milieux methodologie la rblm5thl9j=^infoterre.brgm.fr/rapports/83-sgn-020-geg.pdfbnom-sqn/ofg resume...

MINISTERE DE L'INDUSTRIE ET DE LA RECHERCHE

DÉLÉGATION GÉNÉRALE A LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE ET TECHNIQUE

35, rue Saint-Dominique - 75700 PARIS

^^^^'-'''.^o^

ACTION COMPLEMENTAIRE COORDONNEE :

" LES SCIENCES DE LA TERRE

ET LES PROBLÈMES D'AMÉNAGEMENT,

D'URBANISME ET DE CONSTRUCTION "

MISE AU POINT D'UNE METHODOLOGIE POUR LA DETERMINATION

DES CARACTÉRISTIQUES HYDRAULIQUES DES MILIEUX ROCHEUX FISSURÉS

(aide n° 77.7. 1430)

par

L. BERTRAND, P. PEAUDECERF et D. THIERY

rBlM5THl9J=^

BUREAU DE RECHERCHES GÉOLOGIQUES ET MINIÈRES

SERVICE GÉOLOGIQUE NATIONAL

Département Génie Géologique Département Eau

B.P. 6009 - 45060 Orléans Cedex - Tél.: (38) 63.80.01

Rapport du B.R.G.M.

83 SGN 020 GEG

Réalisation : Dópartement das Arts Graphiquas

MINISTERE DE L'INDUSTRIE ET DE LA RECHERCHE

DÉLÉGATION GÉNÉRALE A LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE ET TECHNIQUE

35, rue Saint-Dominique - 75700 PARIS

^^^^'-'''.^o^

ACTION COMPLEMENTAIRE COORDONNEE :

" LES SCIENCES DE LA TERRE

ET LES PROBLÈMES D'AMÉNAGEMENT,

D'URBANISME ET DE CONSTRUCTION "

MISE AU POINT D'UNE METHODOLOGIE POUR LA DETERMINATION

DES CARACTÉRISTIQUES HYDRAULIQUES DES MILIEUX ROCHEUX FISSURÉS

(aide n° 77.7. 1430)

par

L. BERTRAND, P. PEAUDECERF et D. THIERY

rBlM5THl9J=^

BUREAU DE RECHERCHES GÉOLOGIQUES ET MINIÈRES

SERVICE GÉOLOGIQUE NATIONAL

Département Génie Géologique Département Eau

B.P. 6009 - 45060 Orléans Cedex - Tél.: (38) 63.80.01

Rapport du B.R.G.M.

83 SGN 020 GEG

Réalisation : Dópartement das Arts Graphiquas

BNOM - SQN/OfG

RESUME

kycUaatiqu^ d^ mZAQJux JLOchtux Í^Mlulí^. On y KLppQ,liz Vu p^^ncUpcU-Z^ mztho-

díÁ apptiîaie^ oAuztt^mtnt pouA tu» mtízux covuUmu poKtvx, mcU^ cuu>^¿ d'autAZ^vfétkodtÁ Aácemmeití dívt-íoppía>, pfiopfiZA> aux mtizux ¿^'.wíUíó, Ctttz^-cÁ 4>ont ba-

4e.c-ó ûA la pA.ÍÁzncz ôlt d'unz iXûA-e, veJiticaZz ayUquz, qaz xzcoapt to. pLÙti,&o^t d'une. íÁûAt hoAlzontalz cUAaUcUA.Zp Ktcompto, tgaZomiyvt: poA Iül ptütt, Lu>

A.é,pon6U> txayuitoiJiUi dîm teZ nUtiza à un pompage, ont ttt caZcalíe^, tant pouA

tí pLu;tó que pouA. de^ pizzomeXJiUt *

VeJi abaques en vatejifu adimtnA»lonne.ZZsj, tAxuUuêytt ce¿ ^t&uttat6. Ve.

tita eÛto^Á ont ntaejiîte. ta nw-ie au point d'un matéJL¿e.t de meûjiz AipícU.{¡¿qat,

quÂ ejit dícjUt dan6 ce AoppoKt, On a véAliit V appticabitlté. de. ceó nátkode^ ba-

^éeó ûA. ta pJit^znce. de. {¡Aoctufie^ iôtizÁ pou^ di-HeAzntA type^ de io^matlon^

gtotoglque^ i¿¿y&uAé.e^ [gKanitu^, CJxZci£UA.tÁ, g^è&>..,l. LoA^qa* ztiej> ônt utiti-Aoblzà, t' acjCAoiÁêment dea conmuAóance* ûk tz mtien ÁOutzviaÁ.n qu'zttzé ap-

poJttent z&t extKhm.me.nt poMtci.

BNOM - SQN/OfG

RESUME

kycUaatiqu^ d^ mZAQJux JLOchtux Í^Mlulí^. On y KLppQ,liz Vu p^^ncUpcU-Z^ mztho-

díÁ apptiîaie^ oAuztt^mtnt pouA tu» mtízux covuUmu poKtvx, mcU^ cuu>^¿ d'autAZ^vfétkodtÁ Aácemmeití dívt-íoppía>, pfiopfiZA> aux mtizux ¿^'.wíUíó, Ctttz^-cÁ 4>ont ba-

4e.c-ó ûA la pA.ÍÁzncz ôlt d'unz iXûA-e, veJiticaZz ayUquz, qaz xzcoapt to. pLÙti,&o^t d'une. íÁûAt hoAlzontalz cUAaUcUA.Zp Ktcompto, tgaZomiyvt: poA Iül ptütt, Lu>

A.é,pon6U> txayuitoiJiUi dîm teZ nUtiza à un pompage, ont ttt caZcalíe^, tant pouA

tí pLu;tó que pouA. de^ pizzomeXJiUt *

VeJi abaques en vatejifu adimtnA»lonne.ZZsj, tAxuUuêytt ce¿ ^t&uttat6. Ve.

tita eÛto^Á ont ntaejiîte. ta nw-ie au point d'un matéJL¿e.t de meûjiz AipícU.{¡¿qat,

quÂ ejit dícjUt dan6 ce AoppoKt, On a véAliit V appticabitlté. de. ceó nátkode^ ba-

^éeó ûA. ta pJit^znce. de. {¡Aoctufie^ iôtizÁ pou^ di-HeAzntA type^ de io^matlon^

gtotoglque^ i¿¿y&uAé.e^ [gKanitu^, CJxZci£UA.tÁ, g^è&>..,l. LoA^qa* ztiej> ônt utiti-Aoblzà, t' acjCAoiÁêment dea conmuAóance* ûk tz mtien ÁOutzviaÁ.n qu'zttzé ap-

poJttent z&t extKhm.me.nt poMtci.

BRGM - SGN/GEG

SOMMAIRE

INTRODUCTION 1

1ère PARTIE : LES MODÈLES D'INTERPRÉTATION

1 - AQUIFERE HOMOGENE ET ISOTROPE 4

1.1. - METHOVE V'INTEUmETATJON El LOGARÏTHmQUE 5

7.2. - METHOVE SEMILOGARITHMIQ.UE 61.3. - HAYON V ACTION - RAVON EQUWALEirr 7

2 - AQUIFERE HOMOGENE ET ISOTROPE AVEC EFFET DE CAPACITE. INTERPOLATION AU

PUITS DE POMPAGE 8

2.7. - ÎNTROVUCTÎON S

1.1. - INTERPRETATION 9

3 - FISSURE VERTICALE UNIQUE 13

3.1. - INTROVUCTION 133.1. - PRINCIPE VE L ' IfTTERPRETATION AU PUITS VE POMPAGE 143.3. - METHOVE V INTERPRETATION Au PUITS VE POMPAGE - CORRECTION A

UORIGINE n

4 - FISSURE HORIZONTALE CIRCULAIRE UNIQUE 25

4.1. - INTROVUCTION 154.1. - PRINCIPE VE L' HTTERPRETATTON AU PUITS VE POMPAGE 164.3. - METHOVE V INTERPRETATION EN UN PIEZOMETRE 32

5 - INTERPRETATION DES COURBES DE REMONTEE 36

5.1. - VEBUT VE LA REMONTEE 365.1. - TIN VE LA REMONTEE 36

2ÈME PARTIE : POMPAGES D'ESSAI - MATERIEL ET METHODE UTILISES- DESCRIPTION DES SITES TESTES

1 - POMPAGES D ' ESSAIS - MATERIEL ET METHODES UTILISES ' 38

7.7. - DISPOSITIF VE MESURE 381.1. - METHOVE UTILISEE 44

BRGM - SGN/GEG

SOMMAIRE

INTRODUCTION 1

1ère PARTIE : LES MODÈLES D'INTERPRÉTATION

1 - AQUIFERE HOMOGENE ET ISOTROPE 4

1.1. - METHOVE V'INTEUmETATJON El LOGARÏTHmQUE 5

7.2. - METHOVE SEMILOGARITHMIQ.UE 61.3. - HAYON V ACTION - RAVON EQUWALEirr 7


PUITS DE POMPAGE 8

2.7. - ÎNTROVUCTÎON S

1.1. - INTERPRETATION 9

3 - FISSURE VERTICALE UNIQUE 13

3.1. - INTROVUCTION 133.1. - PRINCIPE VE L ' IfTTERPRETATION AU PUITS VE POMPAGE 143.3. - METHOVE V INTERPRETATION Au PUITS VE POMPAGE - CORRECTION A

UORIGINE n

4 - FISSURE HORIZONTALE CIRCULAIRE UNIQUE 25

4.1. - INTROVUCTION 154.1. - PRINCIPE VE L' HTTERPRETATTON AU PUITS VE POMPAGE 164.3. - METHOVE V INTERPRETATION EN UN PIEZOMETRE 32

5 - INTERPRETATION DES COURBES DE REMONTEE 36

5.1. - VEBUT VE LA REMONTEE 365.1. - TIN VE LA REMONTEE 36

2ÈME PARTIE : POMPAGES D'ESSAI - MATERIEL ET METHODE UTILISES- DESCRIPTION DES SITES TESTES

1 - POMPAGES D ' ESSAIS - MATERIEL ET METHODES UTILISES ' 38

7.7. - DISPOSITIF VE MESURE 381.1. - METHOVE UTILISEE 44

SOGM - SGN/GE6 ./..

2 - SITES RETENUS POUR LES POMPAGES D'ESSAI 47

2.7.- SITES VANS LES GRANITES TISSURES EN LOZERE 471.1. - SITE VE BICQUELEV 4S1.3. - SITE VE NEUTCHATEAU -. 531.4. - SITE VE PUTTELANGE 57

3ÈME PARTIE : INTERPRÉTATIONS - RÉSULTATS

1 - INTERPRETATIONS DES POMPAGES D'ESSAI 63

- NEUTCHATEAU 69- PUTTELANGE 73- BICQUELEV 76- TONTANS S]- SAINT ALBAN [La. MatCge.) 86

2 - ANALYSE DES RESULTATS 89

3 - CONCLUSIONS : RESULTATS DE LA RECHERCHE 94

REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES 95

SOGM - SGN/GE6 ./..

2 - SITES RETENUS POUR LES POMPAGES D'ESSAI 47

2.7.- SITES VANS LES GRANITES TISSURES EN LOZERE 471.1. - SITE VE BICQUELEV 4S1.3. - SITE VE NEUTCHATEAU -. 531.4. - SITE VE PUTTELANGE 57

3ÈME PARTIE : INTERPRÉTATIONS - RÉSULTATS

1 - INTERPRETATIONS DES POMPAGES D'ESSAI 63

- NEUTCHATEAU 69- PUTTELANGE 73- BICQUELEV 76- TONTANS S]- SAINT ALBAN [La. MatCge.) 86

2 - ANALYSE DES RESULTATS 89

3 - CONCLUSIONS : RESULTATS DE LA RECHERCHE 94

REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES 95

BRGM SGN/GEG

1ère Partie

LISTE DES FIGURES

Figure 1.1.

Figure 1.2.

Figure 1.3.

Figure 1.4.

Figure 1.5.

Figure 1.6.

Figure 1.7.

Figure 1.8.

Figure 1.9.

Figure 1.10.

Abaques pour L'évaluation de L'effet de capacité d'un puits

Fissure verticale unique (schéma)

Fissure verticale : rabattement au centre de la fissure

Fissure verticale : piézomètre situé dans l'axe de la fissure,à une distance x du centre de la fissure

Fissure verticale : piézomètre situé latéralement (axe perpendi¬culaire) à une distance x du centre de la fissure

Fissure verticale : piézomètre situé à 45" de l'axe de la fissu¬re à une distance x du centre de la fissure

Fissure unique horizontale (schéma)

Fissure horizontale circulaire - Rabattement au puits (coordon¬nées de THEIS)

Fissure horizontale circulaire : rabattement au puits (coordon¬nées semi-logarithmiques)

Fissure horizontale circulaire : piézomètre situé à une distanceX du centre de la fissure.

2ëme partie

Figure II. 1.

Figure II. 2.

Figure II. 3.

Figure II. 4.

Figure II. 5.

Figure II. 6.

Figure II. 7.

Figure II. 8.

Figure II. 9.

Figure 11.10.

Schéma des possibilités de mesure lors des pompages d'essai(niveaux, débits)

Schéma d'un dispositif d'enregistrement de niveaux en sondage,utilisant des transmetteurs pneumatiques

Capteur de niveau (pression relative) immergé en forage

Implantation des forages d'essai dans les granites de Lozère

Plan de situation du site de Bicqueley

Coupe du forage d'exploitation de Bicqueley.

Implantation du forage de reconnaissance de Neufchateau

Coupe du forage Neufchateau

Implantation du forage de Puttelange

Coupe du forage de Puttelange

./...

BRGM SGN/GEG

1ère Partie

LISTE DES FIGURES

Figure 1.1.

Figure 1.2.

Figure 1.3.

Figure 1.4.

Figure 1.5.

Figure 1.6.

Figure 1.7.

Figure 1.8.

Figure 1.9.

Figure 1.10.

Abaques pour L'évaluation de L'effet de capacité d'un puits

Fissure verticale unique (schéma)

Fissure verticale : rabattement au centre de la fissure

Fissure verticale : piézomètre situé dans l'axe de la fissure,à une distance x du centre de la fissure

Fissure verticale : piézomètre situé latéralement (axe perpendi¬culaire) à une distance x du centre de la fissure

Fissure verticale : piézomètre situé à 45" de l'axe de la fissu¬re à une distance x du centre de la fissure

Fissure unique horizontale (schéma)

Fissure horizontale circulaire - Rabattement au puits (coordon¬nées de THEIS)

Fissure horizontale circulaire : rabattement au puits (coordon¬nées semi-logarithmiques)

Fissure horizontale circulaire : piézomètre situé à une distanceX du centre de la fissure.

2ëme partie

Figure II. 1.

Figure II. 2.

Figure II. 3.

Figure II. 4.

Figure II. 5.

Figure II. 6.

Figure II. 7.

Figure II. 8.

Figure II. 9.

Figure 11.10.

Schéma des possibilités de mesure lors des pompages d'essai(niveaux, débits)

Schéma d'un dispositif d'enregistrement de niveaux en sondage,utilisant des transmetteurs pneumatiques

Capteur de niveau (pression relative) immergé en forage

Implantation des forages d'essai dans les granites de Lozère

Plan de situation du site de Bicqueley

Coupe du forage d'exploitation de Bicqueley.

Implantation du forage de reconnaissance de Neufchateau

Coupe du forage Neufchateau

Implantation du forage de Puttelange

Coupe du forage de Puttelange

./...

BRGM SGN/GEG

3ëme partie :

,../.

Figure III.1.

Figure III. 2.

Figure III. 3.

Figure III. 4.

Figure III. 5.

Figure III. 6.

Figure III. 7.

gure III. 8.Fi

Fi

Fi

F i

Fi

Fi

Fi

gure III. 9.

gure III. 10

gure III. 11

gure III. 12

gure III. 13

gure III. 14

Figure III. 15

Forage de Neufchateau - effet de capacité

Forage de Neufchateau - descente ("pente 1/2") et remontée (THEIS)

Forage de Neufcahteau : descente et remontée (JACOB)

Forage de Puttelange : descente et remontée (THEIS)

Forage de Puttelange : descente et remontée (JACOB)

Forages de Bicqueley : descente et remontée du puits (PAPADOPULOS)

Forages de Bicqueley : descente et remontée du puits (JACOB)

Forages de Bicqueley : descente et remontée du piézomètre(THEIS - fissure verticale ou horizontale)

Forages de Bicqueley : descente et remontée du piézomètre (JACOB)

Forages de Fontans : descente et remontée du puits Fi (THEIS,PAPADOPULOS)

Forages de Fontans

Forages de Fontans(THEIS)

Forages de Fontans(JACOB)

descente et remontée du puits Fi (JACOB)

descente et remontée du piézomètre FPl


Forage de St Alban (La Malige) : descente et remontée (PAPADOPULOS)

Forage de St Alban (La Malige) : descente et remontée (JACOB)

LISTE DES TABLEAUX

Tableau 1 : Résumé des essais réalisés

Tableau 2 : Nombre d'essais interprétés suivant chaque méthode

Tableau 3 : Caractéristiques des ouvrages testés

Tableau 4 : Résultats des interprétations par différentes méthodes

Tableau 5 : Méthodes d'interprétation utilisables pour les divers essais.

BRGM SGN/GEG

3ëme partie :

,../.

Figure III.1.

Figure III. 2.

Figure III. 3.

Figure III. 4.

Figure III. 5.

Figure III. 6.

Figure III. 7.

gure III. 8.Fi

Fi

Fi

F i

Fi

Fi

Fi

gure III. 9.

gure III. 10

gure III. 11

gure III. 12

gure III. 13

gure III. 14

Figure III. 15

Forage de Neufchateau - effet de capacité

Forage de Neufchateau - descente ("pente 1/2") et remontée (THEIS)

Forage de Neufcahteau : descente et remontée (JACOB)

Forage de Puttelange : descente et remontée (THEIS)

Forage de Puttelange : descente et remontée (JACOB)

Forages de Bicqueley : descente et remontée du puits (PAPADOPULOS)

Forages de Bicqueley : descente et remontée du puits (JACOB)

Forages de Bicqueley : descente et remontée du piézomètre(THEIS - fissure verticale ou horizontale)

Forages de Bicqueley : descente et remontée du piézomètre (JACOB)

Forages de Fontans : descente et remontée du puits Fi (THEIS,PAPADOPULOS)

Forages de Fontans

Forages de Fontans(THEIS)

Forages de Fontans(JACOB)

descente et remontée du puits Fi (JACOB)



Forage de St Alban (La Malige) : descente et remontée (PAPADOPULOS)

Forage de St Alban (La Malige) : descente et remontée (JACOB)

LISTE DES TABLEAUX

Tableau 1 : Résumé des essais réalisés

Tableau 2 : Nombre d'essais interprétés suivant chaque méthode

Tableau 3 : Caractéristiques des ouvrages testés

Tableau 4 : Résultats des interprétations par différentes méthodes

Tableau 5 : Méthodes d'interprétation utilisables pour les divers essais.

BRGM - SGN/GEG

INTRODUCTION

La présente action de recherches dont ce rapport constitue Le compte-

rendu de fin d'étude fait suite à L'étude intitulée "Détermination des caracté¬

ristiques hydrauliques des massifs rocheux fissurés à l'aide d'essais de pompa¬

ge ou d'injection en région transitoire" effectuée dans le cadre de l'Action

complémentaire coordonnée DGRST "Les Sciences de La Terre et les Problèmes d'a¬

ménagement d'urbanisme et de construction".

Cette deuxième action avait comme objectif :

1) - d'approfondir la connaissance de la méthode d'essai précédemment proposée

en testant sa validité dans différents systèmes fissurés aquifères ;

2) - d'en comparer les résultats à ceux obtenus à l'aide des méthodes classiques ;

3) - de mettre au point un appareillage rendant cette méthode parfaitement opé

rationnelle.

Ces trois objectifs ont été atteints au terme de la recherche. Mais

après un retard difficilement prévisible. En effet, la vérification de ces métho¬

des demandait que soit mis à la disposition des intervenants des forages permet¬

tant de réaliser les pompages d'essai" envisagés. Ces ouvrages ne seront disponi¬

bles que tardivement. Il a alors été possible d'y réaliser les essais programmés.

Le présent rapport est composé de trois parties :

une partie méthodologique où est rappelé l'essentiel des méthodes d'inter¬

prétation proposées et utilisées plus loin,

la description des essais réalisés dans le cadre de cette recherche sur des

forages dans du granite, du calcaire, et des grès,

l'interprétation de ces essais par les diverses méthodes disponibles, et

l'analyse de leurs résultats en les rapprochant de ceux issus d'une part,

d'essais réalisés dans La première partie de l'étude sur la craie et décrits

dans le rapport scientifique annuel 1978 cité en référence, et d'autre part

BRGM - SGN/GEG

INTRODUCTION

La présente action de recherches dont ce rapport constitue Le compte-

rendu de fin d'étude fait suite à L'étude intitulée "Détermination des caracté¬

ristiques hydrauliques des massifs rocheux fissurés à l'aide d'essais de pompa¬

ge ou d'injection en région transitoire" effectuée dans le cadre de l'Action

complémentaire coordonnée DGRST "Les Sciences de La Terre et les Problèmes d'a¬

ménagement d'urbanisme et de construction".

Cette deuxième action avait comme objectif :

1) - d'approfondir la connaissance de la méthode d'essai précédemment proposée

en testant sa validité dans différents systèmes fissurés aquifères ;

2) - d'en comparer les résultats à ceux obtenus à l'aide des méthodes classiques ;

3) - de mettre au point un appareillage rendant cette méthode parfaitement opé

rationnelle.

Ces trois objectifs ont été atteints au terme de la recherche. Mais

après un retard difficilement prévisible. En effet, la vérification de ces métho¬

des demandait que soit mis à la disposition des intervenants des forages permet¬

tant de réaliser les pompages d'essai" envisagés. Ces ouvrages ne seront disponi¬

bles que tardivement. Il a alors été possible d'y réaliser les essais programmés.

Le présent rapport est composé de trois parties :

une partie méthodologique où est rappelé l'essentiel des méthodes d'inter¬

prétation proposées et utilisées plus loin,

la description des essais réalisés dans le cadre de cette recherche sur des

forages dans du granite, du calcaire, et des grès,

l'interprétation de ces essais par les diverses méthodes disponibles, et

l'analyse de leurs résultats en les rapprochant de ceux issus d'une part,

d'essais réalisés dans La première partie de l'étude sur la craie et décrits

dans le rapport scientifique annuel 1978 cité en référence, et d'autre part

- 2 -

BRGM - SGN/GEG

de nombreux essais inédits concernant des formations fissurées diverses :

granite, schistes, grès^etc...

Cette synthèse permet de dégager des orientations pour l'utilisation

de ces méthodes d'acquisition des paramètres hydrauliques des roches fissurées.

- 2 -

BRGM - SGN/GEG

de nombreux essais inédits concernant des formations fissurées diverses :

granite, schistes, grès^etc...

Cette synthèse permet de dégager des orientations pour l'utilisation

de ces méthodes d'acquisition des paramètres hydrauliques des roches fissurées.

1ère partie

LES MODÈLES d' INTERPRÉTATION

1ère partie

LES MODÈLES d' INTERPRÉTATION

- 4 -

BRGM - SGN/GEG

1 - AQUIFERE HOMOGENE ET ISOTROPE

Avant de décrire les méthodes d'interprétation mises au point pour

interpréter les essais réalisés dans des milieux fissurés, nous rappelons ici

brièvement les méthodes classiques établies pour Les aquifères homogènes et

isotropes. Ces rappels permettront de définir Les notations qui seront employées

dans les paragraphes suivants et serviront d'éléments de comparaisons.

Les hypothèses d'application sont les suivantes :

1. La couche aquifère est homogène, isotrope et de même épaisseur dans tou¬

te la zone influencée par le pompage ;

2. Elle est d'extension latérale infinie ;

3. Ses épontes sont imperméables ;

4. La Libération de l'eau par le milieu poreux consécutivement à une baisse

de pression est instantanée ;

5. Le puits est parfait, c'est-à-dire traverse l'aquifère sur toute son

épaisseur et introduit des pertes de charge négligeables ;

6. Le rayon du puits est négligeable et n'introduit pas d'effet de capaci¬

té sensible ;

7. Le débit pompé est constant.

L'évolution en fonction du temps t du rabattement s à une distance r du

puits de pompage (ou d'injection) peut être décrite en variables adimensionnelles

par une fonction unique tabulée, c'est la solution bien classique de THEIS qui

ne fait intervenir que 2 paramètres pour décrire l'aquifère : la transmissivité

T et le coefficient d'emmagasinement S.

- 4 -

BRGM - SGN/GEG

1 - AQUIFERE HOMOGENE ET ISOTROPE

Avant de décrire les méthodes d'interprétation mises au point pour

interpréter les essais réalisés dans des milieux fissurés, nous rappelons ici

brièvement les méthodes classiques établies pour Les aquifères homogènes et

isotropes. Ces rappels permettront de définir Les notations qui seront employées

dans les paragraphes suivants et serviront d'éléments de comparaisons.

Les hypothèses d'application sont les suivantes :

1. La couche aquifère est homogène, isotrope et de même épaisseur dans tou¬

te la zone influencée par le pompage ;

2. Elle est d'extension latérale infinie ;

3. Ses épontes sont imperméables ;

4. La Libération de l'eau par le milieu poreux consécutivement à une baisse

de pression est instantanée ;

5. Le puits est parfait, c'est-à-dire traverse l'aquifère sur toute son

épaisseur et introduit des pertes de charge négligeables ;

6. Le rayon du puits est négligeable et n'introduit pas d'effet de capaci¬

té sensible ;

7. Le débit pompé est constant.

L'évolution en fonction du temps t du rabattement s à une distance r du

puits de pompage (ou d'injection) peut être décrite en variables adimensionnelles

par une fonction unique tabulée, c'est la solution bien classique de THEIS qui

ne fait intervenir que 2 paramètres pour décrire l'aquifère : la transmissivité

T et le coefficient d'emmagasinement S.

BRGM . SGN/GEG

- 5 -

a ' a

Plus précisément.

