Fiche de révision : Introduction à l'Hydrogéologie et aux Essais de Caractérisation

Plan du Cours

  1. Eau et répartition mondiale
  2. Hydrologie et hydrogéologie
  3. Ressources hydriques en RDC
  4. Loi de Darcy
  5. Conductivité hydraulique et anisotropie
  6. Emmagasinement et écoulement souterrain
  7. Essai Porchet et forages
  8. Essais de pompage
  9. Interprétation en régime permanent
  10. Méthode de Jacob
  11. Hydrogéochimie et échantillonnage
  12. Unités et bilan ionique

1. Eau et répartition mondiale

Notions clés & Définitions

  • Eaux salées : Les eaux salées correspondent à la majeure partie de l’eau sur Terre, majoritairement contenue dans les océans.
  • Eaux douces : Les eaux douces regroupent le faible volume d’eau disponible pour les usages, incluant l’eau de surface, l’eau souterraine et l’eau gelée.
  • Eaux disponibles continentales : Les eaux disponibles sur les continents sont réparties entre glaciers, eaux souterraines, lacs, rivières et autres réservoirs mesurés.
  • Ressources hydriques de la R.D. Congo : Les ressources hydriques de la R.D. Congo sont particulièrement abondantes, avec de fortes parts en eau douce et en eau renouvelable en Afrique.
  • Eaux souterraines mondiales : Les eaux souterraines mondiales se répartissent entre continents selon leurs volumes totaux, avec une part mesurée pour chaque région.

Points essentiels

  • Sur Terre, les eaux salées représentent 97% du volume total, contre 3% pour les eaux douces.
  • La répartition des eaux continentales donne 27 500 000 km³ pour les glaciers, 8 200 000 km³ pour les eaux souterraines et 105 000 km³ pour les rivières.
  • La R.D. Congo détient 35% des réserves d’eau douce d’Afrique et 52% des réserves d’eau de surface d’Afrique.
  • Les précipitations moyennes en R.D. Congo sont d’environ 1545 mm/an (variations ~800 à 1800 mm) et assurent une autonomie en eau renouvelable estimée à 70% (900 m³/an) sur 1283 km³/an.
  • Les nappes phréatiques en R.D. Congo représentent presque 47% (421 km³/an) des ressources hydriques renouvelables du pays.

2. Hydrologie et hydrogéologie

Notions clés & Définitions

  • Hydrologie : L’hydrologie est une science qui étudie l’eau en général, son origine, ses mouvements et sa répartition, avec ses propriétés et ses interactions avec l’environnement et les activités humaines.
  • Hydrogéologie : L’hydrogéologie est une branche de l’hydrologie qui étudie les eaux souterraines en tenant compte des conditions géologiques du terrain.
  • Hydrographie : L’hydrographie regroupe la description et les mesures des étendues d’eau comme les océans, mers, lacs et rivières.
  • Hydraulique souterraine : L’hydraulique souterraine correspond à une partie de l’hydrogéologie centrée sur l’écoulement dans un milieu souterrain très hétérogène avec des incertitudes sur les caractéristiques hydrauliques.

Points essentiels

  • L’hydrologie peut aussi être entendue au sens strict comme l’étude du cycle de l’eau dans la nature.
  • L’hydrogéologie relie géologie et hydraulique car les propriétés hydrauliques dépendent de la géologie du sous-sol.
  • L’hydrogéologie vise des réponses quantifiées à la fois pour l’aspect quantitatif et pour l’aspect qualitatif.
  • L’hydrogéologie ne se confond pas avec la mécanique des fluides ou l’hydraulique : la confusion courante porte surtout sur “hydraulique souterraine” et “hydrogéologie”.

Astuce mémo

Hydrologie = tout l’eau (cycle), Hydrogéologie = eau sous-sol + géologie, Hydrographie = mesures des eaux en surface.

