L’étude hydrogéologique consiste en une série d’étapes qui visent à analyser la distribution, la circulation et la qualité des eaux souterraines. En amont de tout projet de construction, cette évaluation détaillée est indispensable pour prévenir les risques liés à l’eau, tels que les inondations, les remontées capillaires ou encore les tassements de terrain. Elle permet également d’optimiser la conception des ouvrages en tenant compte des conditions hydrogéologiques locales.
Mais, si est demeure autant déterminante pour la sécurité et la pérennité des ouvrages, quelles sont les étapes de réalisation d’une étude hydrogéologique ? Qu’en est-il de ses cas d’application ? Quels sont les outils et les techniques utilisés ? Plus de détails dans ce guide !
Qu’est-ce que l’étude hydrogéologique ?
L’étude hydrogéologique est une discipline scientifique qui se consacre à l’étude des eaux souterraines. Explicitement, elle explore leur distribution dans les différentes formations géologiques, leur mouvement à travers les sols et les roches, leur qualité chimique et leur interaction avec le terrain devant accueillir un projet de construction. Autrement dit, l’expert géotechnicien ou l’hydrogéologue en charge de la mission cherche à comprendre le cycle de l’eau souterraine, depuis sa recharge par les précipitations jusqu’à son éventuel exutoire dans les cours d’eau ou les océans.
En termes d’objectifs, l’étude hydrogéologique sert à plusieurs fins :
- Identifier et de caractériser les aquifères : diagnostiquer les couches de roches perméables capables de stocker et de transmettre de l’eau.
- Évaluer les ressources en eau souterraine : quantifier les volumes d’eau disponibles, déterminer leur renouvellement et évaluer leur potentiel d’exploitation pour l’alimentation en eau potable, l’irrigation ou l’industrie.
- Prévenir les risques liés à l’eau : identifier les zones vulnérables à la pollution, évaluer les risques d’inondation ou de sécheresse et proposer des mesures de protection des ressources en eau.
- Soutenir la gestion durable des ressources en eau : définir des stratégies de gestion à long terme en tenant compte des pressions anthropiques et des changements climatiques.
- Accompagner les projets d’aménagement : évaluer l’impact des projets de construction, d’exploitation de carrières ou d’enfouissement de déchets sur les ressources en eau souterraine et proposer des mesures d’atténuation.
Si l’hydrogéologie partage des points communs avec la géologie et la géotechnique, elle présente également des spécificités. Tandis que la géologie s’intéresse à la composition et à la structure des roches et que la géotechnique étudie les propriétés mécaniques des sols pour les besoins de la construction, l’hydrogéologie se concentre spécifiquement sur les aspects hydriques des sous-sols.
Quelles sont les étapes d’une étude hydrogéologique ?
Une étude hydrogéologique est une démarche méthodique qui se déroule en plusieurs étapes, de la collecte de données à la formulation de recommandations.
Étape 1 : Analyse préliminaire
Cette phase initiale consiste à rassembler toutes les informations disponibles sur le site d’étude. Il s’agit notamment de :
- La collecte de données bibliographiques : réaliser une revue de la littérature scientifique et technique existante (cartes géologiques, rapports d’études précédentes, données hydrométriques, etc.).
- L’analyse des données cartographiques : étudier les cartes topographiques, géologiques, hydrographiques et les photographies aériennes pour obtenir une vision d’ensemble du site.
- L’inventaire des points d’eau : recenser les puits, forages, sources et autres ouvrages hydrauliques présents sur le site et dans les environs.
Cette étape permet de dresser un premier état des lieux pour orienter les investigations ultérieures et identifier les zones nécessitant une attention particulière.
Étape 2 : Investigations sur le terrain
Les investigations sur le terrain sont primordiales pour affiner la connaissance du milieu hydrogéologique. Elles comprennent entre autres :
- Les reconnaissances géologiques : réaliser des observations directes sur le terrain pour caractériser les formations géologiques, les structures et les indices hydrogéologiques.
- Les sondages : réaliser des forages pour prélever des échantillons de sol et de roche, mesurer les niveaux piézométriques et effectuer des essais de perméabilité.
- Les essais de pompage : mettre en œuvre des pompages dans les forages pour déterminer les caractéristiques hydrauliques des aquifères (transmissivité, coefficient de stockage).
- Les mesures géophysiques : selon l’envergure du projet, utiliser des méthodes géophysiques (résistivité électrique, électromagnétisme, etc.) pour obtenir des informations sur la structure du sous-sol et la localisation des aquifères.
Les investigations réalisées à cette étape de l’étude hydrogéologique permettent de collecter des données directes et précises sur les conditions hydrogéologiques du site.
Étape 3 : Analyse des données
Les différentes données recueillies lors des phases précédentes sont ensuite analysées et interprétées. Cette phase de l’étude hydrogéologique implique :
- L’analyse des échantillons d’eau : déterminer la composition chimique et isotopique de l’eau afin de retracer son origine et d’identifier d’éventuelles sources de contamination.
- La description des formations géologiques : caractériser la nature, l’épaisseur et la répartition des différentes couches géologiques.
