170
association française pour l'étude des eaux reconnue d'utilité publique par décret du 4 juillet 1974 centre national de documentation et d'information sur l'eau 2 1 2 . 2 8 3 A M AMELIORATION DE LA RESSOURCE EN EAU LA REALIMEIMTATION DES NAPPES ETUDE TECHNIQUE DE SYNTHESE 21, rue de Madrid - 75008 Paris - Tél. 522.14 67 1983

AMELIORATION DE LA RESSOURCE EN EAU LA REALIMEIMTATION DES …

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association franccedilaise pour leacutetude des eaux reconnue dutiliteacute publique par deacutecret du 4 juillet 1974

centre national de documentation et dinformation sur leau

2 1 2 2

8 3 A M

A M E L I O R A T I O N DE L A RESSOURCE EN E A U

LA REALIMEIMTATION DES NAPPES

ETUDE TECHNIQUE DE SYNTHESE

21 rue de Madrid - 75008 Paris - Teacutel 52214 67 1 9 8 3

AMELIORATION DE LA RESSOURCE EN EAU

LA REALIMEIMTATION DES NAPPES

ReacutealUeacutee pan h FOLDOOK

LBRAY NiumlrrNArc^AL IcircIEFEIEMCE CE^YKE FC rj bull vyv VVAIuml IS SUY A i v i - r-bullbullbullbull bull bullbullbull v

trade-- 65 7 L0 Z |2-Z 8SfHPO

- 3 -

S O M M A I R E

INTRODUCTION bull

s

CHAPITRE I LES EAUX DE RECHARGE

A- - RECHARGE PAR EAUX DE RIVIERE 13

7 ) Remarques) pjieacutetlmlnaLnes 13 2) Eaux destineacutees agrave ecircJyie infJLLtneeA danst desi basisilnss 13 3 ) Eaux desitlneacuteesi agrave l InsLecllon 15

B - RECHARGE PAR EAUX USEES 15

LISTE BIBLIOGRAPHIQUE 19

CHAPITRE II HYDROGEacuteOLOGIE

A - L EAU DANS LE SOL 23

1 ) Rappel de notions geacuteneacutenatesi d hudnogeacuteologAgrave-e 23 2) Reacutepartition de 1eau danst le ssol 25 3 ) Bilan dune nappe 27 k ) CaAacJLeAlsiatAon desi unlleacutesi aeoXogAauess favorables pour

ta iechange artificielle de nappe 28

B - PHYSIQUE DUNE OPERATION DE RECHARGE 30

1 ) Cao desi basisiisisi dInfiltration 30 2) CasS deA puistsi d InsLectlon 31

C - METHODES DINVESTIGATION DES PARAMETRES DUNE OPERATION DE RECHARGE ARTIFICIELLE 32

1 ) hesiUAe de ta conductlvlsteacute kydaautAque ou permeacuteabiliteacute au sjensi de ucircarcu (eacutecoulement ratureacute) 32

2) hesiute de ta conductlvlsteacute hydraulique verticale I eacutecoulement non stature) 32

3) flesture de ta tszansynisi^lvlleacute et du coefftcAent d emmagaotnement 32

U ) Dtmensilonsi et structure de laqulfeacutere 32 5) eacutetude de leacutecoulement 33

D - POUVOIR EPURATEUR DU SOL 33

1 ) deacutetention desi matiegraveres) en iustpenstlon 33 2) Reacutetention desi aermeA pathogegravenes 34 3 ) eacutelimination du carbone organique 36 U) Reacutetention desi eacuteleacutements traces) 37 5) Reacutetention des) stelsi stolublesi 37 6 ) Reacutetention de lajote 37

bull bull bull bull bull bull

- 4 -

7 ) fieacute tention du pho^ptiote 35 8) Exemples - Compaiaugraveton de iultitemesi de lechasige

anjtipclelle (puitA dInfection el baAAinsi dlAcircfJJJUiatLon) 38 9 ) ConcMviAon 39

bull E - CONCLUSIONS GENERALES 41 bull N

LISTE BIBLIOGRAPHIQUE 43

CHAPITRE III DISPOSITIFS DALIMENTATION ARTIFICIELLE DE

NAPPE SOUTERRAINE

A - DISPOSITIFS DbullINFILTRATION 49

I - CONDITIONS GENERALES DbullUTILISATION 49

I I - PRINCIPE GENERAL DE FONCTIONNEMENT CAS DUN BASSIN 49 7 ) TioceA4uAgrave complet de 1 Inclination psiovoquee 49 2) Appanltlon dune couche colmatante agrave la -oun^ace du AO pendant

la yiubmeA4ion 50

I I I - LES DISPOSITIFS D bull INFILTRATION 52 ) Le baAyiifiA d hx^ilinallon 52 2) Lesi fLosisieacute^ le canaux leA LoMeA 57 3 ) LLLi de ilvlegravene ameacutenageacutesi 57 4 ) poundpandage sioutesuialn pan leacutesieau de analnA 59 5) fwubi pUtnant 60

IV - COLMATAGE DES DISPOSITIFS DINFILTRATION 60 1 ) Colmatage pan deacuteAoiumlaanlAatlon de -la poio^Lleacute du AO 61 2) Colmatage pan bouchage deA poieA du AO 61

V - REMEDES CONTRE LE COLMATAGE GESTION DES DISPOSITIFS DINFILTRATION 64

1 ) fteacuteihodeA penmeiAant de neacutedulne -Le colmatage 64 2) CcedileAtlon deA dlApoA-itlpi d IniLugraveOialion 64

B - DISPOSITIFS DINJECTION 66

I - CONDITIONS GENERALES DE FONCTIONNEMENT 66

I I - PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT DES PUITS DINJECTION 67

I I I - LES PUITS Dbull INJECTION 67 1 ) ConAtnuctlon 67 2) Ameneacutee de 1 eau dan le pulAgraveA 69 3 ) Taux d injectlon 69

IV - COLMATAGE DES DISPOSITIFS DINJECTION 70 1 ) fioceAAUA meacutecanAgraveaueA 71 2) fiocesiiuA chlmlqueA 71 3 ) TiocesiiUsi bioloalqueA 71

V - REMEDES CONTRE LE COLMATAGE ET GESTION DES DISPOSITIFS DINJECTION 72 ) (AeacutethodeA poun la teacuteduction du colmatage 72 2) CcedileAtlon deA puLampi dinfection 75

LISTE BIBLIOGRAPHIQUE 79

bull bull bull bull bull bull

- 5 -

CHAPITRE IV DONNEacuteES EacuteCONOMIQUES DUNE OPEacuteRATION DALIMENTATION

ARTIFICIELLE DE NAPPE SOUTERRAINE

A - REVENUS APPORTES PAR UNE OPERATION DE RECHARGE 83

1 iumllevenu4 directs 83 2) llevenusi induuiectA 83

B - COUTS DUNE OPERATION DALIMENTATION ARTIFICIELLE DE NAPPE 84

7 ) Coucirct delti eacutetude 84 2) Travaux de conAtAJUction 84 3 ) F0nctj0nnemejvt et entretien 88 4 ) Coucirct gAobal 88

C - ETUDE DE LOPPORTUNITE ECONOMIQUE DUNE OPERATION DE RECHARGE ARTIFICIELLE - COMPARAISON AVEC DAUTRES METHODES DE MISE EN VALEUR DES RESSOURCES EN EAU 92

1) Comparaison entne un baA^in dinfLLltnation et un puitgti dinjectJon 92 2) CompaiaLion entre une ivitattation de yiechaAae aAcirctipoundiciette

et une uniteacute de traitement deA eaux 92 3) Comparaison entre une isusta-Uation de siecharae anttfLicietle

et une adduction d eau 93 k) Campatoison entre te stockage de surface et te stockage

souterrain 95

LISTE BIBLIOGRAPHIQUE 97

CHAPITRE V - LES INSTALLATIONS DE RECHARGE ARTIFICIELLE DE

NAPPE DANS LE MONDE

A - INSTALLATIONS DE RECHARGE ARTIFICIELLE AYANT POUR OBJECTIF LE STOCKAGE D EAU 105

B - INSTALLATIONS DE RECHARGE ARTIFICIELLE AYANT POUR OBJECTIF LE SOUTIEN DUNE NAPPE DEAU SOUTERRAINE 116

C - INSTALLATIONS DE RECHARGE ARTIFICIELLE AYANT POUR OBJECTIF LA CONSTITUTION DUNE BARRIERE HYDRAULIQUE CONTRE LINTRUSION DEAUX SALEES 137

D - INSTALLATIONS DE RECHARGE ARTIFICIELLE AYANT POUR OBJECTIF LEPURATION NATURELLE DES EAUX PAR PASSAGE DANS LE SOL 154

LISTE BIBLIOGRAPHIQUE 165

CONCLUSiON 171

I N T R O D U C T I O N

- s -

Face aux beAoinA en eau AWXA ceAAe gAandlAAanlA -Le concept de rechange antljtl-clelie deA napper yiouteMAatneyi appanalt comme eacutetant un mouen epoundpoundtcace deacutetabliA une meLlieune gestion deA sieAAOUAceA en eau

poundn ejLfcet te objectlpoundA viseacuteA pan une rechange antifciclette de nappe peuvent ecirctie mioLtipleA

