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Cours d’Hydrogéologie Cours d’Hydrogéologie : Un exposé pour comprendre : Un ex

Cours d’Hydrogéologie Cours d’Hydrogéologie : Un exposé pour comprendre : Un exposé pour comprendre CHAPITRE I CHAPITRE I GENERALITES GENERALITES SOMMAIRE I. HYDROLOGIE...............................................................................................................2 I.1 DÉFINITION...........................................................................................................................2 I.2. DIVISION DE L’HYDROLOGIE...........................................................................................3 I.2.1. Classification suivant le critère de position....................................................................4 I.2.2. Classification suivant la séquence de recherches scientifiques......................................5 I.2.3. Classification suivant les sujets de recherche.................................................................6 II. LE CYCLE DE L’EAU...................................................................................................6 II.1. RUISSELLEMENT DE SURFACE :......................................................................................8 II.2. EAUX D'INFILTRATION :..................................................................................................9 II.3. EVAPORATION................................................................................................................9 II.4. BILAN DU CYCLE DE L'EAU............................................................................................10 II.5 ESTIMATION DE L'ETP.................................................................................................13 III. DEFINITIONS..........................................................................................................24 IV. METHODE DU BILAN SELON THORNTHWAITE......................................................26 Par Dr. El Hadji Bamba Diaw, Par Dr. El Hadji Bamba Diaw, EPT EPT/UT /UT 1 Cours d’Hydrogéologie Cours d’Hydrogéologie : Un exposé pour comprendre : Un exposé pour comprendre CHAPITRE I GENERALITES I. HYDROLOGIE I.1 DÉFINITION Définition de l’A.I.S.H (Hydrologie) « L’étude du cycle hydrologique dans sa partie relative aux terres émergées et aux eaux des continents, des processus physiques, chimiques et biologiques les concernant, de leur rapport avec le climat et avec les autres facteurs physiques et géographiques et des interrelations entre eaux de surface et eaux souterraines. L’étude de la neige et de la glace dans tous leurs aspects physiques et géographiques. L’étude de l’érosion et de la sédimentation Les recherches relatives à l’établissement de modèles physiques et mathématiques représentant les systèmes hydrologiques concernant eaux de surface et souterraines. L’examen des aspects hydrologiques de l’utilisation des ressources en eau, de leur management et des modifications affectant ces ressources sous l’influence de l’homme ». Ingénierie Hydrologique : L’emploi des connaissances hydrologiques en Génie Civil, lors de l’élaboration d’un projet d’aménagement ou de gestion des eaux. Par Dr. El Hadji Bamba Diaw, Par Dr. El Hadji Bamba Diaw, EPT EPT/UT /UT 2 Cours d’Hydrogéologie Cours d’Hydrogéologie : Un exposé pour comprendre : Un exposé pour comprendre Hydrologie Opérationnelle : (Définition de l’OMM) « Activités relatives au développement des réseaux hydrologiques, à l’amélioration du système de collecte et de traitement des données, à la normalisation des instruments et des méthodes d’observation, à la fourniture de données hydrologiques à des fins de projet et au développement des services de prévision hydrologique ». I.2. DIVISION DE L’HYDROLOGIE L’hydrologie ainsi définie fait appel à de nombreuses sciences et plusieurs systèmes de classification ont été proposés depuis les dernières décennies. En l949 un hydrologue du nom de Debski proposa une classification plus générale répondant mieux à la réalité actuelle. D’après Debski l’hydrologie peut être divisée suivant 3 critères : L’espace physique où l’eau est confinée La séquence des recherches scientifiques Les différents sujets de recherche I.2.1. CLASSIFICATION SUIVANT LE CRITÈRE DE POSITION Hydrométéorologie : Etude des phénomènes météorologiques ayant une relation directe avec l’hydrologie. Potamologie : Etude des eaux de surface (fleuves, rivières, torrents, ruisseaux) Par Dr. El Hadji Bamba Diaw, Par Dr. El Hadji Bamba Diaw, EPT EPT/UT /UT 3 Cours d’Hydrogéologie Cours d’Hydrogéologie : Un exposé pour comprendre : Un exposé pour comprendre Limnologie : Etude des lacs Océanographie : Etude des océans Pedohydrologie : Etude de l’eau dans la zone aérée du sol Géohydrologie : Etude des eaux phréatiques dans le 1er horizon du sol Hydrogéologie : Etude des eaux souterraines Le terme d'hydrogéologie est ancien et on le trouve notamment comme titre d'un ouvrage de 1802 de J.