/ est appelée fonction de THEIS.

a

E. étant la fonction exponentielle intégrale.

s = rabattement réduit =4 -n.T.s

avec

k.T.tt = temps réduitT^S

Les notations sont explicitées dans le paragraphe suivant.

7.J. - METHODE V INTERPRETATION BILOGARITHMIQUE

Cette méthode classique, appelée parfois "méthode de THEIS" consiste

à identifier La courbe expérimentale avec la courbe représentant la solution

théorique de THEIS. En pratique, on reporte, sur papier bi logarithmique Le rabat¬

tement s en fonction du temps t. Le rabattement et le temps peuvent être expri¬

més en unités quelconques. La méthode d'interprétation graphique revient à recher¬

cher par superposition la "meilleure" coïncidence entre La courbe des points me¬

surés et la courbe théorique tracée en valeurs adimensionnelles sur un graphique

de même module, et à relever les coordonnées d'un point du plan dans les deux

systèmes d'axe :

s a) s

point mesurés abaque

M I

on en déduit alors immédiatement :

Q = débit pompé (m^/s)

T = transmissivité (m^/s)

_ Q ^a ^^^^ \ ^ ~ ''at'attement (m)

^"^ ° I s^= rabattement du point de coïncidencesur l'abaque (sans unité)

BRGM . SGN/GEG

- 5 -

a ' a

Plus précisément.

/ est appelée fonction de THEIS.

a

E. étant la fonction exponentielle intégrale.

s = rabattement réduit =4 -n.T.s

avec

k.T.tt = temps réduitT^S

Les notations sont explicitées dans le paragraphe suivant.

7.J. - METHODE V INTERPRETATION BILOGARITHMIQUE

Cette méthode classique, appelée parfois "méthode de THEIS" consiste

à identifier La courbe expérimentale avec la courbe représentant la solution

théorique de THEIS. En pratique, on reporte, sur papier bi logarithmique Le rabat¬

tement s en fonction du temps t. Le rabattement et le temps peuvent être expri¬

més en unités quelconques. La méthode d'interprétation graphique revient à recher¬

cher par superposition la "meilleure" coïncidence entre La courbe des points me¬

surés et la courbe théorique tracée en valeurs adimensionnelles sur un graphique

de même module, et à relever les coordonnées d'un point du plan dans les deux

systèmes d'axe :

s a) s

point mesurés abaque

M I

on en déduit alors immédiatement :

Q = débit pompé (m^/s)

T = transmissivité (m^/s)

_ Q ^a ^^^^ \ ^ ~ ''at'attement (m)

^"^ ° I s^= rabattement du point de coïncidencesur l'abaque (sans unité)

BRGM - SGN/GEG

- 6 -

S =UT

a

Qa

2 * *

aveca

= coefficient d'emmagasinement

(sans unité)

= temps (s)

= temps du points de coincidence

sur l'abaque (sans unité)

= rayon du puits ou distance au

piézomètre (m) suivant le cas.

7.2. - METHOVE SEMI LOGARITHMIQUE

Cette méthode est basée sur La propriété de la fonction de THEIS, soit

de la fonction exponentielle intégrale -E . (- 1/t ) qui, pour t grand, est as¬

similable à l'expression Ln t -y où y est la constante d'EULER (y = 0,5772).a

La méthode, appelée aussi "méthode de JACOB" consiste à reporter le

rabattement s en fonction du temps t sur papier semi-logarithmique ; l'échelle

logarithmique est utilisée pour le temps. Le rabattement et le temps peuvent être

reportés en n'importe quelle unité ; en particulier on peut utiliser des profon¬

deurs du Lieu des rabattements.

On montre que, après un certain temps, on obtient dans ces coordonnées

une droite (appelée droite de JACOB) :

s - -FTTT^ [Ln4rt

r?5- 0,5772]

c'est-à-dire

0,1832 Q , 2,246 T.t

on détermine alors immédiatement 2" et 5

T - 0.1852 Qavec d-8 " accroissement de rabattement (ou de

profondeur) par cycle logarithmique

BRGM - SGN/GEG

- 6 -

S =UT

a

Qa

2 * *

aveca

= coefficient d'emmagasinement

(sans unité)

= temps (s)

= temps du points de coincidence

sur l'abaque (sans unité)

= rayon du puits ou distance au

piézomètre (m) suivant le cas.

7.2. - METHOVE SEMI LOGARITHMIQUE

Cette méthode est basée sur La propriété de la fonction de THEIS, soit

de la fonction exponentielle intégrale -E . (- 1/t ) qui, pour t grand, est as¬

similable à l'expression Ln t -y où y est la constante d'EULER (y = 0,5772).a

La méthode, appelée aussi "méthode de JACOB" consiste à reporter le

rabattement s en fonction du temps t sur papier semi-logarithmique ; l'échelle

logarithmique est utilisée pour le temps. Le rabattement et le temps peuvent être

reportés en n'importe quelle unité ; en particulier on peut utiliser des profon¬

deurs du Lieu des rabattements.

On montre que, après un certain temps, on obtient dans ces coordonnées

une droite (appelée droite de JACOB) :

s - -FTTT^ [Ln4rt

r?5- 0,5772]

c'est-à-dire

0,1832 Q , 2,246 T.t

on détermine alors immédiatement 2" et 5

T - 0.1852 Qavec d-8 " accroissement de rabattement (ou de

profondeur) par cycle logarithmique

- 7 -

BRGM - SGN/GEG

2,246 T. tS = avec t = temps correspondant à l'intersection de

r' la droite avec l'axe s = 0 (c'est-à-dire

que l'argument du Logarithme est égal à 1)

Cette approximation n'est valable (à 5 % près) que si :

(après calcul de T et 5, c'est-à-dire à posteriori, on vérifiera que cette con¬

dition est respectée. Si elle ne L'était pas les résultats obtenus pourraient

être grossièrement faux).

L'avantage de La méthode semi-logarithmique est que, contrairement à

la méthode bi-logarithimique elle ne donne pas un poids excessif aux faibles ra¬

battement qui sont justement les rabattements les plus affectés par des erreurs

expérimentales. (La méthode bi logarithmique donne la même importance aux rabatte¬

ments compris entre 1 cm et 10 cm - donc peu précis - qu'aux rabattements entre

1 et 10 mètres).

D'autre part, le calcul de la transmissivité ne nécessite pas la con¬

naissance du niveau d'équilibre s = o et n'est pas influencé par une éventuelle

perte de charge qui décale souvent l'origine des rabattements.

1.3. - RAYON V ACTION - RAVON EQUIVALEhTT

Les calculs montrent que L'influence théorique d'un pompage se propage

jusqu'à une distance infinie. On ne peut donc pas définir une zone influencée li¬

mitée par un rayon d'action R. Cependant, pour comparer différents schémas d'in¬

terprétation on peut définir un rayon conventionnel abusivement appelé "rayon d'ac¬

tion". Ce rayon noté R est généralement défini par le prolongement (sur diagramme

semi logarithmique) de La droite de JACOB pour s = o. IL convient d'insister sur

le fait que le rayon ainsi défini est tout à fait arbitraire et que l'influence

d'un pompage peut être sensible à l'extérieur de la zone définie par ce rayon.

On montre qu'on obtient le rayon d'action R par :

n2o¿ ?¿6 r t "1 * étant la date correspondant à L'intersection avec

l'axe s = o.

- 7 -

BRGM - SGN/GEG

2,246 T. tS = avec t = temps correspondant à l'intersection de

r' la droite avec l'axe s = 0 (c'est-à-dire

que l'argument du Logarithme est égal à 1)

Cette approximation n'est valable (à 5 % près) que si :

(après calcul de T et 5, c'est-à-dire à posteriori, on vérifiera que cette con¬

dition est respectée. Si elle ne L'était pas les résultats obtenus pourraient

être grossièrement faux).

L'avantage de La méthode semi-logarithmique est que, contrairement à

la méthode bi-logarithimique elle ne donne pas un poids excessif aux faibles ra¬

battement qui sont justement les rabattements les plus affectés par des erreurs

expérimentales. (La méthode bi logarithmique donne la même importance aux rabatte¬

ments compris entre 1 cm et 10 cm - donc peu précis - qu'aux rabattements entre

1 et 10 mètres).

D'autre part, le calcul de la transmissivité ne nécessite pas la con¬

naissance du niveau d'équilibre s = o et n'est pas influencé par une éventuelle

perte de charge qui décale souvent l'origine des rabattements.

1.3. - RAYON V ACTION - RAVON EQUIVALEhTT

Les calculs montrent que L'influence théorique d'un pompage se propage

jusqu'à une distance infinie. On ne peut donc pas définir une zone influencée li¬

mitée par un rayon d'action R. Cependant, pour comparer différents schémas d'in¬

terprétation on peut définir un rayon conventionnel abusivement appelé "rayon d'ac¬

tion". Ce rayon noté R est généralement défini par le prolongement (sur diagramme

semi logarithmique) de La droite de JACOB pour s = o. IL convient d'insister sur

le fait que le rayon ainsi défini est tout à fait arbitraire et que l'influence

d'un pompage peut être sensible à l'extérieur de la zone définie par ce rayon.

On montre qu'on obtient le rayon d'action R par :

n2o¿ ?¿6 r t "1 * étant la date correspondant à L'intersection avec

l'axe s = o.

- 8 -

BRGM - SGN/GEG

Le temps adimensionnel correspondant est

_ 4r.to _ 42» T^.S _ . 75.

,25 - ^^s ' ^^^iZ-

le rabattement correspondant est donné par la formule de THEIS

s ri,78) = 0,49a

soit s = 0,49 ^

Le rabattement sur le rayon d'action est donc

s = 0,039 f

Ce rabattement peut être considérable par exemple :

Q = 100 m3/h = 2,8 10"2 mVs

r = 10"'* m^/s

s (R) = 10,8 m.

Si on appLique les formules précédentes au puits de pompage, et si Les

pertes de charges et les effets de capacité sont négligeables ou peuvent être

corrigés on peut calculer un rayon d'action qui correspond approximativement au

rayon (efficace) du puits.


PUITS DE POMPAGE

2.7. - INTROVUCTION

Il arrive assez souvent, spécialement pour les forages de large diamè¬

tre implantés dans des formations peu transmissives, qu'on voit apparaître un

effet de capacité.

- 8 -

BRGM - SGN/GEG

Le temps adimensionnel correspondant est

_ 4r.to _ 42» T^.S _ . 75.

,25 - ^^s ' ^^^iZ-

le rabattement correspondant est donné par la formule de THEIS

s ri,78) = 0,49a

soit s = 0,49 ^

Le rabattement sur le rayon d'action est donc

s = 0,039 f

Ce rabattement peut être considérable par exemple :

Q = 100 m3/h = 2,8 10"2 mVs

r = 10"'* m^/s

s (R) = 10,8 m.

Si on appLique les formules précédentes au puits de pompage, et si Les

pertes de charges et les effets de capacité sont négligeables ou peuvent être

corrigés on peut calculer un rayon d'action qui correspond approximativement au

rayon (efficace) du puits.


PUITS DE POMPAGE

2.7. - INTROVUCTION

Il arrive assez souvent, spécialement pour les forages de large diamè¬

tre implantés dans des formations peu transmissives, qu'on voit apparaître un

effet de capacité.

- 9 -

BRGM - SGN/GEG

Cet effet de capacité se traduit par un rabattement proportionnel au

temps pendant une durée plus ou moins Longue. Graphiquement, on met en évidence

cet effet de la manière suivante :

. en coordonnées arithmétiques :

l'évolution du rabattement en fonction du temps est représentée par une

droite de pente quelconque ;

. en coordonnées bi logarithmiques :

s'il n'y a pas de pertes de charges trop importantes. L'évolution du rabat¬

tement se traduit par une droite de pente 1 (c'est-à-dire inclinée à 45°) si

les modules logarithmiques sont les mêmes pour le temps et Le rabattement.

. en coordonnées semi-logarithmiques :

On ne voit rien de particulier.

2.2. - INTERPRETATION

Les hypothèses d'application de la méthode d'interprétation présentée,

ci-dessous, sont exactement Les mêmes que celles du milieu poreux infini, cepen¬

dant le rayon du puits ne peut plus être considéré comme négligeable. La méthode

présentée s'applique uniquement au puits de pompage et ne peut être employée pour

Les piézomètres. Elle a été développée pour PAPADOPULOS et COOPER (1967).

SzctZon tqivivaJLe^z

Soit A, La section du forage et Q le débit pompé. Au début du pompage.

L'eau provient exclusivement du forage- L'aquifère n'est pas sollicité. Le rabat¬

tement est donc :

s = J t, ce qui donne bien une droite en coordonnées arithmétiques.

On peut ainsi déterminer La section équivalente du forage d'après la

pente de la droite.

- 9 -

BRGM - SGN/GEG

Cet effet de capacité se traduit par un rabattement proportionnel au

temps pendant une durée plus ou moins Longue. Graphiquement, on met en évidence

cet effet de la manière suivante :

. en coordonnées arithmétiques :

l'évolution du rabattement en fonction du temps est représentée par une

droite de pente quelconque ;

. en coordonnées bi logarithmiques :

s'il n'y a pas de pertes de charges trop importantes. L'évolution du rabat¬

tement se traduit par une droite de pente 1 (c'est-à-dire inclinée à 45°) si

les modules logarithmiques sont les mêmes pour le temps et Le rabattement.

. en coordonnées semi-logarithmiques :

On ne voit rien de particulier.

2.2. - INTERPRETATION

Les hypothèses d'application de la méthode d'interprétation présentée,

ci-dessous, sont exactement Les mêmes que celles du milieu poreux infini, cepen¬

dant le rayon du puits ne peut plus être considéré comme négligeable. La méthode

présentée s'applique uniquement au puits de pompage et ne peut être employée pour

Les piézomètres. Elle a été développée pour PAPADOPULOS et COOPER (1967).

SzctZon tqivivaJLe^z

Soit A, La section du forage et Q le débit pompé. Au début du pompage.

L'eau provient exclusivement du forage- L'aquifère n'est pas sollicité. Le rabat¬

tement est donc :

s = J t, ce qui donne bien une droite en coordonnées arithmétiques.

On peut ainsi déterminer La section équivalente du forage d'après la

pente de la droite.

- 10 -

BRGM - SGN/GEG

A = section en m^,

., I Q = débit en m^/s,A = Q {

as j as = différence en rabattement correspondant à :

dt = intervalle de temps.

En coordonnées bi logarithmiques, on obtient :

Ln^s>= Lr/t> C ^ = constante = Ln Q/A,Ln = logarithme décimal ou népérien,

c'est bien l'équation d'une droite de pente 1.

Il est donc important de calculer le diamètre équivalent D à cette

section :

' -n as

et de le comparer au diamètre du forage pour voir si l'ordre de grandeur est le

même.

T^Layu>m¿&Á¿v¿tt oZ cozj^tAcAznt d' eimagcu>¿nem2yut

Un ensemble d'abaques a été tracé en coordonnées bi Logarithmiques :

(voir figure I.I.). Chaque courbe dépend du paramètre :'

IS = coefficient d'emmagasinement,

r = rayon interne du cuvelage dans la zone à surface libre,c

r = rayon du puits dans la zone de l'aquifère.p

Les coordonnées réduites de l'abaque sont Les mêmes que celles de THEIS

s = 4ir2'.e/Qa

t = UT.t/r^.sa p

en fait, en pratique, p = r d'où a = S.

- 10 -

BRGM - SGN/GEG

A = section en m^,

., I Q = débit en m^/s,A = Q {

as j as = différence en rabattement correspondant à :

dt = intervalle de temps.


Ln^s>= Lr/t> C ^ = constante = Ln Q/A,Ln = logarithme décimal ou népérien,

c'est bien l'équation d'une droite de pente 1.

Il est donc important de calculer le diamètre équivalent D à cette

section :

' -n as

et de le comparer au diamètre du forage pour voir si l'ordre de grandeur est le

même.

T^Layu>m¿&Á¿v¿tt oZ cozj^tAcAznt d' eimagcu>¿nem2yut

Un ensemble d'abaques a été tracé en coordonnées bi Logarithmiques :

(voir figure I.I.). Chaque courbe dépend du paramètre :'

IS = coefficient d'emmagasinement,

r = rayon interne du cuvelage dans la zone à surface libre,c

r = rayon du puits dans la zone de l'aquifère.p

Les coordonnées réduites de l'abaque sont Les mêmes que celles de THEIS

s = 4ir2'.e/Qa

t = UT.t/r^.sa p

en fait, en pratique, p = r d'où a = S.

- 11

RABATTEnElMT REDUIT

>.ô

K.:^

O

o

Ou

i-r

, Ul

1-Ô

Ou

Hm3"0CO

3m

o

^^

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==^^4¿N =

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Figure 1.1. : Abaques pour l'évaluation de l'effetde capacité du puits

- 11

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Figure 1.1. : Abaques pour l'évaluation de l'effetde capacité du puits

- 12 -

BRGM - SGN/GEG

La méthode d'interprétation est identique à la méthode de THEIS :

On superpose la courbe des points mesurés à une des courbes-types eton relève un point de coïncidence.

Les formules sont alors exactement les mêmes que précédemment :

rp - Q â1 7

4ir

S =

s

UT t _ Q t âJ ' t o ' t ' s

Rama/Lque. 1 :

On voit tout de suite appararaître un problème pour le calcul de S.

a) On identifie a comme le paramètre de la courbe type qui se cale le mieux

sur les valeurs observées. On en déduit immédiatement :

S = a r} / 2?? - ac p

b) On calcule S d'après le point de coïncidence. Dans le cas général, on trou¬

vera des valeurs différentes de S.

En pratique, on s'aperçoit la plupart du temps qu'il est possible de

caler quasiment aussi bien Les points observés sur plusieurs courbes-types cor¬

respondant à des valeurs différentes de a; la valeur de La transmissivité T

qui en est déduite est un peu différente mais généralement pas trop. La meilleu¬re méthode consiste donc à choisir La courbe type dont l'indice a correspond à

la valeur la plus probable du coefficient d'emmagasinement S (d'après des consi¬

dérations géologiques et hydrogéologiques) et d'en déduire uniquement T.

Rma/igaz 1 :

Toutes les courbes présentent au début une partie recti ligne de pente 1

Il est évident qu'il n'est pas possible de déterminer les caractéristiques de

l'aquifère d'après cette seule droite qui ne fait intervenir que la capacité du

puits.

- 12 -

BRGM - SGN/GEG

La méthode d'interprétation est identique à la méthode de THEIS :

On superpose la courbe des points mesurés à une des courbes-types eton relève un point de coïncidence.

Les formules sont alors exactement les mêmes que précédemment :

rp - Q â1 7

4ir

S =

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UT t _ Q t âJ ' t o ' t ' s

Rama/Lque. 1 :

On voit tout de suite appararaître un problème pour le calcul de S.

a) On identifie a comme le paramètre de la courbe type qui se cale le mieux

sur les valeurs observées. On en déduit immédiatement :

S = a r} / 2?? - ac p

b) On calcule S d'après le point de coïncidence. Dans le cas général, on trou¬

vera des valeurs différentes de S.

En pratique, on s'aperçoit la plupart du temps qu'il est possible de

caler quasiment aussi bien Les points observés sur plusieurs courbes-types cor¬

respondant à des valeurs différentes de a; la valeur de La transmissivité T

qui en est déduite est un peu différente mais généralement pas trop. La meilleu¬re méthode consiste donc à choisir La courbe type dont l'indice a correspond à

la valeur la plus probable du coefficient d'emmagasinement S (d'après des consi¬

dérations géologiques et hydrogéologiques) et d'en déduire uniquement T.

Rma/igaz 1 :

Toutes les courbes présentent au début une partie recti ligne de pente 1

Il est évident qu'il n'est pas possible de déterminer les caractéristiques de

l'aquifère d'après cette seule droite qui ne fait intervenir que la capacité du

puits.

- 13 -

BRGM - SGN/GEG

Pour déterminer la transmissivité, il faut dont que Le pompage d'essaidure suffisamment longtemps pour laisser apparaître un début de courbure dans

l'évolution du rabattement. L'abaque de la figure 1.2. montre que cette courbure

est suffisamment marquée pour :

t =^a a

c'est-à-dire, pour a = S :

10 r^t > q<~ ^^ ~ f'syo" '^^ puits dans la zone de l'aquifère).

de

Cependant on peut commencer à l'appliquer (avec prudence) à partir5^2

3 - FISSURE VERTICALE UNIQUE

3.7. - INTRODUCTION

Toutes les hypoth.èses précédentes sont vérifiées mais on suppose que

le puits de pompage est situé au milieu d'une fissure verticale de longueur 2 x /

traversant l'aquifère sur toute sa hauteur et de faible épaisseur (par rapport

à sa longueur et à la distance aux piézomètres d'observation). On considère que

la section horizontale de la fissure est faible et n'introduit pas d'effets de

capacité sensibles.

Pour effectuer les calculs, on considère qu'à tout instant le débit

par unité de surface de fissure est constant en tous points. On montre qu'en faitLa fissure a une perméabilité équivalente pratiquement infinie ; le niveau pié¬

zométrique est donc pratiquement constant dans toute la fissure.

Il est évident que Le schéma d' interprétation (ci-après) est assez

théorique mais il peut également représenter correctement un essai dans un forage

en communication avec plusieurs fissures parallèles et à peu près verticales.

- 13 -

BRGM - SGN/GEG

Pour déterminer la transmissivité, il faut dont que Le pompage d'essaidure suffisamment longtemps pour laisser apparaître un début de courbure dans

l'évolution du rabattement. L'abaque de la figure 1.2. montre que cette courbure

est suffisamment marquée pour :

t =^a a

c'est-à-dire, pour a = S :

10 r^t > q<~ ^^ ~ f'syo" '^^ puits dans la zone de l'aquifère).

de

Cependant on peut commencer à l'appliquer (avec prudence) à partir5^2

3 - FISSURE VERTICALE UNIQUE

3.7. - INTRODUCTION

Toutes les hypoth.èses précédentes sont vérifiées mais on suppose que

le puits de pompage est situé au milieu d'une fissure verticale de longueur 2 x /

traversant l'aquifère sur toute sa hauteur et de faible épaisseur (par rapport

à sa longueur et à la distance aux piézomètres d'observation). On considère que

la section horizontale de la fissure est faible et n'introduit pas d'effets de

capacité sensibles.

Pour effectuer les calculs, on considère qu'à tout instant le débit

par unité de surface de fissure est constant en tous points. On montre qu'en faitLa fissure a une perméabilité équivalente pratiquement infinie ; le niveau pié¬

zométrique est donc pratiquement constant dans toute la fissure.

Il est évident que Le schéma d' interprétation (ci-après) est assez

théorique mais il peut également représenter correctement un essai dans un forage

en communication avec plusieurs fissures parallèles et à peu près verticales.

- 14 -

BRGM . SGN/GEG

Figure n" 1.2. : Fissure verticaLc unique (schéma)

FISSURE UNIQUE VERTICALE

3.2. - PRINCIPE VE L'INTERPRETATION AU PUITS VE POMPAGE

Un abaque a été tracé en variables adimensionnelles pour représenter

l'évolution du rabattement au puits de pompage en coordonnées bi logarithmiques

(voir figure 1.3). Cet abaque a été tracé après intégration numérique en fonction

du temps réduit de la solution analytique élémentaire obtenue par la méthode des

fonctions sources.

Sur cette même figure, on a également tracé en traits interrompus la

courbe de THEIS.

Les coordonnées réduites sont les suivantes :

s = 4irir. s/Q

t^ = UT.t/x'^.S.

- 14 -

BRGM . SGN/GEG

Figure n" 1.2. : Fissure verticaLc unique (schéma)

FISSURE UNIQUE VERTICALE

3.2. - PRINCIPE VE L'INTERPRETATION AU PUITS VE POMPAGE


l'évolution du rabattement au puits de pompage en coordonnées bi logarithmiques

(voir figure 1.3). Cet abaque a été tracé après intégration numérique en fonction

du temps réduit de la solution analytique élémentaire obtenue par la méthode des

fonctions sources.

Sur cette même figure, on a également tracé en traits interrompus la

courbe de THEIS.

Les coordonnées réduites sont les suivantes :

s = 4irir. s/Q

t^ = UT.t/x'^.S.

- 15 -

Figure n° 1.3. : Fissure verticale : rabattement au centre de la fissure

10

10

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âr ^TÂ|S

- 15 -

Figure n° 1.3. : Fissure verticale : rabattement au centre de la fissure

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âr ^TÂ|S

- 16 -

BRGM - SGN/GEG

Cette courbe de THEIS a été translatée latéralement de façon à être

tangente à L'abaque correspondant à la fissure verticale.

RmaMjjue. 1 :

La figure I.3montre que l'évolution du rabattement suit correctement

la courbe de THEIS pour un temps adimensionnel :

2 $ t^ = UT.t/x^ .S

c'est-à-dire :

t 5 ¿^ZT

A coefficient d'emmagasinement égal, on atteint donc d'autant plus vi¬

te la solution de THEIS que :

- la fissure est petite (car la perturbation est plus faible),

- la transmissivité est plus grande (car Le rayon d'action est plus grand).

RemcVLquz 2 :

Au début du pompage, l'évolution du rabattement en coordonnée bi Loga¬

rithmique est représentée par une droite de pente 1/2 (sur Le graphique c'est une

droite à 45° car le module vertical est deux fois plus grand que le module hori¬

zontal) .

La figure 1.3 montre qu'on voit apparaître la droite de pente 1/2 jus¬

qu'à ce que :

1 ^ t = UT.t/x^.S

c'est-à-dire :

42"

- 16 -

BRGM - SGN/GEG

Cette courbe de THEIS a été translatée latéralement de façon à être

tangente à L'abaque correspondant à la fissure verticale.

RmaMjjue. 1 :

La figure I.3montre que l'évolution du rabattement suit correctement

la courbe de THEIS pour un temps adimensionnel :

2 $ t^ = UT.t/x^ .S

c'est-à-dire :

t 5 ¿^ZT

A coefficient d'emmagasinement égal, on atteint donc d'autant plus vi¬

te la solution de THEIS que :

- la fissure est petite (car la perturbation est plus faible),

- la transmissivité est plus grande (car Le rayon d'action est plus grand).

RemcVLquz 2 :

Au début du pompage, l'évolution du rabattement en coordonnée bi Loga¬

rithmique est représentée par une droite de pente 1/2 (sur Le graphique c'est une

droite à 45° car le module vertical est deux fois plus grand que le module hori¬

zontal) .

