L'hydrologie (du grec ὕδωρ / hýdōr, « eau », et λόγος / lógos, « étude ») est la science qui s'intéresse à tous les aspects du cycle de l'eau, et en particulier aux échanges entre la mer, l'atmosphère (océanographie, climatologie...), la surface terrestre (limnologie) et le sous-sol (hydrogéologie), sur terre (ou potentiellement sur d'autre planètes). L'hydrologue contribue à la connaissance et gestion des ressources en eau et à leur durabilité en rapport avec les bassins versants environnementaux.
Support de présentation de cours d'adduction en eau potable, à application pour l'ingénieur hydraulicien. Aborde la conception et le dimensionnement des ouvrages constitutifs des réseaux d'AEP
Partie 1 - Assainissement sur AutoCad 2007 et 2004Ahmed EL ATARI
Dans le cadre du module topographie, Monsieur ELARRIM KARIM nous a proposé de réalisé un projet sur l'assainissement au niveau de Autocad 2007 et 2004 et le document ci-dessus représente la deuxième partie de ce projet.
Note : Ce document est réalisé par :
Ahmed El Atari et Mohammed Jidal
Support de présentation de cours d'adduction en eau potable, à application pour l'ingénieur hydraulicien. Aborde la conception et le dimensionnement des ouvrages constitutifs des réseaux d'AEP
Partie 1 - Assainissement sur AutoCad 2007 et 2004Ahmed EL ATARI
Dans le cadre du module topographie, Monsieur ELARRIM KARIM nous a proposé de réalisé un projet sur l'assainissement au niveau de Autocad 2007 et 2004 et le document ci-dessus représente la deuxième partie de ce projet.
Note : Ce document est réalisé par :
Ahmed El Atari et Mohammed Jidal
Bien commun essentiel à la vie de l’Homme et de toutes les espèces animales et végétales, l’eau est en interaction étroite avec la terre. Elle doit donc être gérée et utilisée de manière optimale par l’agriculture française pour que celle-ci puisse durablement relever les nombreux défis auxquels elle est confrontée : renforcer notre autonomie alimentaire, fournir une eau potable de qualité, préserver les milieux et les équilibres naturels, permettre les autres usages (industriels, domestiques..) et s’adapter au changement climatique. Pour le CESE, l’ampleur et la complexité de ces enjeux de société appellent la mise en œuvre de solutions globales et pérennes au niveau des territoires.
Support de présentation de l'avis "la gestion et l'usage de l'eau en agriculture?" présenté au CESE le 23 avril 2013
Support de présentation de cours d'hydraulique en charge, à application pour l'ingénieur hydraulicien. Aborde l'écoulement en régime permanent des fluides incompressibles.
Abh Sebou : Prevention et protection inondationsOECD Governance
OCDE : Atelier sur la prévention des risques, 17 mai 2017, Fès. info : www.oecd.org/gov/risk/Projet-appui-OCDE-gestion-risques-Maroc-atelier-mai-2017.htm
Bien commun essentiel à la vie de l’Homme et de toutes les espèces animales et végétales, l’eau est en interaction étroite avec la terre. Elle doit donc être gérée et utilisée de manière optimale par l’agriculture française pour que celle-ci puisse durablement relever les nombreux défis auxquels elle est confrontée : renforcer notre autonomie alimentaire, fournir une eau potable de qualité, préserver les milieux et les équilibres naturels, permettre les autres usages (industriels, domestiques..) et s’adapter au changement climatique. Pour le CESE, l’ampleur et la complexité de ces enjeux de société appellent la mise en œuvre de solutions globales et pérennes au niveau des territoires.
Support de présentation de l'avis "la gestion et l'usage de l'eau en agriculture?" présenté au CESE le 23 avril 2013
Support de présentation de cours d'hydraulique en charge, à application pour l'ingénieur hydraulicien. Aborde l'écoulement en régime permanent des fluides incompressibles.
Abh Sebou : Prevention et protection inondationsOECD Governance
OCDE : Atelier sur la prévention des risques, 17 mai 2017, Fès. info : www.oecd.org/gov/risk/Projet-appui-OCDE-gestion-risques-Maroc-atelier-mai-2017.htm
Conférence | Eaux souterraines: pourquoi faut-il les étudier et les préserver...Ari Massoudi
Eaux souterraines : pourquoi faut-il les étudier et les préserver dans un contexte d'anthropisation généralisée et des effets possibles du changement climatique ?
En outre, il est essentiel de mener des études approfondies sur les aquifères peu profonds (les premiers 1000m), qui sont des réservoirs souterrains d'eau douce. Les aquifères jouent un rôle crucial dans l'approvisionnement en eau potable à travers le monde, car ils stockent une grande quantité d'eau dans le sol. Cependant, leur utilisation excessive et non durable peut entraîner l'épuisement de ces ressources précieuses.
Les études sur les aquifères nécessitent des techniques avancées telles que la modélisation hydrogéologique, l'analyse des isotopes de l'eau et l'utilisation de capteurs pour mesurer les niveaux d'eau souterraine. Ces techniques permettent de recueillir des données précises sur la quantité d'eau stockée, les débits souterrains et la qualité de l'eau. Ces informations sont essentielles pour évaluer l'état des aquifères et prendre des décisions éclairées en matière de gestion de l'eau.