-B. Lamarck, souvent cité comme premier ouvrage où apparaît le mot «biologie». L'hydrogéologie, comme la biologie sont pour lui l'une des trois parties de la physique terrestre: «La première doit comprendre la théorie de l'atmosphère, la météorologie, la deuxième, celle de la croûte externe du globe, l'hydrogéologie ; la troisième enfin, celle des corps vivants, la biologie.» Dans une acception plus moderne, l'hydrogéologie se réserve le domaine englobant le sol et le sous-sol et les interactions de la géologie avec les eaux de surface; l'hydrologie étant alors définie comme la science des eaux. L'hydrogéologie est donc la science des eaux souterraines. L’hydrogéologie a donc pour objet l'étude des eaux souterraines, soit : Leurs conditions d'alimentation par infiltration. Leurs localisations et les caractéristiques de leur écoulement interne. Les conditions de leur évacuation naturelle (sources, drainage par cours d'eau) ou artificielle (puits et forage). Par Dr. El Hadji Bamba Diaw, Par Dr. El Hadji Bamba Diaw, EPT EPT/UT /UT 4 Cours d’Hydrogéologie Cours d’Hydrogéologie : Un exposé pour comprendre : Un exposé pour comprendre I.2.2. CLASSIFICATION SUIVANT LA SÉQUENCE DE RECHERCHES SCIENTIFIQUES Hydrométrie : Etude de l’observation et de la mesure de l’eau et de ses caractéristiques Hydrographie ou hydrologie descriptive : Description géographique régionale ou monographie des phénomènes hydriques. Hydrologie scientifique ou pragmatique : Recherche des causes et des conséquences de phénomènes hydriques et de leurs relations fonctionnelles. I.2.3. CLASSIFICATION SUIVANT LES SUJETS DE RECHERCHE Hydrologie Intégrale : Etude des problèmes de circulation et de mouvement de l’eau dans la nature. Cryologie : Etude des phénomènes hydrologiques concernant la neige et la glace. Glaciologie : Etude de la formation, du mouvement et des caractéristiques des glaciers. Crénologie : Etude des sources. Par Dr. El Hadji Bamba Diaw, Par Dr. El Hadji Bamba Diaw, EPT EPT/UT /UT 5 Cours d’Hydrogéologie Cours d’Hydrogéologie : Un exposé pour comprendre : Un exposé pour comprendre Hydrochimie : Etude des propriétés chimiques de l’eau. Hydrophysique : Etude des propriétés physique de l’eau Biohydrologie : Science de l’eau sous l’aspect de l’environnement biologique. II. LE CYCLE DE L’EAU Le cycle de l’eau, appelé aussi cycle hydrologique est un concept qui englobe les phénomènes du mouvement, de la perte, et du renouvellement des eaux sur la terre. Il est sujet à des processus complexes et variés : précipitation, Evaporation, Transpiration, Interception, Infiltration, Percolation, Emmagasinement et Ruissellement. C’est donc l’ensemble des cheminements que peut prendre une particule d’eau. Ces mouvements accompagnés de changements d’état, peuvent s’effectuer dans l’atmosphère, à la surface du sol et dans le sous-sol. Chaque particule n’effectue qu’une partie du cycle et avec des durées très variables. « Une goutte de pluie peut retourner à l’océan en quelques jours alors que sous forme de neige, en montagne, elle pourra mettre des dizaines d’année ». Par Dr. El Hadji Bamba Diaw, Par Dr. El Hadji Bamba Diaw, EPT EPT/UT /UT 6 Cours d’Hydrogéologie Cours d’Hydrogéologie : Un exposé pour comprendre : Un exposé pour comprendre Ce cycle peut commencer en fait par la pluie qui tombe à la surface du sol et qui peut rendre plusieurs destinations : L'évaporation qui est la première priorité à satisfaire ; L'infiltration et le ruissellement (en fonction de l'intensité de la pluie et de la faculté du sol à absorber cette pluie ; humidification du sol puis infiltration). Le ruissellement qui se fait suivant la ligne de plus grande pente du sol qui rejoint les cours d'eau et les mers ce qui entraîne un phénomène de reprise par évaporation. Fig. 1 : Représentation du Cycle de l’eau ; II.1. RUISSELLEMENT DE SURFACE : C’est un écoulement rapide à la surface du sol vers l’exutoire. On distingue deux composantes: Par Dr. El Hadji Bamba Diaw, Par Dr. El Hadji Bamba Diaw, EPT EPT/UT /UT 7 Cours d’Hydrogéologie Cours d’Hydrogéologie : Un exposé pour comprendre : Un exposé pour comprendre le ruissellement de surface (ruissellement superficiel) Si l’intensité de la pluie est forte, le sol ne peut ingurgiter l’apport d’eau, et un excès d’eau apparaît en surface donnant lien au ruissellement. Ce phénomène se prolonge quelques temps après la pluie au-dessus de la couche superficielle du sol momentanément saturé. le ruissellement hypodermique (ruissellement de sub-surface) est un apport d’eau différé à l’exutoire lors d’une crue. C’est un écoulement qui se fait à faible épaisseur d’eau le long de cheminements rendus tortueux par les aspérités du sol. Les nappes superficielles contribuent aussi à l’écoulement hypodermique de même que la présence de macrospores. II.2. EAUX D'INFILTRATION : Les eaux d’infiltration alimentent les nappes ou réservoirs souterrains et circulent lentement vers les exutoires (écoulements souterrains) pour grossir les ruisseaux, les rivières ou les fleuves et rejoindre finalement l’océan. C’est un apport très lent à l’écoulement de surface et est appelé débit de base. II.3. EVAPORATION On y regroupe deux notions : Le pouvoir évaporant de l'atmosphère (évaporation à partir des surfaces d'eau libre (mers, océan, lacs, fleuves) ou du sol humide : on parle d'évaporation proprement dite. La transpiration des plantes : (évaporation à partir de la végétation). L'ensemble de ces deux phénomènes est désigné par un seul terme : évapotranspiration. L'évapotranspiration consomme l'eau : Par Dr. El Hadji Bamba Diaw, Par Dr. El Hadji Bamba Diaw, EPT EPT/UT /UT 8 Cours d’Hydrogéologie Cours d’Hydrogéologie : Un exposé pour comprendre : Un exposé pour comprendre de la pluie des plans d'eau de surface des tranches superficielles du sol l'humidité de l'atmosphère du sous-sol (nappe). Remarque : l'évaporation est donc un phénomène qui peut avoir lieu n'importe quand contrairement à l'infiltration et le ruissellement qui nécessitent l'existence d'une pluie. L'estimation directe de l'évaporation est difficile. Ainsi ou utilise un artifice qui est l'évapotranspiration potentielle. C'est l'évaporation et la transpiration sur un sol avec un couvert végétal et de l'eau en abondance. Si on appelle l'eau consommée par l'évaporation ressource, on peut dire que si la uploads/Geographie/ chapitre-1 2 .pdf