TD Hydrogeologie [PDF]

Zitiervorschau

Travaux Dirigés D’HYDROGEOLOGIE

Exercice 1 : 1) Définir : aquifère, aquifère à nappe captive, aquifère à nappe libre, puits artésien, niveau piézométrique, rabattement 2) A partir de l’expression de la conductivité hydraulique, quelle est la différence fondamentale entre conductivité hydraulique et perméabilité. Exercice 2 : On veut déterminer le débit et le rayon d’influence R d'un puits en nappe captive. Pour cela, on dispose de trois piézomètres disposés du même côté du puits sur le même alignement. On dispose également des informations suivantes : - les trois piézomètres P1, P2, et P3 sont situés respectivement à 10, 30 et 50 m du centre du puits - la différence de hauteurs piézométriques est de 2,5 m entre P1 et P2, et de 1m entre P2 et P3. - Le niveau piézométrique a P3 est H3= 100 m - Épaisseur de la nappe de 30 m. - diamètre du puits. 1) En appliquant la loi de Darcy, déterminer le débit du puits 2) Quelle fonction linéaire faut-il tracer pour déterminer R. 3) Estimer graphiquement R 4) Déterminer le rabattement dans le puits. Exercice 3: Répondre par vrai ou faux et apporter les corrections nécessaires sur les propositions fausses i) Lorsqu’on pompe de l’eau d’une nappe captive, le niveau de l’eau peut rester inchangé, mais cependant le niveau piézométrique peut augmenter. ii) Le pompage dans un puits réalisé dans un aquifère a nappe libre induit généralement une diminution du niveau de l’eau dans le voisinage du puits. iii) Le rabattement dans un puits artésien est négatif ou nul iv) La gestion rationnelle de l’eau consiste à estimer le débit de pompage utile pour son exploitation durable

v) La vulnérabilité d’une nappe souterraine est plus une estimation du risque de pollution de la nappe qu’une évaluation du niveau de pollution réel.

Exercice 4 : Analyser les systèmes aquifères ci-dessous et identifier ceux correspondant soit à la nappe captive, soit à la nappe libre. Justifier a chaque fois votre réponse.

1

2

3

Couche imperméable Couche semi-perméable zone saturée (ligne piézométrique)

4

5

6

7

Aquifère Limite supérieure de la

Exercice 5 : On considère un puits de 1 m de diamètre foré pour capter une nappe libre. Avant pompage, le substratum se situe à 50 m sous la surface piézométrique. Des piézomètres situés respectivement à 10 et 30 m du puits indiquent des rabattements de 1,25 et 0,75 m pour un pompage à 10 l/s. 1) Définir surface piézométrique. A quoi correspond la surface piézométrique avant pompage dans le cas de la nappe étudiée ? 2) Le pompage a atteint le régime permanent. Comment va se comporter la surface piézométrique ? 3) Enoncer la loi de Darcy dans ce cas, puis donner l’expression du débit Q de la nappe vers le puits 4) Déterminer la conductivité hydraulique. 5) Calculer le rabattement dans le puits. Exercice 6 : On dispose de 6 piézomètres repartis aux extrémités et au centre O d’un pentagone régulier ABCDE de coté 1000 m, suivant le tableau ci-dessous :

Points

Altitude (m)

A B C D E O

135 140 120 105 105 128

Niveau statique de l’eau dans le puits (m) 25 20 15 15 10 28

Niveau piézométrique H (m)

1) Tracez les lignes isopièzes à l’intérieur du pentagone ABCDE 2) Représenter les lignes d’écoulement. 3) Calculer le débit surfacique à travers une section délimitée par deux lignes de courants parallèles à BO. Exercice 7: (5 pts) Les trois expériences ci-dessous permettent d’évaluer ou de comparer une propriété précise des roches en hydrogéologie. Pour chacune des expériences, identifier et décrire le paramètre étudié. Expérience 1 : - Placez différentes roches dans une étuve pendant plusieurs heures pour les sécher. Puis pesez-les avec précision. - Plongez les roches dans l'eau pendant une heure minimum. Retirez-les et enlevez l'excès d'eau en les secouant. Pesez-les de nouveau. - Laissez les roches dans l'eau pendant plusieurs jours. Pesez-les de nouveau. Expérience 2 : Mettre quelques gouttes d'eau sur des roches de natures différentes, et observer. Que peut-on en déduire. Expérience 3 : Mettre dans deux entonnoirs deux mêmes volumes de roche et y verser le même volume d'eau, enfin de comparer après un temps donné le volume d'eau ayant traversé ces roches. Exercice 8 : (5 pts) On considère un puits de 1 m de diamètre foré pour capter une nappe libre. Avant pompage, le substratum se situe à 50 m sous la surface piézométrique. Des piézomètres situés respectivement à 10 et 30 m du puits indiquent des rabattements de 1,25 et 0,75 m pour un pompage à 10 l/s. 1) Définir surface piézométrique. A quoi correspond la surface piézométrique avant pompage dans le cas de la nappe étudiée ? 2) Le pompage a atteint le régime permanent. Comment va se comporter la surface piézométrique ?

3) Enoncer la loi de Darcy dans ce cas, puis donner l’expression du débit Q de la nappe vers le puits 4) Déterminer la conductivité hydraulique. 5) Calculer le rabattement dans le puits.

Exercice 9 : (6 pts) La carte ci-dessous représente les mesures de niveau piézométriques dans une région française.

1) Représenter sur la carte les lignes isopièzes avec des pas réguliers de 5 m, à partir la ligne de côte 80 m. Le triangle sur la figure sert à illustrer la méthode d’interpolation vue en cours. 2) Représenter les sens d’écoulement de l’eau 3) Commenter