Essais de pompage

Avant d'exploiter l'eau d'une nappe, il s'agit de bien étudier l'aquifère afin de dimensionner les ouvrages d'exploitation. Cette étude se fait sous forme d'essais de pompage: étude de l'évolution de la charge hydraulique de la nappe dans le puits et/ou dans des piézomètres proches en fonction du débit prélevé et du temps écoulé. De manière très schématique, on dira que le premier but de l'essai de pompage sera de déterminer approximativement l'importance du rabattement de l'eau dans le puits d'exploitation en fonction du débit, afin de déterminer la profondeur de la pompe d'exploitation. Un second but important est de vérifier si le forage a été bien fait (pertes de charge raisonnables) et le troisième but est la mesure des caractéristiques hydrodynamiques de l'aquifère ($T$ et $S$) afin de pouvoir proposer une exploitation optimale de l'aquifère (nature et distribution des forages exploitants).

Essai sur l'ouvrage

Lors de la réception d'un ouvrage, on vérifie si le développement a été bien fait (l'eau doit être claire) puis on teste l'ouvrage afin de connaître sa courbe caractéristique: l'évolution du niveau en fonction des débits, en régime pseudo-stabilisé, pour des paliers de 4-6 h, figure 115. Si la nappe est libre, la courbe caractéristique présente un point critique qui permet d'évaluer approximativement le débit maximum de l'ouvrage. Si la nappe est captive, les courbes deviennent des droites ($Q$ est directement proportionnel au rabattement). L'étude fine de ces courbes, en particulier du rabattement s en fonction du débit spécifique (débit par m de rabattement), permet de vérifier 1a qualité du puits en comparant les pertes de charge dues au puits à celles dues à l'aquifère. Si les premières, quadratiques, ne sont pas "très faibles" par rapport aux secondes, linéaires, on considérera le forage comme mal équipé, figure 116.

Essai de l'aquifère

Lorsque ces premières études ont été effectuées et pour une exploitation à long terme, on réalise des tests beaucoup plus complets que l'on fait par des essais "longue-durée" en régime transitoire sur une station avec au minimum un piézomètre. Les durées peuvent varier entre 72 h et six mois et se font généralement à débit constant. Le cône de rabattement autour d'un puits exploitant une nappe évolue au cours du temps. Dans une couche de même épaisseur (nappe captive), la figure 117 souligne l'influence de $T$et $S$. D'autre part, la présence d'une limite, à une faible distance du puits, influencera également la forme du cône de rabattement. Cette limite peut être géologique, hydraulique ou simplement constituée par un autre puits, figure 118. Le calcul de $T$ et $S$ se fait sur la base des équations de Theis, qui seront traitées dans les cours spécialisés. Sous certaines conditions on applique souvent une méthode simplifiée, appelée "méthode de la droite de Jacob", figure 119. Cette méthode donne une bonne approximation des caractéristiques de l'aquifère et il arrive qu'on l'applique directement sur un forage en pompage même si l'on n'a pas de piézomètre à disposition. Dans ce cas, seul le calcul de $K$ est possible, le calcul du coefficient d'emmagasinement étant perturbé par les pertes de charge dans le forage.