La recherche des eaux souterraines : un exemple d'application à Montélimar

Et pourtant on ne peut implanter à la légère un ouvrage destiné à leur exploitation sans connaître certains renseignements indispensables : profondeur, sens d’écoulement, nature des terrains qui les renferment... etc., on court en effet au-devant de graves déceptions.

Il y a maintenant plus de cinquante ans que la recherche de ces eaux souterraines s'est dégagée des procédés « moyenâgeux », des méthodes modernes et logiques de prospection ont vu le jour dont la géophysique (sondages électriques) étroitement associée à la géologie est une des plus efficaces.

Voici en quelques mots le principe de son fonctionnement. Toutes les roches sont conductrices de l’électricité mais présentent des conductibilités qui varient suivant leur nature. Les terrains argileux ou marneux sont conducteurs, les sables, les graviers, les calcaires sont résistants. On pourrait multiplier les exemples, mais on remarque déjà que les terrains conducteurs sont imperméables et que les terrains perméables sont résistants. En outre il y a souvent une certaine proportionnalité entre ces deux valeurs. C’est en se basant sur ces propriétés des terrains à conduire l'électricité que la méthode a été mise au point.

Sa description ne fait pas partie de notre propos dont le but est uniquement d’en exposer une application dans la région de Montélimar que, parmi beaucoup d'autres, nous avons choisie pour deux raisons :

— il s’agit d'une nappe phréatique dans des alluvions, cas heureusement très fréquent en France,

— l'étude est limitée dans l’espace et peut s’insérer facilement dans le cadre d'un article court.

Dans le but d’améliorer son alimentation en eau, la ville de Montélimar recherchait un emplacement favorable pour l'implantation d’un forage d’exploitation de la nappe phréatique, elle a donc demandé une étude hydrologique préalable dont les résultats sont exposés ci-après.

Le site retenu est situé sur la rive gauche du Rhône, à 2 km en aval du centre de la ville, au pied des collines bordant le lit majeur et à 2,5 km du fleuve. Il a été choisi en raison de sa proximité du lieu d'utilisation de l'eau.

Sous la terre végétale on y trouve des alluvions d’origine torrentielle d'Âge Wurmien constituant un cône de déjection et composées de cailloutis calcaires ou gré-

seux et de sables. Le substratum beaucoup plus argileux est représenté par les marnes bleues pliocènes.

Trente-trois sondages électriques ont été réalisés. Pour chaque sondage électrique nous avons calculé la valeur de la résistance transversale des alluvions « résistantes » perméables situées au-dessus du substratum argileux. Cette valeur découle directement de l’analyse des diagrammes, ce n’est pas une interprétation mais une donnée brute non sujette à caution.

Il faut préciser que la résistance transversale d’un terrain est le produit de son épaisseur, exprimée en mètres, par sa résistivité, exprimée en ohms/m. Toutes choses égales par ailleurs, les emplacements les plus intéressants seront ceux où ces valeurs seront les plus élevées : alluvions les plus perméables et (ou) les plus épaisses.

La carte met en évidence une zone à fortes résistances transversales du sondage n° 17 au nord au sondage n° 1 au sud. La valeur de 4 000 ohms/m/m² y est dépassée. C’est un phénomène fréquent dans la vallée du Rhône qu’une telle zone existe en bordure de vallée. Ce peut être le vestige d’un ancien lit du Rhône (ou ici de son affluent le Jabron) ; c’est en tout cas le lieu d’une circulation préférentielle pour l’écoulement de la nappe phréatique. Un diverticule un peu moins net passe par les sondages 9, 9 et 29.

On remarquera en outre que le gradient est élevé à l’est de l’étude et qu’il existe une nette anomalie de faible résistance transversale aux sondages 22 et 24. Cette baisse de la résistance transversale paraît s’accompagner d’une baisse des résistivités.

Certains sondages électriques de la bordure est de l’étude mettent en évidence une petite intercalation argileuse au milieu des alluvions. Elle semble disparaître rapidement vers l’ouest ; en tout cas elle n’influence plus les diagrammes.

C’est probablement sa faible épaisseur qui la rend indécelable quand elle est incluse dans des alluvions.

avec lesquelles le contraste de résistivité est très élevé (12 environ). Il est donc possible qu’elle subsiste sans être individualisée.

La résistivité du substratum est en moyenne de 30 ohms/m, avec toutefois une tendance à une légère augmentation dans la partie est de l’étude.

