Hydrogéologie

La pluie en France : 440 milliards de mètres cubes par an, soit 800 litres par mètre carré. Mais sur près de 50% du territoire, les pluies sont inférieures à la moyenne nationale alors qu’un tiers de la France en reçoit plus de la moitié.

Régions de France où les pluies sont supérieures à 800mm/an

< 500 mm > 800 > 500 < 800 Pluies en année sèche décennale

900 400 1800 1200 1500 700 1200 1100 900 800 900 1000 700 600 500 600 400 Inégale répartition des pluies dans l’Ouest en année normale

Précipitations Evapotranspiration * * * Ruissellement Pluie efficace Infiltration * milliards de mètres cubes

Exportation Meuse Bassins côtiers Moselle Seine Bretagne Rhin Loire Importation Bassins côtiers Rhone Dordogne Garonne Adour Bassins côtiers Bassins fluviaux

Pourcentage de l’écoulement total 4 18 4 AP SN 18 2 10 6 RM 13 28 7 LB 35 20 23 70 RMC 39 21 AG 40 22 Pourcentage du territoire français Ecoulement total moyen (milliards de m3) Lignes de partage des eaux Pourcentage de l’écoulement total

La porosité d’une roche est la proportion d’eau contenue par unité de volume de roche saturée La dimension, la forme et la manière dont communiquent les pores et les fissures d’une roche déterminent sa perméabilité

La proportion d’eau qui peut être extraite par égouttement d’une roche (fraction gravitaire ou eau mobilisable) détermine la porosité efficace

Eau capillaire ou réserve hydrique du sol (plantes) Eau de constitution (aucune mobilité) Elément minéral Eau gravitaire ou réserve hydrologique du sol (aquifères) Eau capillaire ou réserve hydrique du sol (plantes) Eau liée (évaporation) Les différentes formes de l’eau dans le sol

Hétérogénéité des aquifères et variabilité des écoulements Roches poreuses (Sables ou graviers) Roches fissurées (Granites ou grès) Roches fracturées (Calcaires karstiques) 10 cm ou 1 litre 1 m ou 1 m3 100 m ou 106 m3 1 an 3 à 6 mois 1 à 30 heures

Perméabilité des roches les plus courantes Sables et graviers alluvionnaires 1000 m à 10 m/j Sables fins, limons 100 m à 10 cm/j Arènes granitiques, sables argileux 1 m à 1 mm/j Argiles 1 cm à 0.01mm/j Calcaires, dolomies 1000 m à 10 cm/j Craie 100 m à 1 m/j Grès, conglomérats 1000 m à 10 cm/j Schistes 1 cm à 0.01 mm/j Granites et roches cristallines 1 m à 0.01 mm/j

Nombre de litres d’eau contenus dans un mètre cube saturé de : Sable et gravier 200 - 400 litres Sable fin 300 - 350 litres Grès 50 - 250 litres Craie 100 - 400 litres Calcaire fissuré 10 - 100 litres Argile 400 - 500 litres Schiste 10 - 100 litres Granite fissuré 1 - 50 litres

Quantité d’eau mobile contenue dans un mètre cube de : Sable et gravier 150 - 250 litres Sable fin 100 - 150 litres Grès 20 - 150 litres Craie 10 - 50 litres Calcaire fissuré 10 - 50 litres Argile 10 - 20 litres Schiste 1 - 20 litres Granite fissuré 1 - 20 litres

Les différents aquifères. Les sources.

Granites fissurés saturés

Source en pays calcaire

Un aquifère est à la fois un réservoir et un conducteur d’eau. La quantité d’eau qu’il emmagasine (réserve) et le débit qu’il écoule dépendent autant de ses dimensions (étendue, volume) que de la porosité et de la perméabilité des roches qui le composent. Sa capacité de stockage dépend de son volume et de la porosité efficace, tandis que son aptitude à transmettre le flux d’eau dépend de son épaisseur et de sa perméabilité.

Mouvements de l’eau dans l’aquifère Sols secs ou non saturés Aquifère Substrat imperméable

Mouvements de l’eau dans l’aquifère Sols secs ou non saturés Aquifère Substrat imperméable

Terrains secs ou non saturés Source Rivière Toit de la nappe Substrat imperméable Aquifère

Nappe perchée Nappe libre

Nappe captive

Chrysosplenium sur une source

Une source en Bretagne

Source par émergence

Source par déversement

Source par débordement

Source artésienne

Source jaillissante Faille

Source pétrifiante

relation avec une rivière Nappe alluviale en relation avec une rivière

Exploitation des eaux souterraines

Cône de rabattement lié à un pompage

Il faut bien distinguer la productivité d’une nappe ou d’un ouvrage de captation (puits ou forage) et le débit optimal d’exploitation.

Productivité et débit d’exploitation

Productivité et débit d’exploitation L’exploitation du puits en amont fait baisser le niveau d’eau du puits en aval

Variation de la hauteur d’eau dans une nappe alluviale

Variation de la hauteur d’eau dans une nappe alluviale

Périmètre de protection théorique autour de la zone d’appel d’un captage Lignes isopiézométriques et sens d’écoulement

Périmètres de protection d’un captage alimenté de manière diffuse Périmètre rapproché Périmètre immédiat Zone d’appel Zones sensibles Périmètre éloigné Périmètres de protection d’un captage alimenté de manière diffuse

Substrats, recouvrements et aquifères Sols bruns lessivés Prés hydromorphes Horizon cultivé Soliflua Altérites Humifère limoneux Pseudogley Gley Schistes Alluvions

Substrats, recouvrements et aquifères Replat hydromorphe Moder Pseudogley Sols bruns lessivés Schistes Grès altérés Grès Granites

Substrats, recouvrements et aquifères Sols cultivés Podzol Sol brun humifère Plat tourbeux Limons argilo-sableux Limons argileux Tourbe Grès Arènes Colluvions Granites Mylonites