En hydrogéologie, l’importance du piézomètre ne peut être sous-estimée, car il joue un rôle crucial dans la compréhension du comportement des nappes phréatiques. Cet outil est fondamental pour établir une gestion de l’eau qui soit durable et qui réponde aux enjeux environnementaux actuels et à venir.
Dans cet article, nous explorons le rôle des piézomètres, leur fonctionnement, et leur utilité dans la compréhension et la protection des ressources aquifères.
Qu’est-ce que la piézométrie ?
La piézométrie est une mesure utilisée pour évaluer la pression de l’eau dans les aquifères souterrains. Cette technique mesure la hauteur de la surface de l’eau souterraine, soit par rapport à un point de référence au sol, soit en altitude par rapport au niveau de la mer.
Cette mesure est essentielle pour comprendre le comportement des aquifères. Il permet aux hydrogéologues d’examiner la réponse des nappes phréatiques aux facteurs naturels et anthropiques.
Par exemple, elle aide à identifier comment l’exploitation d’un puits peut influencer le niveau d’eau d’un aquifère. Cette compréhension est vitale pour la gestion durable des ressources en eau, notamment pour prévenir les conflits d’usage et la surexploitation des nappes.
Focus sur le piézomètre
Un piézomètre est essentiellement un forage dédié à la surveillance des nappes phréatiques, et non destiné à l’exploitation. Sa fonction principale est de mesurer le niveau de l’eau souterraine en un point précis d’une nappe.
Ce dispositif peut se présenter sous la forme d’un tube ou d’un puits, à travers lequel les ingénieurs hydrogéologues peuvent accéder à l’eau souterraine pour en mesurer la hauteur piézométrique.
Les différents types de piézomètres
Les types de piézomètres rencontrés sont généralement des puits ou forages utilisés comme piézomètres, des ouvrages de faible diamètre conçus spécifiquement pour faire de la mesure, ainsi que des piézomètres dits « en flûte de pan ». Ces derniers permettent de capter distinctement plusieurs profondeurs à l’intérieur d’un même forage.
Il existe également des piézomètres équipés de capteurs de pression, qui fournissent des mesures plus précises et peuvent être utilisés pour un suivi en continu. Ces derniers ont l’avantage d’offrir en enregistrement automatique et d’être accessibles à distance.
Enfin, le terme piézomètre peut également être utilisé pour désigner d’autres ouvrages, comme des puits, des forages, ou encore des gravières. Leur point commun est qu’ils permettent tous d’accéder à une ressource d’eau souterraine.
Les méthodes de mesure piézométriques
Par sonde
La mesure du niveau piézométrique est une procédure délicate, demandant une précision et une fiabilité élevées. La technique la plus élémentaire nécessite l’utilisation d’une sonde piézométrique manuelle, souvent employée pour des mesures ponctuelles.
Cette approche simple, mais efficace consiste à mesurer la hauteur de l’eau à l’aide d’un capteur de pression différentielle. Elle est utile pour des évaluations instantanées ou des vérifications périodiques, mais ne capture la situation de la nappe qu’à un instant T.
Par télétransmission
Le piézomètre est équipé d’un enregistreur automatique (capteurs, système de flotteur) qui permet la récupération à distance des informations collectées par les appareils. Les avantages sont nombreux : elle facilite un suivi en temps réel, réduit le besoin de visites sur le terrain, et fournit une image complète et dynamique des changements au sein de l’aquifère.
Grâce à des capteurs automatiques et à la télétransmission, il est possible de suivre les fluctuations des niveaux d’eau en temps réel, offrant ainsi une compréhension plus approfondie des cycles hydrologiques et de l’impact des activités humaines sur les nappes phréatiques.
De plus, la télétransmission facilite l’intégration des données de piézométrie dans des systèmes d’information, rendant l’analyse et la gestion des ressources en eau plus simple et efficace au quotidien.
La piézométrie en pratique
Le processus de mesure piézométrique suit des étapes précises pour garantir l’exactitude et la fiabilité des données :
- Sélection du lieu approprié pour assurer une représentation fidèle de la nappe étudiée.