À défaut d’étalon valable dans le périmètre de l'étude (il faut entendre par là un forage dont la coupe soit connue avec précision et permettant d’étalonner nos mesures), nous avons adopté pour les alluvions une résistivité moyenne de 600 ohms/m paraissant compatible avec l’allure des diagrammes obtenus. Les valeurs que nous indiquons pour la cote du toit du substratum (marnes pliocènes) ne sont donc à considérer que comme des ordres de grandeur, étant bien entendu que l'allure générale restera la même.

En outre, nous l'avons vu, une couche argileuse de faible épaisseur peut exister à l'intérieur des alluvions et il en résultera probablement que les épaisseurs de gravier seront un peu plus importantes que celles que nous avons indiquées.

Le chenal, matérialisé par la zone à fortes résistances transversales, est bien entendu nettement visible mais par le jeu de l’altimétrie, dans la partie sud de l’étude, le diverticule des sondages 7, 9 et 29 prend presque autant d'importance que le bras principal passant par le sondage n° 1. À noter toutefois que dans cette zone les différences de cote du toit du substratum sont très peu importantes. Par contre au nord dans la région des sondages 16 et 17 le chenal est très étroit et ses versants est et ouest paraissent relativement abrupts. On n’est donc pas en présence d'un approfondissement monotone du substratum en allant vers l’ouest.

Le problème que cette étude ne pouvait pas résoudre, car ce n’était pas le but de la recherche et son extension vers le nord aurait entraîné des frais plus importants, est celui de savoir si le chenal mis en évidence se prolonge dans cette direction. Dans l’affirmative et s'il atteignait les environs du Jabron il pourrait s’agir d'un ancien lit de cet affluent du Rhône et l’alimentation en eau des alluvions aurait des chances d’être excellente. Dans le cas contraire on aurait à faire à un golfe d'importance réduite sans doute moins intéressant au point de vue hydrologique. En tout état de cause les emplacements des sondages électriques situés dans la zone à fortes résistances transversales paraissent les plus intéressants pour l’implantation d'un forage, avec bien entendu une nette préférence pour les sondages 16, 17 et 20. Avec une résistivité de l'ordre de 600 ohms/m la perméabilité des alluvions devrait être bonne.

Résultats

Un forage dont nous reproduisons le diagramme et l'interprétation que nous en avons donnés, a donc été implanté un peu au sud du sondage n° 16.

Voici les résultats obtenus :

- 0 à 1,20 m : terre végétale,

- 1,2 à 4,50 m : gravier sableux,

- 4,5 à 5 m : gravier très argileux,

- 5 à 9,50 m : gravier,

- 9,5 à 10 m : gravier et galets,

- 10 m : marnes bleues pliocènes.

Résistance transversale : 4900 ohms m/m²

On peut remarquer que le petit passage argileux entre 4,5 et 5 m est bien présent quoiqu'invisible sur le diagramme et que la profondeur indiquée est très voisine de celle qui avait été prévue.

Le niveau de la nappe au moment des travaux était situé à 5 m de profondeur. L'essai de pompage consécutif a été poussé jusqu’à 150 m³/h, débit pour lequel la nappe a présenté un rabattement stabilisé de 2 m. Il a été décidé d’exploiter l’ouvrage à 80 m³/h.

Ce genre de résultat dans la recherche des nappes phréatiques n’est absolument pas exceptionnel. Les informations qualitatives (choix du meilleur emplacement) fournies par ce type d’étude sont toujours excellentes. La précision des résultats quantitatifs est généralement comprise dans une fourchette de 10 %, souvent moins quand les alluvions sont homogènes et que les mesures peuvent être étalonnées sur un ouvrage voisin.

Cette méthode que l’on peut considérer comme tout à fait fiable apporte un complément d'information indispensable à la géologie.

MATÉRIELS-PRODUITS notre sélection

Cette rubrique est ouverte à nos annonceurs et abonnés. Les notes techniques concernant les matériels ou produits ayant une application dans le domaine de l’Eau et des Nuisances sont à envoyer à « L’EAU, L’INDUSTRIE, LES NUISANCES », Service « Matériels-Produits ».

DÉCANTEUSE CENTRIFUGE D. 653

Le lavage des betteraves dans les sucreries produit, pendant le court délai consécutif aux arrivages, de très grandes quantités de boues diluées qui étaient avancées dans des étangs proches de la fabrique.

Une grande décanteuse permet d’essorer les boues affluant à l’état liquide dans un tambour mesurant 1 400 mm de diamètre. Dans certaines conditions, des teneurs en matières sèches de l’ordre de 60 % peuvent être atteintes. Le concentré peut être réintroduit intégralement dans l’installation de lavage. La terre récupérée est restituée à l’agriculture après traitement.

