SPAQuE s - Assainissement et Protection des Sols

ANNEXE C-3.3
Méthodes de détermination de la conductivité hydraulique K.
Outils présentés : . 1. Palier 1 (ESR-N) : Valeurs par défaut
Conductivité hydraulique moyenne par considération de la formation
géologique de référence
. 2. Palier 2 (EDR-N) :
Essai de pompage ou essai de perméabilité in situ
(réalisation et interprétations)
. 3. Détermination de la conductivité hydraulique verticale Conductivité hydraulique moyenne par considération de la formation
géologique de référence (Palier 1) Dans le cadre de la détermination du paramètre « Conductivité hydraulique
», exprimée en m/s, à un niveau de palier 1 de l'ER pour les eaux
souterraines (ESR-N), il est proposé de recourir à des valeurs par défaut
généralistes, dans le cas où aucune donnée ne serait déjà disponible.
|[pic] |Données de conductivité hydraulique connues et |
| |validées |
| |Le recours à des données de conductivité hydraulique |
| |issues d'anciennes études réalisées à proximité du |
| |site d'intérêt s'avère une solution simple et |
| |efficace. |
| |L'expert peut également avoir recours à des valeurs |
| |par défaut de conductivité hydraulique issues d'un |
| |modèle calibré relatif à une ancienne étude. En |
| |effet, ce paramètre constitue un élément de calibrage|
| |du modèle et se veut être représentatif du contexte |
| |hydrogéologique. |
| |L'expert doit néanmoins conserver un ?il critique sur|
| |ces données relatives à un autre site même si |
| |celui-ci est voisin ou très proche. |
| |Un examen des cartes géologiques locales et des logs |
| |lithostratigraphiques renseignera l'expert sur |
| |d'éventuels changements latéraux de faciès. |
La conductivité hydraulique des roches meubles est fortement influencée par
la granulométrie et l'hétérogénéité des particules. Dans les roches cohérentes, quasi imperméables quelque soit leur nature,
c'est le degré de fissuration et d'altération qui détermine la
conductivité. Dans les calcaires, les processus de corrosion peuvent
également favoriser l'écoulement jusqu'à générer la formation de karsts. Le tableau ci-dessous, extrait des concepts hydrogéologiques relatifs à la
construction de la « Carte hydrogéologique de Wallonie » permet, selon une
première approche, de considérer une gamme de conductivité hydraulique,
fonction de la lithologie propre à l'aquifère.
[pic]
Figure 1-1 : Valeurs de conductivité hydraulique (en m/s) pour diverses
formations meubles Dans cette optique, des valeurs de conductivité hydraulique sont proposées,
calculées par moyenne géométrique des valeurs locales qui ont été
déterminées au droit de 23 sites hydrogéologiques jugés représentatifs du
territoire wallon. |Type aquifère |K moyenne (sur site) (m/s) |
|Nappe alluviale (graviers) |1E-03 |
|Nappe du Crétacé-Hesbaye |1E-04 |
|(craies) | |
|Nappe du Bruxellien (sables) |5E-05 |
|Nappe calcaire (calcaires) |1E-04 |
|Nappe du Sinémurien (sables et |1E-04 |
|grès) | |
|Type aquitard |K moyenne (sur site) (m/s) |
|Shisto-gréseux |1E-05 |
|Limons |5E-06 |
|Type aquiclude |K moyenne (sur site) (m/s) |
|Schistes |1E-07 |
|Argiles |1E-07 | Tableau 1-1 : Valeurs de conductivité hydraulique par défaut pour diverses
formations géologiques de référence
|[pic] |Validité des valeurs par défaut de conductivité |
| |hydraulique |
| |La structure et la lithologie des formations sont |
| |souvent caractérisées par une forte hétérogénéité |
| |verticale comme latérale. |
| |L'expert doit conserver un ?il critique sur ces |
| |valeurs par défaut généralistes. |
| |Un examen des cartes géologiques locales et des Logs |
| |de forage disponibles renseignera l'expert sur |
| |d'éventuels changements latéraux de faciès. Un |
| |ajustement des valeurs par défaut recommandées sera |
| |envisageable, moyennant justifications sur base des |
| |données recueillies. |
| |Dans le cas où la formation aquifère propre au site |
| |étudié ne serait reprise dans le tableau 1-1, il est |
| |recommandé à l'expert de considéré les gammes de |
| |conductivités hydrauliques reprises en figure 1-1 |
| |(ex : nappes superficielles présentes dans des |
| |alluvions récentes ou des matériaux de remblais). | Il est toutefois recommandé, dans la mesure du possible[1], de se fonder,
sur la mesure effective de la conductivité hydraulique plutôt que sur des
valeurs tabulées et donc de mesurer systématiquement la conductivité
hydraulique à l'aide de pompages d'essai (cf. palier2), et ce dès le palier
1 de l'ER pour les eaux souterraines (ESR-N).