3. Ressources hydriques en RDC

Notions clés & Définitions

  • Cuvette Centrale : La Cuvette Centrale abrite des aquifères alluviaux très productifs, formés de gros sédiments et pouvant stocker d’importantes quantités d’eau.
  • Plateau des Batékés : Le Plateau des Batékés recèle un aquifère tertiaire-quartenaire au potentiel faible, principalement constitué de marne sableuse semi-continue et de grès tendres.
  • Aquifères du Karroo : Les aquifères de grès mésozoïques de Karroo et les calcaires qui entourent la Cuvette Centrale sont marqués par une recharge rapide et une productivité faible à modérée.
  • Dolomies de Kakontwe : Au Katanga sud, les dolomies de Kakontwe constituent un système calcaire-dolomitique à rendement élevé, mais avec des aquifères hétérogènes faillés.
  • Grand Rift (socle fracturé) : Le long de la vallée du Grand Rift, les roches socles cristallines fracturées (basalte et granite) peuvent former des aquifères discontinus à potentiel élevé.

Points essentiels

  • Dans la Cuvette Centrale et d’Oubangui, des sédiments alluviaux peuvent atteindre environ 120 m d’épaisseur et la recharge provient directement des pluies et du système fluvial.
  • Libenge et la plaine alluviale entre la rivière N’Djili et la baie de Ngaliema (Kinshasa) sont des zones indiquées comme ayant un potentiel important.
  • Sous le Plateau des Batékés et au sud-est du Kasaï, l’aquifère tertiaire-quartenaire est décrit comme faiblement productif, avec une épaisseur pouvant atteindre 100 m.
  • Autour de Gemena, de Kisangani et au nord du Kasaï, les grès mésozoïques de Karroo et des calcaires ont une recharge rapide et une productivité faible à modérée, avec karst possible localement.
  • Au Katanga sud, les dolomies de Kakontwe sont associées à un rendement élevé et à un fonctionnement en aquifères hétérogènes faillés.
  • Le Bas-Congo au sud de Kinshasa et le long du Grand Rift (lac Tanganyika à lac Édouard) contiennent des aquifères discontinus dans le socle cristallin, avec un potentiel élevé.

Astuce mémo

Cuvette=120 m alluvions; Batékés=100 m faible; Karroo=rapide mais peu/modéré; Katanga=Kakontwe dolomies (fort rendement); Rift/Bas-Congo=socle fissuré (potentiel élevé).

4. Loi de Darcy

Notions clés & Définitions

  • Loi de Darcy : La loi de Darcy décrit le débit d’eau à travers un milieu poreux en fonction de la charge hydraulique, de la géométrie et du pouvoir de conduction du milieu.
  • Conductivité hydraulique K : La conductivité hydraulique KK mesure l’aptitude d’un milieu à conduire l’eau, et s’exprime en m/s pour un écoulement donné.
  • Gradient hydraulique dH/dLdH/dL : Le gradient hydraulique dH/dLdH/dL représente la perte de charge par unité de longueur entre deux points de référence.
  • Perméabilité intrinsèque kk : La perméabilité intrinsèque kk caractérise le milieu poreux indépendamment des propriétés du fluide, et s’exprime en m².
  • Vitesse de Darcy : La vitesse de Darcy est le débit QQ divisé par la section AA, mais elle ne correspond pas à la vitesse réellement moyenne dans les pores.

Points essentiels

  • Darcy a établi une loi expérimentale en étudiant le débit traversant une colonne de matériau poreux de section SS et longueur LL soumise à une charge hydraulique constante HH en 1856.
  • Le débit QQ vérifie une proportionnalité avec la section AA, avec la charge hydraulique et avec la conductivité hydraulique KK, et une diminution avec la distance parcourue LL.
  • La loi s’écrit sous la forme reliant QQ au gradient hydraulique via dH/dLdH/dL, ce qui traduit la perte de charge par unité de longueur.
  • La vitesse de Darcy est improprement appelée vitesse alors qu’elle vaut Q/AQ/A pour une section géométrique AA qui n’est pas la section réelle d’écoulement.
  • La vitesse efficace moyenne sur l’EVR s’obtient en tenant compte de la fraction de pores en utilisant la section d’écoulement Ae=AneA_e=A\,n_e.
  • Dans l’écoulement, KK dépend des propriétés du fluide (viscosité et poids spécifique) et du milieu, et on peut relier KK à kk par K=kρg/μK=k\,\rho\,g/\mu.