La figure 1.3 montre qu'on voit apparaître la droite de pente 1/2 jus¬

qu'à ce que :

1 ^ t = UT.t/x^.S

c'est-à-dire :

42"

- 17 -

BRGM - SGN/GEG

La pente 1/2 dure done d'autant plus longtemps que

la fissure est allongée,

la transmissivité est faible.

Cette durée peut être très brève, exemple :

Xn = 10m, S = 10~6, T = lO"'* m2/s -> t = 0,25 s

ou bien très longue, exemple :

X -, = 50 m, S = lO""*, T = 1Q"7 m^/s' -> t = 6510 s = 7,2 jours,

Cette droite de pente 1/2 est due au fait qu'au début, l'écoulement

se fait uniquement perpendiculairement à la fracture. L'équation de l'écoulement

peut alors être déterminée en utilisant la solution de CARSLAW et JAEGER (1959)

page

s= ^ tZJtïT.S.x^

V_ ' /s =4 T. s/Qn .\/t avec }

^ °- (*a = "^ T.t/S.x-^^


Lni'sJ = 4- . .LnCtj + constante

c'est bien l'équation d'une droite de pente 1/2.

Il pourrait arriver que pour des fissures très allongées dans des for¬

mations très peu perméables, la durée de l'essai soit trop courte pour quitter

le régime de la pente 1/2. Il n'est alors pas possible de déterminer les carac¬

téristiques de l'aquifère ; on n'a accès uniquement qu'à la quantité :

À O m ce nm

- 17 -

BRGM - SGN/GEG

La pente 1/2 dure done d'autant plus longtemps que

la fissure est allongée,

la transmissivité est faible.

Cette durée peut être très brève, exemple :

Xn = 10m, S = 10~6, T = lO"'* m2/s -> t = 0,25 s

ou bien très longue, exemple :

X -, = 50 m, S = lO""*, T = 1Q"7 m^/s' -> t = 6510 s = 7,2 jours,

Cette droite de pente 1/2 est due au fait qu'au début, l'écoulement

se fait uniquement perpendiculairement à la fracture. L'équation de l'écoulement

peut alors être déterminée en utilisant la solution de CARSLAW et JAEGER (1959)

page

s= ^ tZJtïT.S.x^

V_ ' /s =4 T. s/Qn .\/t avec }

^ °- (*a = "^ T.t/S.x-^^


Lni'sJ = 4- . .LnCtj + constante

c'est bien l'équation d'une droite de pente 1/2.

Il pourrait arriver que pour des fissures très allongées dans des for¬

mations très peu perméables, la durée de l'essai soit trop courte pour quitter

le régime de la pente 1/2. Il n'est alors pas possible de déterminer les carac¬

téristiques de l'aquifère ; on n'a accès uniquement qu'à la quantité :

À O m ce nm

- 18 -

BRGM - SGN/GEG

3.3 - METHODE V'lhTTERPRETATION AU PUITS VE POMPAGE - CORRECTION A L'ORIGINE

Comme on l'a montrée plus haut, le début de L'évolution du rabatte¬

ment est représenté par la relation

s = a VF

qui se traduit par une droite de pente 1/2 en coordonnées bi logarithmiques. En

pratique, il arrive assez souvent qu'on observe des pertes de charge singulières

(ou un décalage dans Le temps dû à la mise en route ou à un effet de capacité).

Le rabattement suit alors la relation :

s = avt + s" o

qui ne se traduit plus par une pente 1/2 en coordonnées semi-logarithmiques. La

solution consiste alors à tracer s en fonction de yt en coordonnées arithméti¬

ques. On obtient ainsi une droite de pente a et d'ordonné à l'origine s (posi¬

tive ou négative). Une ordonnée à l'origine s positive peut correspondre aussi

bien à une perte de charge qu'à un effet de capacité.

Si on pense plutôt à un décalage dans l'origine des temps, on posera

L'équation :

= ayjt - t

Pour déterminer t , on peut tracer s^ en fonction de t. La relations^ = a-2 (t - t ) montre qu'on obtient une droite qui coupe l'axe des t pour

t = t .o

Si on obtient une droite en traçant s en fonction de t (ou bien s^ en

fonction de t) on effectuera la correction s - s (ou bien t - t Ji et on poui

ra alors interpréter l'essai en coordonnées bi logarithmiques par superposition

à la courbe type.

- 18 -

BRGM - SGN/GEG

3.3 - METHODE V'lhTTERPRETATION AU PUITS VE POMPAGE - CORRECTION A L'ORIGINE

Comme on l'a montrée plus haut, le début de L'évolution du rabatte¬

ment est représenté par la relation

s = a VF

qui se traduit par une droite de pente 1/2 en coordonnées bi logarithmiques. En

pratique, il arrive assez souvent qu'on observe des pertes de charge singulières

(ou un décalage dans Le temps dû à la mise en route ou à un effet de capacité).

Le rabattement suit alors la relation :

s = avt + s" o

qui ne se traduit plus par une pente 1/2 en coordonnées semi-logarithmiques. La

solution consiste alors à tracer s en fonction de yt en coordonnées arithméti¬

ques. On obtient ainsi une droite de pente a et d'ordonné à l'origine s (posi¬

tive ou négative). Une ordonnée à l'origine s positive peut correspondre aussi

bien à une perte de charge qu'à un effet de capacité.

Si on pense plutôt à un décalage dans l'origine des temps, on posera

L'équation :

= ayjt - t

Pour déterminer t , on peut tracer s^ en fonction de t. La relations^ = a-2 (t - t ) montre qu'on obtient une droite qui coupe l'axe des t pour

t = t .o

Si on obtient une droite en traçant s en fonction de t (ou bien s^ en

fonction de t) on effectuera la correction s - s (ou bien t - t Ji et on poui

ra alors interpréter l'essai en coordonnées bi logarithmiques par superposition

à la courbe type.

- 19 -

BRGM - SGN/GEG

VéteAirúMívtLon do. T et de. S

Après superposition avec la courbe type en coordonnées bi logarithmiques

il suffit de relever un point de coïncidence :

's .^ ( aM r m ' M

ta

essai abaque

on obtient alors immédiatement :

Q ^a4ir s

f t -n t s

On n'a pas accès à 5 et V » mais uniquement au produit S.x^ On peut

ainsi calculer x~ en faisant des hypothèses sur 5 ou le contraire. -

Si on dispose d'un piézomètre d'observation, on montre dans le paragra¬

phe suivant comment on peut calculer S et Xf.

3.4. - METHOVE V'ItiTERPRETATION EN UN PIEZOMETRE

Des abaques en variables adimensionnelles ont été tracées en coordonnées

bi Logarithmiques pour décrire le rabattement en un piézomètre situé :

- dans l'axe de la fissure (à l'extérieur) : figure 1.4- dans l'axe perpendiculaire à la fissure : figure 1.5

- dans une direction à 45° : figure 1.6

Les courbes sont graduées en a:_ avec a;_ = - .

Il apparaît ainsi que dès que x^ > 3 ou 5, on obtient une courbe uni¬

que qui est la courbe de THEIS (Les temps et les rabattements adimensionnels de

L'abaque sont exactement Les mêmes). L'influence de la fissure verticale ne se

fait donc sentir qu'à une distance égale à 3 à 5 fois sa demi-longueur.

- 19 -

BRGM - SGN/GEG

VéteAirúMívtLon do. T et de. S

Après superposition avec la courbe type en coordonnées bi logarithmiques

il suffit de relever un point de coïncidence :

's .^ ( aM r m ' M

ta

essai abaque

on obtient alors immédiatement :

Q ^a4ir s

f t -n t s

On n'a pas accès à 5 et V » mais uniquement au produit S.x^ On peut

ainsi calculer x~ en faisant des hypothèses sur 5 ou le contraire. -


phe suivant comment on peut calculer S et Xf.

3.4. - METHOVE V'ItiTERPRETATION EN UN PIEZOMETRE

Des abaques en variables adimensionnelles ont été tracées en coordonnées

bi Logarithmiques pour décrire le rabattement en un piézomètre situé :

- dans l'axe de la fissure (à l'extérieur) : figure 1.4- dans l'axe perpendiculaire à la fissure : figure 1.5

- dans une direction à 45° : figure 1.6

Les courbes sont graduées en a:_ avec a;_ = - .

Il apparaît ainsi que dès que x^ > 3 ou 5, on obtient une courbe uni¬

que qui est la courbe de THEIS (Les temps et les rabattements adimensionnels de

L'abaque sont exactement Les mêmes). L'influence de la fissure verticale ne se

fait donc sentir qu'à une distance égale à 3 à 5 fois sa demi-longueur.

- 20 -Figure n° 1.4. :' Fissure verticale : piézomètre situé dans L'axe

de la fissure, à une distance x du centre de La fissure

10

I-

10

10

10

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-1

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- 20 -Figure n° 1.4. :' Fissure verticale : piézomètre situé dans L'axe

de la fissure, à une distance x du centre de La fissure

10

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- 21 -

Figure n° 1.5. Fissure verticale : piézomètre situé latéralement(axe perpendiculaire) à une distance x du centrede La fissure

10

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ll

Ci

3QÜJ

luSIUJf-E-<1<tx.

10

10

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"TEHPS REDUIT, ¿a = 4T,t/x^.S

- 21 -

Figure n° 1.5. Fissure verticale : piézomètre situé latéralement(axe perpendiculaire) à une distance x du centrede La fissure

10

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- 22 -

Figure n° 1.6. Fissure verticale : piézomètre situé à 45° de L'axede La fissure à une distance x du centre de la fissure

10

11

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TEHPS REDUIT, ¿a = AT.t/a:^5

- 22 -

Figure n° 1.6. Fissure verticale : piézomètre situé à 45° de L'axede La fissure à une distance x du centre de la fissure

10

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TEHPS REDUIT, ¿a = AT.t/a:^5

- 23 -

BRGM SGN/GEG

Le calcul des paramètres se fait par superposition aux courbes-types en

coordonnées bi logarithmiques.

Si on ne dispose que d'un seul piézomètre, on ne connait pas à priori

sa position par rapport à La fissure. On peut alors essayer un des abaques pré¬

cédents.

Si on dispose de plusieurs piézomètres (ce qui est rare) on pourra es¬

sayer de déterminer de manière unique les dimensions et la position de la fissu¬

re unique équivalente.

Comme dans Le schéma de THEIS, on obtient :

T = 4-.^HIT S

UT t Q t ^a ,. ^ j-'-4.5 = . 7 = -^^ .-T . avec x = distance du piézomètre au puitsx'^ a "nx^ a ,

de pompage

on obtient la demi-longueur de la fissure par

Si 5 3 ou 5, on n'obtient qu'une dimension minimale car toutes les

courbes sont confondues ; on a seulement la relation :

p 5 3 ou 5 a;

Si on dispose de l'évolution du rabattement au puits de pompage, on a

montré dans le chapitre précédent qu'il est possible de calculer La quantitéS.x^. On vérifiera donc que Les résultats du puits et du piézomètre sont compa¬

tibles et on pourra calculer Xj. même si - 5 3 ou 5 :

S.x^ -^ calculé au puits^f ~ S ^ calculé à un piézomètre.

- 23 -

BRGM SGN/GEG

Le calcul des paramètres se fait par superposition aux courbes-types en

coordonnées bi logarithmiques.

Si on ne dispose que d'un seul piézomètre, on ne connait pas à priori

sa position par rapport à La fissure. On peut alors essayer un des abaques pré¬

cédents.

Si on dispose de plusieurs piézomètres (ce qui est rare) on pourra es¬

sayer de déterminer de manière unique les dimensions et la position de la fissu¬

re unique équivalente.

Comme dans Le schéma de THEIS, on obtient :

T = 4-.^HIT S

UT t Q t ^a ,. ^ j-'-4.5 = . 7 = -^^ .-T . avec x = distance du piézomètre au puitsx'^ a "nx^ a ,

de pompage

on obtient la demi-longueur de la fissure par

Si 5 3 ou 5, on n'obtient qu'une dimension minimale car toutes les

courbes sont confondues ; on a seulement la relation :

p 5 3 ou 5 a;

Si on dispose de l'évolution du rabattement au puits de pompage, on a

montré dans le chapitre précédent qu'il est possible de calculer La quantitéS.x^. On vérifiera donc que Les résultats du puits et du piézomètre sont compa¬

tibles et on pourra calculer Xj. même si - 5 3 ou 5 :

S.x^ -^ calculé au puits^f ~ S ^ calculé à un piézomètre.

- 24 -

BRGM SGN/GEG

CALCUL VU RAYON EQUIVALENT

Soit S déterminé par un piézomètre éloigné. Si on ne sait pas qu'on a

affaire à un milieu fissuré on peut déterminer le rayon équivalent du puits tra¬

versant la fissure verticale en utilisant la méthode classique, c'est-à-dire en

prolongeant la "droite de JACOB" obtenue au puits de pompage.

L'abaque théorique montre que la "droite de JACOB" coupe l'axe s= 0

P°"^ 4 r.t° = 0,242.

*n rt. o

L'application de la formule de THEIS donne

r = 1,499 êq ' S

soit r = 0,368 a;eq . f

(en fait r = x avec e = 2,7182...).eq e f

On obtient ainsi un rayon équivalent au puits traversant La

fissure qui est généralement très supérieur au diamètre du puits.

Par exemple : si a; = 10 m on obtient un rayon équivalent de

3,68 m. C'est une manière de détecter a priori la présence d'une fissure

étendue.

CALCUL VU COETTICIENT V'EMMAGASINEMENT APPARENT

De La même manière, si on ne tient pas compte de la fissure, on peut

calculer un coefficient d'emmagasinement apparent au puits suivant la méthode

classique :

2,246 T.t

âpp "^ 2 % ^ ^^y°" ^^ P"^*^^

soit en remplaçant t par sa valeur

x^S = (0,136 -X;.5

P

- 24 -

BRGM SGN/GEG

CALCUL VU RAYON EQUIVALENT

Soit S déterminé par un piézomètre éloigné. Si on ne sait pas qu'on a

affaire à un milieu fissuré on peut déterminer le rayon équivalent du puits tra¬

versant la fissure verticale en utilisant la méthode classique, c'est-à-dire en

prolongeant la "droite de JACOB" obtenue au puits de pompage.

L'abaque théorique montre que la "droite de JACOB" coupe l'axe s= 0

P°"^ 4 r.t° = 0,242.

*n rt. o

L'application de la formule de THEIS donne

r = 1,499 êq ' S

soit r = 0,368 a;eq . f

(en fait r = x avec e = 2,7182...).eq e f

On obtient ainsi un rayon équivalent au puits traversant La

fissure qui est généralement très supérieur au diamètre du puits.

Par exemple : si a; = 10 m on obtient un rayon équivalent de

3,68 m. C'est une manière de détecter a priori la présence d'une fissure

étendue.

CALCUL VU COETTICIENT V'EMMAGASINEMENT APPARENT

De La même manière, si on ne tient pas compte de la fissure, on peut

calculer un coefficient d'emmagasinement apparent au puits suivant la méthode

classique :

2,246 T.t

âpp "^ 2 % ^ ^^y°" ^^ P"^*^^

soit en remplaçant t par sa valeur

x^S = (0,136 -X;.5

P

- 25 -

BRGM - SGN/GEG

On obtient de cette manière un coefficient d'emmagasinement très supé¬

rieur au coefficient d'emmagasinement réel S.

Par exemple :

r = 0.1 mP

x = 10 m

S = 13605app

4 - FISSURE HORIZONTALE CIRCULAIRE UNIQUE

4.1. - INTROVUCTION

Les hypothèses de régularité de l'aquifère sont les mêmes que les pré¬

cédentes, mais on suppose que le forage traverse (en son centre) une fissure cir¬

culaire de rayon r_p située à mi-hauteur de l'aquifère. (figure 1.7.) .

Comme pour la fissure verticale, on suppose que l'épaisseur de la fis¬

sure est faible (par rapport à son rayon et à l'épaisseur h de l'aquifère).

On considère également que Le débit par unité de surface de fissure

est constant en tous points et que tout le débit est capté par la fissure et non

par le puits ; on montre qu'en fait la fissure a une perméabilité équivalente

pratiquement infinie et présente en tous points une charge égale à celle du puits.

On suppose que l'aquifère est isotrope dans le plan horizontal avec une

perméabilité K et donc une transmissivité :

T = h.K^

La perméabilité verticale est K qui est généralement différente de

^r-

- 25 -

BRGM - SGN/GEG

On obtient de cette manière un coefficient d'emmagasinement très supé¬

rieur au coefficient d'emmagasinement réel S.

Par exemple :

r = 0.1 mP

x = 10 m

S = 13605app

4 - FISSURE HORIZONTALE CIRCULAIRE UNIQUE

4.1. - INTROVUCTION

Les hypothèses de régularité de l'aquifère sont les mêmes que les pré¬

cédentes, mais on suppose que le forage traverse (en son centre) une fissure cir¬

culaire de rayon r_p située à mi-hauteur de l'aquifère. (figure 1.7.) .

Comme pour la fissure verticale, on suppose que l'épaisseur de la fis¬

sure est faible (par rapport à son rayon et à l'épaisseur h de l'aquifère).

On considère également que Le débit par unité de surface de fissure

est constant en tous points et que tout le débit est capté par la fissure et non

par le puits ; on montre qu'en fait la fissure a une perméabilité équivalente

pratiquement infinie et présente en tous points une charge égale à celle du puits.

On suppose que l'aquifère est isotrope dans le plan horizontal avec une

perméabilité K et donc une transmissivité :

T = h.K^

La perméabilité verticale est K qui est généralement différente de

^r-

- 26 -

BRGM . SGN/GEG

Ce schéma théorique permet également de représenter correctement l'é¬

volution du rabattement dans un forage qui traverse plusieurs fissures groupées.

La solution reste approximativement valable même si Le forage ne traverse pas La

fissure en son centre et même si la fissure n'est pas située exactement à mi-hau¬

teur de l'aquifère.

4.1. - T^IWCIPE VE L'INTERPRETATION AU PUITS VE POMPAGE


l'évolution du rabattement au puits de pompage en coordonnées logarithmiques :

(voir figure 1.8 ) .

Chaque courbe est graduée selon Le paramètre : .hj^ = . "tl Yz

Puits

RI II I

Piézomètre

RI I

I I

I 1

I

FISSURE

Figure n° 1.7.

UNIQUE HORIZONTALE

h^ est en fait l'épaisseur réduire de l'aquifère.

- 26 -

BRGM . SGN/GEG

Ce schéma théorique permet également de représenter correctement l'é¬

volution du rabattement dans un forage qui traverse plusieurs fissures groupées.

La solution reste approximativement valable même si Le forage ne traverse pas La

fissure en son centre et même si la fissure n'est pas située exactement à mi-hau¬

teur de l'aquifère.

4.1. - T^IWCIPE VE L'INTERPRETATION AU PUITS VE POMPAGE


l'évolution du rabattement au puits de pompage en coordonnées logarithmiques :

(voir figure 1.8 ) .

Chaque courbe est graduée selon Le paramètre : .hj^ = . "tl Yz

Puits

RI II I

Piézomètre

RI I

I I

I 1

I

FISSURE

Figure n° 1.7.

UNIQUE HORIZONTALE

h^ est en fait l'épaisseur réduire de l'aquifère.

- 27 -

Figure n° 1,8. fissure horizontale circulaire - Rabattementau puits - (coordonnées de THEIS)

10

Gr\HNT

QUJn.

UJETUJt-E-<CD<ce

10

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- 27 -

Figure n° 1,8. fissure horizontale circulaire - Rabattementau puits - (coordonnées de THEIS)

10

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- 28 -

BRGM - SGN/GEG

Les coordonnées réduites de L'abaque sont :

s = U-ïïT.s/Qa

t = hT.t/r^.S

Cet abaque a été tracé après intégration numérique en fonction du

temps réduit de la solution analytique élémentaire obtenue par la méthode des

fonctions sources.

Rema/ique. 1 :

La figure 1.8. montre que les courbes présentent toutes une pente 1/2

au début. Pour les petites valeurs de 7z, c'est-à-dire pour des faibles épais¬

seurs relatives d'aquifères. Les courbes rejoignent rapidement La courbe de THEIS

correspondant à un puits de rayon r-. En effet, très rapidement l'écoulement de¬

vient radial. Pour les fortes valeurs de Tz^, la pente 1/2 se prolonge plus long¬

temps car l'écoulement reste longtemps vertical perpendicualire à La fissure.

A partir de ?z» = 5, les courbes sont parallèles sur toute la plage tra¬

cée c'est-à-dire que pour un même temps (réduit) le rabattement est proportionnel

à h^.

La figure 1.8 montre que l'évolution du rabattement au puits est repré¬

sentée par une droite de pente 1/2 approximativement pendant La durée suivante :

h

0,1

0,3

0,5

>, 1

fin de la droite de pente 1/2t

0,001 j

0,03 j v'^.S/UT

0,1

0,5 '

Comme pour la fissure verticale, la solution dé CARSLAW et JAEGER (1959)

permet de calculer L'équation de La "droite de pente 1/2".

- 28 -

BRGM - SGN/GEG

Les coordonnées réduites de L'abaque sont :

s = U-ïïT.s/Qa

t = hT.t/r^.S

Cet abaque a été tracé après intégration numérique en fonction du

temps réduit de la solution analytique élémentaire obtenue par la méthode des

fonctions sources.

Rema/ique. 1 :

La figure 1.8. montre que les courbes présentent toutes une pente 1/2

au début. Pour les petites valeurs de 7z, c'est-à-dire pour des faibles épais¬

seurs relatives d'aquifères. Les courbes rejoignent rapidement La courbe de THEIS

correspondant à un puits de rayon r-. En effet, très rapidement l'écoulement de¬

vient radial. Pour les fortes valeurs de Tz^, la pente 1/2 se prolonge plus long¬

temps car l'écoulement reste longtemps vertical perpendicualire à La fissure.

A partir de ?z» = 5, les courbes sont parallèles sur toute la plage tra¬

cée c'est-à-dire que pour un même temps (réduit) le rabattement est proportionnel

à h^.

La figure 1.8 montre que l'évolution du rabattement au puits est repré¬

sentée par une droite de pente 1/2 approximativement pendant La durée suivante :

h

0,1

0,3

0,5

>, 1

fin de la droite de pente 1/2t

0,001 j

0,03 j v'^.S/UT

0,1

0,5 '

Comme pour la fissure verticale, la solution dé CARSLAW et JAEGER (1959)

permet de calculer L'équation de La "droite de pente 1/2".

- 29 -

BRGM SGN/GEG

Q.h,s = yt ou encore s = ^jj.Vfe avec les notations classiques

TiVrr.s.r^ ^ '^ yfr

Comme pour La fissure verticale, il peut arriver qu'on ne voit pas appa¬

raître de pente 1/2 à cause des phénomènes parasites comme :

- des pertes de charges singulières,

- un effet de capacité dans le puits.

IL faudra alors effectuer exactement Les mêmes corrections que pour La

fissure verticale (voir paragraphe 4.2. ).

Le tracé de s en fonction de la racine carré du temps permet, par la

pente de La droite, de déterminer La quantité T.S.r^.

RemoAque 2 :

Après un temps plus ou moins long, toutes les courbes suivent L'appro¬

ximation de JACOB. Des calculs analytiques (BERTRAND, FEUGA, NOYER, THIERY , 1980)

montrent que L'approximation de JACOB est valable à partir des valeurs suivantes

du temps :

iH,

5

10

20

50

100

Début de l'approximation de JACOB

5 \

6 1

24 (95 r2 .5/42-

600 \2400 /

On voit donc que dans une formation de grande épaisseur avec une faible

perméabilité verticale, on risque de ne jamais voir apparaître le régime de JACOB

et de commettre une erreur importante en assimilant une partie de courbe rectili-

gne en coordonnées semi-logarithmiques à La droite de JACOB. La figure 1.9. i Ilus¬tre ce phénomène.

- 29 -

BRGM SGN/GEG

Q.h,s = yt ou encore s = ^jj.Vfe avec les notations classiques

TiVrr.s.r^ ^ '^ yfr

Comme pour La fissure verticale, il peut arriver qu'on ne voit pas appa¬

raître de pente 1/2 à cause des phénomènes parasites comme :

- des pertes de charges singulières,

- un effet de capacité dans le puits.

IL faudra alors effectuer exactement Les mêmes corrections que pour La

fissure verticale (voir paragraphe 4.2. ).

Le tracé de s en fonction de la racine carré du temps permet, par la

pente de La droite, de déterminer La quantité T.S.r^.

RemoAque 2 :

Après un temps plus ou moins long, toutes les courbes suivent L'appro¬

ximation de JACOB. Des calculs analytiques (BERTRAND, FEUGA, NOYER, THIERY , 1980)

montrent que L'approximation de JACOB est valable à partir des valeurs suivantes

du temps :

iH,

5

10

20

50

100

Début de l'approximation de JACOB

5 \

6 1

24 (95 r2 .5/42-

600 \2400 /

On voit donc que dans une formation de grande épaisseur avec une faible

perméabilité verticale, on risque de ne jamais voir apparaître le régime de JACOB

et de commettre une erreur importante en assimilant une partie de courbe rectili-

gne en coordonnées semi-logarithmiques à La droite de JACOB. La figure 1.9. i Ilus¬tre ce phénomène.

- 30 -

Figure n° 1.9. : Fissure horizontale circulaire : rabattement aupuits (coordonnées semi-logarithmiques)

E-14

nUJrr

t-

UlSIUlt-E-<v<ce

Ov<

¡^t=<r

%<

15o00

-là. 00

13b00

12.00

11. 00

10.00

9.00

8.00

l.CO

6.00

5.00

¿.oQQ

3.00

2.00

1.00

0.

yA

"^

/

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/

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1

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1

1

1

SI

-4

11/

/

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///

/

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A

^*'*'

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y''

^

/. rég

_non

Jroitelacob

II

A

_¡iPíld

ime de Jacobatteint

A

y'

h'k ,-; de

'liK"vA

ÎA^' A<^

f

y

'y

roii-e a« JACC

III 1

y

A'^

>

3B

*

''

y

A^y

é

10 ^0 10 1 , A-Tu/-2,r^'\^TEHPS REDUIT ^ ' ^-^

10

- 30 -

Figure n° 1.9. : Fissure horizontale circulaire : rabattement aupuits (coordonnées semi-logarithmiques)

E-14

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III 1

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10

- 31 -

BRGM - SGN/GEG

Véte/vmlnatÁX)Yi de T et S '

On procède par superpos-ition en coordonnées bi logarithmiques, comme

pour La méthode de THEIS. On choisit La courbe qui se cale Le mieux sur les

points expérimentaux. L'examen des courbes de la figure 1.9. montre que dès que

hj, > 3, les courbes ont pratiquement la même forme (sur toute L'étendue de l'a¬

baque). IL ne sera alors pas possible d'identifier la valeur de 7z_ mais une Li¬

mite inférieure de ?z^.