Cet appareil fonctionnant à contre-courant se distingue en particulier par une faible consommation d’adjuvants de floculation.

DIOGÈNES VDS 25 D. 654

Ce système de régulation numérique et de processus industriels possède deux caractéristiques :

— bien qu’il soit basé sur l’utilisation d’un mini-ordinateur, aucune connaissance en informatique n’est nécessaire à son utilisation. Toutes les fonctions sont préprogrammées et directement utilisables pour l’exploitant ; — il assure de multiples fonctions : régulation, calcul, acquisition de données, automate programmable, mémorisation/édition.

Très adapté aux petites et moyennes installations, en particulier pour la gestion des chaufferies industrielles, il peut intéresser tous les programmes de régulation de chaudières à partir d’une production de 10 t/heure de vapeur.

ÉCHANTILLONNEURS D. 655

Cette gamme d’échantillonneurs automatiques de liquides comporte trois modèles portatifs et trois modèles fixes.

Tous sont dotés d’un système de prélèvement à air comprimé garantissant la pureté de chaque prélèvement ; la tuyauterie flexible de prélèvement est purgée avant et après chaque cycle de prélèvement, enlevant ainsi les résidus qui contamineraient les échantillons suivants ; en outre, l’air comprimé assure le transfert du liquide prélevé entre la chambre de mesure et les bouteilles collectrices (l’échantillonneur n’a donc pas besoin d’être horizontal et aucune pièce métallique n’est en contact avec le prélèvement).

VANNE PAPILLON 367 D. 656

Fabriquée en PVC moulé par injection, cette nouvelle vanne papillon se caractérise par une constitution robuste, une étanchéité absolue et une excellente tenue chimique.

Équipé de joints en EPDM ou FPM, ce robinet dans les différents diamètres de DN 65 à DN 200 existe soit avec levier manuel ou réducteur, soit avec servomécanisme électrique ou pneumatique.

Les longueurs de montage correspondent à la norme ISO. Le perçage des trous de boulons est conforme aux normes ISO, BS 10, ASA ou JIS.

Principaux domaines d’application : le traitement d’eaux industrielles, les stations d’épuration d’eau, l’industrie chimique, l’industrie alimentaire, les piscines, etc.

AUTOZERO 2 000 D. 660

Capteur destiné à la mesure du débit de fluides conductifs à plus de 1 μS/cm.

Grâce au système original d’étage de sortie de ce capteur, on évite des phénomènes de parasites sur les lignes de signal normalisé et, par la conception de sa partie amplification selon les derniers standards de la technologie, on bénéficie des avantages du système à compensation automatique de zéro.

Au niveau du capteur, une première préamplification convertit la tension mesurée aux bornes des électrodes en une fréquence proportionnelle au débit. De ce fait, il suffit d’un simple câble coaxial ou, dans les cas critiques, d’un conducteur optique pour véhiculer le signal jusqu’à l’amplificateur.

I.D.P. D. 665

Les Indicateurs de Débit Plastique sont des débitmètres à flotteurs dans lesquels le fluide s’écoule de bas en haut et entraîne le flotteur à une hauteur d’équilibre donnée en fonction de l’importance de débit.

L’ensemble des constituants est en matière plastique résistant à la corrosion (Trogamid T ou polysulfone) absolument incassable.

Le flotteur sera équipé dans certaines variantes d’un aimant permettant de réaliser une mesure continue à distance et une alarme extérieure.

Les huit plages de débit s’entendent de 0 à 20 m³/h d’eau. Toutes autres échelles sont réalisées à l’aide d’abaques de correction.

La lecture (placer l’appareil verticalement) est très nette et s’effectue sur une grande hauteur (environ 160 mm). La précision est de l’ordre de ± 2 %.

FOX 300 D. 667

Nouveau processeur pour petites et moyennes installations dans lequel les visualisations comportent des synoptiques de l’installation, des figurines de régulation, des enregistrements de tendances, historiques et en temps réel, des graphiques multi-barres, des rapports périodiques, des sommaires d’alarmes et des tableaux de blocs et de repères.

Il est équipé d’une unité centrale à microprocesseur et à mémoire de 256 K mots en configuration maximale. On peut y connecter les périphériques suivants : mémoire de masse, consoles opérateur couleur et monochrome, imprimantes à clavier, écrans vidéo et vidéocopieurs.

RÉGULATEURS 4195 D. 669

Ces appareils, indicateurs de pression, sont conçus pour l’économie, un dispositif relais et buse requerrant une faible consommation d’air : 0,09 m³/h en régime permanent contre 0,5 m³/h pour la plupart des régulateurs disponibles.