En fin de compte, l'étude des aquifères est indispensable pour assurer la durabilité de l'utilisation de l'eau souterraine et garantir un approvisionnement en eau potable adéquat à long terme. En combinant les connaissances scientifiques avec des politiques de gestion efficaces, il est possible de préserver ces ressources vitales et de relever les défis mondiaux liés à l'eau douce.
Dans ce nouvel épisode, le Dr Jean-Denis Taupin, spécialiste en géochimie de l’eau bien connu dans son domaine vous offre une présentation sur les défis à relever pour préserver nos précieuses eaux souterraines dans un contexte d'anthropisation croissante et de changement climatique à venir.
Êtes-vous sûr?
ÉDITER
Pour contacter le Dr Jean-Denis taupin
http://great-ice.ird.fr/membres-et-partenariats/membres-permanents/jean-denis-taupin
Au cours de la présentation, le Dr Taupin présentera des méthodologies géochimiques utilisées dans l'étude des aquifères, suivi par des exemples atypiques d'étude de cas basés sur ses projets.
Avec plus de 30 ans d'expérience en géologie et des dizaines d'articles de recherche publiés dans des journaux scientifiques internationaux, le Dr Taupin est un conférencier demandé qui saura captiver votre attention.
géneralité sur le mecanique de fluide :
Definition d'un fuild
Les grands principes de la mécanique des fluides
Les applications de la mécanique des fluides
TP: calcule le débit volumique d’un écoulement
Le son est une vibration mécanique d'un fluide, qui se propage sous forme d'ondes longitudinales grâce à la déformation élastique de ce fluide. Les êtres humains, comme beaucoup d'animaux, ressentent cette vibration grâce au sens de l'ouïe.
Propagation d'ondes sphériques de pression dans un fluide.
L'acoustique est la science qui étudie les sons ; la psychoacoustique étudie la manière dont les organes du corps humain ressentent et l'être humain perçoit et interprète les sons.
Le traitement de l'eau peut signifier :
le traitement des eaux usées, aussi appelées eaux résiduaires. Des eaux usées ou d'autres sont épurées en vue de rejets (effluents) ;
le traitement de l'eau, en vue d'obtenir une eau potable ou idoine à la consommation humaine. Un traitement primaire est complété par une purification de l'eau ou filtration ou production d'eau potable.
Dans les deux cas, on parle de traitement primaire, secondaire et tertiaire, suivant le processus.
Le traitement de l'eau industrielle pour le traitement de l'eau utilisée en industrie, souvent en circuit fermé.
Le traitement de l'eau peut signifier aussi l'utilisation de procédés afin de limiter la formation de tartre. Les procédés conventionnels de traitement de l'eau contre le tartre sont l'adoucissement ou l'osmose inverse. Les procédés non conventionnels destinés à limiter la formation des dépôts de carbonate de calcium sont le magnétisme, l'électromagnétisme, l'électrolyse et les résines catalytiques macroporeuses.
Une roche (du latin vulgaire rocca) est un matériau naturel presque toujours solide et constitué, essentiellement ou en totalité, d'un assemblage de minéraux. Les roches comportent parfois des fossiles (dans les roches sédimentaires), du verre résultant du refroidissement rapide d'un liquide (tachylites et obsidiennes produites par le volcanisme, et pseudotachylites produites par frottement) ou des agrégats d'autres roches. Les roches peuvent être formées d'une seule espèce minérale (roches monominérales) ou de plusieurs (roches polyminérales) ; par exemple :
la calcite est un minéral caractéristique des calcaires et des marbres purs ;
le quartz est l'un des principaux minéraux des quartzites, des gneiss et des granites.
Une forêt ou un massif forestier est un écosystème, relativement étendu, constitué principalement d'un peuplement d'arbres, arbustes et arbrisseaux (fruticée), ainsi que de l'ensemble des autres espèces qui lui sont associées et qui vivent en interaction au sein de ce milieu. Elle peut être naturelle ou exploitée en sylviculture. Les espèces animales, végétales ainsi que les champignons qui vivent au sein des forêts sont qualifiées d'espèces forestières.Un boisement de faible étendue est dit bois, boqueteau ou bosquet selon son importance.
Divers types de forêts existent ; des forêts primaires aux forêts dites urbaines, avec les gradients intermédiaires[5]. Elles peuvent être naturelles ou exploitées par l'homme. Dans ce cas il existe de nombreux types d'exploitation des forêts (sylviculture, ligniculture, agrosylviculture…).
Les forêts sont aussi un milieu de vie et une source de revenus pour l'être humain : au début du xxie siècle, plus de cinq cent millions de personnes[6], dont plusieurs peuples autochtones, vivent en forêt ou à ses abords. Elles abritent une grande richesse écologique, concentrant 80 % de la biodiversité terrestre mondiale recensée.
L'action de l'Homme dans plusieurs régions de la planète conduit à une destruction ou une surexploitation des forêts. Cela engendre une importante déforestation qui concerne surtout actuellement les forêts tropicales et la taïga. La moitié des forêts de la planète a été détruite au cours du xxe siècle[7]. Il n'y a pas de gouvernance mondiale des forêts, ni de convention internationale, mais l'ONU a mis en place un Forum des Nations unies sur les forêts (FNUF).