Astuce mémo

Q suit K et la charge (ΔH), et diminue quand la longueur L augmente : QKAΔH/LQ \propto K\,A\,\Delta H/L.

5. Conductivité hydraulique et anisotropie

Notions clés & Définitions

  • Gradient hydraulique : Le gradient hydraulique représente la variation de charge piézométrique par unité de longueur et pilote la perte de charge.
  • Anisotropie hydrogéologique : L’anisotropie correspond au fait qu’un même milieu peut présenter des propriétés de transport différentes selon la direction de l’écoulement.
  • Tenseur de conductivité K : Le tenseur de conductivité décrit K sous forme de composantes différentes selon les directions quand le milieu n’est pas isotrope.

Points essentiels

  • Dans un EVR isotrope, la conductivité hydraulique est un scalaire, alors qu’en milieu anisotrope K dépend de la direction et se traite via un tenseur.
  • La généralisation de Darcy permet d’étendre l’écoulement à plusieurs dimensions en utilisant la forme vectorielle du flux de Darcy.
  • Le signe moins de Darcy traduit que l’eau s’écoule des hauteurs piézométriques plus élevées vers les hauteurs plus faibles.
  • La conductivité hydraulique K dépend de la viscosité, de la densité et donc de la température et du sel, ce qui limite son usage quand densité ou viscosité varient.
  • En hydrogéologie, on préfère utiliser la perméabilité intrinsèque k (m²) lorsque les propriétés du fluide peuvent changer.
  • La conductivité hydraulique admet des valeurs équivalentes dans un milieu hétérogène, et la manière de calculer dépend de la finalité de l’étude et de l’échelle considérée.

Astuce mémo

Isotrope = scalaire, Anisotrope = tenseur : K change selon la direction.

6. Emmagasinement et écoulement souterrain

Notions clés & Définitions

  • Transmissivité : La transmissivité exprime la capacité d’un aquifère à transmettre de l’eau à travers son épaisseur saturée.
  • Aquifère libre : Un aquifère libre est un milieu saturé dont la hauteur piézométrique hh intervient directement dans l’épaisseur saturée au point (x,y)(x,y).
  • Hypothèse de Dupuit : L’hypothèse de Dupuit simplifie l’écoulement en ne gardant que la composante horizontale du gradient hydraulique, en négligeant la verticale.
  • Coefficient d’emmagasinement spécifique : Le coefficient d’emmagasinement spécifique mesure le volume d’eau libéré ou stocké par unité de volume de milieu poreux pour une variation unitaire de la hauteur piézométrique.
  • Principe de Terzaghi : Le principe de Terzaghi relie les contraintes effectives au rôle de la pression interstitielle dans un milieu saturé.

Points essentiels

  • La transmissivité s’appuie sur l’idée que l’épaisseur verticale de l’aquifère est bien plus petite que ses dimensions horizontales, et que l’écoulement est principalement horizontal.
  • Pour un aquifère libre, l’épaisseur saturée au point (x,y)(x,y) dépend de la hauteur piézométrique hh, donc la transmissivité varie avec hh.
  • L’hypothèse de Dupuit est acceptable si le gradient piézométrique reste inférieur à 1/10001/1000, ce qui élimine la composante verticale du gradient hydraulique.
  • Le coefficient d’emmagasinement spécifique correspond au volume d’eau (m3^3) libéré ou stocké par unité de volume de milieu (m3^3) pour une variation unitaire de hh (m).
  • Lors d’un pompage en milieu saturé, la diminution de pression interstitielle fait augmenter la contrainte grain à grain car la contrainte totale est supposée constante, selon le principe de Terzaghi.

Astuce mémo

Dupuit = seulement horizontal (gradient < 1/1000) ; Terzaghi = pomper baisse la pression interstitielle, donc augmente la contrainte effective/grain.

