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   1 ETUDE DES NAPPES SOUTERRAINES CONFINEES EN REGIME STATIONNAIRE I. INTRODUCTION   Au cours de leur existence, les nappes souterraines subissent des variations dans leurs  propriétés mécaniques et chimiques qui accompagnent généralement l’évoluti on de la géométrie du domaine qu’elles occupent dans l’aquifère . L’exploitation rationnelle de ces nappes nécessite le suivi à la fois de la géométrie du domaine saturé et des paramètres qui caractérisent l’état énergétique et chimique de l’eau les constituant. Les propriétés chimiques de l’eau des nappes souterraine s peuvent être actualisées en  procédant à des prélèvements dans des forages correctement espacés. Les propriétés mécaniques, objet de cette partie, sont celle qui entrent dans la description du mouvement du fluide interstitiel, à savoir, la perméabilité intrinsèque de l’aquifère et la charge hydraulique.   Le moyen le plus classique est la piézomètrie, dont l’objet, comme cela s’entend, se résume en la prise régulière des hauteurs piézométriques dans la nappe. Dans ce qui suit, on suppose que l’aquifère présente une perméabilité de grain (ou en petit) homogène et isotrope et que l’on s’intéresse uniquement à la zone saturée.   II.   DESCRIPTION - PIEZOMETRIE L’écoulement du fluide dans un milieu p oreux se fait avec des vitesses très faibles, la contribution de la partie cinétique à l’énergie mécanique totale est en général négligée.   Le fluide interstitiel qui est en l’occurrence l’eau évolue avec des variations certes parfois appréciables de la pre ssion, mais pas au point d’en affecter les propriétés rhéologiques.   Source: www almohandiss com   2 L’énergie totale se composera en conséquence de deux termes  :     position : élévation par rapport à un plan horizontal de référence     pression Cette énergie peut être écrite :     par unité de volume ; elle est désignée sous le terme de potentiel de l’écoulement    p z  g    ..      (1)     par unité de masse ; on parle dans ce cas de potentiel hydraulique      p z  g    .  (2)     par unité de poids ; c’est la charge hydraulique    g  p z  .        (3) Dans ce qui va suivre, on parlera de la charge hydraulique (c’est en effet la grandeur utilisée en hydrogéologie et en hydraulique souterraine). L’état mécanique du fluide interstitiel dans le sol sera alors caractérisé par deux grandeurs :    la cote z par rapport à un plan horizontal de référence    la pression p La mesure par piézométrie sur le terrain de ces grandeurs composant la charge hydraulique utilise un piézomètre. L’extrémité supérieure du piézomètre est   simplement ouverte alors que l’extrémité inférieure, plongée dans le sol, est terminée par une crépine traitée de manière à assurer un contact direct avec l’eau interstitielle circulant dans le sol.   L’instrument est équipé d’une sonde à niveau d’eau afin de repérer le niveau d’eau à l’intérieur du tube.  La figure 1 ci- dessous schématise l’installation d’un piézomètre simple. Les grandeurs directement mesurables qui permettent le calcul des deux termes de la charge hydraulique (3) sont notées en caractères majuscules. Source: www almohandiss comSource: www almohandiss com   3 Figure 1.   N  P  g  p P  E  z  .     (4) Ce procédé revient en somme à mesurer la pression de l’eau interstitielle appliquée à l’e xtrémité inférieure du tube et à relever la cote moyenne de la crépine. L’utilisation d’un seul piézomètre donne l’évolution de la charge en un seul point de la nappe. En général, il est nécessaire de se renseigner sur la variation du gradient hydraulique dans le plan horizontal capté par la nappe ; pour cela, plusieurs piézomètres sont nécessaires. Selon les cas, les piézomètres sont espacés horizontalement pour la composante horizontale du gradient hydraulique, ou échelonnés verticalement dans un nid de piézomètres  pour la composante verticale. Dans ce dernier cas, les piézomètres sont installés à des  profondeurs différentes mais dans ce qu’on appelle un «  nid de piézomètres » constitué par des forages adjacents. Dans le cas d’une nappe libre, le piéz omètre donne directement le niveau  piézométrique car il suffit de l’installer au droit du point où la mesure est prévue.  Quand on a affaire à une nappe captive, ou à une formation étagée de nappes, il faut cependant prendre des précautions pour éviter les pertes et, dans ce cas, isoler parfaitement la  paroi du piézomètre des formations supérieures. Ceci est schématisé sur la figure 2 ci-dessous où les piézométres (1) et (2) donnent les hauteurs piézométriques effectives respectivement dans la nappe libre et dans la nappe captive, alors que le piézomètre du milieu se trouve affecté par les fuites provenant de la nappe captive et diffusant dans la nappe libre.   0   z   z  M E P N S Source: www almohandiss comSource: www almohandiss com   4 Figure 2. Quand une nappe est en cours d’exploitation, il faut prévoir une di stance acceptable des puits de pompage (figure 3), pour effectuer une mesure correcte, à moins bien sur que l’on désire mesurer le rabattement provoqué par ces puits.   Figure 3.   (1) (2) Imperméable   Imperméable    Nappe libre    Nappe captive   Rabattement Piézomètre Q Imperméable    Nappe libre Source: www almohandiss comSource: www almohandiss com
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