Après superposition, on relève un point de coïncidence

essai abaque

On obtient ainsi :

T= -^.^

S.r%= hT. ^= -£-. * .-f|-^ â "" â ^

u r^

Si hj. ne peut être identifié de manière unique, on pourra identifier

correctement t mais uniquement une valeur minimale de s .

On ne pourra alors déterminer qu'une valeur MINIMALE :

- de r

- de S. r2- de ?z .

- 31 -

BRGM - SGN/GEG

Véte/vmlnatÁX)Yi de T et S '

On procède par superpos-ition en coordonnées bi logarithmiques, comme

pour La méthode de THEIS. On choisit La courbe qui se cale Le mieux sur les

points expérimentaux. L'examen des courbes de la figure 1.9. montre que dès que

hj, > 3, les courbes ont pratiquement la même forme (sur toute L'étendue de l'a¬

baque). IL ne sera alors pas possible d'identifier la valeur de 7z_ mais une Li¬

mite inférieure de ?z^.

Après superposition, on relève un point de coïncidence

essai abaque

On obtient ainsi :

T= -^.^

S.r%= hT. ^= -£-. * .-f|-^ â "" â ^

u r^

Si hj. ne peut être identifié de manière unique, on pourra identifier

correctement t mais uniquement une valeur minimale de s .

On ne pourra alors déterminer qu'une valeur MINIMALE :

- de r

- de S. r2- de ?z .

- 32 -

BRGM - SGN/GEG

On remarque que dans le cas où /z^ peut être déterminé de manière unique,

on n'a pas accès à S mais au produit S.r^. On peut ainsi calculer r en faisantdes hypothèses sur S ou le contraire (comme dans le cas d'une fissure verticale).


phe suivant comment on peut calculer S et_ r.

4.3. - METHOVE V INTERPRETATION EN UN PIEZOMETRE

9 InÜLoducXÁjon

Une difficulté se pose immédiatement car le champ des charges (des

rabattements) dépend de la cote du point d'observation. IL y a donc un gradient

de charge suivant la verticale. Un piézomètre non crépine mesurera un rabattement

différent suivant la profondeur à Laquelle il est situé. Si Le piézomètre est

crépine sur toute sa hauteur et traverse toute L'épaisseur de l'aquifère, il me¬

surera une valeur qui se rapproche de la moyenne des rabattements sur l'épaisseur

de l'aquifère si l'on considère que La perméabilité est constante sur la vertica¬

le. Cependant, un tel piézomètre - au moins en théorie - modifie l'écoulement

initial car il met en communication des points qui n'avaient pas la même charge

initialement. Cependant, il est évident que pour un piézomètre situé à une cer¬

taine distance de la fissure, l'écoulement est cylindrique et ne présente plus de

gradient sur La verticale. Cet écoulement se rapproche de l'écoulement décrit par

la formule de THEIS (ou de JACOB).

Pour un piézomètre situé dans La fissure, l'écoulement présente un très

fort gradient suivant La verticale. Si un tel piézomètre était crépine sur toute

sa hauteur, il modifierait considérablement l'écoulement. Il pourrait n'être cré¬

pine qu'à la cote de la fissure (si on la connaît). En fait on montre qu'en tout

point de la fissure un tel piézomètre mesurerait un rabattement quasiment égal au

rabattement au puits de pompage situé au centre de la fissure.

On a tracé, fig. I.IO, des abaques représentant en coordonnées réduites

sur papier bi Logarithmique l'évolution de La moyenne sur toute l'épaisseur de

l'aquifère de la charge en un piézomètre situé à la distance x de la fissure. En

calculant La moyenne sur la verticale, on s'aperçoit que le paramètre h^ dispa¬

raît ; on obtient ainsi un seul ensemble de courbes graduées selon la distance

réduite Xj. = x/r.

- 32 -

BRGM - SGN/GEG

On remarque que dans le cas où /z^ peut être déterminé de manière unique,

on n'a pas accès à S mais au produit S.r^. On peut ainsi calculer r en faisantdes hypothèses sur S ou le contraire (comme dans le cas d'une fissure verticale).


phe suivant comment on peut calculer S et_ r.

4.3. - METHOVE V INTERPRETATION EN UN PIEZOMETRE

9 InÜLoducXÁjon

Une difficulté se pose immédiatement car le champ des charges (des

rabattements) dépend de la cote du point d'observation. IL y a donc un gradient

de charge suivant la verticale. Un piézomètre non crépine mesurera un rabattement

différent suivant la profondeur à Laquelle il est situé. Si Le piézomètre est

crépine sur toute sa hauteur et traverse toute L'épaisseur de l'aquifère, il me¬

surera une valeur qui se rapproche de la moyenne des rabattements sur l'épaisseur

de l'aquifère si l'on considère que La perméabilité est constante sur la vertica¬

le. Cependant, un tel piézomètre - au moins en théorie - modifie l'écoulement

initial car il met en communication des points qui n'avaient pas la même charge

initialement. Cependant, il est évident que pour un piézomètre situé à une cer¬

taine distance de la fissure, l'écoulement est cylindrique et ne présente plus de

gradient sur La verticale. Cet écoulement se rapproche de l'écoulement décrit par

la formule de THEIS (ou de JACOB).

Pour un piézomètre situé dans La fissure, l'écoulement présente un très

fort gradient suivant La verticale. Si un tel piézomètre était crépine sur toute

sa hauteur, il modifierait considérablement l'écoulement. Il pourrait n'être cré¬

pine qu'à la cote de la fissure (si on la connaît). En fait on montre qu'en tout

point de la fissure un tel piézomètre mesurerait un rabattement quasiment égal au

rabattement au puits de pompage situé au centre de la fissure.

On a tracé, fig. I.IO, des abaques représentant en coordonnées réduites

sur papier bi Logarithmique l'évolution de La moyenne sur toute l'épaisseur de

l'aquifère de la charge en un piézomètre situé à la distance x de la fissure. En

calculant La moyenne sur la verticale, on s'aperçoit que le paramètre h^ dispa¬

raît ; on obtient ainsi un seul ensemble de courbes graduées selon la distance

réduite Xj. = x/r.

- 33 -Figure n° 1.10. : Fissure horizontale circulaire : piézomètre

situé à une distance x du centre de La fissure

10

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10

10

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10 10 10-î t;a - ^ ATt/^S ^^ ^ 10

- 33 -Figure n° 1.10. : Fissure horizontale circulaire : piézomètre

situé à une distance x du centre de La fissure

10

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- 34 -

BRGM - SGN/GEG

Les coordonnées réduites de L'abaque sont Les mêmes que celLe de la

formule de THEIS :

s = 4 ir T. s/Q

t = i* T.t/x^.Sa

CaZcul du nayon eqiUvatent

Comme dans le cas d'une fissure verticale, après avoir déterminé S par

un piézomètre éloigné, on peut calculer le rayon équivalent au puits traversantLa fissure horizontale en prolongeant la "droite de JACOB" au puits.

L'abaque théorique donne les valeurs suivantes pour le temps adimen¬

sionnel correspondant à s = o.

^

0,1

1

2

3

5

Í^T.tO

"/^

0,607

0,430

0,185

0,0521

2,33 10"3

On obtient alors directement Les valeurs suivantes pour le rayon équi

valent :

h

0,1

1

2

3

5

Wf0,584

0,492

0,323

0,171

0,036

- 34 -

BRGM - SGN/GEG

Les coordonnées réduites de L'abaque sont Les mêmes que celLe de la

formule de THEIS :

s = 4 ir T. s/Q

t = i* T.t/x^.Sa

CaZcul du nayon eqiUvatent

Comme dans le cas d'une fissure verticale, après avoir déterminé S par

un piézomètre éloigné, on peut calculer le rayon équivalent au puits traversantLa fissure horizontale en prolongeant la "droite de JACOB" au puits.

L'abaque théorique donne les valeurs suivantes pour le temps adimen¬

sionnel correspondant à s = o.

^

0,1

1

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Í^T.tO

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0,607

0,430

0,185

0,0521

2,33 10"3

On obtient alors directement Les valeurs suivantes pour le rayon équi

valent :

h

0,1

1

2

3

5

Wf0,584

0,492

0,323

0,171

0,036

- 35 -

BRGM SGN/GEG

IL apparaît ainsi que pour de faibles épaisseurs (adimensionnelles)de l'aquifère on peut obtenir des rayons d'action très grands : r = 5.84 m

eq

pour r- = 10 m et ?z_ = 0,1 ou au contraire petits pour de grandes épaisseursadimensionnelles.

Comme pour la fissure verticale, on remarque que dès que ^ > 3 on

obtient une courbe unique qui est la courbe de THEIS (Les temps et les rabat¬

tements adimensionnels sont les mêmes). L'influence de la fissure horizontale

circulaire ne se fait sentir qu'à une distance de 3 fois son rayon.

CaJicuZ de^ pcvumet/ieJi

Le calcul des paramètres se fait - comme pour La fissure verticale -

par superposition à la courbe type en coordonnées bi logarithmiques.

Comme dans le schéma de THEIS, on obtient :

4t7 s

^ _ 47 t _ Q t ^a

x^ a irx^ a

Le rayon de la fissure équivalente est donné par

si jc^ 5 3 on n'obtient qu'un rayon MINIMAL.

Comme pour La fissure verticale, si on dispose de l'évolution du rabat¬

tement au puits de pompage on a pu calculer la quantité 5.r^ (voir paragraphe

précédent). On vérifiera que les résultats du puits et du piézomètre sont compa¬

tibles. De plus on pourra calculer r même si a; > 3 de la manière suivante :

j S.r^ ^ calculé au puitsV =y ^' s y calculé au piézomètre.

- 35 -

BRGM SGN/GEG

IL apparaît ainsi que pour de faibles épaisseurs (adimensionnelles)de l'aquifère on peut obtenir des rayons d'action très grands : r = 5.84 m

eq

pour r- = 10 m et ?z_ = 0,1 ou au contraire petits pour de grandes épaisseursadimensionnelles.

Comme pour la fissure verticale, on remarque que dès que ^ > 3 on

obtient une courbe unique qui est la courbe de THEIS (Les temps et les rabat¬

tements adimensionnels sont les mêmes). L'influence de la fissure horizontale

circulaire ne se fait sentir qu'à une distance de 3 fois son rayon.

CaJicuZ de^ pcvumet/ieJi

Le calcul des paramètres se fait - comme pour La fissure verticale -

par superposition à la courbe type en coordonnées bi logarithmiques.

Comme dans le schéma de THEIS, on obtient :

4t7 s

^ _ 47 t _ Q t ^a

x^ a irx^ a

Le rayon de la fissure équivalente est donné par

si jc^ 5 3 on n'obtient qu'un rayon MINIMAL.

Comme pour La fissure verticale, si on dispose de l'évolution du rabat¬

tement au puits de pompage on a pu calculer la quantité 5.r^ (voir paragraphe

précédent). On vérifiera que les résultats du puits et du piézomètre sont compa¬

tibles. De plus on pourra calculer r même si a; > 3 de la manière suivante :

j S.r^ ^ calculé au puitsV =y ^' s y calculé au piézomètre.

- 36 -

BRGM - SGN/GEG

5 - INTERPRETATION DES COURBES DE REMONTEE

L'interprétation des courbes de remontée peut se faire de plusieurs

manieres.

5.7. - VEBUT VE LA REMONTEE

Le début de la remontée, et surtout si La descente a duré longtemps,

peut être interprété comme un pompage de débit -Q. L'interprétation peut être

effectuée en coordonnées bi Logarithmiques comme la descente ; i L ne faudra ce¬

pendant pas s'occuper de la fin de La remontée qui est déformée et présente tou¬

jours une stabilisation. On peut également tracer Le début de la remontée en

coordonnée semi-logarithmique mais il peut se produire que Le "régime de JACOB"

ne soit pas atteint pendant la phase non perturbée de la remontée.

5.1. - TIN VE LA REMONTEE

Après un certain temps, l'influence résiduelle de la descente et La

remontée suivent toutes Les deux l'approximation de JACOB.

On peut alors écrire :

s = s + 7% Ln et + t ) + -A%- Ln Ct ) avect = temps de pompage

t = temps de remontée

pompage remontée

soit :

^ = ^0 -^ îïT Ln a ^ yt^;

On peut ainsi étudier, quelque soit le schéma d'interprétation. Le ra¬

battement s en fonction de La variable 1 +* /* en coordonnées semi-logarith¬miques et déterminer la transmiss-ivité T par La pente de la droite. Ceci reste

valable si Le puits de pompage traverse une fissure horizontale ou verticale car

on a montré qu'après un certain temps l'évolution du rabattement en fonction du

temps est identique à La solution de THEIS.

- 36 -

BRGM - SGN/GEG

5 - INTERPRETATION DES COURBES DE REMONTEE

L'interprétation des courbes de remontée peut se faire de plusieurs

manieres.

5.7. - VEBUT VE LA REMONTEE

Le début de la remontée, et surtout si La descente a duré longtemps,

peut être interprété comme un pompage de débit -Q. L'interprétation peut être

effectuée en coordonnées bi Logarithmiques comme la descente ; i L ne faudra ce¬

pendant pas s'occuper de la fin de La remontée qui est déformée et présente tou¬

jours une stabilisation. On peut également tracer Le début de la remontée en

coordonnée semi-logarithmique mais il peut se produire que Le "régime de JACOB"

ne soit pas atteint pendant la phase non perturbée de la remontée.

5.1. - TIN VE LA REMONTEE

Après un certain temps, l'influence résiduelle de la descente et La

remontée suivent toutes Les deux l'approximation de JACOB.

On peut alors écrire :

s = s + 7% Ln et + t ) + -A%- Ln Ct ) avect = temps de pompage

t = temps de remontée

pompage remontée

soit :

^ = ^0 -^ îïT Ln a ^ yt^;

On peut ainsi étudier, quelque soit le schéma d'interprétation. Le ra¬

battement s en fonction de La variable 1 +* /* en coordonnées semi-logarith¬miques et déterminer la transmiss-ivité T par La pente de la droite. Ceci reste

valable si Le puits de pompage traverse une fissure horizontale ou verticale car

on a montré qu'après un certain temps l'évolution du rabattement en fonction du

temps est identique à La solution de THEIS.

2ÈME PARTIE

POMPAGES d'essai

MATÉRIEL ET MÉTHODE UTILISÉS

DESCRIPTION DES SITES TESTÉS

2ÈME PARTIE

POMPAGES d'essai

MATÉRIEL ET MÉTHODE UTILISÉS

DESCRIPTION DES SITES TESTÉS

- 38 -

BRGM - SGN/GEG

1 - POMPAGES D'ESSAIS - MATERIEL ET METHODES UTILISES

Pour pouvoir être interprété correctement, un pompage d'essai doit

être conduit avec rigueur, en utilisant du matériel approprié. Une acquisition

en continu des données (débit pompé et niveaux dans le puits et Les piézomètres

éventuellement) s'est vite révélée indispensable.

1.1. - VISPÛSTTIT VE MESURE {^Ig. II. 1)

Un appareillage spécialement adapté a été mis en partie au point en

1977. La description des différents organes figure dans le rapport scientifique

annuel relatif à l'année 1978 .

Rappelons que pour mettre en évidence la faible durée de la période

d'écoulement Linéaire en début d'essai (parfois d'une dizaine de secondes tout

au plus), il est apparu nécessaire d'enregistrer avec une précision suffisante

les rabattements pendant cette brève période. La mesure des débits pose plus de

problèmes en début d'essai car le démarrage de toute pompe est accompagné d'une

période transitoire qui dure au minimum de l'ordre d'une ou deux secondes. De

plus la plupart des débitmètres ont un temps de réponse tout à fait similaire,

et de ce fait il est très difficile de connaître Le débit au départ de l'essai.

. MeJiUJieA de. yiLveau pan. txmiÂmettejun. pnejumcit¿qu.e.

Pour des questions de fiabilité et de prix de revient, des transmet¬

teurs pneumatiques de niveau ont été initialement choisis de préférence à des

capteurs de pression immergés ou autres limnigraphes.

- l'alimentation en air comprimé des transmetteurs (qu'on appellera "bulLe-à-

bulle") se fait à une pression > 2 bar, au moyen d'une bouteille d'air compri¬

mé ou d'un petit compresseur. L'air, détendu à 2 bar, arrive à un régulateur

de débit, indépendant de la pression d'air en aval. Le débit qui traverse l'ap¬

pareil est visualisé par barbottage dans un petit récipient en verre. Ce débit

Mise au point d'une méthodologie pour la détermination des caractéristiques hy¬drauliques des milieux fissurés-- rapport scientifique annuel 1978.Rapport 79 SGN 062 GEG - décembre 1978.

- 38 -

BRGM - SGN/GEG

1 - POMPAGES D'ESSAIS - MATERIEL ET METHODES UTILISES

Pour pouvoir être interprété correctement, un pompage d'essai doit

être conduit avec rigueur, en utilisant du matériel approprié. Une acquisition

en continu des données (débit pompé et niveaux dans le puits et Les piézomètres

éventuellement) s'est vite révélée indispensable.

1.1. - VISPÛSTTIT VE MESURE {^Ig. II. 1)

Un appareillage spécialement adapté a été mis en partie au point en

1977. La description des différents organes figure dans le rapport scientifique

annuel relatif à l'année 1978 .

Rappelons que pour mettre en évidence la faible durée de la période

d'écoulement Linéaire en début d'essai (parfois d'une dizaine de secondes tout

au plus), il est apparu nécessaire d'enregistrer avec une précision suffisante

les rabattements pendant cette brève période. La mesure des débits pose plus de

problèmes en début d'essai car le démarrage de toute pompe est accompagné d'une

période transitoire qui dure au minimum de l'ordre d'une ou deux secondes. De

plus la plupart des débitmètres ont un temps de réponse tout à fait similaire,

et de ce fait il est très difficile de connaître Le débit au départ de l'essai.

. MeJiUJieA de. yiLveau pan. txmiÂmettejun. pnejumcit¿qu.e.

Pour des questions de fiabilité et de prix de revient, des transmet¬

teurs pneumatiques de niveau ont été initialement choisis de préférence à des

capteurs de pression immergés ou autres limnigraphes.

- l'alimentation en air comprimé des transmetteurs (qu'on appellera "bulLe-à-

bulle") se fait à une pression > 2 bar, au moyen d'une bouteille d'air compri¬

mé ou d'un petit compresseur. L'air, détendu à 2 bar, arrive à un régulateur

de débit, indépendant de la pression d'air en aval. Le débit qui traverse l'ap¬

pareil est visualisé par barbottage dans un petit récipient en verre. Ce débit

Mise au point d'une méthodologie pour la détermination des caractéristiques hy¬drauliques des milieux fissurés-- rapport scientifique annuel 1978.Rapport 79 SGN 062 GEG - décembre 1978.

- 39 -Figure n°ll.1 : Schéma des possibilités de mesure Lors

de pompages d'essai (niveaux, débits)

Compresseur

0,6 -Sm^/hRotamètre

=&

10 - 50 m* /hDiaphragme

l^ i

1 1 1

I ' >

1 1

mit

m. eau

Transmetteurs

pneumatiques

de niveou

0 -20tii

N\\N'

I

> Capteur^^ immergé

^ O-IOm

o 0 0

êm-7Enregistreur

SRD ou SRM

- 39 -Figure n°ll.1 : Schéma des possibilités de mesure Lors

de pompages d'essai (niveaux, débits)

Compresseur

0,6 -Sm^/hRotamètre

=&

10 - 50 m* /hDiaphragme

l^ i

1 1 1

I ' >

1 1

mit

m. eau

Transmetteurs

pneumatiques

de niveou

0 -20tii

N\\N'

I

> Capteur^^ immergé

^ O-IOm

o 0 0

êm-7Enregistreur

SRD ou SRM

- 40 -

BRGM - SGN/GEG

est ajusté à 2 ou 3 bulles par seconde, et part dans le forage au moyen d'un

conduit en rilsan 0 4x6 mm, lesté par un contrepoids. Si l'extrémité du con¬

duit est immergé d'une hauteur h dans L'eau, la pression d'air dans la ligne

va croître jusqu'à compenser cette hauteur, puis les bulles s'échappent et la

pression d'air se stabilise.

- Sur cette Ligne d'air, on a fixé un capteur de pression et un manomètre de pré¬

cision, permettant de mesurer une gamme de 0 à 20 m d'eau. Le manomètre, de

diamètre 150 mm, est de classe 1, et le capteur de pression est donné pour une

précision meilleure que 0,2 % (linéarité, hystérésis et dérive en température

entre 10 et 40°C confondus). Ce capteur est un capteur de pression relative.

IL est possible, avec un enregistreur approprié, d'apprécier des variations de

niveau de 2 à 3 cm moyennant une vérification de l'étalonnage par immersion de

la ligne d'air à des profondeurs connues avant et après L'essai (fig. II. 2).

- Pour les remontées de niveau, il faut que le débit d'air soit capable de fai¬

re remonter la pression en Ligne. Plus ce débit est faible et plus cette re¬

montée est lente. De ce fait, lorsque les remontées de niveau sont très rapi¬

des, La "bulle-à-bulle" ne suit plus. Pour des lignes d'air de 25 m environ,

la vitesse de remontée doit être inférieure au mètre/mn avec un débit de 3 bul¬

les par seconde sur nos équipements.

. Me^uÂ.eÀ> de yiiveau pan. capteu/i ÁsmeAgt

Pour pallier aux inconvénients cités plus haut, on a mis au point un

capteur de pression immergeabLe de précision. Le capteur de pression relative,

de classe 0,2, à jauges de contraintes, est placé dans un corps métallique qui

sert de lest. A ce corps, est fixé un conditionneur qui alimente Le capteur à

tension constante et amplifie la tension issue du capteur. La liaison avec la

surface se fait au moyen d'un cable à 6 conducteurs blindé, dans lequel a été

placé un conduit pneumatique permettant la transmission de la pression atmosphé¬

rique jusqu'au capteur. Les différents éléments du capteur, d'un diamètre maxi¬

mum de 25 mm, sont raccordés par des prises étanches entre-eux et au cable de

liaison (figll.3». En surface, un boîtier fournit l'alimentation du capteur,

l'affichage de la pression et une tension de sortie pour l'enregistrement.

- 40 -

BRGM - SGN/GEG

est ajusté à 2 ou 3 bulles par seconde, et part dans le forage au moyen d'un

conduit en rilsan 0 4x6 mm, lesté par un contrepoids. Si l'extrémité du con¬

duit est immergé d'une hauteur h dans L'eau, la pression d'air dans la ligne

va croître jusqu'à compenser cette hauteur, puis les bulles s'échappent et la

pression d'air se stabilise.

- Sur cette Ligne d'air, on a fixé un capteur de pression et un manomètre de pré¬

cision, permettant de mesurer une gamme de 0 à 20 m d'eau. Le manomètre, de

diamètre 150 mm, est de classe 1, et le capteur de pression est donné pour une

précision meilleure que 0,2 % (linéarité, hystérésis et dérive en température

entre 10 et 40°C confondus). Ce capteur est un capteur de pression relative.

IL est possible, avec un enregistreur approprié, d'apprécier des variations de

niveau de 2 à 3 cm moyennant une vérification de l'étalonnage par immersion de

la ligne d'air à des profondeurs connues avant et après L'essai (fig. II. 2).

- Pour les remontées de niveau, il faut que le débit d'air soit capable de fai¬

re remonter la pression en Ligne. Plus ce débit est faible et plus cette re¬

montée est lente. De ce fait, lorsque les remontées de niveau sont très rapi¬

des, La "bulle-à-bulle" ne suit plus. Pour des lignes d'air de 25 m environ,

la vitesse de remontée doit être inférieure au mètre/mn avec un débit de 3 bul¬

les par seconde sur nos équipements.

. Me^uÂ.eÀ> de yiiveau pan. capteu/i ÁsmeAgt

Pour pallier aux inconvénients cités plus haut, on a mis au point un

capteur de pression immergeabLe de précision. Le capteur de pression relative,

de classe 0,2, à jauges de contraintes, est placé dans un corps métallique qui

sert de lest. A ce corps, est fixé un conditionneur qui alimente Le capteur à

tension constante et amplifie la tension issue du capteur. La liaison avec la

surface se fait au moyen d'un cable à 6 conducteurs blindé, dans lequel a été

placé un conduit pneumatique permettant la transmission de la pression atmosphé¬

rique jusqu'au capteur. Les différents éléments du capteur, d'un diamètre maxi¬

mum de 25 mm, sont raccordés par des prises étanches entre-eux et au cable de

liaison (figll.3». En surface, un boîtier fournit l'alimentation du capteur,

l'affichage de la pression et une tension de sortie pour l'enregistrement.