- neAtaunation dune nappe Ausiexplotteacutee - Atockage deau en vue dune utiliAotlon ulteacuterieure - eacutepuration naturelle de eaux uAeacuteeA pan te AOI - barriegravere hudnaullque contre ta pnogreAAion deA eaux AaleacuteeA notamment dorigine

marine en exploitation cocirctlegravere - reacutegularisation thermique deA eaux dun circuit de repioidlAAement - Atockage deacutenergie AOUA fLonme deau chaude

Remanque teA deux dernier A pointA fLalAont intervenir teA capaclteacuteA thermlqueA du AOI (diffjjAlon emmagaAinement) ne Aont poA tralteacuteA danA cette eacutetude

poundn contnecaAAant te deacuteficit en eau dorigine Aouternalne ta recharge anttfl-cteLie apporte teA beacuteneacutefices Aulvants

- mise en valeur deA tenjteA pan augmentation deA disponlbLLiteacuteA en eau (notamment pendant teA peacuteriodes de AeacutecheAeAAe en payA Aeml-arlde et aride)

- maintien de ta vte veacutegeacutetate agrave ta Aurface du Aot en Aoutenant te ntveau de ta nappe - expanAlon humaine et industrielle de reacutegion jusqu atonA geacuteneacuteeA pan te manque

deau

LeA dispoAltlfA de recharge artificielle Aont principalement de deux tupes

infiltration danA deA baAAJnA ou eacutepandage Auperflclei teau pencole agrave tnaverA ta jone non Aatunee du Aot avant datteindre ta nappe Cette technique peut Ae pratiquer preAque AOUA touA teA ctimatA agrave condition cependant que cetul-cl ne Aolt paA agrave pluviomeacutetrie tnop eacuteleveacutee et dautant mieux A le climat eAt anlde ou Aeml-anide fan allteunA le AOI doiX avoir ceAtalneA caracteacuteristiques que nouA pneacuteclAeAonA

Lavantage pnlnclpal deA baAAins eAt de pouvoln recevoir deA eaux quasi-brutes en effet pan paAAoge danA le AOI teA eaux de nechange Aubi-AAent une eacutepuration naturelAgravee pratiquement totale

On^ection danA deA puitA leau eAt directement ameneacutee au niveau de ta nappe Ce pnoceacutedeacute eAt notamment utiAgravelseacute lonAqu il exlAte une couche impenmeacuteabte entre la Aurface du AOI et la nappe Laction eacutepwiatAlce du AOI Intervenant peu poui leA eaux dinfection le tnaltement de ceileA-ct doit ecirctre pliiA eacutelaboreacute que danA le CŒA de baAAinA

Le choix dun pnoceacutedeacute deacutepend de plusleiuiA paramegravetres dont leA pnlnclpaux Aont donc

- leA caracteacuterlAtlques hgdrogeacuteologiques du AOI - la qualiteacute deA eaux de nechange et leun compatibiliteacute vis-agrave-vis deA eaux natlveA

du gisement

bull bull bull bull bull bull

- 10 -

poundnpji ta zieacuteuA^lte dune opeacuteration de iechange eAt dAgraveJiectement Jjee au pheacutenomegravene de co-Lmatage qui tend agrave pietneA linpJJytation de -Leau de lechajige danA teA baAA-inA ou teA puLtA LeA oiLgineA du pheacutenomegravene de coMnatage Aont ta OUAAAgrave dAveA4est phuAiqueA chirniqueA bLoiogAjQjjeA NOUA LampnonA un LnventaJuie desi lemegravedeA contsie -Le colmatage malA -il jLaut deacutejagrave AOutigneA que chaque opeacuteration de Jiechaige eAt un CJXA paAtLcutLeA et que AeuAgraveA deA eAAaAgraveA agrave long ternie et in Aitu permettent den deacutegagent leA paAametAeA

- CHAPITRE I -

L E S E A U X DE R E C H A R G E

- 13 -

Avant dexposer lorigine des eaux de recharge et les traitements eacuteventuels que lon doit leur faire subir il serait utile dintroduire la notion de compatibishyliteacute entre les eaux de recharge et les eaux natives du gisement On peut deacutefinir trois domaines de compatibiliteacute physique chimique et biologique

compatibiliteacute physique elle concerne le pH la teneur en matiegraveres en suspension ou MES

compatibiliteacute chimique elle concerne laction des gaz dissous la teneur en MES en fer en manganegravese en calcium en magneacutesium en silice ainsi que la dureteacute de 1eau

compatibiliteacute biologique elle concerne la preacutesence de pathogegravenes susceptibles de polluer les eaux souterraines

Les traitements eacuteventuels des eaux de recharge visent agrave proteacuteger les eaux du gisement vis-agrave-vis de toute pollution pouvant entraicircner une deacutegradation irreacutevershysible de sa qualiteacute

A - RECHARGE PAR EAUX DE RIVIEgraveRE

1 ) RomanqueA piltLLLmJjriCLuiltZA

a) Lanalyse quantitative de la recharge naturelle de la nappe alluviale par la riviegravere elle-mecircme est essentielle pour pouvoir juger de lefficaciteacute dune recharge artificielle En effet cette analyse permet de deacuteterminer les deacutebits reacuteellement utiles parla recharge artificielle dun aquifegravere donneacute

b) Lanalyse qualitative des eaux de riviegravere permet den connaicirctre le degreacute de polshylution ainsi que la teneur en MES Il faut remarquer que ces deux facteurs peushyvent ecirctre directement influenceacutes par le reacutegime de la riviegravere elle-mecircme Ainsi

en peacuteriode deacutetiage la pollution des eaux peut ecirctre plus importante quagrave lorshydinaire

en peacuteriode de crue un transport solide important peut apparaicirctre augmentant du mecircme coup la teneur en MES (F 2028)

Les eacutetudes en vue dune recharge artificielle par des eaux de riviegravere doivent donc se faire sur une large plage de valeurs des deacutebits

La pollution et la teneur en MES jouant un rocircle tregraves important vis-agrave-vis du pheacutenomegravene de colmatage le pompage en riviegravere peut donc ecirctre intermittent ou conshytinu suivant les toleacuterances admises pour la pollution et la teneur en MES des eaux de recharge

2) Eaux dltZAtinecirceA agrave ampOie jjipoundJJJyieacuteesgt dan dzA baj4inA (F 2518 F 3469)

Suivant le degreacute de pollution et la teneur en MES de la riviegravere les eaux peuvent subir les traitement suivants

- 14 -

preacute-traitement deacutegrillage suivi dune simple deacutecantation Cest le cas des oueds et des cours deau ne preacutesentant pas de pollution notable

NB les anciennes sabliegraveres se preacutesentent comme eacutetant dexcellents bassins de deacutecantation

traitement primaire en station injection de coagulants deacutecantation et filtra-tion sur sable pour reacuteduire la teneur en MES et la demande biologique en oxygegravene des eaux

Exemple

Croissy (eau de Seine) - la figure 1 donne un scheacutema de linstallation (G 3663)

Moulle (eau de lAa) (6627873 6625917 6627956)

Appoigny(eau de lYonne) (G 1947)

Remarque dans le cas deacutepandage superficiel des eaux de recharge on ne procegravede pas agrave une steacuterilisation lors du traitement En effet la chloration aurait le grand inconveacutenient de deacutetruire dans les bassins laction eacutepuratrice des bacteacuteries diverses qui oxydent et mineacuteralisent les diffeacuterents produits organiques preacutesents dans les eaux (G 3459)

FIGURE 1

EXEMPLE DE CROISSY

(poundxiiaJJ du Document Ccedil 3663)

bull bull bull bull bull

- 15 -

3) Eaux desitlneacuteesi agrave linfection (F 3469 F 2028)

Remarque preacuteliminaire les eaux dinjection dune maniegravere geacuteneacuterale doivent ecirctre deacutebarrasseacutees de toute pollution susceptible dalteacuterer la qualiteacute des eaux du gisement et notamment des matiegraveres toxiques non eacuteliminables par filtration naturelle De plus les eaux dinjection doivent ecirctre chimiquement compatibles avec les eaux du gisement

En geacuteneacuteral en plus dun traitement primaire classique les eaux de riviegraveres desshytineacutees agrave linjection subissent un traitement secondaire plus ou moins eacutelaboreacute en fonction de leur degreacute de pollution Ce traitement vise principalement agrave deacutesaeacuterer leau et agrave la steacuteriliser avant injection

Exemples (F 2028)

En Israeumll (eaux du Lac de Tibeacuteriade)

En Californie (eaux des torrents de la Sierra Nevada)

3 - RECHARGE PAR EAUX USEacuteES

Le niveau de traitement des eaux useacutees destineacutees agrave la recharge artificielle deacutepend tregraves largement de lorigine de celles-ci (domestique ou industrielle) et aussi de la nature des terrains de recharge

