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Les eaux souterraines Les eaux souterraines proviennent de linfiltration des eaux de pluie. Une fraction de cette eau reste à la surface du sol et constitue.

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1 Les eaux souterraines Les eaux souterraines proviennent de linfiltration des eaux de pluie. Une fraction de cette eau reste à la surface du sol et constitue les eaux superficielles ( fleuves, rivières ) dont une partie est re-circulée par évaporation. Une autre fraction sinfiltre dans le sous-sol et vient alimenter les nappes qui constituent nos ressources en eau souterraines. Leur périple souterrain varie dun sol à lautre et les types de nappes varient eux aussi dun sol à lautre. Voyons quelles sont les caractéristiques de ces sols. Quel est le trajet de cette eau dans les différents sols? Comment cette eau stagne-t-elle ? Quels sont les caractéristiques des sources naturelles? Quelles sont les caractéristiques de leau en fonction de ces sources ?

2 I/. Les différents types de sols La couche supérieure du sol est la zone insaturée où lon trouve leau en quantité variable. Sous cette couche se trouve la zone saturée où tous les interstices, fissures et espaces entre les particules de roche sont pour la plus part saturés en eau. Le terme deau souterraine est utilisé pour désigner cette zone. Un autre terme de leau souterraine est laquifère. Les aquifères sont dénormes lieux de stockage de leau. Les Hommes puisent dans ces réserves pour subvenir à leur besoin en eau de tous les jours.

3 Sol perméable Quand le sol est dit perméable, cest à dire constitué de roches poreuses ( roches sédimentaires ) : sable, craie, calcaire, permettant une infiltration plus facile, il fait naître des nappes dites « libres ». Certaines nappes libres sont constituées par des plateaux calcaires où les vides sont principalement des fissures élargies par la dissolution, parfois jusquà la taille dun gouffre: ce sont des karsts. Au dessus de la nappe, les pores du terrain ne sont que partiellement remplis deau, le sol nest pas saturé ( on appelle ceci zone de vadose ) et les eaux de pluie peuvent toujours limprégner davantage. Le niveau deau de la nappe peut monter et baisser à son aise. La nappe est rarement saturée sauf en cas de fortes précipitations, en revanche, le transport de polluants éventuels est inévitable dans les sols karstiques, en effet les fissures étant très larges, elles ne peuvent retenir les polluants.

4 Sol imperméable Quand le sol est dit imperméable, cest à dire constitué de roches plutoniques ( roches imperméables ), tel largile, le granite peu fissuré, ne laissant pas passer leau sauf au travers de très petites fissures. Les nappes situées entre deux couches imperméables sont dites captives. Leur niveau ne peut ni monter ni baisser à son aise comme pour les nappes libres, leau ne pouvant sinfiltrer facilement dans un sol imperméable. Les nappes captives se renouvellent plus lentement que les nappes libres. Lorsquil pleut, leau sinfiltre difficilement et le sol est vite saturé dû à des fissures trop étroites. Le transport de polluants dans un sol imperméable est moins important, ces derniers sont retenus pour la plupart à leur passage dans les fissures, celles-ci étant très étroites jouent un rôle de « filtre »

5 Bilan Pendant de fortes précipitations, les nappes libres se remplissent rapidement mais ne sont pas saturées tout de suite. Tandis que les nappes captives ont beaucoup plus de mal à se remplir, les fissures étant plus petites, leau ne peu sinfiltrer que par faible quantité.

6 II/. Linfiltration de leau On a pu constater que la composition dun sol pouvait varier dune région à lautre, et que suivant la nature du sol on a pu observé différents types de nappes ( libres et captives ) ne présentant pas les mêmes caractéristiques. Voyons linfluence de ces caractéristiques sur linfiltration de leau dans les différents types de sol.

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8 Linfiltration de leau dans un sol perméable Dans un sol perméable, leau sinfiltre dans les fissures ( les karsts ), ici très larges, mais aussi dans la roche. En effet dans un sol perméable la roche simprègne deau. Leau souterrain arrive rapidement dans la nappe, et suit un trajet pour arriver à une source deau ( un lac ou une rivière ). Dans ce type de sol la nappe a la particularité de na pas être saturée. Une partie de leau stagne en permanence dans la nappe, et lautre partie circule dans le « tunnel » formé par la nappe jusquà une source. A son passage dans les fissures, leau se charge en minéraux contenus dans les roches. A son arrivée dans la nappe, leau est constitué de minéraux, de CO2, un peut doxygène ( en faible quantité ), de H2S, NH4, de nitrates, de Silice, dorganismes vivants tels les bactéries de fer, de micropolluants minéraux et organiques ( arrivé par accident ), de fer divalent. Ces composants arrachés aux roches par le passage de leau se solubilisent par la suite. Cest ainsi quon parle de la composition de leau.

