N° 5  -  1998

 

MAIS QUE VEUT DONC DIRE
CE MOT ?

Petit glossaire scientifique et technique
à propos des eaux souterraines et des sources
A.E.P. désigne des sources captées (ou des forages) destinés à l'Alimentation en Eau Potable. Les A.E.P. sont soumises à une réglementation stricte de leur usage et de leur environnement (périmètres de protection).
 
AQUIFÈRE qui contient de l'eau. On dit une couche aquifère, une faille aquifère. Le terme implique la notion de gisement limité dans l'espace par les couches imperméables au-dessus et au-dessous de la couche aquifère; par les parois encaissant la faille ou le faisceau de failles aquifères.
 
CAPTIVES se dit des eaux souterraines contenues dans un aquifère isolé de l'atmosphère par une couverture imperméable. Il y règne une pression supérieure à la pression atmosphérique (pression hydrostatique), suivant le principe des vases communicants. Lorsqu'un forage ou un puits atteint l'aquifère, l'eau peut remonter jusqu'à la surface et jaillir (effet artésien). C'est aussi le cas de certaines sources "bouillonnantes" (sources vauclusiennes).
 
DÉBIT volume d'eau sortant d'une source par unité de temps. Les débits s'expriment le plus souvent en litres/heure pour les plus faibles, en mètres cubes/heure, mètres cubes/jour pour les plus forts.
 
DURETÉ qualité de l'eau souterraine quantité de sels dissous, principalement carbonates et sulfates. La dureté peut se mesurer physiquement par la résistivité électrique, l'eau non déminéralisée se comportant comme une électrolyte.
 
EMMAGASINEMENT coefficient exprimant le volume d'eau en mètres cubes libéré par mètres carrés de surface d'une couche aquifère, lorsque le niveau baisse d'un mètre.
 
ÉMERGENCE point ou zone où les eaux souterraines viennent affleurer à la surface. Par définition : source ou groupe de sources.
 
FAILLE OU FRACTURE DRAINANTE système aquifère résultant d'une dislocation de roches cassantes, originellement imperméables ou non. Les failles ou fractures, isolées, en faisceau ou en réseau, accélèrent l'écoulement des eaux souterraines et en modifient la direction. Elles drainent les terrains encaissants, provoquant ainsi un abaissement local du niveau phréatique.
 
FILTRANT se dit de certains terrains sableux ou argilosableux qui ont la propriété d'épurer par filtration, par fixation ou par absorption des impuretés physicochimiques ou biologiques contenues dans les eaux souterraines.
 
FISSURÉE roche cassante déformée par un réseau serré de fines fractures, constituant ainsi un système aquifère plus ou moins productif : l'eau y circule par capillarité.
 
FORAGE ouvrage réalisé par foration mécanique pour capter l'eau d'un aquifère souterrain. Les diamètres de foration peuvent varier de 100 à 500 millimètres. Ils sont équipés d'un tube plein qui assure leur étanchéité vis-à-vis des terrains de couverture. Au niveau de l'aquifère, le tube est perforé pour laisser passer l'eau c'est la crépine. Si l'aquifère n'est pas artésien, le forage est équipé d'un pompe électrique immergée.
 
GÉOBOTANIQUE méthode de recherche sur la nature du sous-sol par l'étude de la flore. En ce qui concerne les sources, elle permet de localiser sur le terrain les zones ou lignes d'émergence d'eaux souterraines. Depuis deux ans, "Les Amis des Sources" ont entrepris un programme d'observations à partir de points d'émergence connus, dans le Val de Loire et dans les Alpes-Maritimes plusieurs stations de référence ont été établies avec une précision topo-altimétrique satisfaisante. Ce programme se poursuit.
 
GRIFFON point naturel exact où l'eau souterraine sourd du sous-sol et devient eau de surface. Dans le cas de sources captées, le griffon se trouve à l'amont de l'ouvrage de captage (galerie, canal ou tube).
 
HYDROSTATIQUE la pression hydrostatique est celle régnant dans la partie captive d'un corps aquifère. La différence avec la pression atmosphérique tend vers zéro dans la partie libre de l'aquifère.
 