7. Essai Porchet et forages

Notions clés & Définitions

  • Essai Porchet : Essai d’infiltration et d’injection utilisé pour étudier le comportement du milieu au voisinage d’un forage.
  • Essai d’infiltration : Essai réalisé en faisant pénétrer de l’eau dans le sol pour observer la réponse hydraulique autour du dispositif de mesure.
  • Essai d’injection : Essai consistant à injecter un fluide dans le terrain afin de mesurer comment le milieu absorbe et transmet le flux.
  • Forages de mesure : Dispositifs souterrains utilisés pour introduire les mesures et imposer/observer des échanges hydrauliques dans le milieu.

Points essentiels

  • L’essai Porchet appartient à la famille des essais d’infiltration et d’injection.
  • Les essais de pompage, les essais d’infiltration/injection et les essais de laboratoire font partie des méthodes citées pour déterminer des propriétés hydrauliques.
  • La mesure au voisinage d’un forage sert à relier la réponse du milieu à des conditions d’imposition de flux.
  • Pour les milieux dont la conductivité hydraulique doit être caractérisée, l’essai Porchet est présenté comme un essai adapté aux essais d’infiltration et d’injection.

8. Essais de pompage

Notions clés & Définitions

  • Essai par paliers de débit : Essai de puits réalisé en plusieurs étapes de pompage à durée courte par palier, avec augmentation du débit après stabilisation du rabattement.
  • Essai de nappe à débit constant : Essai de longue durée avec pompage maintenu à un débit constant pour déterminer les caractéristiques hydrodynamiques de l’aquifère.
  • Essai de remontée : Essai réalisé après l’arrêt du pompage où l’on observe la remontée des niveaux d’eau, souvent jugée plus représentative de la transmissivité.
  • Régime permanent : Phase d’un essai où l’interprétation se fait avec des modèles supposant que le comportement hydraulique est stabilisé au cours du temps.
  • Régime transitoire : Phase d’un essai où l’interprétation prend en compte l’évolution du rabattement avec le temps, à l’aide de méthodes adaptées.

Points essentiels

  • En paliers de débit, chaque palier dure entre 1 et 3 heures et le changement de palier se fait après stabilisation du rabattement.
  • Pour un essai de nappe à débit constant, la durée recommandée est 72 heures et peut aller jusqu’à 6 mois selon l’objectif.
  • L’essai de remontée consiste à mesurer la remontée des niveaux après arrêt du pompage et donne souvent une transmissivité plus représentative que l’essai de nappe.
  • L’interprétation en régime permanent utilise la méthode de Dupuit pour les aquifères captifs et Dupuit–Van Thiem pour les aquifères libres.
  • En régime transitoire, on emploie notamment Theis, l’approximation logarithmique de Jacob, et Hantush ou Neuman–Witherspoon.
  • Les hypothèses d’analyse incluent un écoulement radial convergent vers le puits, un milieu homogène et isotrope (au départ) et des frontières reportées à l’infini.

9. Interprétation en régime permanent

Notions clés & Définitions

  • Méthode de Dupuit : La méthode de Dupuit fournit l’interprétation en régime permanent pour les aquifères captifs en réduisant le problème aux écoulements essentiellement horizontaux.
  • Méthode de Dupuit–Van Thiem : La méthode de Dupuit–Van Thiem donne l’interprétation en régime permanent pour les aquifères libres en utilisant l’hypothèse d’écoulement horizontal.

Points essentiels

  • En régime permanent, l’interprétation se fait avec la méthode de Dupuit pour un aquifère captif.
  • En régime permanent, l’interprétation se fait avec la méthode de Dupuit–Van Thiem pour un aquifère libre.
  • La solution d’une équation différentielle représente une distribution en espace seulement pour le régime permanent.
  • La résolution peut être analytique (formule exacte de l’intégration) ou numérique (quand les géométries ou conditions imposent une intégration impossible).