- 41 -

Figure n° 11.2; Schéma d'un dispositif d'enregistrementde niveaux en sondage utilisant destransmetteurs pneumatiques

©-

^.^'^^^^'^J

0=

rpoc

^CapteurSE LAB

21 V

0

Conditionneur

10^

C\J arrivée d'air

ÇZj régulateur de débit d'air[¿) manomètre de contrôle

[¿¿J capteur de pression d'air

(5) ligne d'air en forage

Çb) valise de conditionnement des capteurs

/'7^ enregistreur analogique

9^

Enregistreur

SRD ou SRM

- 41 -

Figure n° 11.2; Schéma d'un dispositif d'enregistrementde niveaux en sondage utilisant destransmetteurs pneumatiques

©-

^.^'^^^^'^J

0=

rpoc

^CapteurSE LAB

21 V

0

Conditionneur

10^

C\J arrivée d'air

ÇZj régulateur de débit d'air[¿) manomètre de contrôle

[¿¿J capteur de pression d'air

(5) ligne d'air en forage

Çb) valise de conditionnement des capteurs

/'7^ enregistreur analogique

9^

Enregistreur

SRD ou SRM

- 42 -

Figure n°ii.3: Capteur de niveau (pression relative)immergé en forage

t

29 cm

^[

14 cm

i

tCable pneumo.électrique

( longueur 200 m)

HM prise étonche Jupiteur

module olim + empli

f IIIHHti prise étonche Jupiter

_ logement copteur

(capteur Druck PDCR22)

_ prise de pression

- 42 -

Figure n°ii.3: Capteur de niveau (pression relative)immergé en forage

t

29 cm

^[

14 cm

i

tCable pneumo.électrique

( longueur 200 m)

HM prise étonche Jupiteur

module olim + empli

f IIIHHti prise étonche Jupiter

_ logement copteur

(capteur Druck PDCR22)

_ prise de pression

- 43 -

BRGM SGN/GEG

Le temps de réponse d'un tel capteur est extrêmement rapide (coupure

à 10 Hz) et sa précision sur La gamme 0-10 m est meilleure que 2 cm. Cet appareil

est utilisé seul ou en relais avec un "bulle à bulle" chaque fois que les remon¬

tées observées sont rapides.

. MeóuAe^ da dé.b¿t pompé.

Deux systèmes sont utilisés. Le premier consiste en un débitmètre à

flotteur (rotamètre) muni d'un suiveur magnétique et qui permet l'affichage ana¬

logique du débit (entre 0,6 et 6 m^/h) et fournit un courant 0 - 20 m A pour un

enregistreur. Ce d.ispositif a l'avantage d'avoir une bonne précision (de l'ordre

de 1 % de La pleine échelle) et une sortie électrique linéaire en fonction du dé¬

bit. Toutefois, il faut le placer sur une canalisation verticale, et pouvoir Le

shunter par un by-pass en début d'essai car le flotteur supporte mal les varia¬

tions brusques de débit.

L'autre système est un organe déprimogène (diaphragme) pour des débits

entre 10 et 50 m^/h. Ce diaphragme est fixé entre 2 brides sur une conduite0 100 mm, entre deux tronçons rectilignes de 2 m chacun. IL est associé à un cap¬

teur de pression différentielle puisque l'écoulement crée une perte de charge en¬

tre L'amont et l'aval du diaphragme, proportionnelle au carré du débit. Le cap¬

teur de pression possède une sortie électrique sous forme d'une boucle de courant

pour enregistrement ou entrée sur un régulateur. L'uti lisation de ce système en

conduite de refoulement de pompe nécessite de réduire la turbulence dans La con¬

duite et de maintenir impérativement le diaphragme en écoulement noyé (une légè¬

re contre-pression est souhaitable).' Sa précision n'est bonne (meilleure que 5 %)

qu'au-delà de 25 m^/h.

Tous les essais mesurés au cours de l'année 1979 ont été enregistrés

sous forme analogique par un appareil à 2 voies continues type SEFRAM SRD ou 6

voies continues type SEFRAW SRM, sur lequel on a fait varier La vitesse de dé¬

filement de 300 mm/h au début d'essai à 6mm/mnen fin d'essaiiLa classe de l'ap¬

pareil, dont les sensibilités d'entrée sont variables de 1 mV à 50 V pleine

échelle (pour une largeur de diagramme de 25 cm) est meilleure que 0,25.

- 43 -

BRGM SGN/GEG

Le temps de réponse d'un tel capteur est extrêmement rapide (coupure

à 10 Hz) et sa précision sur La gamme 0-10 m est meilleure que 2 cm. Cet appareil

est utilisé seul ou en relais avec un "bulle à bulle" chaque fois que les remon¬

tées observées sont rapides.

. MeóuAe^ da dé.b¿t pompé.

Deux systèmes sont utilisés. Le premier consiste en un débitmètre à

flotteur (rotamètre) muni d'un suiveur magnétique et qui permet l'affichage ana¬

logique du débit (entre 0,6 et 6 m^/h) et fournit un courant 0 - 20 m A pour un

enregistreur. Ce d.ispositif a l'avantage d'avoir une bonne précision (de l'ordre

de 1 % de La pleine échelle) et une sortie électrique linéaire en fonction du dé¬

bit. Toutefois, il faut le placer sur une canalisation verticale, et pouvoir Le

shunter par un by-pass en début d'essai car le flotteur supporte mal les varia¬

tions brusques de débit.

L'autre système est un organe déprimogène (diaphragme) pour des débits

entre 10 et 50 m^/h. Ce diaphragme est fixé entre 2 brides sur une conduite0 100 mm, entre deux tronçons rectilignes de 2 m chacun. IL est associé à un cap¬

teur de pression différentielle puisque l'écoulement crée une perte de charge en¬

tre L'amont et l'aval du diaphragme, proportionnelle au carré du débit. Le cap¬

teur de pression possède une sortie électrique sous forme d'une boucle de courant

pour enregistrement ou entrée sur un régulateur. L'uti lisation de ce système en

conduite de refoulement de pompe nécessite de réduire la turbulence dans La con¬

duite et de maintenir impérativement le diaphragme en écoulement noyé (une légè¬

re contre-pression est souhaitable).' Sa précision n'est bonne (meilleure que 5 %)

qu'au-delà de 25 m^/h.

Tous les essais mesurés au cours de l'année 1979 ont été enregistrés

sous forme analogique par un appareil à 2 voies continues type SEFRAM SRD ou 6

voies continues type SEFRAW SRM, sur lequel on a fait varier La vitesse de dé¬

filement de 300 mm/h au début d'essai à 6mm/mnen fin d'essaiiLa classe de l'ap¬

pareil, dont les sensibilités d'entrée sont variables de 1 mV à 50 V pleine

échelle (pour une largeur de diagramme de 25 cm) est meilleure que 0,25.

- 44 -

BRGM SGN/GEG

Après dépouillement des courbes P(t) et Q (t), un tracé automatique

est réalisé par moyens informatiques.

1.2. - METHOVE liTILISEE

. Coyidulte. des eAScuÂ

- Deux séries de pompage d'essai ont été réalisés au cours du second semestre 1979.

La première dans des séries perméables en Lorraine (grès ou calcaires fissurés)

l'autre dans des granites fracturés en Lozère, où la perméabilité s'est révélée

beaucoup plus faible, (tableau n°1 ).

- Les essais ont été menés avec un débit de pompage sensiblement constant. Deux

sites sur les cinq étudiés étaient équipés d'un piézomètre à proximité du puits

de pompage. Dans ces deux cas, on a enregistré les niveaux à La descente et à

La remontée dans le puits de pompage et le piézomètre. Dans les autres cas, seul

le niveau dans le puits de pompage a été suivi.

Les pompes immergées utilisées ont été soit une pompe GUINARD 0 6" pour les dé¬

bits de 15 à 50 m^/h, soit une pompe BRIAU 0 4" pour Les débits inférieurs à

4 m^/h, les colonnes de refoulement étant respectivement en 0 3" ou 4" d'une

part et 0 1.1/2 " d'autre part.

- La durée des essais est variable : le pompage s été maintenu jusqu'à l'observa¬

tion d'une pseudo-stabilisation du rabattement dans le puits de pompage (résul¬

tat obtenu entre 3h et 42fi) . La remontée a duré généralement entre 1/8 et la

moitié de ceLle du pompage.

. lYvten.pfLÎtatÂjon

Il nous a semblé utile de mettre en oeuvre non pas une seule méthode

(notamment celles basées sur un modèle à fissure verticale ou horizontale) mais

d'utiliser au mieux Les différentes possibilités développées au chapitre 1. Le

tableau suivant ( n° 2 ) résume le nombre d'interprétations possibles réalisées à

partir des cinq essais exécutés lors de la campagne 1979.

- 44 -

BRGM SGN/GEG

Après dépouillement des courbes P(t) et Q (t), un tracé automatique

est réalisé par moyens informatiques.

1.2. - METHOVE liTILISEE

. Coyidulte. des eAScuÂ

- Deux séries de pompage d'essai ont été réalisés au cours du second semestre 1979.

La première dans des séries perméables en Lorraine (grès ou calcaires fissurés)

l'autre dans des granites fracturés en Lozère, où la perméabilité s'est révélée

beaucoup plus faible, (tableau n°1 ).

- Les essais ont été menés avec un débit de pompage sensiblement constant. Deux

sites sur les cinq étudiés étaient équipés d'un piézomètre à proximité du puits

de pompage. Dans ces deux cas, on a enregistré les niveaux à La descente et à

La remontée dans le puits de pompage et le piézomètre. Dans les autres cas, seul

le niveau dans le puits de pompage a été suivi.

Les pompes immergées utilisées ont été soit une pompe GUINARD 0 6" pour les dé¬

bits de 15 à 50 m^/h, soit une pompe BRIAU 0 4" pour Les débits inférieurs à

4 m^/h, les colonnes de refoulement étant respectivement en 0 3" ou 4" d'une

part et 0 1.1/2 " d'autre part.

- La durée des essais est variable : le pompage s été maintenu jusqu'à l'observa¬

tion d'une pseudo-stabilisation du rabattement dans le puits de pompage (résul¬

tat obtenu entre 3h et 42fi) . La remontée a duré généralement entre 1/8 et la

moitié de ceLle du pompage.

. lYvten.pfLÎtatÂjon

Il nous a semblé utile de mettre en oeuvre non pas une seule méthode

(notamment celles basées sur un modèle à fissure verticale ou horizontale) mais

d'utiliser au mieux Les différentes possibilités développées au chapitre 1. Le

tableau suivant ( n° 2 ) résume le nombre d'interprétations possibles réalisées à

partir des cinq essais exécutés lors de la campagne 1979.

- 45 -

TABLEAU N-l : RESUME DES ESSAIS REALISES

POINTD'OBSERVATION

NEUFCHATEAU

BICQUELEY

PIEZO BICQUELEY

PUTTELANGE

FONTANS

FF 1

FPl

SAINT ALBAN(la Maligne)

SAPl

PUITS DE

POMPAGE

Neufchateau

Bicqueley

Bicqueley

Puttelange

FFlFFl

SAP]

DUREE DU

POMPAGE

6 h

42 h

42 h

6,6 h

7,1 h7,1 h

2.^8 h

DEBIT DE

POMPAGE

42 I 35mVh

17,8 m Vh17,8 mVh

24 à 22mVh

1 2 mVhl]2 mVh

0,78 mVh

RABATTEMENTMAXIMAL

9,5 m

16 m

14 m

8,35 m

13 9 m

1 16 m

5 4m9

DUREE DE

LAREMONTEE

2,2 h

6,4 h

6,4 h

2,7 h

3.3 h6.4 h

0,7 h

DISTANCE AU

PUITS DE

POMPAGE

0

0

9,45 m

0

02,0 m

0

- 45 -

TABLEAU N-l : RESUME DES ESSAIS REALISES

POINTD'OBSERVATION

NEUFCHATEAU

BICQUELEY

PIEZO BICQUELEY

PUTTELANGE

FONTANS

FF 1

FPl

SAINT ALBAN(la Maligne)

SAPl

PUITS DE

POMPAGE

Neufchateau

Bicqueley

Bicqueley

Puttelange

FFlFFl

SAP]

DUREE DU

POMPAGE

6 h

42 h

42 h

6,6 h

7,1 h7,1 h

2.^8 h

DEBIT DE

POMPAGE

42 I 35mVh

17,8 m Vh17,8 mVh

24 à 22mVh

1 2 mVhl]2 mVh

0,78 mVh

RABATTEMENTMAXIMAL

9,5 m

16 m

14 m

8,35 m

13 9 m

1 16 m

5 4m9

DUREE DE

LAREMONTEE

2,2 h

6,4 h

6,4 h

2,7 h

3.3 h6.4 h

0,7 h

DISTANCE AU

PUITS DE

POMPAGE

0

0

9,45 m

0

02,0 m

0

- 46 -

TABLEAU N°2 NOMBRE D'ESSAIS INTERPRETES SUIVANT CHAQUE METHODE

(certains essais peuvent être interprétés de plu¬sieurs manières)

Puits de pompage

descenderemontée

Piézomètre

descenteremontée

THEIS

1

2

22

JACOB

3

3

1

1

PAPADO-POULOS

2

2

FISSUREVERTICALE

1

0

1 + 1

FISSUREHORIZONT.

1

NOMBRE

D'ESSAIS

55

22

- 46 -

TABLEAU N°2 NOMBRE D'ESSAIS INTERPRETES SUIVANT CHAQUE METHODE

(certains essais peuvent être interprétés de plu¬sieurs manières)

Puits de pompage

descenderemontée

Piézomètre

descenteremontée

THEIS

1

2

22

JACOB

3

3

1

1

PAPADO-POULOS

2

2

FISSUREVERTICALE

1

0

1 + 1

FISSUREHORIZONT.

1

NOMBRE

D'ESSAIS

55

22

- 47 -

BRGM - SGN/GEG

2 - SITES RETENUS POUR LES POMPAGES D'ESSAI

2.7. - SITES VANS LES GRANITES TISSURES EN LOZERE* {St Atban, Tontas]

. Les sites retenus dans le département de la Lozère sont situés dans

le massif granitique de La Hargeride. Ce massif est constitué essentiellement de

granites porphyroides à biotite, caractérisés par l'abondance de macrocristaux

d'orthose. Ces granites sont recoupés nettement par des amas plus récents de leu-

cogranites à deux micas. De plus, des filons assez nombreux et variés (Lampro-

phyre, porphyrite, microgranite et quartz) recoupent l'ensemble.

Les accidents affectant la région ont deux directions principales sen¬

siblement N-S et E.W.

L'altération des granites en arènes (sables plus ou moins argileux)

est en général peu épaisse dans la région ; cette constatation aurait pour ori¬

gine le rôle important joué par l'érosion, plutôt que la vulnérabilité à l'alté¬

ration de la roche elle-même.

. Le souhait du Ministère de l'Agriculture de développer l'exploitation

des ressources en eau- souterraine dans Les terrains "de socle" bénéficiant d'une

pluviométrie moyenne à forte a conduit la DDA de Lozère à demander une campagne

de reconnaissance au BRGH dans ce département en 1979. Un certain nombre de sonda¬

ges de courte longueur (30 m en moyenne) ont été implantés selon plusieurs cri¬

tères :

- sélection géologique à partir de photos aériennes permettant une analyse

aussi fine que possible de la f racturation. Un contrôle sur le terrain a

complété les indications déduites des photos,

- accessibilité pour réalisation des forages au "marteau-fond-de-trou" et

possibilités de raccordement éventuel de ces forages à des réseaux d'ad¬

duction existants.

* D'après C. SAUVEPLANE C198Q) - Rapport 80 SGN 027 LRO

- 47 -

BRGM - SGN/GEG

2 - SITES RETENUS POUR LES POMPAGES D'ESSAI

2.7. - SITES VANS LES GRANITES TISSURES EN LOZERE* {St Atban, Tontas]

. Les sites retenus dans le département de la Lozère sont situés dans

le massif granitique de La Hargeride. Ce massif est constitué essentiellement de

granites porphyroides à biotite, caractérisés par l'abondance de macrocristaux

d'orthose. Ces granites sont recoupés nettement par des amas plus récents de leu-

cogranites à deux micas. De plus, des filons assez nombreux et variés (Lampro-

phyre, porphyrite, microgranite et quartz) recoupent l'ensemble.

Les accidents affectant la région ont deux directions principales sen¬

siblement N-S et E.W.

L'altération des granites en arènes (sables plus ou moins argileux)

est en général peu épaisse dans la région ; cette constatation aurait pour ori¬

gine le rôle important joué par l'érosion, plutôt que la vulnérabilité à l'alté¬

ration de la roche elle-même.

. Le souhait du Ministère de l'Agriculture de développer l'exploitation

des ressources en eau- souterraine dans Les terrains "de socle" bénéficiant d'une

pluviométrie moyenne à forte a conduit la DDA de Lozère à demander une campagne

de reconnaissance au BRGH dans ce département en 1979. Un certain nombre de sonda¬

ges de courte longueur (30 m en moyenne) ont été implantés selon plusieurs cri¬

tères :

- sélection géologique à partir de photos aériennes permettant une analyse

aussi fine que possible de la f racturation. Un contrôle sur le terrain a

complété les indications déduites des photos,

- accessibilité pour réalisation des forages au "marteau-fond-de-trou" et

possibilités de raccordement éventuel de ces forages à des réseaux d'ad¬

duction existants.

* D'après C. SAUVEPLANE C198Q) - Rapport 80 SGN 027 LRO

- 48 -

BRGM - SGN/GEG

Au cours de La réalisation des forages (en général 0 105 mm à partir

d'un avant-trou en 0 140 mm ou 219 mm), on s'est efforcée de mesurer la vitesse

d'avancement et les débits d'exhaure résultant de L'injection d'air sous pression.

Ensuite, en fin de forage, un court test à l' air-Lift a été conduit pendant une

demi-heure; suivi d'une mesure de la remontée. Ces tests ont permis de dégager

un ordre de grandeur de la transmissivité des terrains rencontrés.

Lorsque les tests se sont révélés positifs, un second forage a été exé¬

cuté à proximité et équipé en piézomètre. Un test de pompage de plus Longue durée

au moyen d'une pompe immergée a été alors effectué (à débit constant) avec suivi

des niveaux au puits de pompage et au piézomètre, en cours de pompage et de remon¬

tée.

. Parmi les sites étudiés, deux ont été retenus pour L'exécution de pom¬

pages d'essais avec enregistrement des données, dans Le cadre du contrat DGRST.

Ces sites sont situés respectivement sur les communes de Saint Alban (au Lieu dit

"La Malige") et de Fontans (au lieu dit "Truc de Montchamps") . Le premier site

ne comporte qu'un seul forage de 40 m (dénommé SAPl), Le second un forage de 22 m

(FFl) et un piézomètre de 31 m (FPl) écartés de 2 mètres. L'implantation des fo¬

rages est située sur La figure II. 4.

Les coupes des forages sont portées sur les pages suivantes . On note¬

ra une coupe géologique, à partir des cuttings remontés à la surface, où figure

un certain nombre de fissures. Celles-ci sont déduites soit de venues d'eau bien

mises en évidence lors de la foration, soit d'une brusque avance d'outil, soit des

deux phénomènes à la fois.

2.2. - SITE VE BICQUELEV [Meuntke eX Mohelt^)

. Le site de Bicqueley, au Sud de TouL, a été étudié par le laboratoire

d' hydrogéologie et d'hydraulique appliquée de l'Ecole Nationale Supérieure de Géo¬

logie de Nancy, en 1979 et 1980. Le but de l'étude était d'examiner les possibi¬

lités de captage par forage de la nappe aquifère du Bajocien.

D'après rapport 80 SGN 027 LRO

- 48 -

BRGM - SGN/GEG

Au cours de La réalisation des forages (en général 0 105 mm à partir

d'un avant-trou en 0 140 mm ou 219 mm), on s'est efforcée de mesurer la vitesse

d'avancement et les débits d'exhaure résultant de L'injection d'air sous pression.

Ensuite, en fin de forage, un court test à l' air-Lift a été conduit pendant une

demi-heure; suivi d'une mesure de la remontée. Ces tests ont permis de dégager

un ordre de grandeur de la transmissivité des terrains rencontrés.

Lorsque les tests se sont révélés positifs, un second forage a été exé¬

cuté à proximité et équipé en piézomètre. Un test de pompage de plus Longue durée

au moyen d'une pompe immergée a été alors effectué (à débit constant) avec suivi

des niveaux au puits de pompage et au piézomètre, en cours de pompage et de remon¬

tée.

. Parmi les sites étudiés, deux ont été retenus pour L'exécution de pom¬

pages d'essais avec enregistrement des données, dans Le cadre du contrat DGRST.

Ces sites sont situés respectivement sur les communes de Saint Alban (au Lieu dit

"La Malige") et de Fontans (au lieu dit "Truc de Montchamps") . Le premier site

ne comporte qu'un seul forage de 40 m (dénommé SAPl), Le second un forage de 22 m

(FFl) et un piézomètre de 31 m (FPl) écartés de 2 mètres. L'implantation des fo¬

rages est située sur La figure II. 4.

Les coupes des forages sont portées sur les pages suivantes . On note¬

ra une coupe géologique, à partir des cuttings remontés à la surface, où figure

un certain nombre de fissures. Celles-ci sont déduites soit de venues d'eau bien

mises en évidence lors de la foration, soit d'une brusque avance d'outil, soit des

deux phénomènes à la fois.

2.2. - SITE VE BICQUELEV [Meuntke eX Mohelt^)

. Le site de Bicqueley, au Sud de TouL, a été étudié par le laboratoire

d' hydrogéologie et d'hydraulique appliquée de l'Ecole Nationale Supérieure de Géo¬

logie de Nancy, en 1979 et 1980. Le but de l'étude était d'examiner les possibi¬

lités de captage par forage de la nappe aquifère du Bajocien.

D'après rapport 80 SGN 027 LRO

. . . - 49 - . . .

Figure n*II.4: InpLantation des forages d'essai dans Les granites de Lozère

ANAUSE PHOTOGEOLOGIQUE

Faille cerLaina

Faille, supposée

Zone broyée.

6ondaqe de reconnaissance

SGTP1 et

5GTF1

••""*•••„••

f 5 G T S r GERMAIN DU TEIL

)

~\ P PlEZOMETßE ¿105mm

l F FORAGE POUB TEST 0 U Q m m

communale

',^\:^¿rhc /xrr:£"---\ ^ ¡ - ^ ^ , ' M ^ A - ^

COMMUNES DE FON TANS , SERVERETTE

SONDAGE: FFlDEPAR.TEMENT

COMMUNIE

LIEU DIT

LOZERE

FONTANS

TRrC DE MONTCHAMP

COORDONNEES

X

y

- 50 -

682,40

2/1,64

990 ra

SONDAGE EXECUTE LE

PROFONDEUR TOTALE

EQUIPEMENT

TEST AIR- LIFT

NIVEAU STATIQUE

iy/05/l9y9

22 m en 0 2 1 9 mtr. de 0 à 5 m et 0 1 40 mn; de 3 à 22 ni

en 0 101/105 ni:n PVC lanterné de 4,20 à 22 ;ii.r. 0 200 t?.Gî PVC plein de 0 à 4 ,20 t.1 2 heure avec mesures sur FPl siLuú à 2 m

:::ii'06 : 3,82 m/soi - 22/06 : 3,8ôm 'sol -29/08 : 4,08 ni/soi

COUPE L1THOL06IQUE

5-

10-

15-

10-

!5-

;o-

5-

0 J

T =r-f +

+ + -HI K-

+ + 4=1= =F-

+ +

H + 4+ +

+ + 4

4-4-44- 4-

T =F-

4- 4--1» 4-

4-4-4

Ari'ncis t-L terre végútaic

Graniu fissuré

(.ranib.- sain, non fissuré(gris, à 2 :iiic>i.s")

VITESSES D'AVANCEMENT1 i 3 A 5

Mosure EC: 70fimhos..cm à 20'~'C^ surdurant, (.'.'-hdi air iiit.

échantil Ipn pr'-lovi

mn/m7

1->.

I i

Saper leur es ia1.0 mn pir mèitre

DEB1T3 MESURES A

L'AVANCEMENT

Arrivi'o «.i 'i-ai

i ;u < Il

(),S) r/i.'li

7^ 1 , b ô/j/ii

=¿ J.8 aiJ/h

l.V nt3/li

MOB. LdOn* 1

B.R.G.M. s. 6. R. Languedoc- Roussillon

SONDAGE: FFlDEPAR.TEMENT

COMMUNIE

LIEU DIT

LOZERE

FONTANS

TRrC DE MONTCHAMP

COORDONNEES

X

y

- 50 -

682,40

2/1,64

990 ra

SONDAGE EXECUTE LE

PROFONDEUR TOTALE

EQUIPEMENT

TEST AIR- LIFT

NIVEAU STATIQUE

iy/05/l9y9

22 m en 0 2 1 9 mtr. de 0 à 5 m et 0 1 40 mn; de 3 à 22 ni

en 0 101/105 ni:n PVC lanterné de 4,20 à 22 ;ii.r. 0 200 t?.Gî PVC plein de 0 à 4 ,20 t.1 2 heure avec mesures sur FPl siLuú à 2 m

:::ii'06 : 3,82 m/soi - 22/06 : 3,8ôm 'sol -29/08 : 4,08 ni/soi

COUPE L1THOL06IQUE

5-

10-

15-

10-

!5-

;o-

5-

0 J

T =r-f +

+ + -HI K-

+ + 4=1= =F-

+ +

H + 4+ +

+ + 4

4-4-44- 4-

T =F-

4- 4--1» 4-

4-4-4

Ari'ncis t-L terre végútaic

Graniu fissuré

(.ranib.- sain, non fissuré(gris, à 2 :iiic>i.s")

VITESSES D'AVANCEMENT1 i 3 A 5

Mosure EC: 70fimhos..cm à 20'~'C^ surdurant, (.'.'-hdi air iiit.

échantil Ipn pr'-lovi

mn/m7

1->.

I i

Saper leur es ia1.0 mn pir mèitre

DEB1T3 MESURES A

L'AVANCEMENT

Arrivi'o «.i 'i-ai

i ;u < Il

(),S) r/i.'li

7^ 1 , b ô/j/ii

=¿ J.8 aiJ/h

l.V nt3/li

MOB. LdOn* 1

B.R.G.M. s. 6. R. Languedoc- Roussillon

SONDAGE: FPlDEPARTEMENT

COMMUNE

LIEU DIT

) ozr.uE

FON 'LAN S

TRIT DE MONJ CHAMP

COORDONNEES

- 51 -

X

y

682,40

271,64990 m

SONDAGE EXECUTE LE

PROFONDEUR TOTALE

EQUIPEMENT

TEST AIR- LIFT

NIVEAU STATIQUE

07/06/1979'31 m en Ci 10") ir.m

0 : 40 mm. Tube PVC plein de 0 à 19 m et de 27 à 31 m. Tube lanterné de 19 à 27 m.

