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1. Introduction a l’hydrogéologie 2. Les caractéristiques hydrogéologiques des

1. Introduction a l’hydrogéologie 2. Les caractéristiques hydrogéologiques des matériaux 3. caractéristiques hydrogéologiques des matériaux 4. Chapitre3:caractéristiques hydrogéologiques des matériaux Module: géologie de l’ingénieur Module: géologie de l’ingénieur 19/05/2019 Module: géologie de l’ingenieur 1 1.1. le cycle hydrologique. Concept 1.1. le cycle hydrologique. Concept. . 1.2. 1.2. hydrogéologie : définition et champ d'étude. hydrogéologie : définition et champ d'étude. 1.3. 1.3. origine des eaux souterraines. origine des eaux souterraines. 1.4 1.4. les eaux souterraines dans notre environnement . les eaux souterraines dans notre environnement. . 1.5. 1.5. des avantages et des inconvénients dans l'utilisation des des avantages et des inconvénients dans l'utilisation des eaux eaux souterraines. souterraines. INTRODUCCION A LA HIDROGEOLOGIE 1.1. le cycle hydrologique. Concept. 1.1. le cycle hydrologique. Concept. Cycle hydrologique Cycle hydrologique : mouvement général ou transfert de masses d'eau, de façon mouvement général ou transfert de masses d'eau, de façon continue et répétitive entre différentes phases ou étapes. . continue et répétitive entre différentes phases ou étapes. . L'eau souterraine = composante du cycle de l'eau -Ressource en eau -Contrainte en génie civil Pourquoi un enseignement d'hydrogéologie ? Pourquoi un enseignement d'hydrogéologie ?? (Jacques, 1996) Disponibilité mondiale des ressources en eau Disponibilité mondiale des ressources en eau 3% 23% (volumes, en 106 km3) Europe 1.6 (6.8 %) Asie 7.8 (33.3 %) Afrique 5.5 (23.5 %) Amérique du Nord 4.3 (18.48 %) Amérique du Sud 3.0 (12.8 %) Australie 1.2 (5.1 %) Disponibilité mondiale des ressources en eau Disponibilité mondiale des ressources en eau Répartition des nappes souterraines dans le monde Répartition des nappes souterraines dans le monde La ressource doit être >1500 m3/hab/an pour considérer qu'il n’y a pas de problème. Là où la ressource en eau est insuffisante, l’eau est à l’origine de 30% des décès (20 millions d’hommes) et 80% des maladies. L’irrigation représente une part de 70% des ressources en eaux Disponibilité mondiale des ressources en eau Disponibilité mondiale des ressources en eau L’irrigation représente une part de 70% des ressources en eaux utilisées, alors que les terres irriguées ne représentent que 17% des terres arables et 1/3 des récoltes. Atmosphère : 13 000 Glacier : 27 500 000 Description et mécanismes en jeu Stock : km3 Océan : 1 350 000 000 Aquifères souterrains : 8 400 000 Glacier : 27 500 000 Lacs et rivières : 200 000 Description et mécanismes en jeu Le cycle de l’eau ou cycle hydrologique décrit le constant mouvement de l’eau sur et sous la Terre. L’eau passe des états solides, liquides et gazeux dans ce cycle. Le cycle de l’eau Le moteur -l’énergie solaire Le cycle à une échelle réduite -la gravité Atmosphère Surface Précipitations ( pluie, grêle, neige) Surface Atmosphère Évaporation, sublimation, transpirati on Le cycle à une échelle réduite : Cas du bassin de l’Hallue Les abréviations courantes -P : précipitations, -PE : précipitation efficace, -E : évaporation, -T : transpiration, -ETR : évapo-transpiration, -ETR : évapo-transpiration, -R : ruissellement Bilan hydrique (débit en hm3/an) dans le bassin de l’Hallue (Somme) Hydrogéologie : définitions Hydrogéologie : définitions L’Hydrogéologie L’Hydrogéologie est est la la science science des des eaux eaux qui qui se se trouvent trouvent à à l’intérieur l’intérieur du du sol, sol, avec avec en en particulier particulier un un accent accent mis mis sur sur sa sa chimie, chimie, son son mode mode de de migration migration et et ses ses relation relation avec avec l’environnement l’environnement géologique géologique. . (Davis & (Davis & DeWiest DeWiest, 1966) , 1966) But But L’hydrogéologie, science de l’eau souterraine, a pour but d’en 1.2. hydrogéologie : définition et champ d'étude. 1.2. hydrogéologie : définition et champ d'étude. L’hydrogéologie, science de l’eau souterraine, a pour but d’en déterminer la situation, autrement dit les gîtes du minerai d’hydrogène, la quantité disponible, les qualités, en indiquant en même temps les moyens appropriés pour faire servir ces eaux aux besoins de l’humanité. On pourrait aussi adopter le nom d’Hydrologie souterraine. Hydrogéologie : à l'interface de deux disciplines Hydrogéologie : à l'interface de deux disciplines Hydrologie Hydrologie Géologie Hydrogéologie Attesté en 1802 : naturaliste français Lamarck Branche de la Branche de la géologie géologie qui qui traite de l'eau souterraine et traite de l'eau souterraine et notamment de son notamment de son occurrence. occurrence. Branche de Branche de l'hydrologie l'hydrologie qui traite qui traite de l'eau de l'eau souterraine souterraine en tenant en tenant compte des conditions compte des conditions géologiques. ( géologiques. (hydrologie hydrologie souterraine souterraine) HYDROGÉOLOGIE HYDROGÉOLOGIE : Étude des eaux souterraines sous ses différents aspects: 1. origine et formation de la nappe phréatique. 