Présenté sous un boîtier robuste, en polyester, le régulateur offre une résistance exceptionnelle à la corrosion (industrie chimique ou embruns salins). Un dispositif de sécurité dépressurise le boîtier avant qu’une surpression ne puisse provoquer des dégâts matériels.

CORBEILLES À DÉCHETS D. 672

Chaque type de corbeilles est conçu pour correspondre à un type d’environnement :

• - la 43 litres s’intègre dans un espace vert restreint et s’adapte contre tout support,
• - la 60 litres, dite de prestige, s’adapte à tous les lieux urbains ; sa bonne contenance permet un vidage plus espacé dans le temps,
• - la 120 litres est destinée aux zones excentrées : forêts, aires de loisirs, de parking, de camping...

Les trois corbeilles se scellent dans le sol avec un tirant à queue de carpe ; elles offrent une excellente résistance à la corrosion, aux chocs et aux rayures et reflètent un souci d’embellissement quelle que soit la qualité du lieu où elles s’implantent.

AIR-COMB D. 658

Ces diffuseurs raccordés à une installation d’air surpressé permettent l’aération et le brassage des eaux usées de mini-stations et de dégraisseurs.

Ils sont réalisés en polymère ABS. Leur forme est étudiée pour éviter leur colmatage et produire d’une façon régulière des bulles moyennes quel que soit le débit d’air choisi.

Rendement de l’ordre de 6 % en volume sous 2,20 m de hauteur d’eau. Facilité d’installation, pas d’entretien.

FILTRE TUBULAIRE EN PTFE D. 671

Caractéristiques :

— résistance très élevée aux produits chimiques corrosifs, liquides ou gazeux et aux températu-

• températures comprises entre –240 °C et +270 °C,
• très grande flexibilité et excellente tenue mécanique,
• hydrophobe et bon isolant électrique,
• diamètres intérieurs entre 1 et 20 mm,
• diamètres des pores : 2 µ et 3,5 µ.

Il peut être conditionné en cartouches, en nappes, en spirale, etc.

Applications :

• filtration des produits corrosifs ou à haute température, aération ou désaération de liquides, séparation de phases, élimination de l’eau des gaz ou des solvants.

PONT RACLEUR D. 659

Décanteur de traitement des eaux usées et des eaux industrielles, conçu pour des décanteurs de 6 à 25 m de diamètre. Entraînement par traction périphérique, monoroue (de 6 à 15 m) ou double chariot (de 16 à 25 m).

Poutre passerelle en tôle d’acier plié.

Racle de fond en tôle pliée avec barrette caoutchouc. Déversoir par lames déversantes en tôle et jupe de diffusion en tôle 20/10.

Parties métalliques : versions galvanisées ou peintes au choix. En option : reprise des flottants.

OSMOSE INVERSE D. 680

L’installation comporte quatre unités équipées de membranes titulaires non cellulosiques, pouvant fonctionner jusqu’à une température de 60 °C et une pression de 60 bars.

La station fait face à un débit de 20 m³/h donnant 10 m³ d’effluents concentrés et 10 m³ d’effluents traités (comportant moins de 1 g/l de résiduel).

La concentration par osmose inverse a été choisie par comparaison avec les procédés classiques en raison de sa moindre consommation d’énergie ; d’autre part elle comporte moins de travaux de génie civil, l’ensemble logeant dans une construction légère de 12 × 8 m.

VANNES À PROFUSION D. 675

• Vannes de fermeture munies d’un joint torique unique (remplaçant le Teflon traditionnel), de forme, de taille et de matériaux variés, utilisables jusqu’à des pressions de 210 bars et des températures de 232 °C.
• Vannes compactes à soufflet en Monel, résistantes à une pression de 68 bars sous 21 °C pour l’utilisation en milieu extérieur.
• Vannes à boisseau cylindrique offrant une grande souplesse de conception des circuits grâce à de multiples possibilités de raccordement (pressions de 210 bars et températures de 204 °C).
• Vannes papillon pour le vide, utilisées pour la déshydratation de la nourriture, les systèmes de dépôt par le vide, l’isolation d’indicateur et tous les systèmes d’instrumentation sur vide poussé en général.
• Vannes et filtres équipés de raccordements intégrés à pas métriques, s’appliquant aux instruments de contrôle, aux systèmes d’échantillonnage ou ceux d’injection chimique.