10. Méthode de Jacob

Notions clés & Définitions

  • Approximation logarithmique de Jacob : Méthode d’interprétation d’un essai de pompage qui approxime la solution de Theis en utilisant une forme logarithmique de la fonction source W(u).
  • Condition de validité u < 0,01 : Critère d’applicabilité de l’approximation de Jacob exigeant que la valeur u reste inférieure à 0,01 après calculs avec T et S.
  • Droite en fonction log(t) : Représentation graphique utilisée en pratique où l’on trace le rabattement en fonction de log(t) et où la zone alignée sert à estimer les paramètres.
  • Temps t0 : Paramètre obtenu par l’abscisse à l’origine de la droite dans l’interprétation de Jacob, permettant de remonter à l’emmagasinement S.

Points essentiels

  • La méthode de Jacob est une approximation logarithmique de la solution de Theis pour de faibles valeurs de u, déduite via un développement en série de Taylor.
  • Pour l’appliquer, il faut vérifier la condition u < 0,01 après substitution de T et S dans l’équation de u.
  • Jacob devient d’autant plus précis quand le rayon du puits est petit, quand le temps t est très grand, et quand le rapport T/S est grand.
  • En pratique, on trace les couples (rabattement, log(t)) puis on choisit la zone où les points s’alignent pour obtenir une droite dont la pente mène à la transmissivité.
  • Le temps t0 correspond à l’abscisse à l’origine de cette droite et sert à déduire le coefficient d’emmagasinement S.
  • Pour un aquifère libre, l’approche est acceptable si ∆H/H < 25% et l’on peut corriger ∆ en utilisant ∆' = ∆ − (∆²/2H).

Astuce mémo

Jacob = Theis simplifiée : tracer (rabattement vs log(t)) et lire T sur la pente, S via l’origine t0.

11. Hydrogéochimie et échantillonnage

Notions clés & Définitions

  • Hydrogéochimie : Domaine qui décrit la composition des eaux souterraines et les réactions qui contrôlent leurs espèces dissoutes.
  • TDS résidu sec : Indicateur de la quantité totale de solides dissous, obtenu après évaporation complète de l’eau.
  • Conductivité électrique : Mesure qui reflète la capacité des ions dissous à conduire le courant, exprimée en μS/cm ou μS/cm selon le matériel.
  • Échantillonnage représentatif : Prélèvement conçu pour conserver la composition réelle de l’eau de l’aquifère, en limitant les changements après mise en bouteille.
  • Écart de bilan ionique CBE : Critère quantifiant le déséquilibre entre la somme des cations et la somme des anions en méq/L afin d’évaluer la fiabilité d’une analyse.

Points essentiels

  • La composition d’une eau souterraine dépend de sa composition initiale, de la pression partielle de la phase gazeuse, des minéraux/roches traversés, ainsi que du pH et de l’Eh.
  • L’échantillonnage est délicat car la composition peut évoluer (effets de citerne/capacité, variations de pression, apport d’O2 atmosphérique, changement de pH/Eh) et un monitoring in situ est nécessaire.
  • Des flacons plastiques translucides de 100 ml sont nettoyés avec de l’eau du puits, remplis à ras bord pour limiter l’air, puis conservés au froid (réfrigérateur à 4°C) avant analyse.
  • Avant de prélever, on mesure la conductivité électrique jusqu’à valeur constante et on élimine les eaux avec matières en suspension après une estimation visuelle.
  • La conversion en équivalents se fait avec Meq/L = mmol/L × charge électrique de l’ion (exemple: Ca2+ donne 2 meq/L pour 1 mmol/L).
  • Le bilan ionique est jugé acceptable avec un déséquilibre classiquement à ±5% en méq/L, et les analyses sont considérées fiables si la corrélation entre sommes majeures cations et anions dépasse 0,70.