2. Circulation et les lois qui la régissent. 3. Leur mode de stockage et les matériaux géologiques. 4. La quantification des ressources et des réserves. 5. L'interaction des eaux souterraines avec des sols et des roches. 6. Propriétés physiques, chimiques et biologiques. Pollution. 6. Propriétés physiques, chimiques et biologiques. Pollution. 7. Les conditions régissant son utilisation et la réglementation. 8. Les méthodes et les systèmes d'exploitation : sondes et autres œuvres. . HIDROGEOLOGIE HIDROGEOLOGIE: Double Double aspect aspect. . SCIENTIFIQUE SCIENTIFIQUE : : liée liée à à la la nécessité nécessité pour pour l'homme l'homme de de connaître connaître les les phénomènes phénomènes appliqués : liée à la nécessité pour l'exploitation de l'eau comme une ressource connaître connaître les les phénomènes phénomènes de de la la nature nature qui qui vous vous entoure entoure comme une ressource USAGES USAGES de de l'eau l'eau: : -(agriculture) agriculture) - urbaines urbaines pour pour l'irrigation l'irrigation - industrial industrial - écologique écologique et et paysage paysage - loisir loisir HIDROGEOLOGIE physique Chimie Hydraulique Sous-t. Climatologie Hidrologie Superficiel ingénierie Ingénierie Mines Ingénierie Agricole Ingénierie Civil ingénierie Sanitaire Science de l’eau outil Chimie Geologie Hidrogeochimie Prospection Géophysique Estratigrafía Tectónica Sedimentología Geomorfología Edafología environnement SIG-Téledetection Planification des ressources Aménagement du territorial Contamination Legislation Médicine Hydrologie Médical méthodes Notion de bases statistique 1.3. origine des eaux souterraines. 1.3. origine des eaux souterraines. DIVERSES origines : DIVERSES origines : eaux eaux d'origine météorique d'origine météorique : proviennent de l'infiltration de pluie (ou de ruissellement). L'eau L'eau juvénile : juvénile : liées aux processus magmatiques ou métamorphiques. Eaux connectées Eaux connectées : l'eau piégée dans les interstices des roches sédimentaires au cours des dépôt. Eau Eau fossile fossile : vieux, autres que les conditions météorologiques Eau Eau fossile fossile : vieux, autres que les conditions météorologiques actuelles. Eaux Eaux d'origine d'origine marine marine : perméable côtières : interphase normal d'eau salée. Les Les eaux d'origine anthropique eaux d'origine anthropique : injections de déchets liquides ou de contaminants : stockage en profondeur 1.4. les eaux souterraines dans notre environnement. 1.4. les eaux souterraines dans notre environnement. FOSSIL SOUTERRAINES: UN EXEMPLE SPECTACULAIRE Aquifère du Sahara Marrocain • Superficie: 2.200.000 km2 • Pluie actuel: 26 mm/an (la frange côtière): 380 mm/an) • âge de l’eau: 35.000 ans • Réserves estimées: 35.000 km3 Dans le Sahara, le socle cristallin ne contient aucune nappe phréatique ou profonde d’étendue significative. Toutes les nappes d’importance sont situées dans le bassin sédimentaire de Laâyoune-Dakhla On dénombre : 4 nappes profondes et 21 nappes de surface Pour les nappes phréatiques, la recharge est variable, la quantité est limitée et la qualité est variable Libie: • Superficie: 1.800.000 km2 • Population: 5.2 mill habitants (94) • 95% territorial: désert FOSSIL SOUTERRAINES: UN EXEMPLE SPECTACULAIRER Project “Grand Oued Artificiel”: • Commencer : 1984 • Finaliser : 2010 • Nº de forages: 570 • Long. canalisation: 3500 km • Débit de pompage: 40 m3/s 3.5 hm3/j 1300 hm3/an Libye le grand fleuve libyen des milion de milion de dollard pour son CONSTRUCTION CONSTRUCTION ARTIFICIELLE ARTIFICIELLE DE DE LA LA GRANDE GRANDE RIVIERE RIVIERE LA QUESTION EST: Ce qui arrivera quand les réserves sont épuisées? Cela ne se produira pas demain 35.000 km3 / 1.3 km3/an = 27000 an 2.1. Concept et classification de la porosité. 2.2. Les facteurs impliqués dans la porosité. 2.3. Variation de la porosité avec la profondeur. LES CARACTÉRISTIQUES HYDROGÉOLOGIQUES DES MATÉRIAUX Module: Module: GEOLOGIE GEOLOGIE DE L’ DE L’INGENIEUR INGENIEUR 2.3. Variation de la porosité avec la profondeur. 2.4. Méthodes de détermination des valeurs de porosité dans les matériaux géologiques. 19/05/2019 Module: Module: GEOLOGIE GEOLOGIE DE L’ DE L’INGENIEUR INGENIEUR 27 2.1. Concept et classification de la porosité. 19/05/2019 Module: geologie de l’ingenieur 28 POROSITÉ (m): qualité d'un matériel d'avoir des trous ou des pores pores Les espaces non occupés par les solides Pore element Quantitativement Quantitativement: : le rapport entre le volume vides sur le volume total m = Vvide/ Vtotale Sans dimension (entre 0 y 1 ou en %) 19/05/2019 Module: geologie de l’ingenieur 29 Porosité, indice de vide, densité apparente Porosité, indice de vide, densité apparente Équivalences: Équivalences: 19/05/2019 Module: geologie de l’ingenieur 30 Selon Selon la la taille taille des des pores pores : a) ) Porosité Porosité réticulaire réticulaire b) Porosité colloïdale : b) Porosité colloïdale : entre 0. entre 0. 001mm 001mm et 10 et 10 mm mm c) microporosité : < 0,1 mm ) microporosité : < 0,1 mm d) porosité capillaire : uploads/Geographie/ hydrogeologie.pdf