Le tableau 1 (extrait de 6604561) rappelle la nature des pollutions en fonction de lorigine des eaux useacutees

Le tableau 2 (G 6501) donne agrave titre indicatif les recommandations du Service de Santeacute de la Californie pour lutilisation agrave des fins de recharge artificielle deaux useacutees

Le tableau 3 (G 6501) montre par des exemples la diversiteacute des traitements que lon peut appliquer suivant les paramegravetres de la recharge

ConcAgravewiioni

Comme nous lavons deacutejagrave souligneacute dans lintroduction chaque opeacuteration de recharshyge doit ecirctre traiteacutee comme un cas particulier Le niveau de traitement requis pour les eaux de recharge en est une preuve Aussi seuls des essais in situ et agrave long terme associeacutes agrave lexpeacuterience du professionnel peuvent deacutefinir les traishytements neacutecessaires des eaux de recharge Cette eacutetape est importante car elle conditionne la rentabiliteacute de lensemble de lopeacuteration de recharge le coucirct du traitement entrant pour une part importante dans le coucirct global (F 2028 G 6501)

bull bull bull bull bull bull

- 16

TABLEAU 1

Sources deaux useacutees

- Eaux useacutees urbaines

non traiteacutees

traiteacutees

fosses septiques

- Eaux useacutees industrielles

eau de refroidissement

industries alimentaires

industrie du papier

industrie chimique et traitement des meacutetaux

industrie du peacutetrole

- Irrigation

- Ruissellement urbain et nettoyage des

- Eau de crues

Types de pollution

composeacutes organiques et mineacuteraux matiegraveres en suspension faibles teneurs en meacutetaux lourds et en toxiques Tregraves forte teneur en DBO Biodeacutegradable ou non deacutegradabie

composeacutes organiques et mineacuteraux faibles teneurs en meacutetaux lourds et en toxiques Substances biodeacutegradables et non deacutegra-dables

surtout des matiegraveres organiques Biodeacuteshygradable

chaleur

composeacutes organiques et matiegraveres en susshypension surtout DBO eacuteleveacute Particuliegraveshyrement biodeacutegradables

composeacutes organiques et mineacuteraux En partie biodeacutegradable Quelques matiegraveres solides organiques en suspension

composeacutes organiques et mineacuteraux y compris des meacutetaux lourds des toxiques et des substances dangereuses Selon le proceacutedeacute certaines substances sont biodeacutegradables

composeacutes organiques biodeacutegradables et non biodeacutegradables surtout Nombreux toxiques et substances dangereuses

deacutechets organiques et mineacuteraux subsshytances nutritives sels de lessivage du sol substances biodeacutegradables ou non biodeacutegradables matiegraveres en suspenshysion

mers composeacutes organiques et mineacuteraux fortes charges en DBO substances nutritives pesticides matiegraveres en suspension en partie biodeacutegradables

composeacutes organiques et mineacuteraux matiegraveres en suspension en partie biodeacutegradables Eminemment variable selon lutilisation du sol

(tsiaducJUon du tableau 1 eyLtnaJut du Document 66OU561 )

bull bull bull bull bull

17 -

TABLEAU 2

NIVEAUX DE TRAITEMENT RECOMMANDES POUR LES EAUX USEES EPUREES

UTILISEES A LA RECHARGE DES NAPPES SOUTERRAINES

1

2

3

t

5

6

7

par eacutepandage superficiel

Veacuterification de linexistence de deacutecharges deffluent industriels toxiques dans les eaux useacutees utiliseacutees

Oxydation biologique normale (traitement secondaire)

Adsorption sur charbon actif (temps de contact 30 mn demande chimique doxygegravene reacutesiduelle moins de 5 mg1)

Epandage avec percolation de leffluent dans la zone aeacuterobie non satureacutee du sol non remanieacutee - profondeur minimale de la nappe 3 megravetres

- une semaine deacutepandage alterneacutee avec 2 semaines dassegravechement

Dilution par une quantiteacute eacutegale deau souterraine naturelle

Leau de recharge doit rester dans la nappe pendant un an avant decirctre extraite

La qualiteacute de leau souterraine doit ecirctre doit ecirctre reacuteguliegraverement surveilleacutee

l

2

3

A

5

6

7

8

9

10

11

12

ou par injection directe

Veacuterification de linexistence de deacutecharges deffluent industriels toxiques dans les eaux useacutees

Oxydation biologique normale (traitement secondaire)

Deacutesinfection correcte (chlorination)

Coagulation-floculation chimique

Deacutecantation

Filtration rapide sur sable

Adsorption sur charbon actif

Deacutemineacuteralisation par osmose inverse

Aeacuteration par aspersion pour leacutelimination des composeacutes organiques volatils

Dilution par une quantiteacute eacutegale deau souterraine naturelle

Leau de recharge doit rester dans la sapps pendant un an avant decirctre extraite

La qualiteacute de leau souterraine doit ecirctre recircguliegravereoent surveilleacutee

(acirc-x-ttalt du Document Ccedil 6501 )

bull bullbullbullbullbull

- 18 -

TABLEAU 3

PRINCIPALES INSTALLATIONS DE RECHARGES DE NAPPE SOUTERRAINES EN CALIFORNIE

UTILISANT LES EAUX USEES EPUREES

Nom de iumla station de reacutecupeacuteration

deaux useacutees San Joseacute Creek (Whittier)

Whittier Narrow

Water Factory 21 (Orange County)

Chino Basin (Ontario)

Palo Alto

Proceacutedeacutes de traitement =

Proceacutedeacutes de traitement

des eaux useacutees

Meacutethode de recharge des

eaux souterraines

Problegraveme agrave

reacutesoudre Deacutebit annuel reacutecupeacutereacute en millions de m-

DP BA CF FR Ch

DP BA CF FR Ch

DP BA CF FR AAeA ACA 01 Ch

DP LB

DPBACFFR Ch Ozonisation

Epandage superficiel

Epandage superficiel

Injection directe

Epandage superficiel

Injection directe

Deacutecantation primaire Boues activeacutees Coagulation floculation Filtration rapide Lits bacteacuteriens Adsoption sur charbon actif

Chloration Aeacuteration par aspersion pour leacutelimination de lamoniaque

DP BA CF FR LB

ACA Ch

AAeA

Reacutealimen-Cation de la nappe soushyterraine

Reacutealimentashytion de la nappe soushyterraine

Barriegravere contre linfiltrashytion deau marine (et reacutealimentashytion)

Reacutealimenta-tion de la nappe soutershyraine

Barriegravere contre linshyfiltration deaux marines

166

87

63

32

23

En ce qui concerne la station Water Factory 21 le traitement primaire et secondaire de leffluent a lieu preacutealablement a la station de traitement du Comteacute dOrange

(CxtAciut du Document Ccedil 6501 )

- 19 -

L I S T E B I B L I O G R A P H I Q U E

F 2028

F 2518

BIZE J BOURGUET L LEMOINE J Lalimentation artificielle des nappes souterraines Ed Masson amp Cie 1972 199 pages

HUISMAN L WOOD WE La filtration lente sur sable OMS Genegraveve 1975 133 pages

F 3469 Health aspects of wastewater recharge Water Information Center New-York 1978 240 pages

G 2264Bis

G 3459

La meacutecanique des fluides et lenvironnement - preacutevision et maicirctrise de la qualiteacute de leau et de lair 14egraveme Journeacutees de lHydraulique Paris Sept 1976 Question 4 les eaux souterraines 48 pages

DEVILLERS G Lalimentation artificielle des nappes souterraines - Exemple de la nappe de Croissy Journeacutees Information Eaux 1976 14 pages

G 3663

G 6212

G 6230

Plaquette de preacutesentation de linstallation de recharge artificielle de Croissy SLEE sd 16 pages

Wastewater reuse for groundwater recharge Symposium Office of Water Recycling Californie 1980 345 pages

Possibiliteacutes deacutepandage des eaux useacutees urbaines Rapport Agence RMC 1979 371 pages

G 6295 BRESSON G Injection dans le sous-sol des effluents traiteacutes agrave la station deacutepuration de la ville de St-Jean-de-Monts Rapport DDA Vendeacutee 1980 74 pages

G 6501 TAKASHI ASANO GHIRELLI R Reacuteutilisation des eaux useacutees pour la recharge des eaux souterraines et lirrigation agricole Confeacuterence OMS Alger 1980 p 1-15

G 7220 BIZE J Recharge artificielle des nappes PNUD Compte-rendu de missionraquo SeptmdashOct 1981 45 pages

bullbullbullbullbullbull

- 20 -

G 7221 Lameacutenagement dinfiltration des eaux useacutees de Port-Leucate Soc Ameacutenag Mixte dEquip et dAmeacutenag de lAude Novembre 1981 45 pages

6604561

6616815

CALLAHAN JT Recycling of fresh water - the management and protection of ground water Tireacute agrave part 16 pages

