Suivi d’exécution de deux piézomètres dans le cadre du sous-programme d’eau potable

Suivi d’exécution de deux piézomètres dans le
cadre du sous-programme d’eau potable

Le captage

Le captage est fait avec des tubes et crépines en PVC, de 5,8m de long de Ø= 6’’. C’est la phase principale de l’équipement (tubage et crépines) des ouvrages qui est suivi du gravionnage avant le développement. Ce captage est de type monolithique. De bas en haut, la colonne de captage comprend de façon générale : – Le tube décanteur – Des crépines, qui sont la partie captante. Elles peuvent être placées de manière continue (cas de Keur Madiabel) ou discontinue lorsque des formations différentes sont captées (cas de Samé). Ces crépines remplissent les fonctions suivantes :  laisser passer l’eau sans pertes de charge importantes ;  laisser passer, au moment du développement, les éléments les plus fins pour augmenter la perméabilité juste derrière les crépines, par accumulation localisée des éléments les plus grossiers ;  retenir les éléments du terrain derrière les crépines pendant l’exploitation. – un tube d’exhaure, c’est un tube en PVC plein relié aux crépines. Dans le but de bien centrer les tubes de captage dans le trou, des centreurs sont placés au niveau des crépines. La description lithologique et la diagraphie permettent d’adopter les profils de captage ci-dessous. 24 Profil de captage du piézomètre de Keur Madiabel (Annexe 1-2) De bas en haut il se présente comme suit : -71 à 65.9 m : un tube décanteur en PVC de ø=6’’ -65.9 à 60.10 m : un tube plein en PVC de ø=6’’ -60,10 à 42,70 m : crépines à fentes horizontales en PVC de ø=6’’ -42,70 m à +1,00 m : le tube plein en PVC de ø=6’’ Profil de captage du piézomètre de Samé (Annexe 2-2) De bas en haut nous avons : – 98 à 95 m un tube décanteur en PVC de ø=6’’ -95 m à 88,9 m tube en PVC plein de ø=6’’ – 88,9 à 83,0 m crépines à fentes horizontales en PVC de ø= 6’’ -83,0 à 65,6 m tubes en PVC plein de ø= 6’’ – 65,6 à 59,8 m crépines à fentes horizontales en PVC de ø= 6’’ -59,8 à 54,0 m tubes en PVC plein de ø= 6’’ -54 à 48,20 m crépines à fentes horizontales en PVC de ø= 6’’ -48,20 m à + 1m tubes en PVC plein de ø= 6’’ 25 Le gravionnage Après la mise en place de l’équipement (tubages et crépines), on procède à la pose du massif filtrant (gravier de quartz roulé de diamètre ø= 0.7- 1.2 mm) et au remplissage de l’espace entre paroi du trou et tube plein par du basalte. Le massif filtrant a été introduit avec une circulation d’eau. Cette eau est introduite dans les tubes et sort par les fentes des crépines pour entrer dans l’espace annulaire (tube-trou de forage) avant de remonter en surface. L’eau étant légère par rapport à la boue, laisse descendre le massif de gravier contrairement à la boue qui le fait remonter. L’autre avantage de l’introduction du gravier avec une circulation d’eau est d’éviter une ségrégation dans l’accumulation des grains. L’introduction à sec entraine un dépôt d’abord des grains les plus grossiers pour finir avec les grains les plus fins. Le choix de grains roulés, légèrement aplatis confère au massif une bonne perméabilité. Ce gravier permet de retenir les éléments grossiers de l’aquifère, étant entendu que les éléments fins peuvent passer et être évacués au développement, de stabiliser l’aquifère en remplissant le vide entre les crépines et la paroi du trou. Les niveaux supérieur et inférieur de la colonne de massif filtrant doivent être respectivement au dessus et en dessous de la couche aquifère captée afin de ne pas laisser une partie de crépine sans gravier. Pour le piézomètre de KEUR MADIABEL, le massif est introduite entre 76m et 30m ce qui encadre la crépine. Le basalte se situe entre 30 et 15 m. De 15 m jusqu’en surface l’espace entre la paroi du trou et le tube est cimenté. Le volume de gravier introduit est obtenu à partir de la formule suivante. 26 Connaissant la hauteur h = 44m et les diamètres D = 12’’1/4 (0.311 m) du trou de forage et d = 6’’ (0.161 m) des tubes en PVC (crépine et tubes pleins), le volume théorique de ce massif est égal à V=2,5 m3 Pour le piézomètre de Samé, le massif est placé entre 103 m et 46 m encadrant les trois crépines de ce piézomètre. Le basalte se situe entre 46 m et 15 m. De 15m jusqu’en surface l’espace entre la paroi du trou et le tube est cimenté. 