12. Unités et bilan ionique

Notions clés & Définitions

  • Concentration massique : La concentration massique exprime la masse de soluté rapportée à l’unité de masse de la solution.
  • Concentration équivalente : La concentration équivalente (exprimée en méq/L) mesure la quantité de charge électrique apportée par les ions dissous.
  • Bilan ionique : Le bilan ionique compare les cations et les anions mesurés, en vérifiant leur équilibre en unités de charge (méq/L).
  • CBE : Le CBE est un écart relatif quantifiant le déséquilibre entre la somme des cations et celle des anions du bilan ionique.

Points essentiels

  • Les concentrations s’expriment notamment en mg/kg, mg/L, mmol/L et méq/L, selon la grandeur à comparer.
  • La conversion en méq/L se fait via méq/L = mmol/L × charge de l’ion, par exemple 1 mmol/L Ca2+ correspond à 2 méq/L Ca2+.
  • Comme les ions portent des charges, la somme des cations et des anions doit s’équilibrer en méq/L, le déséquilibre venant d’ions non dosés ou d’erreurs d’analyse.
  • La fiabilité du bilan ionique se juge par le CBE, calculé avec CBE = ((∑Cations − ∑Anions)/(∑Anions + ∑Cations))×100%, avec un écart admis classiquement de ±5%.
  • Les analyses sont aussi jugées fiables si la régression linéaire entre sommes des cations majeurs et des anions majeurs en méq/L donne un coefficient de corrélation supérieur à 0.70.

Astuce mémo

Cations vs Anions : si le CBE reste petit (≈ ±5%), le bilan ionique est “cohérent”.

Repères chronologiques

DateÉvénement
1856Établissement expérimental de la loi de Darcy (Darcy)
1935Méthode de Theis pour l’interprétation des essais de pompage en régime transitoire
1947Approximation logarithmique de Jacob (proposée par Jacob)
1967Méthode de Papadopoulos et Cooper pour l’effet de capacité/citerne
1999Source citée pour la répartition des eaux dans le monde (L’Or Bleu, UNESCO)
2003Source citée pour la répartition des eaux continentales (Observatoire des Eaux souterraines, RW)
2008Valeurs/références OMS pour la définition des eaux potables et normes associées
2011Source citée pour la répartition des eaux souterraines dans le monde (British Geological Survey)

Tableaux de synthèse

Aquifère libre vs captif (essais en pompage)

Type de nappeCaractéristiqueMéthode en régime permanent
Aquifère libreSurface piézométrique pouvant monter/descendre librement (nappe libre)Dupuit–Van Thiem
Aquifère captifNappe recouverte par formation peu perméable (nappe captive)Dupuit
Aquifère libre (conditions d’application Jacob)Acceptable si ∆H/H < 25% et correction possible

Hydrogéologie vs hydraulique/fluide (distinctions)

NotionChamp principalConfusion à éviter
HydrogéologieÉtude des eaux souterraines en tenant compte des conditions géologiques≠ hydraulique souterraine/≠ mécanique des fluides
Hydraulique souterrainePartie de l’hydrogéologie centrée sur l’écoulement en milieu souterrain très hétérogène≠ hydrogéologie au sens large
Hydraulique / mécanique des fluidesÉtude des mouvements et forces des fluides existants≠ hydrogéologie
HydrographieDescription et mesures des étendues d’eau (océans, mers, lacs, rivières)≠ hydrologie/hydrogéologie

Pièges & confusions fréquents

  1. Confondre hydrologie et hydrogéologie : l’hydrogéologie tient compte explicitement des conditions géologiques.
  2. Penser que K et k sont équivalents en hydrogéologie : K dépend aussi des propriétés du fluide (viscosité, densité/sel), alors que k est intrinsèque (m²).
  3. Croire que la “vitesse de Darcy” est la vitesse réelle dans les pores : c’est Q/A avec A géométrique, alors que la vitesse réelle nécessite la section d’écoulement Ae = A·ne.
  4. Confondre isotropie et anisotropie : en isotrope K est scalaire, en anisotrope K dépend de la direction et se traite via un tenseur.
  5. Inverser porosité totale et porosité efficace : la porosité efficace (drainage) correspond à l’eau mobile, pas à l’eau “retenue”.
  6. Appliquer Jacob sans vérifier u < 0,01 : l’approximation logarithmique de Jacob exige cette condition après calculs avec T et S.
  7. Échantillonner sans contrôler la fiabilité chimique : si la composition évolue (citérne/citerne, O2, pH/Eh), le prélèvement n’est plus réellement représentatif.