IMPLUVIUM partie de la surface du sol où les eaux de pluie s'infiltrent dans le sous-sol pour alimenter les aquifères. Le sous-sol de l'impluvium est donc par définition perméable jusqu'au niveau de l'aquifère souterrain. La mesure de la surface de l'impluvium est un des paramètres servant à calculer le bilan hydrique d'une source ou d'un groupe de source, c'est-à-dire le rapport entre le débit de !a zone d'émergence et la quantité d'eau de pluie infiltrée.
 
ISOCHRONE courbe joignant sur une carte tous les points où l'eau souterraine parcourra suivant un temps égal le trajet jusqu'à son émergence (source). Le tracé de la courbe isochrone dépend principalement des irrégularités de perméabilité et de porosité du corps aquifère, de son pendage et des accidents tectoniques qui l'affectent.
 
KARSTIQUE se dit d'un type d'érosion chimique affectant des roches plus ou moins solubles à l'action d'eaux acides. Sont concernées principalement les roches composées de carbonates de calcium et de magnésium : calcaires et dolomies.
Le mot vient de la région des hauts plateaux du Karst (en italien "Carso") situés en Slovénie.
L'érosion karstique se manifeste à la fois en surface et en profondeur dans les terrains calcaires et dolomitiques : gouffres, avens, galeries en réseaux étagés noyés ou à l'air libre, effondrements circulaires (dolines), vallées sèches, grottes, pertes et résurgences des cours d'eau de surface.
En France, les Causses, les Pyrénées et les Préalpes calcaires sont les régions où les phénomènes karstiques sont les plus spectaculaires.
 
LIBRES se dit des eaux souterraines contenues dans un aquifère sans couverture imperméable l'isolant de la surface du sol. La pression hydrostatique y est égale à la pression atmosphérique (par opposition aux eaux captives citées plus haut).
 
PENDAGE pente d'une couche aquifère (ou de toute couche sédimentaire). Sa valeur, en degrés d'angle, se calcule à partir de l'horizontale. Une couche verticale sera donc à 90°. Ce terme peut désigner également l'angle que fait le plan d'une faille par rapport à l'horizontale.
 
PÉRIMÈTRES DE PROTECTION la législation exige que soient définies des aires protégées autour des captages A.E.P. (sources ou forages).
On distingue 3 types de périmètres emboîtés - périmètre immédiat (clôturé et propriété du maître d'ouvrage qui en a l'entière responsabilité en cas de pollution), - périmètre rapproché (soumis à des servitudes inscrites au Service des Hypothèques et entrant dans le cadre des Plans d'Occupation des Sols, là où ils existent), - périmètre éloigné (zone de surveillance et d'alerte à la pollution mais non soumise à des servitudes).
Les surfaces de terrain concernées par ces 3 types de périmètres sont très variables en fonction des terrains et de la situation géographique. Pour donner des ordres de grandeur, les périmètres immédiats varient d'un à plusieurs centaines de mètres carrés, les périmètres rapprochés d'un à plusieurs kilomètres carrés, les périmètres éloignés pouvant atteindre des surfaces jusqu'à 100 km2 et au-delà. En France, les périmètres de protection sont fixés par décret préfectoral, sur avis de l'hydrogéologue agréé par le préfet.
 
PERMÉABILITÉ qualité quantifiable d'un corps aquifère. La perméabilité mesure l'écoulement par gravité de l'eau à travers le corps aquifère. Elle s'exprime en mètres par seconde (expression de la vitesse). La vitesse d'écoulement est extrêmement variable suivant la nature géologique des aquifères. Elle peut varier de plusieurs mètres par seconde dans les failles ouvertes ou les vides karstiques (ce sont les rivières souterraines) à moins d'un millimètre par jour dans des sédiments fins. D'une manière générale, on considère que toutes les roches sont perméables naturellement à des degrés divers, sur de longues périodes. Sur un plan pratique, on admet cependant par convention qu'un écoulement de 1 x 10-9 m/s constitue la limite entre un milieu perméable et un milieu imperméable.
 
PHRÉATIQUE (du grec ancien phreatos = le puits)
nappe phréatique : terme vague mais abondamment utilisé par certains, lequel décrit les eaux souterraines avec un remarquable manque de précision. (En quoi un corps aquifère, que ce soit une couche sédimentaire ou une faille, peut-il être considéré comme une nappe ??) L'adjectif "phréatique" est cependant précis lorsqu'il est utilisé avec le substantif "niveau" (ou "surface") : "niveau phréatique" - synonyme de "niveau piézométrique".
 