SCHMIDT CJ CLEMENTS EV SHELTON SP A survey of practices and reacutegulations for reuse of water by ground water recharge JAWWA 1978 70 ndeg 3 p 140-147

6623044

6625917

ASAN0 T GHIRELLI RP WASSERMANN KL Recharge de nappe par eaux useacutees eacutepureacutees JWPCF 1979 51 ndeg 9 24 pages

MARTIN F THEBAULT P Reacutealimentation de nappe par de leau de riviegravere traiteacutee Liaison Cortambert 1980 ndeg 10 p 31-36

6627873

6627956

MARTIN F THEBAULT P Reacutealimentation de nappe agrave lusine de Moulle (Dunkerque) Techniques Eau Assainissement 1981 ndeg 409 p 37-42

MARTIN F Flottation et traitement des boues Eau et Industrie 1981 ndeg 52 p 61-65

CASTANY G Conditions hydrogeacuteologiques de lalimentation artificielle des nappes deau souterraine BRGM 1970

- CHAPITRE I I -

H Y D R O G E O L O G I E

- 23 -

LEAU DANS LE SOL

Rappel de notion geacutenltpoundnaAgraveamp4 dhyccedilugraveiogeacuteologAgravee

La porositeacute la porositeacute dune roche est deacutefinie par le rapport du volume des vides au volume total de la roche

La figure 1 montre les divers types dinterstices et leur relation avec la texshyture du sol

FIGURE 1

Several types of interstices and the relation of rock texture to porosity (a) Well-sorted sedimentary deposit having high porosity (6) poorly sorted sedimentary deposit haviog low porosity (c) well-sorted sedimentary deposits consisting of fragments of rock that are themselve-s porous so that the deposit has a very high porosity (d) well-sorted sedimentary deposit whose porosity has been diminished by the deacuteposition of minerai matter in interstices (e) rock rendered porous by solution and () rock rendered porous by fraccuring (Front Meimer 1959)

(Extrait du Document h 204-5)

TABLEAU 1

REPRESENTATIVE POROSITY RANGES

FOR SELECTED ROCKS

Le- tableau 1 donne la valeur de la porositeacute pour diffeacuterentes roches

(ExtnaJjt du Document r 20+5)

Rocks

Clay Sand Gravel Sand and gravel Sandstone Shale Limestone

Porosity

45-55 35-40 30-40 20-35 10-20 1-10 1-10

- 24 -

TABLEAU 2

REPRESENTATIVE SPECIFIC YIELD

RANGES FOR SELECTED ROCKS

Rocks

Clay Sand Grave Sand and grave Sandstone Shale Limestone

Speacutecifie yield

1-10 10-30 15-30 15-25 5-15

05-5 05-5

Pour les mecircmes roches le tableau 2 donne la valeur de la porositeacute efficace deacutefinie comme la fraction de la porositeacute corresshypondant agrave la contenance en eau gravitaire

(Extrait du Document h 20k5 )

La permeacuteabiliteacute la permeacuteabiliteacute est laptitude dune roche agrave laisser passer iumleau sous leffet dun gradient de potentiel

Le tableau 3 donne la valeur de la permeacuteabiliteacute intrinsegraveque (ou permeacuteabiliteacute en petit) pour diverses roches (rappel 1 darcy = 0987 10-^ cm2)

TABLEAU 3

PERMEABILITE INTRINSEQUE DE DIVERS TYPES DE FORMATION

Type de formation

Roches meacutetamorphiques et plutoniques

Roches solides

Zones meacutetamorphiques et fortement fractureacutees

Sable agrave grains de grosseur moyenne

Limon (roche)

Calcaire dense riche en argile

Gregraves de grain moyen

Bregraveche calcaire grossiegravere partiellement cimenteacutee

Roche calcaire demeureacutee poreuse

Sables alluviaux (plaines littorales)

Alluvions dargile et de limon

Sables dunaires

Loess

Valeur du coefficient en

Proche de zeacutero

Proche de zeacutero

Plusieurs centaines de darcys

darcys

1000-30000 millidarcys

01 millidarcy

1 millidarcy

1-500 millidarcy

Plusieurs milliers de darcy

10-500 darcys

Moins de 1 darcy

Moins de 01 darcy

5mdash50 HarcvR

10-4 -1 darcy

(extrait du Document Ccedil 51351)

- 25 -

Remarque certaines roches denses telles que le calcaire ou le basalte ont une permeacuteabiliteacute en petit tregraves faible Cependant elles constituent dexcellents aquifegraveres lorsquelles sont fractureacutees leur permeacuteabiliteacute devenant alors imporshytante

c) La transmissiviteacute la transmissiviteacute est la grandeur mesurant laptitude dune couche de terrain permeacuteable agrave transmettre conduire leau La transmissiviteacute est deacutefinie comme le produit de la permeacuteabiliteacute par leacutepaisshyseur de la couche aquifegravere en un point consideacutereacute

d) Le coefficient demmagasinement ce coefficient est deacutefini par le rapport entre la hauteur de la tranche deau immeacutediatement libeacuterable par la roche aquifegravere sous leffet dune deacutepression et la hauteur dabaissement correspondant du niveau pieacutezomeacutetrique

Le darcy est une uniteacute de surface deacutefinie par

1 darcy = 0987 10 ~8 cm2

1 centipoise cm3s 1 cm2

et 1 darcy 1 atmosphegraverecm

2) ReacutepanAcircJjtlon de leau darvi le IO-L

Leau infiltreacutee agrave la surface du sol circule de haut en bas jusquagrave rencontrer une surface impermeacuteable Elle constitue alors une nappe deau dont le niveau supeacuterieur est appeleacute niveau pieacutezomeacutetrique ou encore surface hydrostatique

La figure 2 scheacutematise leacutetat deacutequishylibre vertical de leau dans le sol

FIGURE 2

NAPPE PHREATIQUE

lExtAaJJi du Documervt h 2189)

La nappe deau ainsi deacutefinie peut ecirctre

soit libre ou percheacutee (notamment en cas de la preacutesence dune lentille dargile dans le sol)(voir figure 3)

soit captive encore appeleacutee arteacutesienne (voir figure 4)

SurfocA |

s l

bull l

lt

bull - bull bull bull bull bull

bull bull laquo bull laquo bull bull 5^ Icirc v bull

urfoc fiy4ro)tcitkivraquo

bull EayxpHrrltliqiraquo4laquo - J

bull bull raquo bull bull bull bull bull bull

bull bull bull bull bull bull bull bull bull

Couche imptfweacutecbi

Zooraquo divcpctmmpirotiocraquo

Zonraquo draquo rrltntron

I

Francraquo dgt cnpidarltv

Nappraquo aquiflaquorr

- 26 -

FIGURE 3

NAPPE LIBRE ET NAPPE PERCHEE

TgtraquoL bullbullbull-bull j^zzsz^-r =i-^^gt^ bull bull V

bullbullbull bullbull-bulllaquoiiii ^iumlrtW-----1---1--V- bull bull bull ^N

bullbullVbull^gt^^^bullCvi^bullrSbullibull^V^^bullbullbullbullvbull V^72

^

(Extrait du Document h 2189)

FIGURE 4

FORAGE DANS UNE NAPPE ARTESIENNE

fl) Eaux jaillissantes - f2) et 13) Puits agrave eaux remontantes (en hachures les couches impermeacuteables)

(SXampKLUL du Document h 2k15)

- 27 -

Remarque un cas particulier est celui dune nappe phreacuteatique cocirctiegravere Leau saleacutee eacutetant plus dense que leau douce il se creacutee un biseau deau douce comme le montre la figure 5 Par un pompage excessif dans la nappe deau douce on engendre une avanceacutee des eaux saleacutees vers linteacuterieur des terres Cette progresshysion peut entraicircner une deacuteteacuterioration irreacutemeacutediable de laquifegravere Une recharge artificielle dans la zone littorale permet de combattre ce pheacutenomegravene

FIGURE 5

CxtnaLt du Document Ccedil 513^1)

3) Btlan dune nappe

Pour pouvoir juger de lopportuniteacute dune reshycharge artificielle il est important de pouvoir quantifier les entreacutees et les sorties deau dans la nappe consideacutereacutee (voir figure 6) sur une peacuteriode de temps donneacutee On peut alors eacutetablir le bilan hydrique de la couche aquifegravere et suishyvant lobjectif viseacute (reacuteeacutequilibrage de la nappe ou bien stockage) quantifier lopeacuteration de recharge

(CxtnaiJ du Document ucirc 580)