08/06 pendant 1 heure. (^ diminue de J ¡ik 3 nui/h

08/06 : 2,71 m/sol - 20/06 : 3,84 m/sol -29/08 : 4,17 n/sol -18/06 : 3,79 ra/sol - 22/06 : 4,00 m/sol.

COUPE LITHOLOGIQUE

0

m.

5-

4-" -I- * 4-

10-^'y 4- X 4-" 4- > 4- >

H- -i- +4: 4-

f 4- 4-

t * 4^

15-

20-

25-

30-

35-

¿0 J

^^^^^^^^

4-x +>

-+ i-f 4-

4- 4-+ 4-

4- 4-

1 K X »_

t =1= it

Ff4= Tzfc 4^_

f 4- 4--I h-

H- 4--I- 4-

.^

» » »

X » K k

' « '

Arènes fines et terrevégétale

Arènes iincs

Granl t-.- a itéré

Cranitt-plus compact

Gran iti assez sain

l'issure sur 0,30 m

(Iran i tt- altérél'issuri.' sur 0,50 m Jf^'-^^î' (brune )-

_ sain0,50 m Î^J^iJile )

(blanche)

Granit' assez sain, gris

Graniti- assez sainl'issure sur

Granit altéré, tendre

VITESSES D'AVANCEMENT

i Z 3 t, s I

icnTubage fermé en t6te par bouclMesures de remontée des niveauxTrise d'échantillon

Î4d: p' = Il

( EC = 24(

vii se= T H^ 4

2'CP-mhqs . cm

Jlepère û C

.8.10-'* m2

à 20

mn/m7

h*-

,26/s

m/soli

DEBITS MESURES A

L'AVANCEMENT

# 1 m3/h

i^T^ 2.7 n;3/h

3 n-J.'h

#3,2 ra3.."h

?¥ 3,9 n!3/h

T=¿ 3,7 m3/h

MOD. mo n'

B. R. G. M. S. G. R. Languedoc - Roussillon

SONDAGE: FPlDEPARTEMENT

COMMUNE

LIEU DIT

) ozr.uE

FON 'LAN S

TRIT DE MONJ CHAMP

COORDONNEES

- 51 -

X

y

682,40

271,64990 m

SONDAGE EXECUTE LE

PROFONDEUR TOTALE

EQUIPEMENT

TEST AIR- LIFT

NIVEAU STATIQUE

07/06/1979'31 m en Ci 10") ir.m

0 : 40 mm. Tube PVC plein de 0 à 19 m et de 27 à 31 m. Tube lanterné de 19 à 27 m.

08/06 pendant 1 heure. (^ diminue de J ¡ik 3 nui/h

08/06 : 2,71 m/sol - 20/06 : 3,84 m/sol -29/08 : 4,17 n/sol -18/06 : 3,79 ra/sol - 22/06 : 4,00 m/sol.

COUPE LITHOLOGIQUE

0

m.

5-

4-" -I- * 4-

10-^'y 4- X 4-" 4- > 4- >

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30-

35-

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4-x +>

-+ i-f 4-

4- 4-+ 4-

4- 4-

1 K X »_

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Ff4= Tzfc 4^_

f 4- 4--I h-

H- 4--I- 4-

.^

» » »

X » K k

' « '

Arènes fines et terrevégétale

Arènes iincs

Granl t-.- a itéré

Cranitt-plus compact

Gran iti assez sain

l'issure sur 0,30 m

(Iran i tt- altérél'issuri.' sur 0,50 m Jf^'-^^î' (brune )-

_ sain0,50 m Î^J^iJile )

(blanche)

Granit' assez sain, gris

Graniti- assez sainl'issure sur

Granit altéré, tendre

VITESSES D'AVANCEMENT

i Z 3 t, s I

icnTubage fermé en t6te par bouclMesures de remontée des niveauxTrise d'échantillon

Î4d: p' = Il

( EC = 24(

vii se= T H^ 4

2'CP-mhqs . cm

Jlepère û C

.8.10-'* m2

à 20

mn/m7

h*-

,26/s

m/soli

DEBITS MESURES A

L'AVANCEMENT

# 1 m3/h

i^T^ 2.7 n;3/h

3 n-J.'h

#3,2 ra3.."h

?¥ 3,9 n!3/h

T=¿ 3,7 m3/h

MOD. mo n'

B. R. G. M. S. G. R. Languedoc - Roussillon

SONDAGE: SAPl - 52 -

DEPARTEMENT

COMMUNE

LIEU DIT

LOZERE

St Al. RAN'

i-\ >L\i.i(;r

COORDONNEES l y

687,0;

2V4,')K

i i. 'JO 7r.

SONDAGE EXECUTE LE

PROFONDEUR TOTALE

EQUIPEMENT

TEST AIR- LIFT

NIVEAU STATIQUE

21,-06.'19TÇ)

40 IV. on 0 ]o:-> .Of

En 0 4O -.n::; de 0 à 3 7 .;, crépine de 28 à 3;

J /2 heure à Q ?¥ 1 , i ;i,3/li

22 /Ou : 12.18 .î;/so1

COUPE LITHOLOGIQUE VITESSES D'AVANCEMENT

5-

10-

15-

M-

25-

30-

35-

ilO J

:'a:"¿:':':iQ.*^: :»: gt... +::-::+:*::-::+:

iili-i.'ikli:^: :+: ; ;^

* X X ¡

JL_ X_. X I

^ + +

l± ± ±4- +

4- 4+ 4-

Í-.-+-.H- 4- 4-

4 H-iH- + 4-

'J'crre végétale ct arûnut;

''Galets de granit ct arènes«(?IiocC;nc- : )

ArC.-nis ;:raultjques argi Iciust;

i..rani b al Léré brun avec ar¬giles ealrci JO cl 3 6 m

<irani.b alii'r.'- l)j"iin sans argile.s ai 1 j si,i:re,s

Fissure sur 0.20 m

(.ranifc brun fissuré

i.rsni t. gris nvt-c trHcesd 'oxvdati or.

mn/m7

1-»-

I I

' i

II

"]T

' / I

..U-

I

an<iemcnt: siiiu-rieiir8 nin /ra | j !

Avan<iemcnà

DEBITS MESURES A

L'AVANCEMENT

0,8 ;v.3.'h

1 ,3 ni3/h

1,9 in3/ii

Mesures de remom éc ai->rí-s test air lift : 'i =M 1(1- ' î:'.2/si' - ^'^.^^C l.C f-^ Ou p.mhütí.cm ,n 20"' C

MO». LAOn*

SONDAGE: SAPl - 52 -

DEPARTEMENT

COMMUNE

LIEU DIT

LOZERE

St Al. RAN'

i-\ >L\i.i(;r

COORDONNEES l y

687,0;

2V4,')K

i i. 'JO 7r.

SONDAGE EXECUTE LE

PROFONDEUR TOTALE

EQUIPEMENT

TEST AIR- LIFT

NIVEAU STATIQUE

21,-06.'19TÇ)

40 IV. on 0 ]o:-> .Of

En 0 4O -.n::; de 0 à 3 7 .;, crépine de 28 à 3;

J /2 heure à Q ?¥ 1 , i ;i,3/li

22 /Ou : 12.18 .î;/so1

COUPE LITHOLOGIQUE VITESSES D'AVANCEMENT

5-

10-

15-

M-

25-

30-

35-

ilO J

:'a:"¿:':':iQ.*^: :»: gt... +::-::+:*::-::+:

iili-i.'ikli:^: :+: ; ;^

* X X ¡

JL_ X_. X I

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4- 4+ 4-

Í-.-+-.H- 4- 4-

4 H-iH- + 4-

'J'crre végétale ct arûnut;

''Galets de granit ct arènes«(?IiocC;nc- : )

ArC.-nis ;:raultjques argi Iciust;

i..rani b al Léré brun avec ar¬giles ealrci JO cl 3 6 m

<irani.b alii'r.'- l)j"iin sans argile.s ai 1 j si,i:re,s

Fissure sur 0.20 m

(.ranifc brun fissuré

i.rsni t. gris nvt-c trHcesd 'oxvdati or.

mn/m7

1-»-

I I

' i

II

"]T

' / I

..U-

I

an<iemcnt: siiiu-rieiir8 nin /ra | j !

Avan<iemcnà

DEBITS MESURES A

L'AVANCEMENT

0,8 ;v.3.'h

1 ,3 ni3/h

1,9 in3/ii

Mesures de remom éc ai->rí-s test air lift : 'i =M 1(1- ' î:'.2/si' - ^'^.^^C l.C f-^ Ou p.mhütí.cm ,n 20"' C

MO». LAOn*

- 53 -

BRGM SGN/GEG

. Deux sondages ont été réalisés : L'un de reconnaissance (réf. 229.6.

131) de 112 m de profondeur. L'autre d'exploitation (réf. 229.6.145) de 60 m de

profondeur. Ces deux ouvrages sont écartés de 10 m (plan de situation figure II. 5).

. D'après Les observations des cuttings mètre par mètre Lors de La fora-

tion f les forages traversent Les couches du Bajocien supérieur et atteignent à

48 m le Bajocien moyen (fig. II. 6).

1.3. - SITE VE NEUTCHATEAU {{lo^ge^)

Le sondage de Neufchateau a été exécuté en janvier 1975 afin de définir

les conditons d'alimentation en eau de la zone industrielle, projetée alors, des

Torrières, à L'Est de la ville (fig. II. 7). Le service géologique régional Lorrai¬

ne du BRGM, à La suite de L'enquête géologique préliminaire, a été chargé de la

surveillance hydrogéologique de L'ensemble des travaux .

. Du point de vue géologique, C. MAIAUX indique que les reliefs de côte

qui dominent à L'Ouest du site sont formés par les calcaires de L 'Argovo-Raura-

cien, recouvrant Les terrains à chai lies de L'Oxfordien. La dépression est occupée

par Les niveaux argileux et calcaires du Callovien en surface, et par Les niveaux

essentiellement calcaires du Bathonien supérieur et moyen ; les calcaires du Bajo¬

cien n'apparaissant qu'en bordure est de La plaine alluviale.

L'étude structure a mis en évidence plusieurs accidents tectoniques

d'importance variable et orientés SW-NE, S.SW-N.NE et S.SE-N.NW. Ces accidents

délimitent des compartiments de terrains affaissés. C'est le cas des Torrières,

où Les calcaires du Bathonien sont en regard des calcaires plus ou moins argileux

du Callovien.

. La succession de terrainscalcaires, perméables, et de terrains argi¬

leux peu perméables, laisse supposer l'existence de plusieurs réservoirs aquifè¬

res notables. Les calcaires du Bathonien supérieur au contact des marnes et mar-

no-calcaires du Bathonien moyen et les calcaires du Bajocien supérieur, à rares

débits marneux, sur Les horizons sous-jacents, nettement plus argileux ("oolites

terreuse").

De ce fait, le sondage a été réalisé en deux phases complémentaires, en

vue de tester successivement chacune des deux nappes.

* Rapports du Laboratoire d'hydrogéologie et d'hydraulique de l'Ecole de Géologiede Nancy. L. DEMASSIEUX et S. BOULY. Rapports du 11/09/79 et 21/08/1980.

** Rapport BRGM SGR/LOR n" 75-130 - C. MAIAUX - 1975.

- 53 -

BRGM SGN/GEG

. Deux sondages ont été réalisés : L'un de reconnaissance (réf. 229.6.

131) de 112 m de profondeur. L'autre d'exploitation (réf. 229.6.145) de 60 m de

profondeur. Ces deux ouvrages sont écartés de 10 m (plan de situation figure II. 5).

. D'après Les observations des cuttings mètre par mètre Lors de La fora-

tion f les forages traversent Les couches du Bajocien supérieur et atteignent à

48 m le Bajocien moyen (fig. II. 6).

1.3. - SITE VE NEUTCHATEAU {{lo^ge^)

Le sondage de Neufchateau a été exécuté en janvier 1975 afin de définir

les conditons d'alimentation en eau de la zone industrielle, projetée alors, des

Torrières, à L'Est de la ville (fig. II. 7). Le service géologique régional Lorrai¬

ne du BRGM, à La suite de L'enquête géologique préliminaire, a été chargé de la

surveillance hydrogéologique de L'ensemble des travaux .

. Du point de vue géologique, C. MAIAUX indique que les reliefs de côte

qui dominent à L'Ouest du site sont formés par les calcaires de L 'Argovo-Raura-

cien, recouvrant Les terrains à chai lies de L'Oxfordien. La dépression est occupée

par Les niveaux argileux et calcaires du Callovien en surface, et par Les niveaux

essentiellement calcaires du Bathonien supérieur et moyen ; les calcaires du Bajo¬

cien n'apparaissant qu'en bordure est de La plaine alluviale.

L'étude structure a mis en évidence plusieurs accidents tectoniques

d'importance variable et orientés SW-NE, S.SW-N.NE et S.SE-N.NW. Ces accidents

délimitent des compartiments de terrains affaissés. C'est le cas des Torrières,

où Les calcaires du Bathonien sont en regard des calcaires plus ou moins argileux

du Callovien.

. La succession de terrainscalcaires, perméables, et de terrains argi¬

leux peu perméables, laisse supposer l'existence de plusieurs réservoirs aquifè¬

res notables. Les calcaires du Bathonien supérieur au contact des marnes et mar-

no-calcaires du Bathonien moyen et les calcaires du Bajocien supérieur, à rares

débits marneux, sur Les horizons sous-jacents, nettement plus argileux ("oolites

terreuse").

De ce fait, le sondage a été réalisé en deux phases complémentaires, en

vue de tester successivement chacune des deux nappes.

* Rapports du Laboratoire d'hydrogéologie et d'hydraulique de l'Ecole de Géologiede Nancy. L. DEMASSIEUX et S. BOULY. Rapports du 11/09/79 et 21/08/1980.

** Rapport BRGM SGR/LOR n" 75-130 - C. MAIAUX - 1975.

- 54 -

Figure n° 11.5; Plan de situation du site de BICQUELEY

O/jvr,aqe d u \ C h .

Site du forage échelle 1/10 000

55 -

Figure n°ll,6: Coupe du forage d' expLoitation de BICQUELEY (54)

XOrïL

CEz>UJ

01uiQ.

CO

UJ

Üo<03

2m

12m

28m

48 m

51m

»"*'.»-.Ti-"'

o j «o

î

terre végétale, altérationsuperficielle

Oolithe miliaire supérieure

Oolithe à "Clypens ploti. Il

Oolithe miliaire inférieure (Bolin)et Marnes de Longwy

Polypiers supérieurs

3,80 m f<

5,00m i

Cimentation

*-07OOmm

50,40 m

0 600 mm

Ui>-OS

zUJ

oo<03

55 -

Figure n°ll,6: Coupe du forage d' expLoitation de BICQUELEY (54)

XOrïL

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CO

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2m

12m

28m

48 m

51m

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terre végétale, altérationsuperficielle

Oolithe miliaire supérieure

Oolithe à "Clypens ploti. Il

Oolithe miliaire inférieure (Bolin)et Marnes de Longwy

Polypiers supérieurs

3,80 m f<

5,00m i

Cimentation

*-07OOmm

50,40 m

0 600 mm

Ui>-OS

zUJ

oo<03

- 56 -Figure n H . 7 : Implantation du sondage de reconnaissance

sur la commune de Neufchâteau (88)Zone des Torrières(d'après rapport SGN/LOR 75/130)

tw^x

ft m i fine f A * * ^ - J * ' \ \ _-

loe Xirandï1 Champí - I

ir- • ¡ i»

A V A 4 H U I V I * j » T ' ' ; . » . & Y ^ , 4 >

, - - " ' " " / i *i • 's \ \ \¿¿Á

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NEUFCHAÍEAU• A ' " * • i L ^ . .'

/ T l . - c \ * / /)n les baladins

¡t&t<,. .-aEchelle 1/25 000

- 57 -

BRGM - SGN/GEG

. Les coupes géologique et technique du forage sont portées en figure II. 8

Les observations LithoLogiques ont été faites d'après les analyses des cuttings(forage au tricône).

Après foration de La première partie du sondage (45 m), une acidifica¬

tion a été faite, suivi d'une caractérisation sommaire de L'aquifère. Il en a

été déduit un ordre de grandeur de La transmissivité du Bathonien supérieur :

T = 8.5 10"5 m2/s. (débit max.: 8 à 9 m^/h)

Après foration complète du sondage (90 m); et nouvelle acidification

des terrains traversés, une série de pompages à débits croissants a été exécutée,

puis un pompage prolongé. La transmissivité globale des terrains traversés atteint

alors :

r = 4,3 à 12 10'"* m^/s (débit max.: 95 m^/h).

. L'essai réalisé en septembre 1979 dans le cadre de l'étude DGRST, à

un débit de 42 à 35 m^/h, se situe théoriquement dans des conditions identiquesaux derniers essais réalisés sur le site en 1975. Il faut toutefois signaler La

présence à cette date dans Le tube crépine d'un bouchon d'argile qui a dû être

franchi Lors de La descente de La pompe. Ce serait L'indice d'un colmatage par¬

tiel du sondage à certains niveaux.

1.4. - SITE VE PUTTELANGE (Mo¿et£e)

Le sondage de Puttelange a été réalisé pour Le Syndicat des Eaux de

Sarralbe, afin de capter La nappe des grès du Trias inférieur. Le Service ré¬

gional Lorraine du BRGM a eu La charge de la surveillance géologique et hydro-

géologique de cet ouvrage profond .

. Le sondage a été implanté au S.W de Puttelange (fig II.9>et a été ré¬

alisé d'octobre à décembre 1978. La foration au rotary s'est faite à La boue sur-

.saturée en sel dans La couverture et à L'eau dans l'aquifère. Bien qu'aucune per¬

te notable n'ait été observée. Les avancements ont été freinés par La présence

d' anhydrite (Keuper inf. et Muschelkak.) .

*

Rapport 79 SGN 145 LOR. C. MAIAUX - J. RICOUR (1979)

- 57 -

BRGM - SGN/GEG

. Les coupes géologique et technique du forage sont portées en figure II. 8

Les observations LithoLogiques ont été faites d'après les analyses des cuttings(forage au tricône).

Après foration de La première partie du sondage (45 m), une acidifica¬

tion a été faite, suivi d'une caractérisation sommaire de L'aquifère. Il en a

été déduit un ordre de grandeur de La transmissivité du Bathonien supérieur :

T = 8.5 10"5 m2/s. (débit max.: 8 à 9 m^/h)

Après foration complète du sondage (90 m); et nouvelle acidification

des terrains traversés, une série de pompages à débits croissants a été exécutée,

puis un pompage prolongé. La transmissivité globale des terrains traversés atteint

alors :

r = 4,3 à 12 10'"* m^/s (débit max.: 95 m^/h).

. L'essai réalisé en septembre 1979 dans le cadre de l'étude DGRST, à

un débit de 42 à 35 m^/h, se situe théoriquement dans des conditions identiquesaux derniers essais réalisés sur le site en 1975. Il faut toutefois signaler La

présence à cette date dans Le tube crépine d'un bouchon d'argile qui a dû être

franchi Lors de La descente de La pompe. Ce serait L'indice d'un colmatage par¬

tiel du sondage à certains niveaux.

1.4. - SITE VE PUTTELANGE (Mo¿et£e)

Le sondage de Puttelange a été réalisé pour Le Syndicat des Eaux de

Sarralbe, afin de capter La nappe des grès du Trias inférieur. Le Service ré¬

gional Lorraine du BRGM a eu La charge de la surveillance géologique et hydro-

géologique de cet ouvrage profond .

. Le sondage a été implanté au S.W de Puttelange (fig II.9>et a été ré¬

alisé d'octobre à décembre 1978. La foration au rotary s'est faite à La boue sur-

.saturée en sel dans La couverture et à L'eau dans l'aquifère. Bien qu'aucune per¬

te notable n'ait été observée. Les avancements ont été freinés par La présence

d' anhydrite (Keuper inf. et Muschelkak.) .

*

Rapport 79 SGN 145 LOR. C. MAIAUX - J. RICOUR (1979)

- 58 -Figure 11.8 : Ville de NEUFCHATEAU - Sondage de reconnaissance

de La zone industrieLLe des TorrièresCoupes technique et géologique

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- 58 -Figure 11.8 : Ville de NEUFCHATEAU - Sondage de reconnaissance

de La zone industrieLLe des TorrièresCoupes technique et géologique

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- 59 -

Figure n°II.9 : Exécution d'un forage au Grès du Trias Inférieursur la Commune de Puttelange-aux-Lacs (57)(d'après rapport BRGM 79 SGN 145 LOR)

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Carte do situation au 1/25 000

- 60 -

BRGM - SGN/GEG

Les terrains de couverture rencontrés et obturés ultérieurement par

cimentation du tubage commencent au Keuper inférieur (marnes de 0 à 135 m),

puis on recoupe Le Lettenkohle (135 à 171 m : dolomies et argiles). Le Muschel-

kalk supérieur (calcaires de 171 à 240 m). Le Muschelkalk moyen (dolomies blan¬

ches et grises de 240 à 335 m). Le Muschelkalk inférieur (dolomies, complexe

argilo-gréseux et grès de 335 à 386 m) et Le Buntsandstein supérieur de 386 à

448 m (grès et conglomérats). Le tubage est scellé au niveau des conglomérats

(445 m). Le forage rencontre ensuite Les grès vosgiens du Buntsandstein moyen

de 448 à 545 m. La lithologie a été établie d'après les cuttings et calée par

diagraphie yray. (coupe géologique et technique figure 11.10) .

. Différents pompages ont été réalisés au moment de La foration, pour

des épaisseurs d'aquifère croissantes. Il a été constaté que Le débit spécifi¬

que de l'ouvrage restait sensiblement constant, et tendait même à diminuer

quand L'épaisseur captée augmentait. Les auteurs ont alors considéré que le

conglomérat de base pourrait jouer le rôle dé strate conductrice et Les grès

vosgiens celui de semi-imperméable sollicité par drainance.

La transmissivité avait été évaluée à environ 1 à 2,3 10 ^ m^/s. La

nappe du Trias inférieur s'étant révélée ici très minéralisée, le forage n'a pas

été mis en expLoitation comme il avait été prévu initialement.

- 60 -

BRGM - SGN/GEG

Les terrains de couverture rencontrés et obturés ultérieurement par

cimentation du tubage commencent au Keuper inférieur (marnes de 0 à 135 m),

puis on recoupe Le Lettenkohle (135 à 171 m : dolomies et argiles). Le Muschel-

kalk supérieur (calcaires de 171 à 240 m). Le Muschelkalk moyen (dolomies blan¬

ches et grises de 240 à 335 m). Le Muschelkalk inférieur (dolomies, complexe

argilo-gréseux et grès de 335 à 386 m) et Le Buntsandstein supérieur de 386 à

448 m (grès et conglomérats). Le tubage est scellé au niveau des conglomérats

(445 m). Le forage rencontre ensuite Les grès vosgiens du Buntsandstein moyen

de 448 à 545 m. La lithologie a été établie d'après les cuttings et calée par

diagraphie yray. (coupe géologique et technique figure 11.10) .

. Différents pompages ont été réalisés au moment de La foration, pour

des épaisseurs d'aquifère croissantes. Il a été constaté que Le débit spécifi¬

que de l'ouvrage restait sensiblement constant, et tendait même à diminuer

quand L'épaisseur captée augmentait. Les auteurs ont alors considéré que le

conglomérat de base pourrait jouer le rôle dé strate conductrice et Les grès

vosgiens celui de semi-imperméable sollicité par drainance.

La transmissivité avait été évaluée à environ 1 à 2,3 10 ^ m^/s. La

nappe du Trias inférieur s'étant révélée ici très minéralisée, le forage n'a pas

été mis en expLoitation comme il avait été prévu initialement.

Figure n° 11.10SYNDICAT DES EAUX DE SARRALBE

BAN DE LA C0MMUH6 DE PUIItLANCl. AUX LACS 157)

COUPE TECHNIQUE ET GEOLOGIQUE RESUMEE DU FORAGE AEP

X SJ.5JV it^'ica.: îii tPL

' ECHELLE : I / 1000-

FoncaQc au tiicônt 22*'/ ISUDmmloiiac Injtclion ,

fttncag< ou tricôrt 17' 1^2

y (;¿h^mml awfC injcclion

Foncagi au tflc&nt i 15 *I Jllinml

Foncugf aj tnccni f I ' 1/2

I 21b 9m>n I

79 SCH US LOH

Tubagt aciir ordinalrt # i.bO K 470 mm

,. - 19 4020.S0

. . 25,79 m II 18/12/78

rubagi m ocUr spiciol onli. corrosion C75.2

/ U'ia I l]9,72niml

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Tu&ogt «n ocltr specialaiiti corrosion C 75-2

. f5/i I 244,7mni I

Tubagt acIir ortjlnalrf K 55.< 9 '5/1 I 24(.47inml

(430744550

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TÂT^y >: A /l

nij¿ra2.

f.t.trr'ffÈé.iirr^^2mñ"/¿n¿i¿¿

Maints irisfliB intèriturts

llcnlillt dt sti gtmmt tnlrt 100 tl 101,5 ml

^W¡^^t7 " Ool.m It.i.u.t

'a7ÎÂ"\a>

2.4'ZA/>ii\rI 1 1 I 1 1

K2S

-tualuil

Argllis barioUts

lied

IîtTI

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i=Pt-J. , I

JS 57^ ft'ff A7\

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L L L L L LL L LL L

L L L L L LL L L L L

L L L L L

CalcQira á Ttrébialulis

tt calCQiri ó Crioiiltk

Colcaln d nltequ<i

Ceuchii blonchci

Ceuchci grijcft

( masai tupcruurci

i26tl I" Riptr< fouQf l Gulllaumi

.1290,5»

Couchti grisctI mosiff infcniuri 1 avec amai d> ail

(305) giiîiini di 290 h â 305 m.