Un composé ionique associe toujours un cation (ions positif) à un anion (ion négatif). Il s’agit d’une structure cristalline où les ions sont “empilés” en adoptant une configuration stable, les cations sont entourés principalement d’anions tandis que le cations sont entourés principalement d’anion ainsi les forces électriques attractives (entre charges de signes opposées) sont plus intenses que les forces électriques répulsives entre charges de même signe. Les forces électriques attractives sont dominantes et maintiennent fermement ensembles les ions d’un solide ionique.
Nom des composés ioniques
Le nom d’un composé ionique est formé à partir du cation et de l’anion qui le constituent sur le modèle suivant:
“nom anion” de “ du cation”
Exemples
Chlorure de magnésium
Fluorure de potassium
Carbonate de sodium
Sulfate de lithium
La première partie du nom d’un composé ionique est donc le nom de son anion. Pour rappel les anions monoatomiques forment leur nom à partir de l’élément chimique auquel on ajoute une terminaison en “ure” (chlorure, fluorure, bromure, iodure, sulfure etc) et les anions polyatomiques ont souvent une terminaison en “ate” (phosphate, carbonate, sulfate, permanganate), en “ite” (sulfite, nitrite) et parfois aussi en “ure” (cyanure).
La deuxième partie du nom d’un composé ionique est donc celle de son cation. Pour rappel les cations sont souvent monoatomiques et s’appellent souvent simplement “ion de l’élément” (ion sodium, ion calcium, ion aluminium) et sont parfois suivit d’un chiffre romain qui précise le nombre de charges positives excédentaires portées (par exemple ions fer III pour Fe3+, ion Fer II pour Fe2+)
On peut donc déterminer les ions formant un composé ionique à partir de son nom
Exemples
Du sulfate de magnésium est composé d’anions sulfate et de cations magnésium
Du chromate de calcium est composé d’anions chromate et cations calcium
Inversement le nom d’un composé ioniques peut être trouvé à partir du nom du cation et de l’anion qui le constituent.
Exemples
Des ions sodium et des ions chlorure forment du chlorure de sodium.
Des ions carbonate et aluminium forment du carbonate d’aluminium.
Neutralité électrique
Bien qu’ils soient constitués d’entités chimiques chargées, les composés chimiques sont toujours globalement électriquement neutres: La charge positive globale des cations compense la charge globale négative des anions.
Proportion d’anions et de cations dans un composé ionique
La neutralité électrique d’un composé ionique impose une proportion bien définie de cations et d’anions permettant de respecter l’égalité entre charges positives et charges négatives. Les proportions d’anions et de cations dépend donc du nombre de charge excédentaire que chacun porte.
Si le nombre de charges positives du cation est le même que le nombre de charges négatives de l’anion alors il y a autant de cation que d’anion.
Classification des éléments chimiques.pptamine100226
est également un corps simple ; l'ozone et le dioxygène sont des variétés allotropiques de l'élément oxygène. L'état standard d'un élément chimique est celui du corps simple dont l'enthalpie standard de formation est la plus faible aux conditions normales de température et de pression, par convention égale à zéro.
Un élément chimique ne peut pas se transformer en un autre élément par une réaction chimique, seule une réaction nucléaire appelée transmutation peut y parvenir. Cette définition a été formulée en substance pour la première fois par le chimiste français Antoine Lavoisier en 1789[1],[a]. Les éléments chimiques sont communément classés dans une table issue des travaux du chimiste russe Dmitri Mendeleïev et appelée « tableau périodique des éléments » :
En chimie, un procédé chimique est une méthode ou un moyen de modifier la composition d'une ou de plusieurs molécules. Ce procédé peut survenir naturellement ou artificiellement et exige une ou plusieurs réactions chimiques.
En ingénierie, un procédé chimique est une méthode de fabrication employée à l'échelle industrielle dans le but de modifier la composition chimique de substances ou de matériaux. Ces méthodes se retrouvent principalement dans l'industrie chimique.
Aucune de ces définitions n'est exacte ou complète, car il est difficile de connaître ce qu'est précisément un procédé : ce sont des définitions pratiques. Il y a également un recoupement entre ces deux définitions. À cause de cette inexactitude, les chimistes et d'autres scientifiques utilise le terme « processus chimique » dans un sens général ou selon l'interprétation donnée en ingénierie. Cependant, les ingénieurs utilise ce terme régulièrement. L'article se concentre surtout sur la définition ingénierie.
Pour compléter une transformation chimique, une ou plusieurs étapes sont nécessaires : chaque étape est appelée opération unitaire. Dans une usine chimique, chaque opération unitaire survient habituellement dans un seul récipient ou dans des sections nommées « unités ».
Souvent, une ou plusieurs réactions chimiques surviennent, mais il est possible de modifier la composition d'un matériau par séparation, purification ou conditionnement.
Les étapes peuvent s'effectuer séquentiellement dans le temps ou dans l'espace alors que des matériaux circulent dans une unité. Pour une certaine quantité de réactifs ou de produits, la quantité de matériau peut être calculée aux étapes clés du procédé en se basant sur des données empiriques ou en établissant des bilans de matériau. Ces quantités peuvent être diminuées ou augmentées selon la capacité de production d'une usine. Une ou plusieurs usines peuvent fabriquer le même produit, chacune selon ses capacités et en fonction de la demande.
Ces procédés chimiques peuvent être exprimés par des schémas fonctionnels de flux ou avec plus de détails par des schémas de procédé.