(S)

laquo o a a lt

c

z a ta Q

FIGURE 6

SCHEMA DES ELEMENTS PRINCIPAUX DU BILAN DE

LA COUCHE AQUIFERE

APPORTS

X gui lt tj

3 -

PRECIPITATION P

INFILTRATION

EFFICACE

APPORTS DES EAUX

SOUTERRAINES

APPORTS CES EAUX

OE SURFACE

RESTITUTIONS

INFILTRATION

EAUX DE SURFACE

EVAPOTRANSPIRATION

REacuteELLE

VARIATION CE LA RIcircSSRVH

EN EAUX SOUTERRAINES dW

(INVERSEMENT

OE LA C0UCH4 AOgtIIFecircRE

ECOULEMENT

EN SURFACE

PREacuteLEgraveVEMENTS

EXPLOITATION EacuteMERGENCES DES

EAIU SOUTERRAINES

D E P E N S E S

Iw+ lccedil+ l r qwgtqs = E + R + ^nt + CcedileQs +Qwraquoplusmn dw

- 28 -

U) CaiacJeacuteAAgraveyiatLon deA urtLteacuteA geacuteologiques avoiable^ pouA la iechaiae aAixfJ-CxeAXe de nappe

a) Nature cles_terrains

Les terrains destineacutes agrave la recharge artificielle doivent avoir une permeacuteabiliteacute suffisante (10~2 agrave 10-^ ms) En fait cest la valeur de la transmissiviteacute qui intervient et par lagrave la puissance ou encore leacutepaisseur de la couche aquifegravere (F 2028)=

Suite agrave de nombreuses expeacuteriences il apparait que les formations aquifegraveres favorables pour une recharge artificielle sont les roches carbonateacutees karsshytiques iumles basaltes (notamment lorsquils sont fissureacutes) les sables les allu-vions

b) Dimensions de l^aquifegravere

Ce sont les limites geacuteologiques et hydrauliques du reacuteservoir que constitue 1aquifegravere qui deacuteterminent sa structure Les nappes sont limiteacutees nous lavons vu dans leur partie infeacuterieure par une couche impermeacuteable de terrain ou encore par un fluide plus dense que leau du gisement

Quand la nappe est libre cest la surface hydrostatique qui la limite dans sa partie supeacuterieure

Quand la nappe est captive cest la couche impermeacuteable ou toit sous laquelle elle est emprisonneacutee qui constitue sa limite supeacuterieure

Remarque lorsque 1aquifegravere est profond cest alors les limites lateacuterales qui pour des raisons eacuteconomiques deacuteterminent les possibiliteacutes de stockage de 1aquishyfegravere consideacutereacute

La figure 7 donne des exemples de formations aquifegraveres favorables au stockage

Les structures hydrogeacuteologiques les plus favorables agrave la mise en oeuvre dopeacuterashytions de recharge artificielle sont les massifs de roches carbonateacutees karstiques ou fissureacutes les plaines alluviales les dunes littorales et les deltas les basshysins hydrogeacuteologiques et enfin les zones ougrave la surface pieacutezomeacutetrique est deacuteprimeacutee par surexploitation

Cependant on peut faire les remarques suivantes

mdash les massifs de roches carbonateacutees karstiques peuvent en geacuteneacuteral absorber beaushycoup deau mais cette eau est rapidement rejeteacutee par des grosses sources Le stockage deau ne pourra donc se faire que dans les parties profondes

- les plaines alluviales constituent des lieux privileacutegieacutes pour la mise en oeuvre de recharge artificielle mais le stockage y est en geacuteneacuteral limiteacute du fait de la position eacuteleveacutee des niveaux deacutequilibre pieacutezomeacutetrique quand les eaux dalimenshytation sont abondantes

Suivant le climat les sites de recharge artificielle peuvent ecirctre diffeacuterents ainsi

en reacutegion agrave climat tempeacutereacute et humide on choisira

- les alluvions anciennes - les lits fossiles enfouis

- 29 -

- les cocircnes deacuteboulis

- les alluvions interconnecteacutees des valleacutees principales et de leurs affluents

en reacutegion aride on choisira

- les deacutepocircts alluviaux reacutecents - les dunes cocirctiegraveres - les zones deltaiumlques

en reacutegion tropicale des roches qui eacutetaient compactes agrave lorigine ont pu sous laction des agents atmospheacuteriques ecirctre alteacutereacutees sur une certaine eacutepaisseur (par exemple les graniteacutes deviennent des lateacuterites) Si cette couche alteacutereacutee est sufshyfisamment eacutepaisse elle consiste alors un terrain favorable agrave la mise en oeuvre dune opeacuteration de recharge artificielle

FIGURE 7

EXEMPLES DE COUCHES AQUIFERES AYANT UN POTENTIEL

DEMMAGASINEMENT IMPORTANT

j Couche l i b r e sans reacuteserve constante mais alimenteacutee par un cours deau

B formations massives ayant des sources l e long de l e u r s l im i t e s

(Extrait du Document Ccedil 513^1) bull bull bull bull raquo bull

- 30 -

B - PHYSIQUE DUNE OPEacuteRATION DE RECHARGE

1 ) Ccedila de baA4irvj difijlLUyicutLon (G 5920)

Le systegraveme hydraulique que constitue une opeacuteration de recharge par bassin se deacutecompose en deux parties distinctes

- linfiltration proprement dite agrave travers la partie non satureacutee du sol cest le domaine des eacutecoulements verticaux (I sur la figure 8)

- le transfert de leau dans la zone satureacutee de laquifegravere cest le domaine des eacutecoulements horizontaux (II sur la figure 8)

FIGURE 8

EXEMPLE DE DISPOSITIF DINFILTRATION

NIVEAU I

NIVEAU II

^ ^ raquoraquo S SSS^N S^ ^ V-sgtsgtSSSilHgts

(dxfrialt du Document Ccedil 5920)

NB si la capaciteacute de transfert de laquifegravere est insuffisante la nappe se gonfle jusquagrave remonter agrave la surface stoppant ainsi toute infiltration (G 5S20 G 7221)

Pour une recharge artificielle par bassin dinfiltration les terrains ayant une texture sableuse ou sablo-limoneuse ou encore limono-sableuse conviennent bien Linfiltration agrave travers la couche non satureacutee du terrain jouant un rocircle eacutepura-teur important une texture trop grossiegravere nest pas agrave recommander le chemineshyment est alors trop rapide empecircchant les reacuteactions chimiques et biologiques de se produire complegravetement (G 6230)

- 31 -

2) CQA deA pultyj dinjecJugraveon

Le systegraveme hydraulique dans le cas dune recharge par injection est reacuteduit au transfert du volume deau injecteacutee (voir figure S)

FIGURE 9

RADIAL FLOW FROM RECHARGE WELLS PENETRATING (a) CONFINED

AND (b) UNCONTINED AQUIFERS

Li y Ground surface

k^^x^xmiampxvA VteampraquoraquoV4iuml^^ti^K

Fiezometric surface bullgt

y ^ i ^ ^ - ^ y gt f t ^ ^ ^ 0 g y ^ -

Conflned aquifer

mltpoundzmpoundmzMMmg

te)

Qr

Unconfinsd bull-aquifer

S Ground suiface

^^^m^smMm^rrm^^micirc^mmmm^i

Vate Ublaquolaquo

S^SS5^SS^S3laquo^2ggSSSSraquo^wS5^SS3S

(poundxampiaLt du Document t 275)

Les deacutebits dinjection sont limiteacutes par les caracteacuteristiques physiques de laqui-fegravere En effet au voisinage du puits la vitesse deacutecoulement des eaux soutershyraines ne doit pas deacutepasser la valeur au-delagrave de laquelle elles provoqueraient une eacuterosion du terrain Pour les nappes captives cette eacuterosion peut entraicircner leacutecroulement du toicirct (G 51341)

- 32 -

Pour une recharge par injection les calcaires notamment lorsquils sont profonshydeacutement enfouis sont favorables

C -MEacuteTHODES DINVESTIGATION DES PARAMEgraveTRES DUNE OPEacuteRATION DE RECHARGE

ARTIFICIELLE

(B 580 G 51341 6619100 G 5191 G 6212)

1) ftasiivie de la conduativlteacute hycOiaLUAque ou peAmeacuteabLLLteacute au lt4erui de Ocuicy (eacutecouleshyment s a t u i eacute

Il sagit dune mesure classique qui peut ecirctre mise en oeuvre par diffeacuterentes meacutethodes

a) essai de pompage linterpreacutetation des variations du niveau de la nappe en foncshytion du temps pendant une opeacuteration de pompage permet de deacuteduire la valeur de la permeacuteabiliteacute de laquifegravere

b) Essais geacuteophysiques le principe de ces meacutethodes est deacutetudier certaines caracshyteacuteristiques pTiysiques dun terrain et de les interpreacuteter afin dobtenir diffeacuteshyrents renseignements sur le sol Principalement on utilise les meacutethodes geacuteophysiques suivantes

- meacutethode des reacutesistiviteacutes comme son nom lindique cest une meacutethode eacutelectrique destineacutee agrave connaicirctre la reacutesistiviteacute des terrains concerneacutes

- meacutethode de sismique-reacutefraction cette meacutethode consiste en le calcul des vitesses de propagation dondes de choc dans le sol

c) Essais eh laboratoire on mesure directement la permeacuteabiliteacute sur un eacutechantillon de sol obtenu par carottage agrave laide dappareils speacuteciaux (permeacuteamegravetres par exemple)

2) fteAime de ta conducJJLvLteacute kydnauUque verticale (ecouJemerut non statuieacute)