Essai de pompage ou essai de perméabilité in situ (Palier 2)
Le principal but d'un essai de pompage réside dans la détermination des
caractéristiques physiques du puits pompé, tel son rendement, ou bien les
caractéristiques physiques de l'aquifère concerné par ce dernier, telle la
conductivité hydraulique du réservoir, exprimée en m/s.
Afin de déterminer les caractéristiques d'un aquifère, un essai de pompage
de longue durée est requis. Il peut s'étendre sur plusieurs jours et
idéalement à un débit de pompage constant. Il existe de nombreuses
solutions mathématiques à l'interprétation d'un essai de pompage de longue
durée, dont le choix est fait selon le contexte hydrogéologique et le
déroulement de l'essai de pompage.
Le choix de recourir à d'autres types de test, tels que des essais de
perméabilité in situ (slug tests, essais Lefranc), nécessitant une
logistique moindre, est envisageable selon le contexte de l'étude. |[pic] |Choix d'une méthode in situ pour la détermination de |
| |la conductivité hydraulique K |
| |Dans le cadre de la détermination de la conductivité |
| |hydraulique de l'aquifère, il est recommandé de |
| |pratiquer un essai de pompage de longue durée, d'une |
| |durée minimale correspondant à la stabilisation du |
| |niveau piézométrique par pompage à un débit constant |
| |significatif (c'est-à-dire qui engendre un |
| |rabattement significatif, permettant la réalisation |
| |d'interprétations propres aux règles de l'art). |
| | |
| |L'expert a toutefois la latitude de recourir à un |
| |test de type « essais de perméabilité in situ » si le|
| |contexte hydrogéologique en permet la réalisation. |
Ces tests requièrent une mise en place spécifique et des modalités
d'interprétations variables selon le contexte hydrogéologique propre à
l'aquifère testé. Quelques ouvrages de références dans la littérature francophone ont été
sélectionnés afin de guider l'expert dans ses démarches et ses choix. Ces
ouvrages présentent la méthodologie nécessaire à la réalisation et à
l'interprétation de ces types de test. Le tableau suivant (non exhaustif), présente des références utiles à
l'expert pour la réalisation et l'interprétation d'un essai de pompage ou
de perméabilité :
|Références |Outils utiles disponibles |
| |Notions essentielles |
|[pic] |d'hydrogéologie. |
| |Principe, objectifs, modalités |
|[pic] |d'interprétation d'essais de |
| |perméabilité in situ. |
| |Principe, mise en place et |
| |interprétation d'essais de |
| |pompage selon le contexte |
| |hydrogéologique en régime |
| |permanent ou transitoire. |
|[pic] |Notions essentielles |
| |d'hydrogéologie. |
|[pic] |Présentation et modalités |
| |d'interprétation des essais de |
| |pompage selon le contexte |
| |hydrogéologique en régime |
| |permanent ou transitoire. |
| |Présentation et modalités |
| |d'interprétation des divers