifères sont classés selon différents critères : lithologie et formation des roches, extension régionale, profondeur de la couche, situation dans l’espace, nombre de couches, etc.

1.2.1- Aquifère en fonction de la lithologie de la roche

Il existe des aquifères de : sable, grès, calcaire, etc. en général, ce sont ces 3 types de roche qui offrent les plus grandes possibilités de devenir un bon aquifère. Les calcaires donnent les aquifères karstiques, tandis que les sables fournissent les aquifères poreux les plus captés dans le monde. Au contraire les argiles, marnes, cuirasses et grès ferrugineux et d’une manière générale les roches cristallines ne sont pas a priori de bons aquifères. Mais les roches cristallines peuvent contenir de l’eau dans des conditions exceptionnelles quand elles sont fracturées.

1.2.2- Aquifère en fonction du mode de formation et de l’extension de la roche

Le mode de formation permet d’avoir les roches cristallines et cristallophylliennes (roches magmatiques et métamorphiques) et les roches sédimentaires. De ce point de vue, on appelle aquifères discontinus, les aquifères de fissures et les aquifères d’altérites ; et aquifères continus, les aquifères de bassins sédimentaires de grande extension régionale. Les aquifères discontinus sont souvent appelés aquifères isolés ou limités (aquifères de lambeaux ou de poches de roches) ; tandis que les aquifères continus sont des aquifères généralisés ou infinis (aquifères d’extension régional).

1.2.3- Aquifère en fonction du nombre de couches

En effet, un aquifère peut être formé d’une seule couche (aquifère monocouche) ou de deux couches (aquifère bicouche) ou de plusieurs couches (aquifère multicouche)

1.2.4- Aquifère en fonction de la profondeur des couches

Il existe des aquifères de surface, subsurface, semi-profondeur, profondeur, etc. ; lorsqu’on ne tient compte que de la profondeur à laquelle on trouve ces aquifères. Les aquifères de surface ou subsurface donneront plus tard naissance aux nappes phréatiques qui s’inondent facilement.

1.3 CONDITIONS DE FORMATION DE PIEGES OU DE RESERVOIRS DANS UN AQUIFERE

Pour qu’un piège ou un réservoir capable de contenir de l’eau existe au sein d’un aquifère, il faut que l’une des 5 conditions suivantes se réalise obligatoirement : conditions stratigraphique, tectonique, volcanique, d’érosion et de subsidence. Ces 5 conditions donnent ainsi 4 principaux types de pièges connus : piège stratigraphique, piège volcanique, piège tectonique et piège de subsidence .

1.3.1- Piège stratigraphique

Un réservoir stratigraphique prend naissance à la faveur des phénomènes de sédimentation dans un bassin, c’est un piège formé par des dépôts stratifiés de sédiments. Dans ce cas, une couche de nature favorable à la formation de nappes d’eau souterraines, comme les sables par exemple, s’est déposée au sein de la série stratigraphique. De même quand une montagne est soumise aux phénomènes d’érosion et que les sédiments érodés sont transportés et déposés dans une dépression, on obtient un piège par érosion.

1.3.2- Piège volcanique

Certaines coulées volcaniques fournissent aussi d’excellents réservoirs d’eau souterraine. C’est le cas des rhyolites (bon réservoirs volcanique).

1.3.3- Piège tectonique

Un réservoir tectonique est un piège lié aux cassures dans la roche. Ces cassures peuvent donner naissance aux contacts anormaux favorisant la formation des nappes. Il peut s’agir aussi des plans de failles par lesquels les eaux s’accumulent et circulent dans les roches. On doit classer parmi les pièges tectoniques les pièges par plissement. Ces pièges sont liés à une déformation souple des couches.

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