Il nexiste pas de meacutethode parfaite pour calculer ce paramegravetre Citons tout de mecircme la meacutethode de Weeks dont le principe est une eacutetude de la pression de lair contenu dans la zone non satureacutee du terrain Quoique sujette agrave erreur cette meacutethode est malgreacute tout la plus preacutecise actuellement (G 5191 G 6212)

3) MeAwie de JJOL tAarvmJui4LvJjLeacute et du coefifJicAeruL demmaaaAuiement

Ces mesures se deacuteduisent des reacutesultats des essais de pompages (cf la)

4 DugravenenALorui et 4poundnuctuuie de taquLfLegravejie

La mesure de ces diffeacuterents paramegravetres peut ecirctre mise en oeuvre par des meacutethodes geacuteophysiques classiques telles que la meacutethode des reacutesistiviteacutes ou de sismique-

- 33 -

reacutefraction ou encore par des meacutethodes plus sophistiqueacutees utilisant les proprieacuteshyteacutes radioactives des constituants du sol citons pour meacutemoire la meacutethode dactivation des neutrons et celle de la spectromeacutetrie aux rayons gamma

5) Etude de -leacutecoulement

Les meacutethodes deacutetude des eacutecoulements souterrains ont longtemps eacuteteacute dordre physishyque avant de devenir plus reacutecemment aussi dordre numeacuterique gracircce au deacutevelopshypement de linformatique

a) Meacutethodes physiques

- Utilisation de traceurs les traceurs sont en fait des substances polluantes dorigines physique chimique ou radioactive que lon introduit dans les eaux de recharge et qui vont suivre sans les perturber les eacutecoulements souterrains En les suivant on pourra obtenir des indications sur la direction et le deacutebit des eacutecoulements Parmi les nombreux traceurs utiliseacutes on peut citer agrave titre dexemple la tempeacuterature (6617781) la levure de boulanger (6619100) le tritium (6604550)

- Utilisation de modegraveles reacuteduits en respectant des regravegles de similitude bien preacuteshycises on peut construire des modegraveles reacuteduits deacutecoulement souterrain donnant des reacutesultats acceptables (F 2028 G 4944)

- Utilisation de modegraveles analogiques physiques le principe de ces meacutethodes est de remplacer les paramegravetres de leacutecoulement par dautres paramegravetres physiques veacuterifiant des eacutequations analogues aux eacutequations de leacutecoulement On fait alors les mesures neacutecessaires sur ce modegravele et lon transfert les reacutesultats obtenus au problegraveme reacuteel Citons agrave titre dexemple les modegraveles analogiques eacutelectriques qui ont donneacute de bons reacutesultats(G 2729 F 2045)

b) Meacutethodes numeacuteriques

Les progregraves de linformatique permettent aujourdhui la reacutesolution directe de toutes sortes de problegravemes physiques et en particulier les problegravemes deacutecoulement souterrain (G 4944 G 51341 G 2264 bis F 2045 G 4329 F 3918)

D - POUVOIR EacutePURATEUR DU SOL

Le passage des eaux de recharge agrave travers le milieu poreux que constitue le sol deacuteclenche au sein de celui-ci diverses reacuteactions de caractegravere physique chimique ou biologique Ces reacuteactions deacuteterminent la capaciteacute de reacutetention des contamishynants par le sol Nous ne citerons que quelques cas de reacutetention

1) ReacutetervLLon deA raatJeAeyi en AUApenyjLon

Le premier processus qui intervient est la filtration les particules de dimenshysions supeacuterieures aux pores du sol sont rapidement stoppeacutees Cest ensuite

- 34 -

laction combineacutee de linterception des particules des forces dinertie du pheacutenomegravene de seacutedimentation et de diffusion qui assure la reacutetention des particules les plus fines

Ces processus entraicircnent la constitution dune couche colmatante qui freine le cheminement de leau dans leacute sol

Lefficaciteacute de leacutelimination des matiegraveres en suspension croicirct avec la distance parcourue De nombreuses eacutetudes en milieux non fissureacutes ont montreacute leacutelimination totale de la turbiditeacute apregraves seulement quelques megravetres de trajet des eaux dans le sol

2) HeacuteAgraveLeniugrave-on deA geAmeA pathogknesi

Les eaux notamment les eaux useacutees dorigine urbaine contiennent des germes pathogegravenes que les traitements en station neacuteliminent que partiellement Il est donc important pour des raisons sanitaires eacutevidentes deacutetudier la reacutetention des germes pathogegravenes dans le sol

Le meacutecanisme de 1eacutepuration des germes pathogegravenes par le sol est double

- tout dabord une reacutetention des germes par filtration ou adsorption dans le sol

- puis un deacutepeacuterissement i

Lefficaciteacute de leacutelimination des germes pathogegravenes par les sols est fonction de leur survie de la capaciteacute de reacutetention du sol

a) Survie des germes pathogegravenes le tableau 4 nous en donne des exemples

TABLEAU 4

Entamoeba histolytica

Oeufs dAscaris

Salmonella

Coliformes feacutecaux

Entero vicircrus

Survie dans le sol

8 jours

6 ans

9 mois

6 mois

12 jours

Source

DUNLOP (1968)

POUND et CRITES (1973)

VAN DONSEL et al (1967)

EDKONDS (1976)

DUNLOP (1968)

(ExticiLt du Document Ccedil 5920)

- 35 -

b) capaciteacute de reacutetention du sol elle est elle-mecircme fonction du climat de la nature du sol de la nature des microorganismes

- Climat (G 6212)

la tempeacuterature la survie des pathogegravenes est grandement prolongeacutee aux basses tempeacuteratures

la pluviomeacutetrie lhumiditeacute du sol favorise la survie des germes pathogegravenes

- Nature des sols (G 5920)

les terrains fissureacutes doivent ecirctre consideacutereacutes avec beaucoup de preacutecautions car de nombreuses expeacuteriences ont donneacute des reacutesultats totalement diffeacuterents

les sols granulaires sont en geacuteneacuteral de bon eacutepurateurs Cependant la capaciteacute de reacutetention des germes pathogegravenes est lieacutee agrave leacutecoulement au sein du sol Ainsi la reacutetention en milieu non satureacute est tregraves supeacuterieure agrave celle en milieu satureacute

- Nature des microorganismes nous distinguerons les bacteacuteries et les virus

Le tableau 5 reacutesume les facteurs geacuteneacuteraux qui conditionnent le cheminement des virus et des bacteacuteries dans le sol

TABLEAU 5

FACTORS THAT INFLUENCE THE MOVEMENT OF VIRUSES AND BACTERIA IN SOIL

1 Rainfall bull 2 pH I 3 Soil composition j h Flow rate 5 Soluble organics I 6 Cations bull 7 Adsorptiumlon characteristics of the virus and bacteriumla |

(Sxtnltxut du Document Ccedil 6212)

De nombreuses eacutetudes ont montreacute que

- les bacteacuteries sont eacutelimineacutees par filtration et adsorption dans les premiers deacutecishymegravetres du sol Leur cheminement vertical (en non satureacute) ne deacutepasse pas 2 agrave 3 m Par contre leur cheminement horizontal (en satureacute) peut atteindre 10 m

- les virus plus petits sont eacutelimineacutes principalement par adsorption dans les preshymiers centimegravetres du sol comme le montre la figure 10 pour trois virus diffeacuterents

bullbullbullbullbull

- 36 -

FIGURE 10

ADSORPTION OF DIFFERENT ENTEROVIRUSES BY A SOIL COLUMN

001 n U

mdash 40 e o i 80 1mdash CL LU

deg 120

160 J

mdash

VIRUSES 01

1

REMAINING ) 1 10 100

l ^ ^ f S p ^ ^

1

bull POLIO OECHO 1

AECHO 29

(Extrait du Document Ccedil 6212)

31 6-LugraveriLncution du cxjuibone oyjganique

Sous lappellation carbone organique sont regroupeacutees la DCO (demande chimique en oxygegravene) et la DBOf- (demande biologique en oxygegravene agrave 5 jours)

Leacutelimination du carbone organique ne peut se faire quen conditions aeacuterobies donc dans la tranche non satureacutee du sol Ainsi les eaux de recharge destineacutees agrave linjection doivent subir une oxydation biologique en station avant injection

- 37 -

De nombreuses eacutetudes ont montreacute que la DBO dune eau eacutepureacutee par passage agrave travers un sol convenablement aeacutereacute est quasiment nulle (G 6230 G 5920)

U) Reacutetention deA eacuteleacutements Viace^i N

Ils sont ainsi appeleacutes car leur concentration dans les eaux reacutesiduaires est geacuteneacuteshyralement faible Cette appellation regroupe des eacuteleacutements tels que les meacutetaux lourds le bore le fluor etc

Les eacuteleacutements traces preacutesents dans les eaux de recharge peuvent soit saccumushyler dansle sol soit rester dans leau eacutepureacutee (6619645)

