Certains préparatifs sont indispensables à tout essai de pompage. Il s’agit notamment de rassembler des informations sur le forage ou le puits qui sera testé. Les fruits de ce travail de préparation peuvent influencer le choix de l’essai et permettront certainement d’obtenir des résultats d’une plus grande utilité. (P.Dross.2011).
1 Équipement d’observation de base
Les deux paramètres qui doivent être mesurés lors de tout essai de pompage sont le niveau d’eau dans le forage et le débit d’extraction de l’eau (par pompage ou puisage).
L’équipement de base nécessaire pour observer ces deux paramètres est le suivant :
1.1 Observation du niveau d’eau
L’appareil manuel de contrôle du niveau d’eau appelé communément « sonde piézométrique » est le moyen le plus pratique, robuste et accessible d’observer les niveaux d’eau dans les forages et les puits. La sonde piézométrique est descendue dans le forage, et lorsqu’elle atteint la surface de l’eau, un circuit électrique est activé et émet un « bip ». Le niveau d’eau peut alors être lu sur un ruban gradué, en général avec une précision d’un centimètre. Normalement, le niveau d’eau est enregistré en mètres, au-dessous d’un point de référence, par ex. le bord supérieur du tubage. Le sondage manuel par sonde piézométrique est généralement considéré comme une méthode fiable et relativement sûre pour obtenir des données sur les niveaux d’eau, mais il n’est pas totalement dénué de problèmes.
On peut éviter l’usage d’une sonde piézométrique manuelle en installant un capteur de pression dans le forage. On le place à un endroit connu (au-dessous du niveau d’eau) où il mesure la pression. Cette information permet de déduire la hauteur d’eau au-dessus de ce point, et donc le niveau d’eau dans le forage.
Les capteurs de pression (à enregistreur de données intégré ou datalogger) présentent un avantage évident : ils peuvent rester sans surveillance pendant de longues périodes, tout en continuant à mesurer fréquemment le niveau d’eau. (P.Dross.2011).
1.2 Observation des débits de pompage
Il existe de nombreuses façons de mesurer les débits de pompage, dont les plus communes, ou celles qui auront certainement la plus grande utilité pour les ingénieurs WatHab, sont les suivantes :
Seau et chronomètre : Pour mesurer des débits de pompage relativement faibles, il suit de prendre un seau et un chronomètre. On fait en sorte que la pompe déverse l’eau dans un seau de volume connu, et on enregistre le temps nécessaire pour remplir le seau. Le débit est ensuite calculé en divisant le volume du seau par le temps nécessaire à le remplir. Pour que cette méthode soit précise, il faudrait que le temps de remplissage du seau soit au minimum de 100 secondes. Si nécessaire, il faut utiliser un conteneur d’un plus grand volume, par ex. un fût à pétrole.
Débitmètres : Lorsqu’un équipement plus sophistiqué est disponible, les débits peuvent être mesurés par des débitmètres, qui sont de divers types. Il utilise des pistons à ressort qui sont défléchis par le lux d’eau, et le débit est lu sur l’échelle graduée. Il est important de vérifier le débit en utilisant une autre méthode, d’utiliser correctement la jauge et de maintenir le matériel en bon état.
Compteurs d’eau : certains débitmètres enregistrent le volume d’eau cumulé qui passe par le compteur, donc il est nécessaire de faire des relevés à des heures précises et de calculer le débit, après avoir vérifié les unités que le compteur utilise. Pour être précis, les débitmètres devraient être installés conformément aux instructions du fabricant, en respectant la longueur du tuyau droit, horizontal, à mettre avant et après le compteur.
Réservoir – déversoir : Il s’agit d’un déversoir jaugeur en tôle fine avec une encoche en V placé dans un réservoir.
Les réservoirs – déversoirs doivent être posés à l’horizontale ; il faut en outre disposer d’une méthode permettant de mesurer précisément le niveau d’eau à l’intérieur du réservoir ainsi que du tableau de conversion fourni par le fabricant (pour convertir les niveaux d’eau en débits). (P.Dross.2011).
Réservoirs – déversoirs artisanaux : une autre possibilité consiste à construire de petits réservoirs – déversoirs sur place, en utilisant les matériaux disponibles, parfois même un ancien fût à pétrole. Ces réservoirs devraient être étalonnés par une méthode de mesure du lux indépendante, afin de garantir des données fiables. Pour obtenir des résultats précis, il faut suivre soigneusement les consignes de construction, surtout pour l’encoche en V en tôle fine. L’exemple illustré à droite n’est pas un modèle standard, car le bord de l’encoche en V est trop large, et cela modifie l’écoulement de l’eau au passage de l’encoche.
Quelle que soit la méthode utilisée, il est important de mesurer fréquemment le débit de pompage au cours de l’essai, car il va probablement diminuer au fur et à mesure que le niveau d’eau baisse, et le débit de pompage moyen doit être calculé pour l’analyse de l’essai. (P.Dross.2011).
