Hydrologie : Perméabilité et Coefficient d'emmagasinement

Study Notes

La perméabilité est l'aptitude d'un réservoir à se laisser traverser par l'eau sous l'effet d'un gradient hydraulique.
Le coefficient de perméabilité K, exprimé en m/s, mesure la quantité d'eau qui traverse une unité de section perpendiculaire à l'écoulement en 1 seconde sous l'effet d'une unité de gradient hydraulique.
Le coefficient de perméabilité dépend des caractéristiques du réservoir (comme la granulométrie et la porosité efficace) et du fluide (telle sa viscosité et sa masse volumique).
Pour une nappe libre, le coefficient de perméabilité est approximativement proportionnel au carré du diamètre des grains.
La plage de variation du coefficient de perméabilité est vaste, allant de 10 m/s à 10⁻¹¹ m/s.
Un matériau est considéré comme imperméable si son coefficient de perméabilité est supérieur à 10⁻⁹ m/s.

Le coefficient d'emmagasinement S représente le volume d'eau extractible d'une tranche de 1 m² de surface horizontale pour une baisse de piézomètre de 1 m.
S est sans dimension (m³/m²/m).

La drainance correspond aux échanges d'eau entre la nappe principale et la couche semi-perméable.
Le facteur de drainance L = √kDc détermine la répartition de ces échanges.
Une valeur élevée de L indique une grande résistance à l'écoulement dans la couche semi-perméable, donc une faible influence de la drainance.
Le facteur L a la dimension d'une longueur, exprimée en mètres.

Le captage doit empêcher l'infiltration rapide des eaux de ruissellement. Pour ce faire, il doit :
- être surélevé par rapport au niveau du sol.
- être situé dans un terrain sans dépression.
- être protégé par un fossé de détournement.
- présenter une étanchéité parfaite entre le terrain et les parois de l'ouvrage.
Le captage doit être protégé des crues de la rivière voisine lorsque situé dans une vallée. Pour cela, il doit :
- avoir une ouverture située au-dessus du niveau des plus hautes eaux de la rivière.
- être équipé d'un limnimètre amont pour arrêter l'exploitation en cas de crue.
Le captage doit éviter la communication entre deux aquifères distincts. Pour cela, il doit :
- avoir des parois non captantes parfaitement étanches.
- être conçu de manière à ce que la colonne de captage ne soit en contact qu'avec la nappe captée.
- nécessiter la construction de deux ouvrages distincts pour exploiter deux nappes dans la même zone.
Le captage doit ne pas servir de refuge ou d'abri à la faune et à la flore. Pour cela, il doit :
- avoir des parois lisses pour éviter l'installation de végétaux et faciliter le nettoyage.
- avoir des ouvertures grillagées pour empêcher l'accès aux animaux.
- avoir des portes sécurisées et faciles à entretenir pour le captage et le périmètre de protection immédiat.