Cours hydrogéologie

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1.3.4- Piège de subsidence

Dans le cas de la subsidence, il y’a non seulement transport et accumulation de sédiments dans un bassin, mais sous le poids des matériaux accumulés, les terrains s’affaissent en donnant par diagénèse la compaction des roches sédimentaires favorables à la formation des réservoirs. Ce phénomène provoque souvent la captivité de certaines couches de sables qui deviennent ainsi des aquifères captifs, c'est-à-dire aquifère prisonnier.

- -CONDITIONS D’EXISTENCE DE NAPPE D’EAU SOUTERRAINE DANS LES AQUIFERES D’UNE REGION

Dans une région, pour qu’un aquifère contienne de l’eau, il faut que l’une des 3 conditions suivantes se réalise nécessairement : conditions lithologique, d’alimentation et structurale.

- Conditions lithologique

La nature de la roche en place doit être perméable pour permettre l’infiltration des eaux issues des précipitions. En d’autre terme il faut qu’il existe des aquifères dans la région. Dans le cas contraire, quelque soit le volume d’eau qui tombe dans une région, si la roche en place n’est pas un aquifère, il ne se formera jamais de nappe d’eau.

- Conditions d’alimentation

Mais, pour que le sous-sol d’une région contienne de l’eau, il est nécessaire que cette région soit arrosée par des pluies abondantes. Sinon, sans précipitation, même les roches perméables d’une région ne peuvent pas contenir de l’eau.

- Condition structurale

L’évolution structurale des roches dans une région est aussi un facteur indiscutable d’existence de nappe d’eau, car elle conditionne la formation des réservoirs. Par exemple, une structure monoclinale dont les couches sont inclinées dans un même sens draine les eaux souterraines vers d’autres régions plus éloignées. Ainsi, en fonction de leur comportement dans le sol, les structures tabulaire, verticale, monoclinale, plissée, discordante, faillée etc. peuvent gêner ou favoriser la formation des nappes. En effet, il existe une interdépendance entre la structure de la roche et le type de réservoir mis en place.

- CATEGORIE D’EAU DANS LE SOL ET LE SOUS-SOL

L’eau du sol et sous-sol se présente sous différents états, en fonction desquels elle sera plus ou moins accessible aux plantes et aux ouvrages de captage réalisés par l’homme comme les puits et les forages de captage.

1.5.1- Eau de constitution

Cette eau fait partie intégrante d’une molécule ou d’un assemblage de molécules

1.5.2- Eau sous forme de vapeur

Cette eau est contenue dans l’air qui remplit les vides des roches ou les interstices entre les particules. Sa quantité dépend de la température et de l’humidité de l’air. La vapeur d’eau peut migrer des zones profondes et chaudes vers les zones plus froides de surface. Elle se condense alors en eau liquide, contribuant au développement des nappes souterraines.

1.5.3- Eau solide sous forme de glace

Dans les régions au climat tempéré, cette eau est présente en hiver dans les couches relativement superficielles. Dans les régions au climat rigoureux, elle est enfermée en permanence dans le sol sur de grandes profondeurs, ce qui constitue le pergélisol.

1.5.4- Eau de rétention ou eau liée

Elle englobe l’ensemble des eaux retenues dans les vides d’un milieux, saturé ou non. Elle est maintenue à la surface des particules par des forces très grandes, si bien qu’elle ne peut s’écouler sous l’effet de la gravité. Il existe deux types d’eau de rétention :

- eau hygroscopique ou eau adsorbée

- eau pelliculaire ou eau d’adhésion

Eau hygroscopique ou eau adsorbée

Il s’agit de l’eau fixée aux grains solide par attraction moléculaire (adsorption) entre les charges du corps solides et celle de l’eau. Elle imprègne les micropores à la surface de la particule et elle se déplace à l’état de vapeur seulement.

Eau pelliculaire ou eau d’adhésion

Il s’agit de l’eau qui entoure les particules du sol et leur eau adsorbée d’une mince pellicule, dont l’épaisseur est de l’ordre du micromètre. Elle est soumise à des forces d’attraction plus faibles que celles qui caractérisent l’adsorption : c’est l’adhésion.

1.5.5- Eau capillaire

C’est l’eau maintenue dans une roche ou dans un milieu poreux par les forces de capillarités (tension superficielle). L’eau capillaire se divise en :

Eau capillaire suspendue ou isolée

Eau capillaire soutenue

Eau capillaire suspendue ou isolée

Cette eau se trouve dans la zone non saturée, où elle n’occupe qu’une partie des vides, l’autre partie contenant de l’air et de la vapeur d’eau.

Eau capillaire soutenue

Cette eau se trouve dans la frange capillaire, juste au dessus de la zone de saturation. Elle remplit la totalité des pores et interstices capillaires, elle subit l’action de la gravité.

1.5.6 Eau gravitaire ou gravifique

C’est l’eau souterraine qui subit particulièrement l’action de la gravité. C’est la partie active des eaux souterraines, mobilisée lors du pompage dans un puits.

En conclusion, toutes les catégories d’eau présentes dans le sol et le sous-sol, se résument à trois types principaux, en exceptant l’eau de constitution (partie intégrante des cristaux), la vapeur d’eau et la glace : l’eau de rétention, l’eau capillaire et l’eau gravitaire ou gravifique.

1.6- DIFFERENTS TYPES DE POROSITE

Toutes les roches contiennent un certain pourcentage de vides pouvant héberger de l’eau. L’ensemble des vides qui séparent les grains constitutifs d’une roche est appelée porosité de la roche (figure). Si les vides communiquent entre eux, la porosité est ouverte et peut donner naissance à une nappe d’eau souterraine.