La reacutetention dun eacuteleacutement trace deacutepend de sa nature ainsi que de la composition du sol (G 6230) Ainsi on peut souligner limportance des argiles dans ladsorp-tion des eacuteleacutements traces (G 6212) De mecircme la valeur du pH du sol conditionne la solubiliteacute des corps complexes creacuteeacutes et par lagrave leur mobiliteacute (G 5920)

- en sol calcaire ou crayeux (pH gt 8) la grosse majoriteacute des eacuteleacutements traces est immobiliseacutee

- en sol acide (pH ^ 7) laugmentation de la solubiliteacute entraicircne une migration des eacuteleacutements vers la nappe

On recommande donc deacuteviter les sols ayant un pH infeacuterieur agrave 65

5) Reacutetention CLQA -4eAgraveA ^oAgraveubteA

On a constateacute par des expeacuteriences in situ que les reacuteactions chimiques portant sur les ions mineacuteraux ordinaires de leau (Ca Mg Na) seacutequilibrent peu de temps apregraves le deacutebut de lalimentation artificielle (G 6501) Cependant une teneur trop eacuteleveacutee en sodium (Na) par exemple par rapport au calcium (Ca) et au magneacuteshysium (Mg) peut entraicircner une deacutegradation de la structure du sol et ainsi entraver linfiltration

Une importante concentration en sels solubles de leffluent peut se corriger par une dilution notamment par lintermeacutediaire des preacutecipitations (G 6230) En pays aride une deacutemineacuteralisation preacutealable peut simposer

6) Reacutetention de lazote

La quantiteacute dazote total ameneacutee par les effluents de recharge est souvent supeacuteshyrieure agrave la quantiteacute qui peut ecirctre exporteacutee par les cultures Il faut doncsous risque de pollution de la nappe opeacuterer une deacutenitrification dans le sol Ceci impose dapporter agrave la fois des nitrates et du carbone dans un milieu anaeacuterobie

La deacutenitrification maximum est lieacutee agrave la peacuteriode de submersion des bassins ainsi quagrave la quantiteacute des effluents infiltreacutes Ces deux facteurs deacutependent eux-mecircmes des paramegravetres suivants

- capaciteacute deacutechange du sol - pourcentage dammonium eacutechangeable - teneur en azote de 1effluent

bull bull bull bull bull

- 38 -

- taux de diffusion de loxygegravene dans le sol au cours de la dessication des bassins - tempeacuterature

On a constateacute une augmentation exponentielle de leacutelimination de lazote avec une diminution de la charge (G 6230)

En conclusion on peut simplement dire quil est neacutecessaire deffectuer de nomshybreux essais in situ afin de deacuteterminer la peacuteriodiciteacute des submersions-disseacuteca-tions optimales donnant une eacutelimination maximale de lazote total

71 deacutetention du pho-ophoie

Comme dans le cas de lazote le phosphore ameneacute par les eaux de recharge est tregraves supeacuterieur agrave la quantiteacute exportable par la veacutegeacutetation

Le seul meacutecanisme rentrant en jeu dans leacutelimination du phosphore est sa preacutecipishytation

Des eacutetudes ont montreacute que 90 du phosphore peut ecirctre eacutelimineacute apregraves un parcours de 100 m dans le sol Cependant pour un sol contenant peu de cations et ayant un pH acide le phosphore est tregraves mobile il est alors neacutecessaire deffectuer sa preacutecipitation preacutealablement en station avant linfiltration (G 6230)

Lefficaciteacute de la reacutetention du phosphore diminue comme dans le cas de lazote avec laugmentation des doses dinfiltration

8) Exemples) - Compcuiaision deA 4UAterneA de Lechcmge cuitlp-cJ-ette (ptibUi dbullinjection et baAAUiA dinp-AiMatioal

Les tableaux 6 et 7 reacutesument sur deux cas particuliers de recharge artificielle (lune par injection lautre par infiltration dans un bassin) leacutevolution des contaminants par passage de leau dans le sol en fonction de la distance de parcours

TABLEAU 6

Waler Quality of Percofaie at Whlttieacuter Narrows Test BasinmdashConcentration mgl

Conslitutent Constituent That Did Not Changa

Sodium Nraquo Sulate SO Chloride CI PH

Comtitucnts That Increaxd Calcium Ca Magneacutesium Mg Bicarbonate HCOa Nitrate N O T D S Hardneu total (as CaCO)

Comtituentraquo That Decreascd Potalaquoiurn K Ammonium N H Phosphate PO COO

Surface

152 164 126

802

laquo08 199

385 440

1011 234

145 40

54 393

2 f t

120 160 134

769

132 209

369 440

994 411

130 0 060

104

4 f t

142 164 131

787

127 194

336 104

10S0 393

154 0

100 97

6 f t

140 161 130

784

139 179

395 842

108raquo 422

126 0 0 3 0

170

Eft

138 168 126

778

158 301

487 880

1200 520

51 0 02

146

bullMcMcHiiu F C amp MCKEE J E Report of Research on Wastewater Reacuteclamation at Whittier Narreraquoraquo Pr-pand fer Rcioorccj Agency of Califomia State Wtr QC Bd Sacramento Calif (Sep 1965)

(Extrait du Document 6603313)

- 39 -

TABLEAU 7

Yater-Quality Changes al Orange County Coastal Sarrier Project Injection Wellmdashaig1

Constituent

Constituent That Did Nol Changa bull Chtorides

SuUato Magnewura Borna Nitrate Ocor threshold odor numberf Sodiusi

CoiMiituenuThat Increased Calcium Volatilraquo solids Bicarbonate Hardncu total T D S

ConstltuentsThat Cecreased Potassium Organif nitrogen Ammonium nitrogen Carbon dioxido

con Color

bull B U E raquo D C amp VesHEK G M sources Bull 75 (Oct 1971)

f T O N unitraquo

Injection Water

272 430

30 1

OJS 40

251

98 100 213 368

1220

30 1

19 69 5 15

Native Grottnd

Water

12 40

7 01 0 0

35

40 0

185

233

3 0 0 2 0 0

Distance From Injection Wellmdashft

100

293 405

31 1 0J

40 239

156 65

317 517

1330

22 0 134 30 27 13

245

288 445

28 1 OJS

40 243

164 125 293 385

1325

21 11 77

30 25

8

545

261 430

32 08 0 J

40 207

200 170 317 631

1290

9 0 00

10 22 i

0

Rcclaimed Waste Water lot Ground Water Recharge Wtr Fe-

1

(ExtnaLt du Document 6603313)

9) CoacAgravewiLon

Leacutepuration des eaux de recharge par les sols granulaires ayant une tranche non satureacutee est excellente ils permettent une eacutelimination importante des pollutions organiques phosphoreacutees et bacteacuteriologiques ainsi quune diminution de 30 agrave 40 de la pollution azoteacutee (G 7221 Doc Geacutenie Rural Dec 1977 voir page suivante)

La recharge artificielle par des bassins dinfiltration est un moyen deacutepuration des eaux en soi

La recharge artificielle par injection demande des eaux reacutepondant agrave des critegraveres aussi stricts que ceux dune eau potable La recharge par injection demande donc linstallation dune uniteacute de traitement agrave part ce qui peut mettre en balance la rentabiliteacute de lopeacuteration de recharge toute entiegravere

bullbullbullbullbullbull

- 40 -

FIGURE 11

PRESENTATION SCHEMATIQUE DU ROLE EPURATEUR DU SOL

oltra2r g g o n t e g d Wvdy bull-bull z-

amp ^ v

mf-

A S S I M I L A T I O N PAR L A

V E G E T A T I O N

f au -bull Selraquo Mineacuteraux N P K cfc-

gt-$[ FILTRATION Xamp^^^iumlacircdZl Arrecirct elt3 Germes Satfioocna

bull

bull - - bull lt bull ^ Jk y rCOa

- -- )rpoundsjkbull - - v v k - mdash O O

RETENTION

E A U

e t

MATIERES DfSSOUTES

Heoradalicircon des natiegraveres On

(action acs s rT coarr jomvno

DT

P E R C O L A T I O N

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Jhort^ort sap bull Jtieumla numifOx

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prospection

racine^

^ 7 M c a t ^ xmP 3faltlaquo

M yccedilou ctltfuirerc

Na+CaV Nps~ Cl~S0f DifmrjenS

Fer

itxtAaAJi du CcedileacuteruLe liiuiaAgrave Nov-Deacutec 7977)

1 bull bull bull

- 41 -

E - CONCLUSIONS GEacuteNEacuteRALES

Dapregraves ce que nous venons de voir un sol ideacuteal pour la mise en oeuvre dune recharge artificielle aurait (F 3469)

1) des taux dinfiltration et de transmission eacuteleveacutes

2) au-dessus de lui un sol sans argile ou autres substances reacuteduisant linfiltrashytion

3) pas dargiles gonflantes ou contractantes qui creacuteent des fissures en seacutechant et permettent ainsi agrave leau de circuler rapidement pendant les premiegraveres phases de la recharge

4) suffisamment dargiles pour pouvoir adsorber les eacuteleacutements traces et les oligoshyeacuteleacutements et pour permettre aux microorganismes du sol de deacutecomposer les eacuteleacuteshyments organiques

