Introduction

Contexte de l’étude

La zone étudiée (13°01’N, 74°79’E) est située à l’intérieur du campus duNational Institute

of Technology of Karnataka (NITK), à 30 km de la ville de Mangalore. Elle est bordée par

la mer d’Arabie à l’Ouest et par un cours d’eau intermittent à l’Est (Figure 5.15). Ce cours

d’eau traverse un bas fond-agricole situé en aval d’une petite colline, sur laquelle le NITK est

en place.

Cette région de l’Inde du Sud est soumise à un climat tropical humide, avec deux saisons

bien marquées : une saison sèche d’octobre à mai et une saison humide de juin à septembre.

La saison humide est due à la mousson du Sud-Ouest, qui apporte en moyenne 3800 mm de

pluie sur la côte en l’espace de 4 mois.

A l’image de l’Inde péninsulaire, le socle de cette région est constitué de roches cristallines

anciennes (gneiss archéens), recoupées notamment par de nombreux dykes de dolérite

(Man-junatha et Harry, 1994). Excepté le cas de certaines collines ou bas-fonds où elles affleurent,

ces roches sont recouvertes dans l’ensemble de la région par des formations latéritiques. Deux

types de latérites se distinguent notamment (Widdowson et Gunnell, 1999) :

– les latérites autochtones (high level laterites), compactes et homogènes, issues de

l’alté-ration en place des roches cristallines et que l’on observe aux altitudes moyennes (entre

80 et 200 m) ;

– les latérites allochtones (low level laterite), hétérogènes, composées de matériaux

re-maniés par des processus érosifs, transportés et incorporés dans de jeunes latérites en

formation. On les observe principalement dans les zones de faible altitude, le long des

5.2 Réduction des incertitudes de l’interprétation

estuaires et à proximité de la côte. Ces latérites ont la particularité d’être en contact

discordant avec le substratum, là où les latérites autochtones présentent une séquence

d’altération graduelle.

L’approvisionnement en eau dans cette région est réalisé par le biais de puits peu profonds

(5 à 10 m) qui captent un aquifère situé dans la couverture latéritique, ou de forages profonds

(50 à 200 m) qui permettent de capter les fractures du socle sain.

En tant que première ressource d’eau douce de la région, le milieu superficiel a fait l’objet

de nombreuses études qui visent essentiellement à définir ses paramètres hydrodynamiques

(Vaidya, 1981; Thippeshi, 1982; Chandrakantha, 1987; Srinivas, 1996; Ravichandran, 2004).

Le milieu profond, en revanche, est mal connu. Les forages profonds présentent des

producti-vités très variables, qui soulignent l’hétérogénéité de ce milieu.

Pompage d’essai réalisé

Le pompage d’essai étudié a été réalisé avec deux débits enchaînés (7 et 16 m

3

/h, pendant

49 et 51 heures respectivement, soit un total de 100 heures). L’eau de pompage a été refoulée

en aval du site dans un conduit d’évacuation des eaux de ruissellement. Les niveaux

piézomé-triques ont été suivis dans quatre piézomètres situés dans un rayon de 25 m autour du puits

de pompage (Figure 5.16) : deux profonds (Bh01 et Bh03) et deux peu profonds (Bh06 et

Bh07). Les rabattements présentés Figure 5.17 ont été corrigés des variations barométriques,

des pertes de charge quadratiques et de la tendance piézométrique (de l’ordre de 2 cm par

jour).

La particularité de cet essai réside dans le fait que les rabattements observés dans les puits

d’observation Bh01 et Bh03 sont très proches du rabattement du puits de pompage (Figure

5.17). Ces trois puits ont réagi avec un déphasage inférieur au pas de temps des mesures (30

secondes), attestant ainsi d’un milieu très transmissif. Aucune influence du pompage n’a été

observée dans les forages peu profonds (Bh06 et Bh07) ni dans le forage profond Bh02.

Pour les deux débits, l’évolution du rabattement présente un ralentissement qui donne

lieu à une pseudo-stabilisation du niveau piézométrique (Figure 5.17). Des oscillations d’une

périodicité de douze heures ont été observées et interprétées comme l’influence de la marée

terrestre. L’effet (temporaire) d’un autre pompage est observé au bout de 93 heures.