En plus d'être utilisés dans des usines chimiques, les procédés chimiques sont aussi utilisés dans les raffineries, dans les sites de traitement du gaz naturel, dans les sites de fabrication des polymères et de médicaments, ainsi que dans les usines de traitement des eaux. Les aliments produits à grande échelle sont souvent fabriqués à partir de produits ayant subi un ou plusieurs traitements de nature chimique.
Les rayons X sont une forme de rayonnement électromagnétique à haute fréquence constitué de photons dont l'énergie varie d'une centaine d'eV (électron-volt), à plusieurs MeV[1].
Ce rayonnement a été découvert en 1895 par le physicien allemand Wilhelm Röntgen, qui a reçu pour cela le premier prix Nobel de physique ; il lui donna le nom habituel de l'inconnue en mathématiques, X. Il est naturel (cosmologie, astronomie) ou artificiel (radiologie) et alors résulte du bombardement d'électrons sur une cible généralement en tungstène. La principale propriété des rayons X est de traverser la matière en étant partiellement absorbés en fonction de la densité de celle-ci et de l'énergie du rayonnement, ce qui permet d'avoir une information sur l'intérieur des objets qu'ils traversent.
Les rayons X sont une des modalités
L'atome est, pour les chimistes, le constituant fondamental de la matière. Le terme vient d'ailleurs d'un mot grec qui signifie « indivisible », même si l'on sait depuis longtemps que cet élément ne l'est pas.
Composition d’un atome : protons, neutrons et électrons
Un atome est une entité électriquement neutre composée de deux types d'élément :
un noyau atomique, lui-même constitué de protons et de neutrons et concentrant pratiquement toute la masse de l'atome ;
des électrons qui gravitent autour du noyau.
Taille et masse d'un atome
La taille d'un atome est de l'ordre de 10-10 mètre.
La masse d'un atome est de l'ordre de 10-26 kilogramme.
L’hydrogène, le plus petit des atomes
L'hydrogène est un atome qui sort de l'ordinaire. Il est le plus petit des atomes et son noyau atomique ne compte d'un proton et aucun neutron.
Propriétés des atomes et isotopes
Les propriétés chimiques et physiques des atomes dépendent de leur configuration électronique et, par conséquent, du nombre de protons qu'ils contiennent.
Deux atomes peuvent présenter le même nombre de protons, mais un nombre de neutrons différents. Ils sont alors dits « isotopes ». Leurs propriétés chimiques sont identiques mais leurs propriétés physiques diffèrent. Un atome stable peut ainsi, par exemple, présenter un isotope radioactif.
Atomes, corps simples et corps composés
Un corps constitué uniquement d'atomes d'un même élément chimique est appelé « corps simple ». Un corps constitué d'atomes d'éléments chimiques différents est appelé « corps composé ».
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Newsletter SPW Agriculture en province du Luxembourg du 12-06-24BenotGeorges3
Les informations et évènements agricoles en province du Luxembourg et en Wallonie susceptibles de vous intéresser et diffusés par le SPW Agriculture, Direction de la Recherche et du Développement, Service extérieur de Libramont.
Le fichier :
Les newsletters : https://agriculture.wallonie.be/home/recherche-developpement/acteurs-du-developpement-et-de-la-vulgarisation/les-services-exterieurs-de-la-direction-de-la-recherche-et-du-developpement/newsletters-des-services-exterieurs-de-la-vulgarisation/newsletters-du-se-de-libramont.html
Bonne lecture et bienvenue aux activités proposées.
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Conseils pour Les Jeunes | Conseils de La Vie| Conseil de La JeunesseOscar Smith
Besoin des conseils pour les Jeunes ? Le document suivant est plein des conseils de la Vie ! C’est vraiment un document conseil de la jeunesse que tout jeune devrait consulter.
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Ce document est une ressource qui met en évidence deux obstacles qui empêchent les jeunes de mener une vie épanouie : l'inaction et le pessimisme.
1) Découvrez comment l'inaction, c'est-à-dire le fait de ne pas agir ou d'agir alors qu'on le devrait ou qu'on est censé le faire, est un obstacle à une vie épanouie ;
> Comment l'inaction affecte-t-elle l'avenir du jeune ? Que devraient plutôt faire les jeunes pour se racheter et récupérer ce qui leur appartient ? A découvrir dans le document ;
2) Le pessimisme, c'est douter de tout ! Les jeunes doutent que la génération plus âgée ne soit jamais orientée vers la bonne volonté. Les jeunes se sentent toujours mal à l'aise face à la ruse et la volonté politique de la génération plus âgée ! Cet état de doute extrême empêche les jeunes de découvrir les opportunités offertes par les politiques et les dispositifs en faveur de la jeunesse. Voulez-vous en savoir plus sur ces opportunités que la plupart des jeunes ne découvrent pas à cause de leur pessimisme ? Consultez cette ressource gratuite et profitez-en !
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Impact des Critères Environnementaux, Sociaux et de Gouvernance (ESG) sur les...mrelmejri
J'ai réalisé ce projet pour obtenir mon diplôme en licence en sciences de gestion, spécialité management, à l'ISCAE Manouba. Au cours de mon stage chez Attijari Bank, j'ai été particulièrement intéressé par l'impact des critères Environnementaux, Sociaux et de Gouvernance (ESG) sur les décisions d'investissement dans le secteur bancaire. Cette étude explore comment ces critères influencent les stratégies et les choix d'investissement des banques.