6-Le développement Il consiste à mettre en production un ouvrage de captage (piézomètre ou forage). C’est la phase ultime et indispensable dans l’exécution d’un ouvrage, quelque soit la nature géologique de la roche aquifère. Il permet principalement de nettoyer l’ouvrage au niveau de la zone de captage. De ce fait, la perméabilité des terrains situés au voisinage des crépines est améliorée par le développement. Il consiste à extraire les éléments fins de la formation captée ou à les expulser hors de l’ouvrage. Ces éléments fins sont éventuellement remplacés par le massif filtrant additionnel. Il est destinée en outre à : – prévenir un colmatage prématuré – stabiliser la formation autour de l’ouvrage – améliorer la productivité de l’ouvrage – et obtenir une eau claire, exemptée de sable (dans une bouteille d’eau d’un litre par convention la tache de sable ne doit pas dépasser 1 millimètre). 27 Après la phase de captage et le gravionnage, nous avons procédé au lavage du trou équipé avec de l’eau claire avant d’effectuer le développement par pompage alterné, en marche-arrêt à l’aide d’une électropompe immergée d’une capacité de 10 m3 /h actionnée par un groupe électrogène jusqu’à obtention de l’eau claire dans chaque piézomètre (figures 9 et 10). Ce type de développement consiste à mettre l’ouvrage en production par pompage et à provoquer à plusieurs reprises des arrêts brusques de la pompe. Les variations brutales de pression ainsi créées assurent la destruction d’éventuels ponts de sables qui pourraient se produire. Il s’agit de sorte de voutes, gênant l’arrivée de l’eau dans les ouvertures des crépines et réduisant ainsi le débit de l’ouvrage. (a) (b) Figure 9. Développement du piézomètre de KEUR MADIABEL (a) : eau avec sable, (b) : eau claire exemptée de sable (a) (b) Figure 10. Développement du piézomètre de SAME (a) : eau avec sable, (b) : eau claire exemptée de sable Début développement Fin développe ment Début développement Fin développe ment 28 7-Réception provisoire La pompe électrique est immergée sous une hauteur manométrique de roulement de 40 m, muni d’un clapet de pied anti-retour. Les mesures de niveau sont faites à l’aide d’une sonde électrique à signale lumineux et sonore. Les niveaux statiques par rapport au repère (1m) obtenus sont : 26.99 m pour KEUR MADIABEL et 20.68 m pour SAME .Lors de cette opération deux méthodes d’essai ont été expérimentés : – L’essai de puits par paliers de débit de courte durée, séparés par des remontées de même durée avec pseudo stabilisation de la nappe ; – L’essai de nappe à un seul palier de débit de longue durée suivi de remontée après arrêt du pompage. L’essai de puits par paliers de débit de courte durées avec mesure de niveau d’eau dans les piézomètres permet de déterminer les caractéristiques du complexe aquifère/ ouvrage de captage dans le but de l’équipement technique des piézomètres. Ces caractéristiques sont : Le débit critique, déterminé par les courbes débit-rabattement et débitrabattement spécifique ; le débit spécifique ; les pertes de charges dans l’ouvrage et son environnement immédiat ; le débit maximum d’exploitation qui doit être légèrement inférieur au débit critique. L’essai de nappe à débit constant relativement de longue durée permet de déterminer la transmissivité de l’aquifère. Le coefficient d’emmagasinement et les conditions aux limites ne sont pas déterminés pour la simple raison que ces piézomètres ne sont pas couplés à d’autres piézomètres (toutes les mesures se font dans le même ouvrage). Les mesures de débit sont réalisées par la méthode volumétrique. Cette méthode consiste à chronométrer le temps t nécessaire pour remplir un fût de volume connu V ; dans notre cas V=200 litres. 29 Q= avec Q= débit en m3 /h V=volume en m3 ; t=temps en heure L’essai de puits effectué comporte 4 paliers de pompage. Il est conduit de la façon suivante : – Dans le premier cas, à la fin de chaque phase de pompage, la nappe est mise au repos (phase de remontée) pendant un temps équivalent au temps de pompage. Après cette phase de remontée, le niveau de l’eau dans l’ouvrage revient presque au niveau initial. La phase de pompage suivante est amorcée après cette remontée. Dans notre cas, chaque palier a une durée de 30 minutes. Les mesures de débits ont été réalisées à l’aide d’un fut de 200 litres et d’un tube muni d’une vanne de réglage. Les mesures de niveau dynamique sont effectuées à trois intervalles de temps. Dans un premier temps à chaque minutes on effectue une mesure cela jusqu’à 10 minutes. A partir de 10 minutes l’intervalle est de 2 minutes cela jusqu’à 20 minutes. De 20 à 30 minutes un intervalle de 5 minutes a été adopté. – Dans le second cas, à la fin de chaque palier de pompage, le débit est automatiquement augmenté par l’intermédiaire de la vanne de réglage de débits pour le passage au palier suivant. C’est ainsi que les débits utilisés sont choisit. Le tableau 5 et 6 ci-dessous et les annexes 6 à 11, donnent les résultats obtenus pendant l’essai.