PARTIE 1 | Les enveloppes fluides externes actuelles
2 L’hydrosphère continentale
Définition
L’hydrologie est la science et l’étude des eaux continentales, de surface comme souterraines.
2.1 | Les eaux souterraines
Nous décrivons les eaux souterraines en premier, car si elles sont de fait plus difficiles à observer, elles représentent un stock bien plus important que les eaux de
surface (figure 2.2).
Les mesures de niveau, les traçages et autres tests hydrauliques indiquent que
l’eau circule dans toutes les formations géologiques, mais dans des volumes et à
des vitesses très contrastées : de plusieurs m3/s dans un calcaire karstifié (voire
plus : Fontaine de Vaucluse, 20 m3/s de moyenne interannuelle) à des valeurs très
réduites dans des argiles.
Définition
Marjorie Sweeting
( 1920-1994) : géographe et géomorphologue
britannique, spécialiste
du karst et grande pédagogue. participa à
l'établissement des
standards de mesures
pour l'étude des karsts.
Conductivité hydraulique (ou perméabilité) (m/s) : caractéristique d’une roche qui définit
sa capacité à laisser s’écouler un fluide à travers elle sous l’effet d’un gradient de pression (ou
gradient de charge hydraulique). Elle dépend de sa nature lithologique, de sa texture et de son
éventuelle fracturation. Elle dépend aussi des propriétés du fluide et du degré de saturation :
toutes les valeurs données dans ce chapitre le sont pour de l’eau en milieu saturé.
Les milieux aquifères se répartissent en :
• Milieu poreux : l’eau circule dans les interstices laissés entre les grains constitutifs
de la roche. Ces pores sont plus ou moins remplis d’eau, formant des aquifères
continus. Quand tous les pores sont remplis, on dit la roche saturée. C’est le cas
d une grande partie des roches sédimentaires (sables, une partie des calcaires, etc.)
et de certaines roches volcaniques (tephras) et formations issues de l’altération
de roches cristallophyliennes.
• Milieu fissuré : 1 eau circule dans les fractures existantes, formant des aquifères
discontinus : roches plutoniques et métamorphiques, roches volcaniques de coulées.
Parfois ces deux types de perméabilité cohabitent (craie, grès), l’eau circulant à la
fois dans les pores et dans les fractures de ces roches.
Milieu karstique : 1 eau peut dissoudre le calcaire petit à petit et créer des conduits
de circulation préférentielle, de l'ordre de quelques millimètres à plusieurs
décimètres, voire mètres, de diamètre (figure 2.3). Les conditions nécessaires
sont un moteur d écoulement souterrain (relief, pluies assez abondantes) et un
pouvoir dissolvant de 1 eau (présence de CO? dissous) élevés.
Différents niveaux aquifères sont souvent présents sur une verticale, en commençant par une nappe libre (dite phréatique), puis des nappes captives jusqu’à 500 m
voire plus de 2 000 m de profondeur. Dans les aquifères profonds, l’eau peut être
stockée pendant des siècles.
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2 L’hydrosphère continentale
Définition
L’hydrologie est la science et l’étude des eaux continentales, de surface comme souterraines.
2.1 | Les eaux souterraines
Nous décrivons les eaux souterraines en premier, car si elles sont de fait plus difficiles à observer, elles représentent un stock bien plus important que les eaux de
surface (figure 2.2).
Les mesures de niveau, les traçages et autres tests hydrauliques indiquent que
l’eau circule dans toutes les formations géologiques, mais dans des volumes et à
des vitesses très contrastées : de plusieurs m3/s dans un calcaire karstifié (voire
plus : Fontaine de Vaucluse, 20 m3/s de moyenne interannuelle) à des valeurs très
réduites dans des argiles.
Définition
Marjorie Sweeting
( 1920-1994) : géographe et géomorphologue
britannique, spécialiste
du karst et grande pédagogue. participa à
l'établissement des
standards de mesures
pour l'étude des karsts.
Conductivité hydraulique (ou perméabilité) (m/s) : caractéristique d’une roche qui définit
sa capacité à laisser s’écouler un fluide à travers elle sous l’effet d’un gradient de pression (ou
gradient de charge hydraulique). Elle dépend de sa nature lithologique, de sa texture et de son
éventuelle fracturation. Elle dépend aussi des propriétés du fluide et du degré de saturation :
toutes les valeurs données dans ce chapitre le sont pour de l’eau en milieu saturé.
Les milieux aquifères se répartissent en :
• Milieu poreux : l’eau circule dans les interstices laissés entre les grains constitutifs
de la roche. Ces pores sont plus ou moins remplis d’eau, formant des aquifères
continus. Quand tous les pores sont remplis, on dit la roche saturée. C’est le cas
d une grande partie des roches sédimentaires (sables, une partie des calcaires, etc.)
et de certaines roches volcaniques (tephras) et formations issues de l’altération
de roches cristallophyliennes.
• Milieu fissuré : 1 eau circule dans les fractures existantes, formant des aquifères
discontinus : roches plutoniques et métamorphiques, roches volcaniques de coulées.
Parfois ces deux types de perméabilité cohabitent (craie, grès), l’eau circulant à la
fois dans les pores et dans les fractures de ces roches.
Milieu karstique : 1 eau peut dissoudre le calcaire petit à petit et créer des conduits
de circulation préférentielle, de l'ordre de quelques millimètres à plusieurs
décimètres, voire mètres, de diamètre (figure 2.3). Les conditions nécessaires
sont un moteur d écoulement souterrain (relief, pluies assez abondantes) et un
pouvoir dissolvant de 1 eau (présence de CO? dissous) élevés.
Différents niveaux aquifères sont souvent présents sur une verticale, en commençant par une nappe libre (dite phréatique), puis des nappes captives jusqu’à 500 m
voire plus de 2 000 m de profondeur. Dans les aquifères profonds, l’eau peut être
stockée pendant des siècles.
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