Cycle de Formation Théâtrale 2024 / 2025Billy DEYLORD
Pour la Saison 2024 / 2025, l'association « Le Bateau Ivre » propose un Cycle de formation théâtrale pour particuliers amateurs et professionnels des arts de la scène enfants, adolescents et adultes à l'Espace Saint-Jean de Melun (77). 108 heures de formation, d’octobre 2024 à juin 2025, à travers trois cours hebdomadaires (« Pierrot ou la science de la Scène », « Montage de spectacles », « Le Mime et son Répertoire ») et un stage annuel « Tournez dans un film de cinéma muet ».
2. Pierre-Alain ROCHE HYDROLOGIE Hydrogéologie2 2
Hydrogéologie : plan général
•L’eau dans les milieux poreux
•Notions de base d’hydraulique souterraine
•Les équation de diffusivité en captif et en
libre
•Les types d’aquifères
•Solutions particulières des équations :
interprétation des pompages d’essai
•Bilans des nappes
•Modèles de nappes
4. Pierre-Alain ROCHE HYDROLOGIE Hydrogéologie2 4
L’eau dans les milieux poreux
– Milieux di-et tri-phasiques
– Porosité
– Homogénéité ou hétérogénéité
– Mouvements de l’eau dans la zone non saturée
5. Pierre-Alain ROCHE HYDROLOGIE Hydrogéologie2 5
Porosité
Vs : le volume de la matrice solide
Vl : le volume de l’eau
Vg : le volume d’air
V : le volume global du matériau
V = Vs + Vl + Vg
Volume des vides :
Vv= Vg+ Vl
V
Vv
Porosité :
vacuolaire
ouverte ou d ’interstices
de fissure
de conduit
Porosité « efficace »
6. Pierre-Alain ROCHE HYDROLOGIE Hydrogéologie2 6
Notions d ’hydraulique
souterraine : milieu saturé
0
)
(
e
q
t
u
div
Equation de continuité
dt
u
d
F
u
u
div
p
2
3
Equations de
Navier-
Stockes
p : pression
ρ : masse volumique
u : vitesse
qe : débit prélevé dans le milieu
F: forces à distance qui s’appliquent (telles la gravité)
ζ : viscosité volumique (négligeable devant )
μ : viscosité dynamique
7. Pierre-Alain ROCHE HYDROLOGIE Hydrogéologie2 7
Passer du
microscopique au
macroscopique :
exemple de
l ’équation de
continuité
0
.
.
q
t
U
div
Vitesse de filtration :
Représentation
hydraulique
non hydrocinématique
8. Pierre-Alain ROCHE HYDROLOGIE Hydrogéologie2 8
Loi de Darcy en
régime permanent
0
)
(
)
(
z
g
p
k
U
k perméabilité intrinsèque
dimension d’une surface (L2)
se mesure en Darce (10-12 m2)
µ est la viscosité dynamique de l’eau
9. Pierre-Alain ROCHE HYDROLOGIE Hydrogéologie2 9
Charge hydraulique et cote
piézométrique
z
g
p
g
u
h
2
2
z
g
p
h
Cote piézométrique :
Coefficient de perméabilité :
vitesse (L T –1)
K s’exprime en m s-1
g
k
K
0
.
h
K
U
Loi de Darcy :
0
h
K
U
V
h
h
K
K
K
K
0
0
0
0
0
0
Situation anisotrope
horizontale / verticale
10. Pierre-Alain ROCHE HYDROLOGIE Hydrogéologie2 10
Perméabilité et transmissivité
e
K
T h.
e : épaisseur mouillée de l ’aquifère
T transmissivité
s’exprime en m2 s-1 (L2 T-1)
11. Pierre-Alain ROCHE HYDROLOGIE Hydrogéologie2 11
Equations de diffusivité : 3 cas
0
.
.
q
t
U
div
0
.
h
K
U 0
)
(
.
.
)
(
z
g
p
k
U
0
0 exp p
p
+ équation d ’état
• de la matrice poreuse
• de l ’eau
ou
Résolution dans 3 cas :
• nappe libre
• consolidation de Terzaghi
• nappe captive
12. Pierre-Alain ROCHE HYDROLOGIE Hydrogéologie2 12
Nappe libre
Bilan de masse (pour l’unité de temps dt) :
F = V + D
F : flux massique entrant (par les faces verticales)
V : variation de la masse eau de l’élément
D : débit d’échanges verticaux
13. Pierre-Alain ROCHE HYDROLOGIE Hydrogéologie2 13
Equation pour une nappe libre
t
h
Q
h
y
h
K
y
h
x
h
K
x
.
)
(
.
)
(
.
t
h
Q
h
h
K
.
.
.
Soit :
équation non-linéaire
14. Pierre-Alain ROCHE HYDROLOGIE Hydrogéologie2 14
Nappe libre : 2 cas de linéarisation
Substratum horizontal et K constant
t
h
Q
h
h
div
K
)
.
(
.
K
Q
t
h
K
h
)
(
2
1 2
0
t
h
En permanent linéaire en h2
t
h
T
T
Q
h
Variations faibles par rapport
à l ’épaisseur de l ’aquifère :
T = K (h-σ) varie peu
t
h
Q
h
h
K
div
.
.
.
Équation de diffusion
15. Pierre-Alain ROCHE HYDROLOGIE Hydrogéologie2 15
Equations de diffusivité : 3 cas
0
.