- L’établissement des coupes géologiques : représenter graphiquement la succession des couches géologiques et les structures du sous-sol.
- La détermination des paramètres hydrodynamiques : calculer les paramètres hydrauliques des aquifères à partir des résultats des essais de pompage.
- La modélisation numérique : utiliser des logiciels spécialisés pour simuler le comportement des écoulements souterrains et évaluer l’impact de différents scénarios (pompage, pollution, etc.).
L’objectif derrière cette étape de l’étude hydrogéologique est de comprendre les interactions complexes entre l’eau et les formations géologiques et d’élaborer des projections sur l’évolution des conditions hydrogéologiques.
Étape 4 : Rapport final
La dernière étape d’une étude hydrogéologique est la rédaction du rapport final. Ce document synthétise l’ensemble des résultats obtenus et formule des recommandations. Il comprend généralement :
- Une présentation du contexte géographique et géologique du site ;
- La description des méthodes utilisées ;
- La présentation et l’interprétation des résultats ;
- Une évaluation des ressources en eau souterraine ;
- Une analyse des risques et vulnérabilités ;
- Des recommandations qui peuvent inclure des stratégies de gestion des ressources en eau, des mesures préventives pour éviter la contamination et des conseils pour l’implantation de projets de construction.
Précisons que ce rapport technique est un document de référence qui sert de base à la prise de décision pour les aménagements futurs.
Quels sont les outils et techniques utilisés en hydrogéologie ?
L’étude hydrogéologique s’appuie sur un ensemble d’outils et de techniques spécifiques pour analyser en détail les eaux souterraines. Ces outils permettent de collecter des données sur la nature des formations géologiques, les caractéristiques des aquifères et les paramètres hydrauliques des écoulements souterrains. Dans le lot, on peut retenir :
- Les piézomètres : des tubes équipés d’un filtre à leur extrémité inférieure, qui sont installés dans les forages.
- L’électromagnétisme : pour identifier la présence d’eau souterraine et mesurer sa salinité.
- Le radar à pénétration de sol : pour sonder le sous-sol et identifier les structures géologiques pouvant influencer la circulation des eaux souterraines.
- La sismique réfraction : pour déterminer la profondeur et la structure des différentes couches géologiques.
À ces techniques s’ajoute l’utilisation d’outils avancés comme MODFLOW et FEFLOW. Ces derniers permettent de mieux cerner le comportement complexe des eaux souterraines et prédire leurs réactions à des changements.
Quelles sont les applications pratiques de l’étude hydrogéologique ?
L’étude hydrogéologique ne se limite pas à une simple description du milieu souterrain. Elle trouve de nombreuses applications concrètes dans divers domaines, contribuant à une réduction des risques liés à l’eau.
Gestion des ressources en eau
L’une des principales applications de l’hydrogéologie est la gestion durable des ressources en eau souterraine. En effet, les études hydrogéologiques permettent de :
- Évaluer les volumes exploitables : en déterminant les caractéristiques des aquifères, il est possible d’estimer les quantités d’eau pouvant être prélevées sans compromettre la pérennité de la ressource.
- Définir des zones de protection : les études permettent d’identifier les zones vulnérables aux pollutions et de mettre en place des mesures de protection adaptées.
Par ailleurs, en analysant les données hydrogéologiques, il est possible de concevoir des systèmes d’exploitation rationnels, en évitant les sur-exploitations et en assurant une répartition équitable de l’eau.
Projets de construction
Selon la nature du terrain, l’étude hydrogéologique est indispensable pour la réalisation de projets de construction. Techniquement, elle permet de :
- Évaluer les risques liés à l’eau : identifier les risques d’inondation, de remontées capillaires, de tassements de terrain ou de glissements de terrain liés à la présence d’eau.
- Optimiser la conception des ouvrages : en tenant compte des conditions hydrogéologiques locales, il est possible de dimensionner les fondations, les systèmes de drainage et les ouvrages de protection contre l’eau.
En complément, les études hydrogéologiques permettent d’évaluer les impacts d’un projet sur les ressources en eau et de mettre en place des mesures compensatoires si nécessaire. De même, en identifiant les sources de pollution potentielles et en évaluant leur impact sur la qualité des eaux souterraines, il est possible de mettre en place des mesures de protection et de réhabilitation des sites pollués.
Conclusion
En conclusion, l’étude hydrogéologique est une démarche fortement recommandée pour tout projet de construction, garantissant la sécurité et la durabilité des ouvrages. Elle permet d’analyser en profondeur la distribution, la circulation et la qualité des eaux souterraines, fournissant des données importantes pour prévenir les risques liés à l’eau, tels que les inondations et les contaminations.
Grâce à une méthodologie rigoureuse et à l’utilisation d’outils avancés, cette étude offre une compréhension détaillée des interactions entre l’eau et les formations géologiques, permettant ainsi une gestion durable des ressources en eau. En intégrant les résultats de l’étude hydrogéologique dès le début du projet, il est possible de concevoir des projets respectueux de l’environnement et adaptés aux conditions locales.