Chapitre 5 :^{Interprétation hydrogéophysique de pompages d’essai en domaine de socle}

Figure5.16 – Position des forages suivis pendant le pompage d’essai dans le Bh10, localisé

Figure 5.15

5.2 Réduction des incertitudes de l’interprétation

Figure 5.17 – Evolution du rabattement en fonction du débit dans le puits de pompage

(Bh10) et les puits d’observation

Chapitre 5 :^{Interprétation hydrogéophysique de pompages d’essai en domaine de socle}

5.2.2 Précision du choix de la solution analytique

Solutions analytiques envisageables

L’analyse de l’évolution du rabattement et de sa dérivée logarithmique(présentée en

An-nexe D) permet d’identifier une géométrie d’écoulement quasi-linéaire au début de l’essai,

modifiée rapidement par l’arrivée d’une source d’eau complémentaire, qui entraîne une

pseudo-stabilisation du rabattement. D’un point de vue conceptuel, cette pseudo-pseudo-stabilisation peut

correspondre :

1. à l’influence d’une limite à charge imposée ;

2. à l’effet du drainage d’une deuxième porosité au sein du réservoir ;

3. à l’effet d’une drainance en provenance d’un autre réservoir.

Différentes solutions peuvent ainsi être envisagées. Afin de reproduire la géométrie

d’écoule-ment linéaire, la solution utilisée peut être contrainte par deux limites à flux nul parallèles.

La largeur L du domaine (entre les deux limites) sera alors ajustée au même titre que les

autres paramètres de la solution.

Le modèle de Barker (1988) ajuste le début de l’essai, mais ne permet pas de reproduire

la pseudo-stabilisation du rabattement. L’utilisation de la solution de Theis (1941) avec deux

limites à flux nul et les différents plans d’eau pouvant jouter le rôle de limite à charge imposée

(la mer, la rivière Pavanje et le cours d’eau dans le bas fond) ne permet pas non plus de

reproduire les observations.

En revanche, le modèle à double porosité de Moench (1984) et le modèle de drainance de

Hantush (1964) permettent de reproduire l’intégralité de l’essai de manière correcte (RMS

de 0,081 et 0,077 m respectivement) pour des largeurs de domaine comprises entre 13 et

75 m(Figure 5.18). Les paramètres estimés par ces deux solutions présentent des valeurs

proches :T varie entre 4,0 et 4,4·10

−3

m

2

/s et S entre 8,0 et 8,1·10

−4

pour une largeur L

5.2 Réduction des incertitudes de l’interprétation

Figure5.18 – Observations et interprétation du rabattement au niveau du puits Bh01 avec

les modèles de Moench (en haut) et de Hantush (en bas)

Chapitre 5 :^{Interprétation hydrogéophysique de pompages d’essai en domaine de socle}

Les rapports Na/Cl correspondant (à partir des teneurs en µeq/L) sont de 0,365 et 0,326

respectivement, attestant d’un appauvrissement relatif de l’eau en sodium au cours de l’essai.

Ces rapports étant très inférieurs au rapport marin (0,847), cet excès de Cl

−

ne peut pas être

d’origine marine, mais plutôt anthropique. Ce premier résultat confirme que la mer ne joue

sans doute pas de rôle de limite à charge imposée pendant cet essai.

Cette région étant une région agricole, les engrais comme la potasse (KCl) peuvent

pro-voquer un enrichissement de l’eau d’infiltration en Cl

−

. Cette eau est présente dans l’aquifère

superficiel, et peut ensuite être drainée au cours du pompage vers l’aquifère profond, et

consti-tuer ainsi la seconde source d’eau. La proximité des bas-fonds agricoles du site de pompage

pourrait expliquer cet enrichissement. Cet argument va donc dans le sens d’un phénomène de

drainance de l’aquifère superficiel vers l’aquifère profond, et privilégie la solution de Hantush

(1964) pour l’interprétation de cet essai.

Cette solution considère une drainance en provenance d’un réservoir dont le niveau

pié-zométrique reste constant pendant la durée de l’essai. Ce réservoir peut correspondre dans

notre cas à l’aquifère superficiel, qui n’a montré aucune réaction au pompage.

Interprétation de l’essai

L’interprétation permet de définir la largeur du domaine et les paramètres

hydrodyna-miques correspondants à partir d’une procédure par « essai et erreur ». Les valeurs des

para-mètres estimés sont résumées dans le tableau 5.9. Les rapportsR(L),R(T) etR(S) présentent

des valeurs importantes, attestant de l’incertitude de cette interprétation. Seul le paramètre

1/B est relativement bien contraint, avec un rapport de 1,6.

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