.
q
t
U
div
0
.
h
K
U 0
)
(
.
.
)
(
z
g
p
k
U
0
0 exp p
p
+ équation d ’état
• de la matrice poreuse
• de l ’eau
ou
Résolution dans 3 cas :
• nappe libre
• consolidation de Terzaghi
• nappe captive
16. Pierre-Alain ROCHE HYDROLOGIE Hydrogéologie2 16
Cas des nappes captives (1)
Complexe, il faut tenir compte de :
• la compressibilité des grains
• la compressibilité de la matrice
poreuse par réarrangement des grains
cela introduit une compressibilité globale
t
p
t
.
.
.
.
.
g
Ss
On introduit alors le coefficient
d ’emmagasinement spécifique :
t
p
S
g
t
s
.
corriger le poly
17. Pierre-Alain ROCHE HYDROLOGIE Hydrogéologie2 17
Cas des nappes captives (2)
q
g
g
t
h
K
div
g
z
g
p
K
div .
.
.
.
.
.
.
.
.
q
t
h
S
h
K
div s
.
.
Donne une équation linéaire
du 2ème ordre en h :
t
p
S
g
t
s
.
z
h
g
p
.
t
h
g
t
p
.
.
corriger le poly
18. Pierre-Alain ROCHE HYDROLOGIE Hydrogéologie2 18
Cas des nappes captives (3)
q
t
h
S
h
K
div s
.
.
Quand K est isotrope
cela devient, en intégrant sur l’épaisseur, avec :
e : épaisseur de l ’aquifère
S = e . Ss coefficient d ’emmagasinement de la couche aquifère
T = e . K transmissivité de l’aquifère
Q = e . q débit d ’échange intégré sur l ’épaisseur de l ’aquifère
t
h
T
S
T
Q
h
.
19. Pierre-Alain ROCHE HYDROLOGIE Hydrogéologie2 19
Comparaison
nappe libre / nappe captive
t
h
Q
h
h
K
div
.
.
.
Nappe libre :
variations de la hauteur mouillée :
non linéaire linéarisable si faibles
variations : emmagasinement lié à
la porosité
Nappe captive :
transmission des pressions par
compression de la matrice :
linéaire mais coefficient
d ’emmagasinement très différent
de la porosité
T
Q
t
h
T
S
h
.
T
Q
t
h
T
h
.
20. Pierre-Alain ROCHE HYDROLOGIE Hydrogéologie2 20
Piézométrie et lignes de courant
0
h
K
U
z
g
p
h
Champ de potentiel : charge hydraulique
Equipotentielles : isopièzes
Lignes de flux équipotentielles :
27. Pierre-Alain ROCHE HYDROLOGIE Hydrogéologie2 27
Hydrogéologie : plan général
•L’eau dans les milieux poreux
•Notions de base d’hydraulique souterraine
•Les équation de diffusivité en captif et en
libre
•Les types d’aquifères
•Solutions particulières des équations :
interprétation des pompages d’essai
•Bilans des nappes
•Modèles de nappes
28. Pierre-Alain ROCHE HYDROLOGIE Hydrogéologie2 28
Interprétation des pompages
d ’essais : principes
Équation linéaire elliptique du 2ème ordre :
• solution unique sur un domaine déterminé D,
muni de conditions aux limites sur sa frontière F
et pour des conditions initiales déterminées
29. Pierre-Alain ROCHE HYDROLOGIE Hydrogéologie2 29
Interprétation des pompages
d ’essais : principes
Équation linéaire elliptique du 2ème ordre :
• principe de superposition, l’équation étant linéaire
en h et en q. Si (h1, q1) et (h2, q2) sont 2 solutions
particulières de l’équation de diffusion dans un
domaine D, alors toute combinaison linéaire à
coefficients fixes est solution de la même équation
pour les débits adaptés avec des conditions aux
limites adaptées
30. Pierre-Alain ROCHE HYDROLOGIE Hydrogéologie2 30
Conditions aux limites
flux imposés (Newman) :
limite étanche (flux nul) ou zone d’alimentation avec un débit
d’infiltration à travers la zone non saturée déterminée (cas d’un
affleurement).
potentiel imposé (Dirichlet) :
cote piézométrique qui est fixée (éventuellement variable dans
le temps, mais dont les variations ne dépendent pas de la nappe).
Ex : contact avec une nappe d’eau libre (mer, lac, rivière).
relation flux - potentiel imposée (Fourier) :
débit d’échange avec une rivière dépendant de la différence de
charge hydraulique entre rivière et nappe (une couche
semiperméable d’alluvions) selon la loi de Darcy.
31. Pierre-Alain ROCHE HYDROLOGIE Hydrogéologie2 31
Régime permanent, pompage
indéfini, nappe captive (1)
forage (cercle de rayon r0) qui, dans une nappe captive
d’extension infinie, pomperait en continu un débit constant Q, la
charge de la nappe étant fixée à un niveau H sur un cercle de
rayon R centré sur le forage.
0
.
1
.
1
2
2
2
t
h
S
h
r
r
h
r
r
r
h
Laplacien en coordonnées
polaires (r,θ)
Solution élémentaire : écoulement radial :
0
2
2
h
0
.
1
r
h
r
r
r
Cela donne :
32. Pierre-Alain ROCHE HYDROLOGIE Hydrogéologie2 32
Régime permanent, pompage
indéfini, nappe captive (2)
0
.