- Installation du piézomètre.
- Si mesure manuelle : immersion de la sonde dans le piézomètre jusqu’à atteindre l’eau, puis relève des données sur l’échelle graduée de la sonde.
- Si télétransmission : calibrage et installation des capteurs pour enregistrer les données en continu, avec traitement et analyse ultérieure de l’information directement dans une application dédiée.
Dans les deux cas, la mesure est réalisée à partir d’un repère de mesure, un point de référence duquel toutes les mesures de niveau d’eau sont effectuées.
La constance et la précision de ce repère sont très importantes, car elles garantissent que les informations relevées au fil du temps sont comparables et fiables. C’est essentiel pour suivre les tendances sur le long terme et les changements dans les niveaux d’eau souterraine.
Les recommandations et normes pour les piézomètres
La création et l’exploitation de piézomètres demandent des précautions particulières et voici quelques recommandations :
- Déclaration officielle : il est soumis à la rubrique 1.1.1.0 de la nomenclature IOTA, qui implique une déclaration préalable auprès des services de l’État au moins deux mois avant le début des travaux.
- Qualification des opérateurs : il est recommandé de faire appel à des entreprises et des sondeurs qualifiés ou certifiés afin de s’assurer que la pose est réalisée dans les règles de l’art.
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Le rôle du piézomètre
Surveillance du niveau des nappes
Il s’agit de l’une de ses applications les plus importantes.
En fournissant des données continues sur le niveau de l’eau souterraine, il permet aux hydrogéologues et aux gestionnaires de ressources en eau de détecter des tendances importantes. Parmi elles, nous retrouvons les baisses de niveau dues à une extraction excessive ou encore les augmentations résultant de pluies abondantes.
Ces informations sont essentielles pour la gestion durable des nappes phréatiques, car elles aident à prévenir les situations de surexploitation et à planifier de manière proactive les stratégies de conservation de l’eau.
Mesure de la qualité de l’eau
En outre, les piézomètres jouent un rôle crucial dans l’évaluation de la qualité de l’eau souterraine. Ils permettent des prélèvements d’eau réguliers pour analyser divers paramètres physico-chimiques, tels que :
- La conductivité,
- Le pH,
- La présence de métaux lourds (aluminium, zinc, cuivre, plomb…), d’hydrocarbure, de radioéléments ou d’autres contaminants.
Ainsi, les hydrogéologues sont capables de surveiller l’impact des activités humaines sur les nappes phréatiques et détecter d’éventuelles pollutions. Ces analyses peuvent également être réalisées pour évaluer la présence de micro-organismes ou de biocontaminants, offrant ainsi une vue complète de la santé de l’aquifère.
Réalisation de carte piézométrique
La piézométrie permet également de créer des cartes piézométriques, qui représentent la surface souterraine des nappes phréatiques.Elles sont essentielles pour comprendre le comportement hydrologique d’un aquifère ou d’une nappe en particulier.
Leur usage est très vaste, mais en voici quelques-uns :
- Comprendre le sens et la vitesse d’écoulement des eaux souterraines,
- Étudier la structure de l’aquifère et évaluer sa capacité
- Connaître la distribution spatiale des stocks d’eau et des axes de drainage
- Vérifier si la nappe est perturbée par un pompage
- Identifier les zones de recharge et de vidange des aquifères
- Caractériser les zones favorables à l’implantation de captages.
Ces cartes fournissent des informations précieuses pour une gestion raisonnée de l’eau, mais aussi la prévention des inondations et la protection contre les pollutions.
Elles sont réalisées grâce à des campagnes piézométriques effectuées sur les forages.
Entretien et contrôle des piézomètres
L’inspection régulière des piézomètres est essentielle pour garantir leur bon fonctionnement et la précision des données qu’ils fournissent. Elles incluent la vérification de l’intégrité physique du piézomètre, l’état correct des capteurs et des instruments de mesure, ainsi que l’absence d’obstructions ou de dommages pouvant affecter ces mesures.
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