9 Deux types de perméabilité Tout dabord la perméabilité inter particulaire: leau passe entre les particules qui constituent la roche. Par exemple leau passera entre les particules du plâtre. Les roches imperméables ne laissent pas passer leau entre ces particules. La perméabilité de fracture: leau ne peut passer entre les particules mais elle passe entre les fractures ( les fissures ) de la roche. Cest ce qui se passe pour largile. Les roches ne permettant pas à leau de sinfiltrer entre les particules et ne présentant pas de fractures empêchent toutes possibilité à leau de passer: ce sont les roches imperméables.

10 Linfiltration de leau dans un sol imperméable Dans un sol imperméable, leau sinfiltre dans les fissures, ici très petites et très étroites. Dans un sol imperméable, leau ne sinfiltre pas dans la roche. Leau sinfiltre lentement, remplissant ainsi les moindres pores de la roche, arrive doucement dans la nappe, puis une fois dans la nappe suit le même trajet que leau des nappes libres:une partie stagne en permanence dans la nappe, une autre circule dans les « tunnels » jusquà une source deau. Dans ce type de sol la nappe nest que très rarement saturée, en effet pendant de fortes précipitations, leau ne pouvant sinfiltrer que par petite quantité la nappe ne peut être remplie quaprès de très longues et fortes précipitation. Leau de surface saccumule et peut alors provoquer rapidement des inondations. A son passage dans les fissures, leau se charge en minéraux, contenus dans les roches, en CO2, Fer, … Ces composants se solubilises dans leau à leur arrivée dans la nappe.

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12 La contamination dune nappe Leau polluée suit le même trajet que leau de pluie, elle passe dans les fissures, arrive dans la nappe, puis se mélange avec leau pure déjà présente dans la nappe. Une partie des polluants est retenue par les roches, les polluants se fixent à leur passage dans les fissures.

13 III/. Les caractéristiques des sources naturelles Nous avons étudié les caractéristiques de différents types de sols, quelle était linfluence de ces caractéristiques sur le trajet de leau pour atteindre la nappe. Nous avons étudié les caractéristiques des nappes phréatiques en fonction du sol, la composition de ces sols, la composition de leau à son arrivée dans la nappe. Intéressons – nous maintenant à des eaux souterraines provenant de milieux naturels tel les volcans, les montagnes, les sources. Étudions les caractéristiques de ces sols ainsi la composition de leau.

14 Leau dans les volcans : Volvic Les matériaux qui ont comblé les anciennes vallées granitiques du bassin Volvic il y a plus de ans, constituent aujourdhui un immense filtre naturel. Ce filtre est formé dépaisses couches de cendres volcaniques perméables, de basalte et dandésite. Le parcours de leau de Volvic à travers les couches filtrantes détermine ses caractéristiques particulières: sa composition constante, sa pureté ( les particules indésirables sont retenues ). Les dépôts de cendres volcaniques sont composés de proportion variable de particules minérales, de cristaux/minéraux et de particules lithiques ( issues des roches ). Les cendres libèrent des composants qui se solubilisent dans leau. Cette dernière senrichit alors en sels minéraux.

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16 Leau dans les montagnes: Evian Pour arriver jusquà nous, leau dEvian traverse pendant plus de 15 ans un filtre naturel unique au monde au cœur des Alpes. Cest au court de ce long et lent parcours, connu delle seule, que leau dEvian acquiert son extrême pureté. Embouteillée à la source, leau dEvian est donc préservée de toute pollution et d tout contact avec lHomme. Un périple de plus de 15 ans, un temps nécessaire et utile pour se charger en minéraux essentiels à la vie. Leau et la neige tombée du ciel se glissent entre deux couches dargile à blocaux imperméables aux agressions du monde moderne. Leau dEvian se caractérise par ses propriétés: sa pureté, peu de nitrates et son équilibre minéral.

17 Bilan On a pu constater que les caractéristiques de linfiltration variaient dun sol à lautre, que le trajet de leau était différent dun type de sol à un autre. La composition de leau varie sil sagit dun sol perméable ou imperméable, de roches volcaniques ou de montagne. Elle acquiert des propriétés en fonction de ces sols, par exemple la pureté de leau ou sa composition en minéraux. Nous avons pu constater que la contamination dune nappe était aussi facile que sa recharge en eau de pluie, il faut donc préserver toutes ressources naturelles de lHomme. On en retient que leau souterraine nest pas inépuisable et quil faut lutiliser avec modération.


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