2 Autre équipement disponible
Avant de choisir le type d’essai qu’ils vont effectuer, les ingénieurs WatHab devraient voir quel est l’équipement pratique et abordable dont ils peuvent disposer. En plus du matériel servant à mesurer le niveau d’eau et le débit décrit ci-dessus, l’équipement potentiel comprend les éléments suivants :
- pompe motorisée : en général, une pompe électrique immergée. Vérifiez si une source d’électricité adéquate est disponible ; de nombreuses pompes immergées nécessitent un courant triphasé, donc le courant ordinaire du secteur ne convient pas toujours.
- Générateur : nécessaire si une pompe motorisée est utilisée à un endroit retiré, ou si l’alimentation électrique sur place est inadaptée ou non fiable. Assurez-vous que la quantité de carburant disponible est suffisante pour la durée prévue de l’essai.
- Colonne de refoulement : pour faire remonter l’eau de la pompe immergée à la surface du forage ; elle peut être constituée d’un tuyau souple ou de plusieurs tuyaux rigides raccordés.
- Vannes à réglage manuel : installées entre la colonne de refoulement et les conduites d’évacuation, pour réguler le débit de pompage si la pompe est utilisée à une vitesse fixe.
- Conduites d’évacuation : pour transporter l’eau assez loin du f orage et éviter qu’elle ne retourne dans le circuit (c’est-à-dire pénètre à nouveau dans le forage ou s’infiltre rapidement dans le sol et influence le niveau de la nappe près du forage testé).
Quel que soit l’équipement utilisé, il doit être maintenu en bon état et employé correctement (conformément aux instructions du fabricant). Il devrait également être conçu de telle sorte que son utilisation soit sans danger, et si nécessaire, il doit être étalonné pour fournir des données fiables et précises. Une fois installé, l’équipement doit être testé avant le début d’un essai de pompage, afin de s’assurer que tout fonctionne correctement et afin de définir les réglages de la pompe ou de la vanne qui fourniront les débits voulus. (P.Dross.2011).
ΙΙΙ.3.3 Récolte d’informations
Lors de la planification d’un essai de pompage, il convient de collecter toutes les informations disponibles sur l’aquifère et le forage. Les résultats de l’essai de pompage seront joints à ces informations et amélioreront la connaissance du système local d’eaux souterraines. On essaye de rassembler des informations sur les points suivants :
- forages semblables : y a-t-il d’autres forages dans la région (surtout dans la même formation géologique) ?
Quels sont les niveaux d’eau et les rendements habituels de ces forages, et quelle est la qualité de l’eau ? Ces forages sont-ils utilisés en ce moment ? Dans l’idéal, il ne devrait pas y avoir de pompages dans des forages proches pendant votre essai de pompage, en tout cas pendant les 24 heures précédant le début de votre essai (ces forages pourraient servir de forages d’observation).
Quel rabattement peut-on escompter dans le forage qui va être testé ? À quelle profondeur faut-il placer l’admission (entrée) de la pompe, afin qu’elle reste bien en des sous du niveau d’eau pendant l’essai ?
- Données géologiques de base : la roche est-elle un socle cristallin, volcanique, constituée de sédiments consolidés ou non consolidés ? Selon les roches, la nappe souterraine se forme et se comporte différemment.
- Configuration de l’aquifère : l’aquifère est-il captive, libre ou semi-captive ? De nombreuses méthodes d’analyse d’essais de pompage ne présupposent que l’aquifère est captif. Mais ces méthodes peuvent aussi souvent être utilisées dans des aquifères non captifs, pour autant que le rabattement soit faible comparé à l’épaisseur saturée de l’aquifère. La littérature ne définit pas le terme « faible » et l’épaisseur saturée de l’aquifère n’est souvent pas connue avec précision, donc la validité de cette méthode d’analyse est malheureusement une question d’appréciation.
- Construction du forage : quelle est la profondeur du forage et quel est son diamètre ? Un tubage solide, une crépine ou un massif filtrant ont-ils été installés ? À noter que si l’on ne connaît pas la profondeur totale du forage, on peut utiliser une sonde piézométrique pour la mesurer, après avoir retiré la pile (afin qu’elle ne « bipe » pas continuellement) ; on descendra la sonde piézométrique jusqu’à ce que l’on sente le fond du forage. Faites en sorte que le ruban de la sonde ne s’emmêle pas avec la pompe ou la colonne de refoulement. En cas de risque de ce genre, on utilise plutôt un poids attaché à l’extrémité d’une longue icelle ou d’une fine corde.
- Matériel installé : si une pompe est déjà installée dans le f orage, quels sont son type et sa capacité, et à quelle profondeur se trouve son admission ? Peut-on modifier le débit de la pompe ?
- Niveaux d’eau enregistrés par le passé et informations générales : des informations sur le comportement passé du niveau de la nappe sont très utiles. Le niveau d’eau varie-t-il fortement de la saison des pluies à la saison sèche ? Au cours de la période précédant l’essai, le niveau d’eau est-il en train de baisser, de monter, ou est-il stable ? Quel est le niveau d’eau actuel ?
Il est possible que les informations disponibles soient rares, auquel cas vous ferez connaissance avec le système des eaux souterraines en planifiant votre essai. Il est très utile de prendre la peine de noter toutes les données récoltées, afin que ce travail ne doive pas être refait à l’avenir. (P.Dross.2011).