HYDROMOBIL D. 676

Groupe de pompage mobile, actionné par un moteur diesel pouvant relever 540 m³ par heure à une hauteur de 25 m ; outre son autonomie et sa mobilité, cet appareil peut puiser des quantités importantes d’eau dans des nappes à hauteur d’eau très faible et à plan d’eau variable, ce qui présente l’avantage d’éviter de pomper de la vase ou du sable et supprime tout risque de colmatage. Il peut de surcroît fonctionner sur des pentes de berges, ce qui lui permet d’être employé en bordure de cours d’eau ou de lacs et d’être par conséquent rapidement utilisable quel que soit le niveau du plan d’eau. Ce matériel intéresse aussi les pays en voie de développement (irrigation).

MONITOR 650 D. 674

Conçu pour l’analyse chimique en continu, cet appareil permet le contrôle des rejets et des fabrications. Le micro-processeur contrôle l’ensemble de l’appareil : prélèvement sur une ou deux lignes, sensibilité du détecteur colorimétrique digital, calcul des résultats, alarme de dépassement de teneur, alarme demandant la maintenance...

Les résultats sont donnés sous forme d’enregistrement graphique et d’affichage numérique. La sortie RS 232 C permet de le coupler à un ordinateur central.

Il est particulièrement robuste et opérationnel sans interventions pendant 800 heures. De nombreuses méthodes sont au point et plus particulièrement la mesure du C.O.T. des effluents, des phospha-

nitrates totaux, de l’ammoniaque, des cyanures, de la silice à très faible concentration, du calcium, etc.

SYCLOP D. 677

Ce système à microprocesseurs intègre à la fois les fonctions de régulation et d’automatisme ; il offre donc une vue globale du processus. Il trouve son application dans l’industrie, plus particulièrement en chimie, pharmacie, agro-alimentaire, bio-industrie, traitement des eaux, ainsi que dans la conduite des fours et des chaudières à marche discontinue et en général de tout cycle de fabrication intermittent.

Il se démarque également des autres matériels comparables par l’utilisation du langage GRAFCET étendu à la régulation : utilisable sans connaissance en informatique ou en automatisme avancé et par sa rapidité de mise en œuvre.

TUBE EPI D. 678

Ce tube Epoxy pré-isolé est destiné au transport souterrain d’eau chaude jusqu’à 100 °C en continu ou à 10 °C en discontinu (chauffage de logements, d’équipements collectifs, de piscines, de serres…) ou d’eau glacée (circuits de réfrigération) et géothermie…

Il est constitué d’un tube intérieur en résine Epoxy, d’un isolant en mousse de polyuréthane ou d’Epoxy et d’une gaine extérieure de protection en thermoplastique PVC ou PEHD.

Fabriqué du DN 25 au DN 400, ce tube offre une excellente résistance à la corrosion externe et interne. Sa légèreté, sa simplicité de pose et son entretien quasiment nul en font un produit économique et donc rentable.

POLYSONICS D. 668

Ce débitmètre a été spécialement conçu pour une utilisation avec des liquides propres ou de qualité non homogène.

Il conserve les avantages qu’offre le principe Doppler dans l’installation et l’entretien. Les deux capteurs doivent être simplement appliqués et maintenus sur la paroi de la canalisation et ne requièrent donc aucune introduction de sonde.

Le coût nul de l’installation et de l’entretien justifie de nombreuses applications sur des liquides corrosifs, filtrés ou stérilisés tels les acides, les produits alimentaires, les fuels et les eaux du réseau urbain.

TRANSMETTEURS ÉLECTRONIQUES D. 673

À partir de relevés sur le site de production, une gamme d’appareils transmet les informations qui concernent :

• – la pression : modèle 821 (électronique, utilisant le principe à fil vibrant et permettant la mesure de pressions absolues ou différentielles de 0-700 bars à 0-420 bars). Il est résistant aux chocs, vibrations, humidité (photo) ;
• – le débit : un débitmètre E 83 à effet Vortex en acier inoxydable Ø 50, 80 et 100 mm fournit une impulsion ou un signal analogique proportionnellement linéaire au débit ;
• – le pH : un transmetteur de mesures électrochimiques, le 870, mesure également la conductivité des produits en cours de traitement ou terminés (2 fils, 2 compartiments totalement isolés, l’un contenant l’électronique, l’autre les connexions).

L S H D. 679

Cette électro-pompe centrifuge multicellulaire horizontale est utilisée dans les cas de surpression d’immeubles et pour l’arrosage.

Caractéristiques :

Amorçage automatique jusqu’à 8 m de hauteur d’aspiration ; hauteur manométrique : maxi 45 m ; débit : 4,6 m³ ; pression : maxi 6 bars ; turbine et diviseur en matériau inaltérable chargés de fibre de verre ; chemisage extérieur en acier inoxydable ; rendement élevé, facilité d’installation et fonctionnement silencieux.