OU)

Ceuchii rougtt

Oolomlt à MyophoriQ orbiculoini

CompltKi de Volmuciblcr

Cria coquilliir

iï«ô1

Cri» a Volliia

Couchti Intirmtdiolrti{ conglomcrotiqucs ¿ pûrtir de ¿SCm.it turloul ¿(Onr

(¿56)Conglomcral principal

ùiit Votgiin Igrc» brun rougi tt bigarri )

I

Ov

Cris Voigitn | gres fin rosi I

©

Figure n° 11.10SYNDICAT DES EAUX DE SARRALBE

BAN DE LA C0MMUH6 DE PUIItLANCl. AUX LACS 157)

COUPE TECHNIQUE ET GEOLOGIQUE RESUMEE DU FORAGE AEP

X SJ.5JV it^'ica.: îii tPL

' ECHELLE : I / 1000-

FoncaQc au tiicônt 22*'/ ISUDmmloiiac Injtclion ,

fttncag< ou tricôrt 17' 1^2

y (;¿h^mml awfC injcclion

Foncagi au tflc&nt i 15 *I Jllinml

Foncugf aj tnccni f I ' 1/2

I 21b 9m>n I

79 SCH US LOH

Tubagt aciir ordinalrt # i.bO K 470 mm

,. - 19 4020.S0

. . 25,79 m II 18/12/78

rubagi m ocUr spiciol onli. corrosion C75.2

/ U'ia I l]9,72niml

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Tu&ogt «n ocltr specialaiiti corrosion C 75-2

. f5/i I 244,7mni I

Tubagt acIir ortjlnalrf K 55.< 9 '5/1 I 24(.47inml

(430744550

Tniï.AAi-t;

TÂT^y >: A /l

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f.t.trr'ffÈé.iirr^^2mñ"/¿n¿i¿¿

Maints irisfliB intèriturts

llcnlillt dt sti gtmmt tnlrt 100 tl 101,5 ml

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K2S

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Argllis barioUts

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i=Pt-J. , I

JS 57^ ft'ff A7\

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L L L L L

CalcQira á Ttrébialulis

tt calCQiri ó Crioiiltk

Colcaln d nltequ<i

Ceuchii blonchci

Ceuchci grijcft

( masai tupcruurci

i26tl I" Riptr< fouQf l Gulllaumi

.1290,5»

Couchti grisctI mosiff infcniuri 1 avec amai d> ail

(305) giiîiini di 290 h â 305 m.

OU)

Ceuchii rougtt

Oolomlt à MyophoriQ orbiculoini

CompltKi de Volmuciblcr

Cria coquilliir

iï«ô1

Cri» a Volliia

Couchti Intirmtdiolrti{ conglomcrotiqucs ¿ pûrtir de ¿SCm.it turloul ¿(Onr

(¿56)Conglomcral principal

ùiit Votgiin Igrc» brun rougi tt bigarri )

I

Ov

Cris Voigitn | gres fin rosi I

©

3ÈME PARTIE

INTERPRÉTATIONS - RÉSULTATS

3ÈME PARTIE

INTERPRÉTATIONS - RÉSULTATS

- 63 -

BRGM - SGN/GEG

1 - INTERPRETATIONS DES POMPAGES D'ESSAI

Les données des pompages d'essai réalisés dans le cadre de cette étu¬

de ont été interprétées en utilisant Les méthodes décrites dans la première par¬

tie du présent rapport, c'est-à-dire d'une part, les méthodes relatives aux mi¬

lieux continus quand elles pouvaient être appliquées, THEIS, JACOB ou PAPADO-

PULOS-COOPER si un effet de capacité de puits était manisfeste ou d'autre part.

Les méthodes faisant appel à des fractures uniques, modèle de fracture horizon¬

tale, verticale, "pente 1/2".

Le tableau n° 3 rassemble Les caractéristiques principales des forages

utilisés pour ces essais.

Les figures des planches suivantes montrent L'ajustement des points ex¬

périmentaux aux modèles théoriques ci-dessus. Les ajustements sont parfois excel¬

lents parfois très approximatifs. Les résultats de ces interprétations sont ras¬

semblés dans le tableau n° 4 .

Ils sont commentés dans Le dernier chapitre du rapport Lors de Leur rap¬

prochement avec d'autres résultats issus d'études diverses.

- 63 -

BRGM - SGN/GEG

1 - INTERPRETATIONS DES POMPAGES D'ESSAI

Les données des pompages d'essai réalisés dans le cadre de cette étu¬

de ont été interprétées en utilisant Les méthodes décrites dans la première par¬

tie du présent rapport, c'est-à-dire d'une part, les méthodes relatives aux mi¬

lieux continus quand elles pouvaient être appliquées, THEIS, JACOB ou PAPADO-

PULOS-COOPER si un effet de capacité de puits était manisfeste ou d'autre part.

Les méthodes faisant appel à des fractures uniques, modèle de fracture horizon¬

tale, verticale, "pente 1/2".

Le tableau n° 3 rassemble Les caractéristiques principales des forages

utilisés pour ces essais.

Les figures des planches suivantes montrent L'ajustement des points ex¬

périmentaux aux modèles théoriques ci-dessus. Les ajustements sont parfois excel¬

lents parfois très approximatifs. Les résultats de ces interprétations sont ras¬

semblés dans le tableau n° 4 .

Ils sont commentés dans Le dernier chapitre du rapport Lors de Leur rap¬

prochement avec d'autres résultats issus d'études diverses.

TABLEAU n° 3 : CARACTERISTIQUES DES OUVRAGES

COMMUNE

1

NEUFCHATEAU

BICQUELEY

PUTTELANGE

FONTANS

SAINT ALBAN

LIEU DIT

Z.I. desTorrières

"La grande -Vallée"

/

"Truc de

Montchamp

"La Malige"

INDICEOU

DESIGNATION

302-4-27

229-6-145

229-6-131

116-5-26

FFl

FPl

SAPl

PROFONDEUR

DU

FORAGE

90 m

51 m

112 m

545 m

22 m

1

31 m

40 m

DIAMETREINTERIEUR

200 mm

600 mm

210 mm

340 mm

140 mm

105 mm

105 mm

PROFONDEUR

DE L'EAU

4,60 m

3,80 m

3,80 m

25,8 m

3,97 m

2,71 m

14,71 m

NATURELITHOLOGIQUE

calcairesoolithiques

(Bathonienmoyen et sup

Jaj ocien sup)


du Bajocien

supérieur

Grës Vosgien

Granitefissure

granitealtéré

granite

ALTERATION

altérationsur 5 m

(tube cim.)

altérationsur 2 m

(tube ci¬menté)

cimentationjusqu'augrës/440 m

arëne sur4 m

arène sur7 m

arène 10 ra

NATUREOUVRAGE

Puits

Puits

Piézomètre

Puits

Puits

Piézomètre

Puits

TABLEAU n° 3 : CARACTERISTIQUES DES OUVRAGES

COMMUNE

1

NEUFCHATEAU

BICQUELEY

PUTTELANGE

FONTANS

SAINT ALBAN

LIEU DIT

Z.I. desTorrières

"La grande -Vallée"

/

"Truc de

Montchamp

"La Malige"

INDICEOU

DESIGNATION

302-4-27

229-6-145

229-6-131

116-5-26

FFl

FPl

SAPl

PROFONDEUR

DU

FORAGE

90 m

51 m

112 m

545 m

22 m

1

31 m

40 m

DIAMETREINTERIEUR

200 mm

600 mm

210 mm

340 mm

140 mm

105 mm

105 mm

PROFONDEUR

DE L'EAU

4,60 m

3,80 m

3,80 m

25,8 m

3,97 m

2,71 m

14,71 m

NATURELITHOLOGIQUE


(Bathonienmoyen et sup

Jaj ocien sup)


du Bajocien

supérieur

Grës Vosgien

Granitefissure

granitealtéré

granite

ALTERATION

altérationsur 5 m

(tube cim.)

altérationsur 2 m

(tube ci¬menté)

cimentationjusqu'augrës/440 m

arëne sur4 m

arène sur7 m

arène 10 ra

NATUREOUVRAGE

Puits

Puits

Piézomètre

Puits

Puits

Piézomètre

Puits

TABLEAU 4 : RESULTATS DES INTERPRETATIONS PAR DIFFERENTES METHODES(2"= transmissivitéS= coefficient d'emmagasinement)

ESSAI

NEUFCHATEAUdescente

NEUFCHATEAUremontée

PUTTELANGE .

descente

PUTTELANGEremontée

THEIS

!Z'=6,9.10"'*mVs

7=2,4. lO'^mVs

2'=2,3.10"''mVs

JACOB

2'=8,1.10~'' mVs

2'=6,4.10"'*mVs

2'=2,2.10~''m^/s

2'=2,1.10~''mVs

PAPADOPULOS FISSUREVERTICALE

7'=6,8.10"'' m^/s

a;^.5=6,8.10"2in^

soit £C=26m poui

S = 10""

FISSUREHORIZONTALE

PENTE 1/2

x^ .5=4,3. 10~.2«f

pour

T = 6,8.10 \^/isoita; = 20,8 m

pour

S = 10""

pas

REMARQUES

stabilisation

Ov

.../.. I

TABLEAU 4 : RESULTATS DES INTERPRETATIONS PAR DIFFERENTES METHODES(2"= transmissivitéS= coefficient d'emmagasinement)

ESSAI

NEUFCHATEAUdescente

NEUFCHATEAUremontée

PUTTELANGE .

descente

PUTTELANGEremontée

THEIS

!Z'=6,9.10"'*mVs

7=2,4. lO'^mVs

2'=2,3.10"''mVs

JACOB

2'=8,1.10~'' mVs

2'=6,4.10"'*mVs

2'=2,2.10~''m^/s

2'=2,1.10~''mVs

PAPADOPULOS FISSUREVERTICALE

7'=6,8.10"'' m^/s

a;^.5=6,8.10"2in^

soit £C=26m poui

S = 10""

FISSUREHORIZONTALE

PENTE 1/2

x^ .5=4,3. 10~.2«f

pour

T = 6,8.10 \^/isoita; = 20,8 m

pour

S = 10""

pas

REMARQUES

stabilisation

Ov

.../.. I

TABLEAU 4 : RESULTATS DES INTERPRETATIONS PAR DIFFERENTES METHODES

(suite 1)

(.T = transmissivitéS = coefficient d'emmagasinement)

ESSAI

BICQUELEY

descentepuits pompé

piézomètre

remontéepuits pompé

piézomètre

THEIS

7=1,8. lO'^mVs5= 6,8.10""

7=l,1.10"''mVs5= 5,4.10 "

JACOB

7=1,7. 10~"mVs

mauvais

mauvais

PAPADOPULOS

7=1,9. 10""mV30 = 0.86 m

a = 10 %

7=2,1.10""mVs0= 0,66 m

a= 1 %

FISSUREVERTICALE

(1)7=1,9. 10""mVs5=3,4.10""£C= 18,9 m

(2)7=1,7.10"^ m Vs5= 9,7.10 "£C = 6,3 m

FISSUREHORIZONTALE

7=1,7. 10~"mVs5= 7,7.10 "r= 14,2 m

PENTE 1/2 REMARQUES

très bon ajus¬tement

-

OnOn

(1) piézomètre dans une direction perpendiculaire à la fissure(2) piézomètre selon l'axe de la fissure

TABLEAU 4 : RESULTATS DES INTERPRETATIONS PAR DIFFERENTES METHODES

(suite 1)

(.T = transmissivitéS = coefficient d'emmagasinement)

ESSAI

BICQUELEY

descentepuits pompé

piézomètre

remontéepuits pompé

piézomètre

THEIS

7=1,8. lO'^mVs5= 6,8.10""

7=l,1.10"''mVs5= 5,4.10 "

JACOB

7=1,7. 10~"mVs

mauvais

mauvais

PAPADOPULOS

7=1,9. 10""mV30 = 0.86 m

a = 10 %

7=2,1.10""mVs0= 0,66 m

a= 1 %

FISSUREVERTICALE

(1)7=1,9. 10""mVs5=3,4.10""£C= 18,9 m

(2)7=1,7.10"^ m Vs5= 9,7.10 "£C = 6,3 m

FISSUREHORIZONTALE

7=1,7. 10~"mVs5= 7,7.10 "r= 14,2 m

PENTE 1/2 REMARQUES

très bon ajus¬tement

-

OnOn

(1) piézomètre dans une direction perpendiculaire à la fissure(2) piézomètre selon l'axe de la fissure

TABLEAU 4 : RESULTATS DES INTERPRETATIONS PAR DIFFERENTES METHODES(suite 2)

( 7= transmissivité5= coefficient d'emmagasinement)

ESSAI

FONTANS

descentepuits Fj

piézomètre FP.

remontéepuits F|

piézomètre FP.

SAINT ALBAN(La Malige)

SP,descente

THEIS

?

7=4,7.10"5m2/s5= 8,4 %

7=l,3.10~"mVs5= 1,7 %

JACOB

début7 = 2,2.10 "

fin7 = 6,0.10 ^

7=6,8. 10'V/s5= 5,6 %

Ein de remontée

7=6,8..10~"mVs

7=l,0.]0~"mVs

mauvais

PAPADOPULOS

remontée par¬faitement li¬néaire0 = 0,138 m

7=4,7.10"5mVs0= 0,130 m

a= 10 "

FISSUREVERTICALE

FISSUREHORIZONTALE

PENTE 1/2 REMARQUES

très bon ajus¬tement sur lacourbe Papado-

pulos puis sta¬bilisation

c^-M

TABLEAU 4 : RESULTATS DES INTERPRETATIONS PAR DIFFERENTES METHODES(suite 2)

( 7= transmissivité5= coefficient d'emmagasinement)

ESSAI

FONTANS

descentepuits Fj

piézomètre FP.

remontéepuits F|

piézomètre FP.

SAINT ALBAN(La Malige)

SP,descente

THEIS

?

7=4,7.10"5m2/s5= 8,4 %

7=l,3.10~"mVs5= 1,7 %

JACOB

début7 = 2,2.10 "

fin7 = 6,0.10 ^

7=6,8. 10'V/s5= 5,6 %

Ein de remontée

7=6,8..10~"mVs

7=l,0.]0~"mVs

mauvais

PAPADOPULOS

remontée par¬faitement li¬néaire0 = 0,138 m

7=4,7.10"5mVs0= 0,130 m

a= 10 "

FISSUREVERTICALE

FISSUREHORIZONTALE

PENTE 1/2 REMARQUES

très bon ajus¬tement sur lacourbe Papado-

pulos puis sta¬bilisation

c^-M

TABLEAU 4(suite 3)

: RESULTATS DES INTERPRETATIONS PAR DIFFERENTES METHODES( 7= transmissivité

5= coefficient d'emmagasinement)

ESSAI

SAINT ALBAN (suite)(La Malige)

SP,

remontée

THEIS JACOB

mauvais

PAPADOPULOS

7=4,6. 10" ^mVs0-' 0,163 m

a= 10 "

FISSUREVERTICALE

FISSUREHORIZONTALE

PENTE 1/2 REMARQUES

très bon ajus¬tement sur lacourbe de Papa-dopulos

On00

TABLEAU 4(suite 3)

: RESULTATS DES INTERPRETATIONS PAR DIFFERENTES METHODES( 7= transmissivité

5= coefficient d'emmagasinement)

ESSAI

SAINT ALBAN (suite)(La Malige)

SP,

remontée

THEIS JACOB

mauvais

PAPADOPULOS

7=4,6. 10" ^mVs0-' 0,163 m

a= 10 "

FISSUREVERTICALE

FISSUREHORIZONTALE

PENTE 1/2 REMARQUES

très bon ajus¬tement sur lacourbe de Papa-dopulos

On00

NEUFCHATEAUNEUFCHATEAU

- 70

i30 -

2,5

? O .c,u

1,5

1 o .I,U -

0,5

0

/

_

Rabattement (m)

//

1

<

//»

//

1

//>

<

/ 0;5 12345 810/

/

1

15 2

>

0

{ temps en racine

25 secondes

carr

/ Figure n"!!!.! : Forage NeufchateauCourbe de descente

(débit 40 m3/h environ)

- 70

i30 -

2,5

? O .c,u

1,5

1 o .I,U -

0,5

0

/

_

Rabattement (m)

//

1

<

//»

//

1

//>

<

/ 0;5 12345 810/

/

1

15 2

>

0

{ temps en racine

25 secondes

carr

/ Figure n"!!!.! : Forage NeufchateauCourbe de descente

(débit 40 m3/h environ)

- 71 -

Figure n° III. 2. Forage de Neufchateauremontée (THEIS)

- descente ("pente 1/2") et

10 T 1 I I I I 1 1 1 I I I I I I I n r T I I I I I I

descentepente 1/2

WI

X<

CO

O

10

remontée (Theis)

10 -I ' I Il ' t I I II ' till l__J I I I I 1 1 J 'I J I I I 1 1 II

10 10 10TP ou TR

FORAGE NEUFCHATEAUDEBIT ENU 40 HS/H

10 10 10

- 71 -

Figure n° III. 2. Forage de Neufchateauremontée (THEIS)

- descente ("pente 1/2") et

10 T 1 I I I I 1 1 1 I I I I I I I n r T I I I I I I

descentepente 1/2

WI

X<

CO

O

10

remontée (Theis)

10 -I ' I Il ' t I I II ' till l__J I I I I 1 1 J 'I J I I I 1 1 II

10 10 10TP ou TR

FORAGE NEUFCHATEAUDEBIT ENU 40 HS/H

10 10 10

- 72 -

Figure n° III. 3. : Forage de Neufchateau - descente et remontée (JACOB)

-"^

IZ^M^

F-ZLUz:LUt-E-<

<oc

10.00

SoOO

8.00

1.00

6.00

5.00

1^.00

3.00

2.00

1.00

0.

i I 1 1 1[ 1 1 I I I i 11 [ T 1 I I I 1 1 n 1 r I I I il i| 1 1 i I I i ii| i

remontée jCt «©

y-y^ <^ « descente

.J ' ^ ' " '

©_ n

©2-+

yI I i I ' I ' I I I

10 10 10 10 10

T OU 1+TP/TR

FORAGE NEUFCHATEAUDEBIT ENU ¿10 HS/H

- 72 -

Figure n° III. 3. : Forage de Neufchateau - descente et remontée (JACOB)

-"^

IZ^M^

F-ZLUz:LUt-E-<

<oc

10.00

SoOO

8.00

1.00

6.00

5.00

1^.00

3.00

2.00

1.00

0.

i I 1 1 1[ 1 1 I I I i 11 [ T 1 I I I 1 1 n 1 r I I I il i| 1 1 i I I i ii| i

remontée jCt «©

y-y^ <^ « descente

.J ' ^ ' " '

©_ n

©2-+

yI I i I ' I ' I I I

10 10 10 10 10

T OU 1+TP/TR

FORAGE NEUFCHATEAUDEBIT ENU ¿10 HS/H

PUTTELANGEPUTTELANGE

- 74 -

Figure n° III. 4. : Forage de Puttelange - Descente et remontée (THEIS)

10

05I

X<

I

O

O)

10

10

I I I i I I i I 1 1 I I i 1 1 1| I 1 I I M II I I 1 I I I I II I r I I I I

-1 I I I I i 1 1 1 .J I I I I i ni I I I -i 1 i i il I

10^ lO" lO' 10* lo'

TP OU TR

FORAGE PUTTELANGEDEBIT 24 A 22 HS/H

- 74 -

Figure n° III. 4. : Forage de Puttelange - Descente et remontée (THEIS)

10

05I

X<

I

O

O)

10

10

I I I i I I i I 1 1 I I i 1 1 1| I 1 I I M II I I 1 I I I I II I r I I I I

-1 I I I I i 1 1 1 .J I I I I i ni I I I -i 1 i i il I

10^ lO" lO' 10* lo'

TP OU TR

FORAGE PUTTELANGEDEBIT 24 A 22 HS/H

- 75 -

Figure n° III. 5. : Forage de PutteLange - descente et remontée (JACOB)

LUce

lU

tus:LUt-E-<m<ce

10.00

s.oo

8.00

1.00

6.00

5.00

<i.00

3.00

2.00

1.00

0. ^

-I I I I 1 1 1| r 1 I I I I 1 1| r 1 I I I I I n 1 1 I I I I 1 1| -I I I I I I il

..*fi^

descente ^V. ©A.©

remontée

I I I I I II I I I lililí u LLlI L.

10 10 10 10 10

T OU 1+TP/TR

FORAGE PUTTELANGEDEBIT 24 A 22 n3/H

- 75 -

Figure n° III. 5. : Forage de PutteLange - descente et remontée (JACOB)

LUce

lU

tus:LUt-E-<m<ce

10.00

s.oo

8.00

1.00

6.00

5.00

<i.00

3.00

2.00

1.00

0. ^

-I I I I 1 1 1| r 1 I I I I 1 1| r 1 I I I I I n 1 1 I I I I 1 1| -I I I I I I il

..*fi^

descente ^V. ©A.©

remontée

I I I I I II I I I lililí u LLlI L.

10 10 10 10 10

T OU 1+TP/TR

FORAGE PUTTELANGEDEBIT 24 A 22 n3/H

BICQUELEY

- puits

- piézomètres

BICQUELEY

- puits

- piézomètres

- .77 -

Figure n° III. 6. : Forages de Bicqueley - descente et remontée du puits(PAPADOPULOS)

10 -I I I I I 1 1 1 1 I I I I I 1 1 1 1 -I I I 1 1 1 1 -1 I I I I I IT] r I I I I I 1 1 1 1 1 I I I i 1 1

+ + + ++"\

LUce

lU

LU

X<

w

o

CO

remontée

' I 1 I I I I I 1 1 111

10TP OU TR

FORAGE BICQUELEYDEBIT = I^dB n3/H

10

- .77 -

Figure n° III. 6. : Forages de Bicqueley - descente et remontée du puits(PAPADOPULOS)

10 -I I I I I 1 1 1 1 I I I I I 1 1 1 1 -I I I 1 1 1 1 -1 I I I I I IT] r I I I I I 1 1 1 1 1 I I I i 1 1

+ + + ++"\

LUce

lU

LU

X<

w

o

CO

remontée

' I 1 I I I I I 1 1 111

10TP OU TR

FORAGE BICQUELEYDEBIT = I^dB n3/H

10

25.00- 78 -

T I 1 I I i I I I I 1 I I I I I I I 1 1 I I I III] 1 1 I I I I I I I 1 I 1 I I I I l| 1 1 1 I I 11 I

Figure n° III. 7. : Forages de Bicqueley - descente et remontée du puits(JACOB)

20.00 U+ ++ + ++ + +

15.00

2UJSIUJt-

<

<ce

10.00

5.00

/ +/++

remontée

\ descente

./<

, + +

-© I Q 1.^ ©9 9f10

++

' ' ' -I I I 1 1 1 1 II

10" 10TP ou 1+TP/TR

FORAGE BICQUELEYDEBIT = llnS n3/H

10 10 10

25.00- 78 -

T I 1 I I i I I I I 1 I I I I I I I 1 1 I I I III] 1 1 I I I I I I I 1 I 1 I I I I l| 1 1 1 I I 11 I

Figure n° III. 7. : Forages de Bicqueley - descente et remontée du puits(JACOB)

20.00 U+ ++ + ++ + +

15.00

2UJSIUJt-

<

<ce

10.00

5.00

/ +/++

remontée

\ descente

./<

, + +

-© I Q 1.^ ©9 9f10

++

' ' ' -I I I 1 1 1 1 II

10" 10TP ou 1+TP/TR

FORAGE BICQUELEYDEBIT = llnS n3/H

10 10 10

- 79 -

10 T 1 1 lililí 1 1 1 I I I I I I 1 1 1 I I I I I I -I I I I I 1 1 1 1 1 I I r I 1 1 1 1 1 I I I I I

Figure n° III. 8. : Forages de Bicqueley - descente et remontée dupiézomètre (THEIS - fissure verticale ou horizontale)

10

COtuceE-Us:

LU

X<s:CO

o

CO

1 -

10 -

10-s

/4r+ + ++W\

©

I ] J ''"' I I I I. I '

10 10 10 10TP OU TR

PIEZOnETRE BICQUELEYDEBIT = 11d8 nS/H

10 10

- 79 -

10 T 1 1 lililí 1 1 1 I I I I I I 1 1 1 I I I I I I -I I I I I 1 1 1 1 1 I I r I 1 1 1 1 1 I I I I I

Figure n° III. 8. : Forages de Bicqueley - descente et remontée dupiézomètre (THEIS - fissure verticale ou horizontale)

10

COtuceE-Us:

LU

X<s:CO

o

CO

1 -

10 -

10-s

/4r+ + ++W\

©

I ] J ''"' I I I I. I '

10 10 10 10TP OU TR

PIEZOnETRE BICQUELEYDEBIT = 11d8 nS/H

10 10

- 80 -

25.00 T 1 1 I I -I 1 I I I I 1 1 1 1 1 I I I I I II 1 r T I -I III I I I I 1 1| 1 1 I I I I 1 1

20.00

Figure n° III. 9. : Forages de Bicqueley - descente et remontée dupiézomètre (JACOB)

+++++ +++ + + + + + + +

/.+

15.00

UJs:LUE-E-<OQ<ce

10.00

5.00

//++

remontée

+++

/ descenti

+/

+/

f" /

01111^ O © ©99?n;i J '

10 10 10 10TP OU 1+TP/TR

PIEZOnETRE BICQUELEYDEBIT = llnB nS/H

10 10

- 80 -

25.00 T 1 1 I I -I 1 I I I I 1 1 1 1 1 I I I I I II 1 r T I -I III I I I I 1 1| 1 1 I I I I 1 1

20.00

Figure n° III. 9. : Forages de Bicqueley - descente et remontée dupiézomètre (JACOB)

+++++ +++ + + + + + + +

/.+

15.00

UJs:LUE-E-<OQ<ce

10.00

5.00

//++

remontée

+++

/ descenti

+/

+/

f" /

01111^ O © ©99?n;i J '

10 10 10 10TP OU 1+TP/TR

PIEZOnETRE BICQUELEYDEBIT = llnB nS/H

10 10

FONTANS

- puits

- piézomètres

FONTANS

- puits

- piézomètres

- 82 -

10 T 1 1 lililí -1 1 I I I I I I 1 1 1 I I I I I I 1 1 1 I I I I I I 1 I I I I I ill 1 1 1 I I I I

Figure n° III. 10 : Forages de Fontans - descente et remontée du puits Fi(THEIS, PAPADOPULOS)

10

COI

X

é 1CO

o

CO

-i10 -

10

(^+ +++ ++++ +++fH^ C^

+ ©/ -©

remontée

10 10 1010TP OU TR

FORAGE Fl SITE DE FONTANSDEBIT=la2 nS/H

10

-I I 1, 1 1 II I

10

- 82 -

10 T 1 1 lililí -1 1 I I I I I I 1 1 1 I I I I I I 1 1 1 I I I I I I 1 I I I I I ill 1 1 1 I I I I

Figure n° III. 10 : Forages de Fontans - descente et remontée du puits Fi(THEIS, PAPADOPULOS)

10

COI

X

é 1CO

o

CO

-i10 -

10

(^+ +++ ++++ +++fH^ C^

+ ©/ -©

remontée

10 10 1010TP OU TR

FORAGE Fl SITE DE FONTANSDEBIT=la2 nS/H

10

-I I 1, 1 1 II I

10

- 83 -

Figure n° III. 11 Forages de Fontans - descente et remontée du puits Fl(JACOB)

COLUceE-LU

LU

LUE-E-<CD<ce

15.00

láoOO

13.00

12.00

11.00 .