Checklist Examen

  1. Citer et distinguer eaux salées (97%) vs eaux douces (3%), puis connaître la répartition des eaux continentales (glaciers, eaux souterraines, lacs, rivières) telle que dans le cours.
  2. Définir Hydrologie (sens général et sens strict cycle de l’eau) et Hydrogéologie, puis rappeler Hydrographie et la distinction Hydrogéologie ≠ hydraulique/mécanique des fluides.
  3. Identifier les unités hydrogéologiques clés de la RDC et leurs caractéristiques (Cuvette Centrale/Oubangui ~120 m et recharge directe ; Batékés ~100 m et faible potentiel ; Karroo/calcaires recharge rapide et productivité faible à modérée ; Kakontwe haut rendement ; Grand Rift/Bas-Congo socle fracturé potentiel élevé).
  4. Présenter la loi de Darcy : rôle de Q, A, L, charge hydraulique via dH/dL, et conductivité hydraulique K, ainsi que la différence vitesse de Darcy (Q/A) vs vitesse efficace (Ae = A·ne).
  5. Expliquer pourquoi K dépend du fluide (viscosité/densité/sel/température) et pourquoi on préfère k (perméabilité intrinsèque) en hydrogéologie ; donner la relation K = k·ρ·g/μ.
  6. Définir transmissivité T (aquifère : capacité à transmettre à travers l’épaisseur saturée) et expliquer l’hypothèse de Dupuit (gradient piézométrique < 1/1000, composante verticale négligée) puis la dépendance de T à la hauteur piézométrique pour un aquifère libre.
  7. Définir coefficient d’emmagasinement : spécifique (volume d’eau libéré/stocké par unité de volume de milieu et variation unitaire de hauteur piézométrique) et relier Terzaghi à l’augmentation de la contrainte effective lors d’une baisse de pression pendant un pompage.
  8. Décrire l’essai Porchet : c’est un essai d’infiltration et d’injection, basé sur l’hypothèse d’écoulement type Darcy et un gradient hydraulique unitaire, avec l’interprétation par la pente de la relation impliquant h et le trou.
  9. Pour les essais de pompage, différencier paliers de débit (1–3 h par palier ; stabilisation), nappe à débit constant (72 h recommandé, jusqu’à 6 mois), et remontée (plus représentative de la transmissivité) puis rappeler régime permanent vs transitoire et les méthodes associées.
  10. En régime permanent, relier la méthode de Dupuit à l’aquifère captif et Dupuit–Van Thiem à l’aquifère libre, puis rappeler que la solution d’équation différentielle se distribue en espace seulement en régime permanent.
  11. En régime transitoire et via Jacob/Theis, rappeler Theis (1935), Jacob (approximation logarithmique de Theis) avec condition u < 0,01, le tracé rabattement vs log(t), et l’utilisation de t0 pour obtenir S, ainsi que l’acceptabilité aquifère libre si ∆H/H < 25% (avec correction ∆' = ∆ − (∆²/2H)).
  12. En hydrogéochimie, définir TDS résidu sec, conductivité électrique, et protocole d’échantillonnage (flacons 100 ml translucides remplis à ras bord, nettoyage, conservation à 4°C, mesure CE jusqu’à valeur constante, élimination des eaux avec matières en suspension), puis savoir vérifier la fiabilité par CBE (±5%) et…

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1. Quelle est la répartition approximative du volume d’eau sur Terre entre eaux salées et eaux douces ?

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Eaux salées — proportion sur Terre ?

Représentent 97% du volume total d’eau.

Eaux douces — disponibilité ?

Seuls 3% du volume total d’eau.

Répartition eaux continentales — principaux réservoirs ?

Glaciers, eaux souterraines, lacs, rivières.

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