1
r
h
r
r
r
S ’intègre en : a
r
h
r
. Soit : b
r
Log
a
h
Equipotentielles = cercles
Flux traversant :
a
T
d
r
h
T
r
q .
.
2
.
.
2
0
33. Pierre-Alain ROCHE HYDROLOGIE Hydrogéologie2 33
Régime permanent, pompage
indéfini, nappe captive (3)
Le flux traversant le cercle rayon r0
est Q :
Le potentiel en R est H :
d ’où finalement :
(équation de Dupuit)
T
Q
a
2
R
Log
T
Q
H
b
2
R
r
Log
T
Q
H
r
h
2
)
(
Quid en nappe libre ?
a
T
d
r
h
T
r
q .
.
2
.
.
2
0
Flux indépendant de r.
b
r
Log
a
h
34. Pierre-Alain ROCHE HYDROLOGIE Hydrogéologie2 34
Solutions transitoires :
formule de Theis (1)
Nappe captive
régime non-
permanent
coordonnées
polaires
solution à
symétrie radiale
35. Pierre-Alain ROCHE HYDROLOGIE Hydrogéologie2 35
Solutions transitoires :
formule de Theis (2)
r
h
T
S
r
h
r
r
r
.
.
1
t
e
C
t
r
h Tt
Sr
1
.
.
, 4
2
Réponse impulsionnelle à un Dirac à
l ’origine des temps (fonction de Laplace) :
Équation de diffusivité :
36. Pierre-Alain ROCHE HYDROLOGIE Hydrogéologie2 36
Solutions transitoires :
formule de Theis (3)
On s’intéresse à un pompage « échelon » à l ’origine :
Convolution de la réponse impulsionnelle :
dt
t
e
C
T
r
h
T Tt
Sr
0
4
2
,
37. Pierre-Alain ROCHE HYDROLOGIE Hydrogéologie2 37
0
0
,
r
h
r
Solutions transitoires :
formule de Theis (4)
Conditions aux limites à l ’origine du temps :
Débit traversant un cercle de rayon r :
t
T
S
r
t T
Sr
e
C
T
d
e
S
C
r
r
h
T
r
t
r
Q
4
0
2
4
2
2
2
.
.
4
.
.
.
2
,
Pour r tendant vers 0 Q(r,t) tend vers Q constant pour t>0
)
(
4
4
,
/
1
u
W
T
Q
d
e
T
Q
t
r
h
u
2
.
.
4
r
t
S
T
u
avec
39. Pierre-Alain ROCHE HYDROLOGIE Hydrogéologie2 39
Approximation de Jacob
2
.
25
,
2
4
~
,
Sr
t
T
Log
T
Q
t
r
h
)
(
4
4
,
/
1
u
W
T
Q
d
e
T
Q
t
r
h
u
Pour t grand approximation log :
Droite sur un papier log : facilité d ’interprétation
40. Pierre-Alain ROCHE HYDROLOGIE Hydrogéologie2 40
Pompage d ’essai de durée limitée :
courbe de remontée
2
2
4
4
4
,
Sr
t
t
T
W
Sr
Tt
W
T
Q
t
r
h o
o
t
t
t
Log
T
Q
t
r
h
4
~
,
Et au bout d ’un temps suffisant
la remontée ne dépend plus que de T
41. Pierre-Alain ROCHE HYDROLOGIE Hydrogéologie2 41
Pompage d ’essai : une
« méthode inverse » élémentaire
•Pomper suivant un protocole spécifié
•Suivre les niveaux piézo du forages et de piézos de contrôle
•Choisir une configuration “ type ” de l’aquifère
•Dans l’hypothèse de cette configuration, le calcul analytique de
l’évolution du rabattement du niveau piézométrique dans le puits ou
dans les piézomètres de contrôle donne une courbe dépendant de
plusieurs paramètres (par exemple, dans le cas simple de Theis, de 2
paramètres T et S) : on “ identifie ” ces paramètres de l’aquifère en
ajustant la ou les courbes théoriques aux séquences de mesures
•Valider les hypothèses par une analyse de la qualité d ’ajustement
43. Pierre-Alain ROCHE HYDROLOGIE Hydrogéologie2 43
Interprétation (2)
h(t) = 9,12 - 2,9 log(t)
t en mn h en m log10
pente :0,183 Q/T = 2,9
débit de pompage : 42 m3/h
il vient T=7,3 10-4 m/s
Temps pour un rabattement nul t=1300 s
Distance x du piézomètre au puits d’essai :140 m
il vient S= 2,25 T t0/x2 = 1,1 10-4 (nappe captive)
44. Pierre-Alain ROCHE HYDROLOGIE Hydrogéologie2 44
Hydrogéologie : plan général
•L’eau dans les milieux poreux
•Notions de base d’hydraulique souterraine
•Les équation de diffusivité en captif et en
libre
•Les types d’aquifères
•Solutions particulières des équations :
interprétation des pompages d’essai
•Bilans des nappes
•Modèles de nappes
48. Pierre-Alain ROCHE HYDROLOGIE Hydrogéologie2 48
Evaluer des ressources en eau
souterraines mobilisables (1)
Apports à l ’aquifère ressources mobilisables
Ressources mobilisées = soustraites aux exutoires naturels
L’exploitation d’une ressource peut en gâcher une autre
Ressources non renouvelables :
captif libre
réservoirs aquifères profonds des grands bassins sédimentaires
taux global de renouvellement faible (inférieur à 0,01)
49. Pierre-Alain ROCHE HYDROLOGIE Hydrogéologie2 49
Connaissance de la géométrie du réservoir : étendue, puissances
(décrites par une carte d’isopaches – courbes d’égales épaisseurs des
couches aquifères), connaissance de la distribution des paramètres
d’emmagasinement.