PIÉZOMÉTRIQUE (du grec ancien piezein = presser) : qui mesure la pression. Niveau piézométrique : altitude ou profondeur (par rapport à la surface du sol) de l'interface entre zone saturée et zone non saturée dans un corps aquifère.
Synonyme : "surface piézométrique".
Le piézomètre est, non pas comme on pourrait le croire, un instrument pour mesurer la pression, mais un simple poids (ou un contacteur électrique) au bout d'un fil dont la longueur permet de mesurer les variations de profondeur du niveau piézométrique dans un forage ou dans un puits.
 
POROSITÉ qualité quantifiable d'un corps aquifère. La porosité mesure le volume cumulé des vides et interstices existant dans la structure de la roche. Elle se mesure en pourcentage volumique. On distingue une porosité intergranulaire qui désigne les vides entre les grains constitutifs de la roche et une porosité fissurale (parfois surimposée à la première) qui désigne les vides créés par la déformation cassante de la roche. On peut également y ajouter la porosité karstique dans les roches calcaires, qui désigne les vides créés par la dissolution du carbonate de chaux. La mesure de la porosité permet d"estimer la réserve d'eau contenue dans l'aquifère, mais non pas la réserve utilisable (mesurée par le coefficient d'emmagasinement) qui lui est inférieure, car une partie de l'eau est retenue par des forces de rétention et de capillarité.
 
PUITS ouvrage de captage vertical dont le diamètre est suffisant pour permettre le passage d'un homme. Les parois du puits sont maçonnées étanches dans la partie supérieure et sont non appareillées ou maçonnées en moellons disjoints dans la formation aquifère. Ce type d'ouvrage est de plus en plus délaissé actuellement au profit des forages mécaniques. Ne pas confondre puits et forage
 
RÉTENTION faculté qu'ont certains types de roches aquifères à retenir l'eau qu'elles contiennent. La rétention a pour causes deux phénomènes
a) la tension superficielle (ou force de capillarité),
b) l'absorption moléculaire par certains minéraux constitutifs de la roche qui sont "avides" d'eau et se gonflent à son contact en l'absorbant : c'est le cas de la plupart des minéraux argileux, ainsi que de l'anhydrite (sulfate de calcium anhydre) qui se transforme en gypse en présence d'eau, en augmentant de volume.
C'est la rétention qui explique la différence entre le coefficient d'emmagasinement et la porosité.
 
STRATIGRAPHIQUE désigne la succession verticale des dépôts sédimentaires, les uns étant aquifères, les autres étant imperméables : cette succession est le témoin de l'histoire géologique d'une région.
 
TECTONIQUE désigne tout ce qui a trait à la déformation des roches : fractures, failles, déformations souples (anticlinaux et synclinaux), effondrements par gravité. Ces déformations se succèdent selon des cycles comprenant une phase de compression subhorizontale au cours de laquelle se produisent des chevauchements de couches géologiques et des ruptures en décrochement et une phase de distension où se produisent des effondrements selon des lignes de failles et de fractures. La surrection des chaînes de montagnes (orogénèse) est une conséquence de la phase de compression.
 
TRANSFERT (TEMPS DE) durée de passage de l'eau entre un point quelconque de la zone d'appel d'une source (ou d'un pompage) et sa sortie au griffon. Sur une carte, le temps de transfert est représenté par les courbes isochrones.
 
TRANSMISSIVITÉ paramètre de productivité d'une couche aquifère, il est le produit de la perméabilité de la roche par l'épaisseur de la couche.
 
ZONE D'APPEL partie d'une couche aquifère où le mouvement normal de l'eau est soumis à l'influence d'une source (ou d'un pompage) : les filets d'eau ont tendance à se rapprocher pour se diriger vers le point de sortie. La connaissance des limites de la zone d'appel est essentielle pour évaluer la vulnérabilité à la pollution de l'eau d'une source. La présence de failles ou de phénomènes d'érosion karstique doit obligatoirement être prise en compte dans la délimitation de la zone d'appel.
 
ZONE SATURÉE la partie inférieure d'un aquifère située sous la surface phréatique. "A contrario", la zone non saturée est la partie supérieure d'un aquifère située au-dessus de la surface phréatique : l'eau y circule librement, mélangée à l'air atmosphérique