10.00 .

3.00

8.00 l.

?.oo

6.00

5.00

<i.00

3.00

2.00

1.00

0. (^

T 1 1 I I I I U 1 1 1 I I I I II T 1 I I I I I I 1 1 1 I I I I l| 1 1 1 I I I i I

+ +++ + «^

©

©

remontée

X o

©

©

©descente

©

-©. ttj^t^ftvtfí^iy'"+^è"^©© ©©®*

oo<^©

©©©©'I®

I I I I I I I li I I I I I I 1 1 1 l__J I I I I 1 1 1 I

10 ' 10 10T OU 1+TP/TR

FORAGE Fl SITE DE FONTANSDEBIT=lo2 n3/H

10 10

- 83 -

Figure n° III. 11 Forages de Fontans - descente et remontée du puits Fl(JACOB)

COLUceE-LU

LU

LUE-E-<CD<ce

15.00

láoOO

13.00

12.00

11.00 .

10.00 .

3.00

8.00 l.

?.oo

6.00

5.00

<i.00

3.00

2.00

1.00

0. (^

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10 ' 10 10T OU 1+TP/TR

FORAGE Fl SITE DE FONTANSDEBIT=lo2 n3/H

10 10

- 84 -

10

CO

O

CO

10-^ L

10

-I I I 1 1 1 1 1 \ 1 1 I I I 1 1 1| r I I I I I 1 1 1 1 1 I I I 11 1 1 T I I I I I I]

Figure n° III. 12. : Forages de Fontans - descente etremontée du piézomètre FPl (THEIS)

remontée ^+

descente

©

I .1 I I I 1 1 1 1 I I III ! ^ ' ' ' ry ' ' "

10 10 1010TP OU TR

PIEZOHETRE FPl SITE DE FONTANSDEBIT=la2 nS/H SUR F3

10

- 84 -

10

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10

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Figure n° III. 12. : Forages de Fontans - descente etremontée du piézomètre FPl (THEIS)

remontée ^+

descente

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10 10 1010TP OU TR

PIEZOHETRE FPl SITE DE FONTANSDEBIT=la2 nS/H SUR F3

10

- 85 -

Figure n" III. 13, Forages de Fontans - descente et remontée dupiézomètre FPl (JACOB)

COLUceE-LU

LUsrLUE-E-<m<ce

1.50

1.40

1.30

T 1 I I I I I'mj- -I 1 I I I 1 1 1 I I I I I 1 1 1 -I I I I 1 1 II 1 1 I I I 1 1 11

+ + + + +

remontée

i I I 1 1 1 II

10' 10 10T ou 1+TP/TR

PIEZOHETRE FPl SITE DE FONTANSDEBIT=ln2 nS/H SUR F3

10 10

- 85 -

Figure n" III. 13, Forages de Fontans - descente et remontée dupiézomètre FPl (JACOB)

COLUceE-LU

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1.50

1.40

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PIEZOHETRE FPl SITE DE FONTANSDEBIT=ln2 nS/H SUR F3

10 10

SAINT ALBAN

(LA MALIGE)

SAINT ALBAN

(LA MALIGE)

- 87 -

Figure n° III.U : Forages de St Alban (La Malige)descente et remontée (PAPADOPULOS)

10^' -I I I I I 1 1 n -I 1 I I I I 1 1 1 r P| r 1 I I I I 1 1| 1 1 I I I I 1 1 1 -1 I I I I 1 1 1

COI

X<£1CO

o

CO

10-i

10

Ht- remontée

ujJ I 1 I 1 I 1 1 il 1 I '" ' I Il

10 10 1010TP ou TR

FORAGE SAPl SITE DE LA HALIGEDEBIT=0n'?8 n3/H

10 10

- 87 -

Figure n° III.U : Forages de St Alban (La Malige)descente et remontée (PAPADOPULOS)

10^' -I I I I I 1 1 n -I 1 I I I I 1 1 1 r P| r 1 I I I I 1 1| 1 1 I I I I 1 1 1 -1 I I I I 1 1 1

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FORAGE SAPl SITE DE LA HALIGEDEBIT=0n'?8 n3/H

10 10

- 88 -

Figure n° III. 15 Forages de St Alban (La Malige)descente et -remontée (JACOB)

6.00 T 1 I I I I 1 1 1 1 1 I I I I 1 1 1 r I 1 I I I 1 1 1 1 1 I I I I 1 1 1 -T 1 I I I 1 M 1 1 1 1 I I 1 11

5.00 ©

-^ 4.00COLUceE-

e:

"" 3.00

LU

LUE-

< 2.00CD<ce

1.00

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10-1

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I I I I I 1 1 1 1 I I I I I 1 1 1 1

10 10 10 10 10

T ou 1+TP/TR

FORAGE SAPl SITE DE LA HALIGEDEBIT=0d18 n3/H

- 88 -

Figure n° III. 15 Forages de St Alban (La Malige)descente et -remontée (JACOB)

6.00 T 1 I I I I 1 1 1 1 1 I I I I 1 1 1 r I 1 I I I 1 1 1 1 1 I I I I 1 1 1 -T 1 I I I 1 M 1 1 1 1 I I 1 11

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T ou 1+TP/TR

FORAGE SAPl SITE DE LA HALIGEDEBIT=0d18 n3/H

- 89 -

BRGM - SGN/GEG

2 - ANALYSE DES RESULTATS

Ces dernières interprétations peuvent être rapprochées de celles déjà

effectuées dans le cadre de cette étude et présentées dans le "rapport annuel

1978" (N" BRGM - 79 SGN 062 GEG), mais aussi d'interprétations d'essais réalisées

pour différents organismes qui ont pour la plus part un caractère confidentiel.

Les données de chacun de ces pompages d'essai ont été interprétées par

la méthode la plus adéquate et leur liste fait L'objet du tableau n° 5 (page

suivante) .

En préalable à son analyse, on peut souligner le "haut niveau techno¬

logique" de la plus part de ces essais (moyens de mesures, durée de l'essai,

nombre de points de mesure), ce qui valorise les résultats que l'on peut en ti¬

rer.

Cependant, Le nombre limité des sites testés (15) et La variété de Leurs

conditions donnent aux généralisations que L'on est tenté de déduire de l'analyse

de ces données un caractère purement qualitatif.

Quelques références d'essais

(1) Détermination des caractéristiques hydrauliques des massifs rocheux fissurés

à l'aide d'essais de pompage ou d'injection en régime transitoire (ACC DGRST

N° 75-7.1564). Rapport scientifique annuel (année 1976) (N" BRGH :

76 SGN 494 AME).

(2) Détermination des caractéristiques hydrauliques des aquifères fissurés par

pompage d'essai en régime transitoire - Application aux nappes de La craie,

(N° BRGM - 78 SGN 669 GEG).

(3) Mise au point d'une méthodologie pour La détermination des caractéristiques

hydrauliques de milieux fissurés (ACC DGRST N" 77-7-1430) - Rapport Scienti¬

fique annuel (1978) - (N" BRGM - 79 SGN 062 GEG).

(4) Roches chaudes haute température (Hot dry rocks). Contribution à La méthodo¬

logie de La détermination des caractéristiques hydrauliques des milieux ro¬

cheux fracturés naturellement ou artificiellement (contrat CCE n° 563-78-EGF)-


- 89 -

BRGM - SGN/GEG

2 - ANALYSE DES RESULTATS

Ces dernières interprétations peuvent être rapprochées de celles déjà

effectuées dans le cadre de cette étude et présentées dans le "rapport annuel

1978" (N" BRGM - 79 SGN 062 GEG), mais aussi d'interprétations d'essais réalisées

pour différents organismes qui ont pour la plus part un caractère confidentiel.

Les données de chacun de ces pompages d'essai ont été interprétées par

la méthode la plus adéquate et leur liste fait L'objet du tableau n° 5 (page

suivante) .

En préalable à son analyse, on peut souligner le "haut niveau techno¬

logique" de la plus part de ces essais (moyens de mesures, durée de l'essai,

nombre de points de mesure), ce qui valorise les résultats que l'on peut en ti¬

rer.

Cependant, Le nombre limité des sites testés (15) et La variété de Leurs

conditions donnent aux généralisations que L'on est tenté de déduire de l'analyse

de ces données un caractère purement qualitatif.

Quelques références d'essais

(1) Détermination des caractéristiques hydrauliques des massifs rocheux fissurés

à l'aide d'essais de pompage ou d'injection en régime transitoire (ACC DGRST

N° 75-7.1564). Rapport scientifique annuel (année 1976) (N" BRGH :

76 SGN 494 AME).

(2) Détermination des caractéristiques hydrauliques des aquifères fissurés par

pompage d'essai en régime transitoire - Application aux nappes de La craie,


(3) Mise au point d'une méthodologie pour La détermination des caractéristiques

hydrauliques de milieux fissurés (ACC DGRST N" 77-7-1430) - Rapport Scienti¬

fique annuel (1978) - (N" BRGM - 79 SGN 062 GEG).

(4) Roches chaudes haute température (Hot dry rocks). Contribution à La méthodo¬

logie de La détermination des caractéristiques hydrauliques des milieux ro¬

cheux fracturés naturellement ou artificiellement (contrat CCE n° 563-78-EGF)-


BRGM - SGN/GEG

- 90 -

TABLEAU N''5 : METHODES D'INTERPRETATION UTILISABLESPOUR LES DIVERS ESSAIS

SITE

A

B

C

D

E

^1

^2

^3

^4

^5

^1

SH

I

J

NEUFCHATEAU

PUTTELANGE

BICQUELEY

FONTANS

SAINT ALBAN

LA HAGUE SI

LA HAGUE S 2

LA HAGUE TS

LA HAGUE TC

LA HAGUE TA

LILLE (1)

LILLE FR3 (2)

QUINTÍN (3)

FOUGERES

HDR (4)

DATE

1979

1979

1979

1979

1979

1978

1978

1979

1979

1980

1973

1977

1978

J979

1979

FORMATION

calcaire

grès (vosgien)

calcaire

granite

granite

schistes

grës

schistes

grès

schistes etgrès

craie

craie

granite

granite

schistes etgrës

OUVRAGES

D'OBSERVATIONS

puits de pompage

puits de pompage

puits de pompage

1 piézomètre

puits de pompage1 piézomètre

puits de pompage

puits de pompage

4 piézomètres

puits de pompage

4 piézomètres

puits de pompage4 piézomètres



puits de pompage

puits de pompage

puits de pompage

3 piézomètres

puits de pompage

4 piézomètres


METHODE UTILISEE

fracture verticale

Theis , Jacob

Jacob, Papadopulos-CooperTheis, fracture horiz.et verticale

Theis , JacobTheis, Jacob, Papado-pulos-Cooper

Papadopulos-Cooper

Boulton et Papadopulos-CooperBoulton et fractureverticale

Theis, Jacob

Theis , Jacob

Papadopulos-CooperTheis , Jacob

Theis, JacobTheis, Jacob, Papadopu-los

Theis , JacobTheis, Jacob

fracture horizontale


Papadopulos-Cooper ,Boulton ou fractureverticale

fracture horizontale,WaltonWalton, Jacob

fracture verticalefracture verticale

BRGM - SGN/GEG

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TABLEAU N''5 : METHODES D'INTERPRETATION UTILISABLESPOUR LES DIVERS ESSAIS

SITE

A

B

C

D

E

^1

^2

^3

^4

^5

^1

SH

I

J

NEUFCHATEAU

PUTTELANGE

BICQUELEY

FONTANS

SAINT ALBAN

LA HAGUE SI

LA HAGUE S 2

LA HAGUE TS

LA HAGUE TC

LA HAGUE TA

LILLE (1)

LILLE FR3 (2)

QUINTÍN (3)

FOUGERES

HDR (4)

DATE

1979

1979

1979

1979

1979

1978

1978

1979

1979

1980

1973

1977

1978

J979

1979

FORMATION

calcaire

grès (vosgien)

calcaire

granite

granite

schistes

grës

schistes

grès

schistes etgrès

craie

craie

granite

granite

schistes etgrës

OUVRAGES

D'OBSERVATIONS

puits de pompage

puits de pompage

puits de pompage

1 piézomètre

puits de pompage1 piézomètre

puits de pompage

puits de pompage

4 piézomètres

puits de pompage

4 piézomètres




puits de pompage

puits de pompage

puits de pompage

3 piézomètres

puits de pompage

4 piézomètres


METHODE UTILISEE

fracture verticale

Theis , Jacob

Jacob, Papadopulos-CooperTheis, fracture horiz.et verticale

Theis , JacobTheis, Jacob, Papado-pulos-Cooper

Papadopulos-Cooper

Boulton et Papadopulos-CooperBoulton et fractureverticale

Theis, Jacob

Theis , Jacob

Papadopulos-CooperTheis , Jacob

Theis, JacobTheis, Jacob, Papadopu-los

Theis , JacobTheis, Jacob



Papadopulos-Cooper ,Boulton ou fractureverticale

fracture horizontale,WaltonWalton, Jacob

fracture verticalefracture verticale

- 91 -

BRGM SGN/GEG

L'analyse de ce tableau conduit aux résultats suivants :

Ce qui apparaît en premier Lieu est :

1 - la complexité du milieu naturel qu'il est parfois bien difficile de repré¬

senter par des schémas théoriques. Ainsi les hétérogénéités même à l'échel¬

le de nos stations d'essai sont dans certains cas telles que :

. les méthodes applicables en certains points d'observations de La

station ne Le sont pas en d'autres d'une même station d'essai (par

exemple Fl, I);

. et même certains piézomètres fournissent encore des données rebelles

à toute interprétation (par exemple H).

On doit estimer qu'il ne s'agit pas Là d'un résultat fortuit mais qu'il

est entraîné par la nature même du milieu fracturé.

Ces nouvelles méthodes permettent d'interpréter plus d'essai et de mieux

représenter Le milieu naturel. Mais il s'avère qu'elles ne sont pas applicables à

tous les sites (environ La moitié des cas) et tous Les piézomètres d'un même site.

En effet, en pratique on a pu utiliser les modèles :

{¡A-acXuAe. MeJitXiuoXe., pour 5 stations d'essai :

puits

piézomètre (et pas puits)


puits et piézomètre

puits et piézomètre.

A

C

^1H

J

calcaireII

schistes

granite

schistes et grès

jKaxitxjJie. hoAZzontaZe., pour 4 stations d'essai

C calcaire piézomètre (et pas puits)

G^ craie puits

Gp " puits

I granite puits (et pas piézomètre),

- 91 -

BRGM SGN/GEG

L'analyse de ce tableau conduit aux résultats suivants :

Ce qui apparaît en premier Lieu est :

1 - la complexité du milieu naturel qu'il est parfois bien difficile de repré¬

senter par des schémas théoriques. Ainsi les hétérogénéités même à l'échel¬

le de nos stations d'essai sont dans certains cas telles que :

. les méthodes applicables en certains points d'observations de La

station ne Le sont pas en d'autres d'une même station d'essai (par

exemple Fl, I);

. et même certains piézomètres fournissent encore des données rebelles

à toute interprétation (par exemple H).

On doit estimer qu'il ne s'agit pas Là d'un résultat fortuit mais qu'il

est entraîné par la nature même du milieu fracturé.

Ces nouvelles méthodes permettent d'interpréter plus d'essai et de mieux

représenter Le milieu naturel. Mais il s'avère qu'elles ne sont pas applicables à

tous les sites (environ La moitié des cas) et tous Les piézomètres d'un même site.

En effet, en pratique on a pu utiliser les modèles :

{¡A-acXuAe. MeJitXiuoXe., pour 5 stations d'essai :

puits




puits et piézomètre.

A

C

^1H

J

calcaireII

schistes

granite

schistes et grès

jKaxitxjJie. hoAZzontaZe., pour 4 stations d'essai

C calcaire piézomètre (et pas puits)

G^ craie puits

Gp " puits

I granite puits (et pas piézomètre),

- 92 -

BRGM - SGN/GEG

MitiejuL coYvUnu. pouJi 10 6tivUoyu>

C

B

D

E

"l^2

^Z

^l*

^c;

calcaire

grès

granite

granite

schistes

grès

granite

schistes

grès

schistes et grès

puits

puits


puits



piézomètre




(*)

(*)

Ainsi de nombreux aquifères fissurés réagissent pendant toute la du¬

rée mesurable de l'essai comme des milieux continus. Le début étant souvent mas¬

qué par l'effet de La capacité du puits Lui-même.

2 - Influence du point d'observation

Lorsque les méthodes de fractures isolées s'appliquent, elles Le sont

dans les piézomètres (sauf I) mais pas toujours dans les puits de pompage corres¬

pondant, leur réponse pouvant être perturbée par Leur effet de capacité propre.

3 - Effet de la Lithologie

Malgré Les réserves entraînées par le nombre d' "échantil Ions" disponi¬

bles, il semble que Le modèle interprétatif le plus adéquat puisse être relié à

la nature des formations.

3.1. - Ainsi les essais (2) réalisés dans La craie sont bien interprétés

par Le schéma fractures horizontales, conforme à son type de f racturation réel.

3.2. - L'ensemble des essais dans les grès (plus finement fissurés) est assi¬

milable au comportement des milieux continus.

(*) Anisotropie observée et calculée (nécessite la disposition de nombreuxpiézomètres)

- 92 -

BRGM - SGN/GEG

MitiejuL coYvUnu. pouJi 10 6tivUoyu>

C

B

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^c;

calcaire

grès

granite

granite

schistes

grès

granite

schistes

grès

schistes et grès

puits

puits


puits



piézomètre




(*)

(*)

Ainsi de nombreux aquifères fissurés réagissent pendant toute la du¬

rée mesurable de l'essai comme des milieux continus. Le début étant souvent mas¬

qué par l'effet de La capacité du puits Lui-même.

2 - Influence du point d'observation

Lorsque les méthodes de fractures isolées s'appliquent, elles Le sont

dans les piézomètres (sauf I) mais pas toujours dans les puits de pompage corres¬

pondant, leur réponse pouvant être perturbée par Leur effet de capacité propre.

3 - Effet de la Lithologie

Malgré Les réserves entraînées par le nombre d' "échantil Ions" disponi¬

bles, il semble que Le modèle interprétatif le plus adéquat puisse être relié à

la nature des formations.

3.1. - Ainsi les essais (2) réalisés dans La craie sont bien interprétés

par Le schéma fractures horizontales, conforme à son type de f racturation réel.

3.2. - L'ensemble des essais dans les grès (plus finement fissurés) est assi¬

milable au comportement des milieux continus.

(*) Anisotropie observée et calculée (nécessite la disposition de nombreuxpiézomètres)

93

BRGM - SGN/GEG

3.3. - En ce qui concerne les milieux cristallins (s.l.), granites et schis¬

tes, les trois types de comportement sont observés avec une plus grande proportion

de cas (6/9) assimilables aux milieux continus. A plus grande profondeur (altéra¬

tion moindre) cette caractéristique peut être différente.

3.4. - Les cas du calcaire sont dispersés dans Les 3 types, confirment la

grande difficulté de caractériser hydrauliquement ce type de milieu.

4 - Anisotropie

IL est intéressant de noter que parmi Les 10 cas conformes au milieu

continu, seuls deux (F^ schistes et F, grès) ont montré une anisotropie mesurable.

La nature même de ces milieux fissurés nous aurait incités à penser que l 'aniso¬

tropie apparente était une de leur caractéristique essentielle.

93

BRGM - SGN/GEG

3.3. - En ce qui concerne les milieux cristallins (s.l.), granites et schis¬

tes, les trois types de comportement sont observés avec une plus grande proportion

de cas (6/9) assimilables aux milieux continus. A plus grande profondeur (altéra¬

tion moindre) cette caractéristique peut être différente.

3.4. - Les cas du calcaire sont dispersés dans Les 3 types, confirment la

grande difficulté de caractériser hydrauliquement ce type de milieu.

4 - Anisotropie

IL est intéressant de noter que parmi Les 10 cas conformes au milieu

continu, seuls deux (F^ schistes et F, grès) ont montré une anisotropie mesurable.

La nature même de ces milieux fissurés nous aurait incités à penser que l 'aniso¬

tropie apparente était une de leur caractéristique essentielle.

- 94 -

BRGM - SGN/GEG

3 - CONCLUSIONS : RESULTATS DE LA RECHERCHE

Les travaux théoriques et expérimentaux conduits dans le cadre de la

présente action de recherche ont permis de :

- mettre au point la méthodologie d'acquisition des données notamment dans les

premières minutes de l'essai,

- vérifier l'applicabilité des méthodes d'interprétation basées sur La présence de

fractures isolées, pour différents types de formations géologiques fissurées;

granite, schistes, grès,, calcaire, craie.

IL s'avère que ces méthodes nouvelles permettent de :

- caractériser une fracture principale par la première partie des courbes de ra¬

battements Lorsqu'elles ne sont pas trop perturbées par L'effet de La capacité

du puits.

- de savoir au bout de combien de temps le comportement hydraulique du système

fissuré est assimilable à un milieu continu équivalent, et donc les méthodes

classiques utilisables.

Cependant, iL a été vérifié que ces schémas n'étaient pas applicables

aux milieux rocheux les plus finement fissurés, les grès par exemple, ou même

certains granites ou schistes superficiels.

Au terme de cette recherche, il est cependant difficile de préciser

d'avantage Les cas où cette méthode nouvelle s'appliquera. L'intersection de fo¬

rages et de fractures étant imprévisibles a priori.

Ces méthodes s'ajoutent donc à celles déjà à La disposition des hydro-

géologues. Si pour un essai particulier, elles s'avèrent utilisables, l'accrois¬

sement des connaissances sur Le milieu souterrain qu'elles apportent est extrême¬

ment positif.

- 94 -

BRGM - SGN/GEG

3 - CONCLUSIONS : RESULTATS DE LA RECHERCHE

Les travaux théoriques et expérimentaux conduits dans le cadre de la

présente action de recherche ont permis de :

- mettre au point la méthodologie d'acquisition des données notamment dans les

premières minutes de l'essai,

- vérifier l'applicabilité des méthodes d'interprétation basées sur La présence de

fractures isolées, pour différents types de formations géologiques fissurées;

granite, schistes, grès,, calcaire, craie.

IL s'avère que ces méthodes nouvelles permettent de :

- caractériser une fracture principale par la première partie des courbes de ra¬

battements Lorsqu'elles ne sont pas trop perturbées par L'effet de La capacité

du puits.

- de savoir au bout de combien de temps le comportement hydraulique du système

fissuré est assimilable à un milieu continu équivalent, et donc les méthodes

classiques utilisables.

Cependant, iL a été vérifié que ces schémas n'étaient pas applicables

aux milieux rocheux les plus finement fissurés, les grès par exemple, ou même

certains granites ou schistes superficiels.

Au terme de cette recherche, il est cependant difficile de préciser

d'avantage Les cas où cette méthode nouvelle s'appliquera. L'intersection de fo¬

rages et de fractures étant imprévisibles a priori.

Ces méthodes s'ajoutent donc à celles déjà à La disposition des hydro-

géologues. Si pour un essai particulier, elles s'avèrent utilisables, l'accrois¬

sement des connaissances sur Le milieu souterrain qu'elles apportent est extrême¬

ment positif.

- 95 -

BRGM - SGN/GEG

REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES

BOULTON et STRELTSOVA - Unsteady flow to a pumped well in a fissured waterbearing formation.Journal of hydrology 35 (1977) 257-269

RAGHAVAN - Pressure behavior of wells intersecting fractures.International Well Testing Symposium - proceedings Berkeley (Calif. )oat. 1977

CARSLAW H.S. and J EAGER J.C. - Conduction of heat in solidsOxford at the Clarendon Press (1959)

GRINGARTEN A.C. and RAMEY H.J. - The use of source and green's functions insolving unsteady flow problems in reservoirsSoo. Pet. Eng. J. oat. 1973

GRINGARTEN A.C, RAMEY H.J. - Unsteady state pressure distribution created bya well with a single infinite conductivity vertical fractureSoo. Pet. Eng. J. Aug. 1974

CINCO, RAMEY, MILLER - Unsteady state pressure distribution created by a wellwith an inclined fracture.Paper SPE 5591 presented at SPE AIME 50 . Annual Fall TechnicalConference and Exhibition. Dallas, Sept. Oct. 1975

URAIET, RAGHAVAN, THOMAS - Determination of the orientation of a vertical frac¬ture by interference tests.Journal of Petroleum Technology . Jan. 1977

GRINGARTEN A.C, RAMEY H.J. - Unsteady state pressure distribution createdby a well with a single horizontal fracture, partial penetration,or restricted entry.Society of Petrolevm Engineers Journal. Aug. 1974

PAPADOPULOS I.S. (1965) - Nonsteady flow to a well in a infinite anisotropicaquifer .

Proc. 1965 Dubroimick symposium on hydrology of fractured rocks,Int'l assoc. of Sci. Hydrology I, p. 21-31

BERTRAND L., GRINGARTEN A.C. - Détermination des caractéristiques hydrauliquesdes aquifères fissurés par pompage d'essai en régime transitoire.Application aux nappes de la craie.Rapport interne BRGM 78 SGN 669 GEG

PEAUDECERF P., BERTRAND L., LANDEL P. - DGRST. Mise au point d'une méthodologiepour la détermination des caractéristiques hydrauliques des milieuxfissurés.Rapport scientifique annuel 1978. n° BRGM 79 SGN 062 GEG.

- 95 -

BRGM - SGN/GEG

REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES

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