Cette estimation ne doit pas se réduire au chiffrage d’un volume d’eau global mais doit le
répartir dans l’espace en fonction de la structure du réservoir aquifère, de ses variations de
puissance et surtout de l’importance et des positions respectives des composantes dont les
coefficients d’emmagasinement (S) sont d’ordre de grandeur différents :
-aquifères à nappe libre (y compris par dénoyage d’aquifère captif) : S ~ 10-2 ou plus ;
-formations capacitives mais peu transmissives à fonction de “ magasin ” (aquitards) : S ~ 10-3 ;
-aquifères à nappe captives : S ~ 10-4.
Evaluer des ressources en eau
souterraines mobilisables (2)
50. Pierre-Alain ROCHE HYDROLOGIE Hydrogéologie2 50
R1 : réserve exploitable par dénoyage d’aquifère à surface libre (S # 10-2)
R2 : réserve exploitable par dénoyage d’un aquitard drainé par dépression de
l’aquifère captif contigu (S # 10-3)
R3 : réserve explotable par dépression de l’aquifère captif (S # 10-4)
1 : surface piézométrique naturelle de l’aquifère libre
1’ : surface piézométrique naturelle de l’aquifère captif
2 : surface piézométrique naturelle de l’aquitard
3 : surface piézométrique abaissée à la profondeur maximale estimée praticable
51. Pierre-Alain ROCHE HYDROLOGIE Hydrogéologie2 51
Hydrogéologie : plan général
•L’eau dans les milieux poreux
•Notions de base d’hydraulique souterraine
•Les équation de diffusivité en captif et en
libre
•Les types d’aquifères
•Solutions particulières des équations :
interprétation des pompages d’essai
•Bilans des nappes
•Modèles de nappes
52. Pierre-Alain ROCHE HYDROLOGIE Hydrogéologie2 52
Modèles de nappes
Discrétisation des équations sur un maillage :
Transmissivité – T
Coefficient d’emmagasinement – S
Débit prélevé ou injecté – Q
Infiltration par la pluie efficace – Inf
(ou par la maille de la nappe d’au-dessus)
Niveau piézométrique ou charge – H
53. Pierre-Alain ROCHE HYDROLOGIE Hydrogéologie2 53
Principe de calcul
On applique à chaque maille les lois fondamentales de
l’hydrodynamique. On mène les calculs d’une maille à l’autre par
approximations successives de manière itérative. Partant d’un état
initial des charges dans les mailles, on les recalcule les unes après
les autres plusieurs fois avec les charges des mailles voisines et
les conditions de débit, d’infiltration et de charges imposées dans
certaines mailles situées en limite. On arrête les itérations
lorsqu’on obtient une quasi stabilisation des charges calculées
dans toutes les mailles.
54. Pierre-Alain ROCHE HYDROLOGIE Hydrogéologie2 54
Les limites
Verticales : substratum (« mur ») et toit
Horizontales : - naturelles : potentiel ou débit imposé, mixtes
- arbitraires : (modèle partiel) mais selon
lignes de courant (flux nul) ou
équipotentielles (cote imposée)
55. Pierre-Alain ROCHE HYDROLOGIE Hydrogéologie2 55
La discrétisation
C
S
O E
N
Equation d ’équilibre en permanent :
Q + Inf + ∑TCi (Hi – H) = 0
)
(
.
. ,
4
1 t
i
t
i i
t
dt
t
H
H
T
Infilt
Q
dt
H
H
S
A
A Aire de la maille (=dx2 pour une maille carrée de côté dx)
2
2
p
puits
maille
r
a
Log
T
Q
H
H
Corrections pour singularités
(exemple d ’un puits pompage)
57. Pierre-Alain ROCHE HYDROLOGIE Hydrogéologie2 57
Modèles multicouches (quasi-tridim.)
Ecoulements strictement
bi-dimensionnels
horizontaux dans les
aquifères
Kx = Ky = Kh
Kz = 0
Ecoulements mono-
dimensionnels verticaux
dans les semi-perméables
Kz = Ky
Kx = Ky =0
Empilement d’aquifères séparés par des semi-perméables
58. Pierre-Alain ROCHE HYDROLOGIE Hydrogéologie2 58
Toute différence de charge entre deux aquifères séparés par une semi-
perméable produit un débit d’échange par drainance ;
Les aquifères sont géométriquement délimités par les cotes de leur
toit et de leur mur ;
Les semi-perméables peuvent être réels ou fictifs (pour différencier
deux réservoirs de comportement hydraulique distinct) ;
L’extension des semi-perméables est automatiquement définie par le
toit de l’aquifère sous-jacent et le mur de l’aquifère sus-jacent ;
Les semi-perméables sont supposés non capacitifs ; le volume d’eau
qu’ils peuvent libérer est négligeable par rapport au volume d’eau
disponible dans les aquifères ;
Modèles multicouches (quasi-tridim.)