5) du carbone pour favoriser une rapide deacutenitrification et pour supporter une popushylation microbienne active combattant les germes pathogegravenes et enfin pour favoshyriser une deacutecomposition rapide des substances organiques introduites

Il est clair que certaines de ces propositions sont contradictoires Une opeacuterashytion de recharge artificielle est donc le reacutesultat dun compromis entre la capashyciteacute dinfiltration du sol et sa capaciteacute deacutepuration

- 43 -

LISTE BIBLIOGRAPHIQUE

F 2189

F 2752

F 1605

F 2028

F 2045

F 2415

j bull bull bull

Livre de leau - volume I CEBEDEAU 1978 350 pages

TODD DK Groundwater hydrology J Wiley and Sons Ed 1980 546 pages

CASTANY G Prospection et exploitation des eaux souterraines Dunod Ed 1968 740 pages

BIZE Jf BOURGUET L LEMOINE J Lalimentation artificielle des nappes souterraines Ed Masson amp Cie 1972 199 pages

WALTON WC Groundwater resource eacutevaluation McGraw-Hill Book Company 1970 664 pages

LOUP J Les eaux terrestres - hydrologie continentale Masson et Cie Ed 1974 172 pages

F 3469

F 3884

F 3918

G 2264Bis

Health aspects of wastewater recharge Water Information Center New York 1978 240 pages

A bull bull

Waste disposai effects on groundwater Miller DW Ed 1980 512 pages

BEAR J Hydraulics of groundwater McGraw-Hill Book Company 1979 567 pages

X La meacutecanique des fluides et lenvironnement - preacutevision et maicirctrise de la qualiteacute de leau et de lair 14egraveme Journeacutees de lHydraulique Paris Sept 1976 Question 4 les eaux souterraines 48 pages

G 2729

G 4329

Artificial recharge of the London basin Reading Water Resources Board 1973 38 pages

W0LKER RE Numerical modelling of an aquifer System with intermittent recharge Dept of National Res Australian Water Res Council 1977 64 pages

bull bull bull bull bull bull

- 44 -

G 4944 KHANJI JD Etude de la recharge de nappes agrave surface libre par infiltration Thegravese Universiteacute Scient et Meacutedicale Grenoble 1975 252 pages

G 51341

G 5191

A bull bull bull

Emmagasinement souterrain des eaux et recharge artificielle Ressources NaturellesSeacuterie Eau ONU ndeg 2 1977 307 pages

BROWN RF SIGNOR DC WOOD wW Artificial groundwater recharge as a water management technique on the southern high plains of Texas and New Mexico Texas Deacutepart of Water Resources 1978 32 pages

G 5920 j bull bull bull

Lassainissement des reacutegions deacutepourvues de reacuteseau hydrographique et la protection des nappes - tome 1 Agence Fin de Bassin Seine-Normandie Dec 1978 107 pages

G 6212 Wastewater reuse for groundwater recharge Symposium Office of Water Recycling Californie 1980 345 pages

G 6230

G 6501

Possibiliteacutes deacutepandage des eaux useacutees urbaines Rapport Agence RMC 1979 371 pages

TAKASHI ASAN0 GHIRELLI R Reacuteutilisation des eaux useacutees pour la recharge des eaux souterraines et lirrigation agricole Confeacuterence OMS Alger 1980 p 1-15

G 7221

6603313

6604550

6604561

6617781

Lameacutenagement dinfiltration des eaux useacutees de Port-Leucate Soc Ameacutenag Mixte dEquip et dAmeacutenag de lAude Novembre 1981 45 pages

TOUPS JM Water quality and other aspects of groundwater recharge in southern California JAWWA Mars 1974 p 149-151

SMITH DB Tritium water tracing Water Treatment and Examination vol 22 1973 p 250-258

CALLAHAN JT Recycling of fresh water - the management and protection of groundwater Tireacute agrave part 16 pages

KEYS WS BROWN RF The use of tempeacuterature logs to trace the movement of injected water Groundwater Janv-Feacutev 1978 p 32-48

- 45 -

6619100 W00D WW EHRLICH GG Use of bakers yeast to trace microbial movement in groundwater Groundwater Nov-Deacutec 1S78 p 398-403

6619645 ROBERTS PV McCARTY PL Direct injection of reclaimed water into an aquifer J Environ Eng Div 1978 104 p 933-949

- CHAPITRE III -

DISPOSITIFS DALIMENTATION ARTIFICIELLE DE

NAPPE SOUTERRAINE

- 49 -

Pour la mise en oeuvre dune alimentation artificielle de nappe souterraine on distingue principalement les dispositifs dinfiltration et les dispositifs dinjection Ces deux types fondamentaux de dispositifs se diffeacuterencient nous allons le voir aussi bien par leur fonctionnement que par leur technologie et leur gestion

A - D I S P O S I T I F S D INFILTRATION

I - CONDITIONS GENERALES DUTILISATION

Les dispositifs dinfiltration sont utiliseacutes pour alimenter les nappes libres ou surmonteacutees dune eacutepaisseur de terrain impermeacuteable assez petite pour que lon puisse la deacutecaper

Il sagit essentiellement de bassins dinfiltration mais aussi de canaux fosseacutes fosses lits de cours deau ameacutenageacutes zones deacutepandage souterrain puits filshytrants

Ce sont en geacuteneacuteral des dispositifs de surface exception faite pour les disposishytifs deacutepandage souterrain par reacuteseau de drains

II - PRINCIPE GENERAL DE FONCTIONNEMENT CAS DUN BASSIN

1 ) fLoceA^uA cjomplampt de X infLLugravebiatLon provoqueacutee (F 2028)

Placcedilons nous dans le cas dun bassin dinfiltration que lon remplit

Lavanceacutee du front humide peut ecirctre deacutecomposeacutee en trois phases comme le montre la figure 1

FIGURE 1

SCHEMA DES TROIS PHASES DE LINFILTRATION PROVOQUEE

(poundxtLltzugravet du document 2028 )

- 50 -

1egravere phase avanceacutee du front humide vers la nappe

2egraveme phase eacutecoulement mixte (verticalement en milieu non satureacute horizontaleshyment en milieu satureacute)

3egraveme phase eacutecoulement en milieu satureacute aussi bien verticalement que horizonshytalement

2) AppaKJjtLon dune couche co-bnaiante agrave ta AwifLace du -ocircot pendant la jubmesiAton

Mis agrave part le cas ougrave lon utilise une eau tregraves pure et neutre vis-agrave-vis des consshytituants chimiques et biologiques du sol lexistence dans leau de recharge de toutes sortes dimpureteacutes entraicircne au contact de leau avec le sol des reacuteactions dorigine physique chimique et biologique

Le reacutesultat de ces diffeacuterentes reacuteactions est lapparition dune couche colmatante qui se comporte vis-agrave-vis de linfiltration comme une couche peu permeacuteable (parshytie C sur la figure 2)

FIGURE 2

EVOLUTION DE LINFILTRATION DANS UN BASSIN EN CAS DE SUBMERSION

PROLONGEE AVEC DES EAUX PEU COLMATANTES

Q (mj)

09-

0 8

07-

n fi_

n ccedil U 3

UJ 0

a

1

a

b

c

c

b

c

N d

2 3 4 5 6

= gonflement des colloiumldes du sol

= dissolut ion des bulles d a i r

= formation du voile bacteacuterien

1 = asphyxie du fond du bassin

i

mois

(Extrait du Document Ccedil 5920)

51 -

Si lon se place dans le cas ougrave la profondeur de laquifegravere ainsi que sa trans-missiviteacute sont suffisantes cest alors leacutecoulement mixte (phase ndeg2 dans le scheacutema preacuteceacutedent) qui constitue le reacutegime permanent deacutecoulement des eaux sous le bassin

Cest donc lexistence du pheacutenomegravene de colmatage du fond du bassin qui permet agrave leacutecoulement vertical en milieu non satureacute de se poursuivre

Nous deacutetaillerons le processus de colmatage plus loin On peut cependant deacutejagrave noter en observant- la figure 2 que le colmatage eacutevolue avec le temps et peut devenir intoleacuterable vis-agrave-vis du taux dinfiltration rechercheacute une vidange du bassin et une reacutenovation du sol constituant son fond simposent alors

La figure 3 donne une scheacutematisation de leacutecoulement de leau dans le sol avec existence dune couche colmatante agrave la surface

FIGURE 3

~~L

Eau

Colmatage ( 2 agrave 3 c m )

h = 1 m eacutepaisseur deau

t (succion)

4

S

JI7777777T777T77777m77777r

eacutecoulement vertical en milieu sature

eacutecoulement vprtica en milieu I non sature

eacutecoulement horizontal en milieu

satureacute (nappe)

IExtnaJjt du Document Ccedil 7220)

bull bull laquo bull

52 -

III - LES DISPOSITIFS DINFILTRATION

1 ) LeA ba^4inA dirLfJJjtAatiorL

a) Principe il peut sagir dune excavation faite dans le sol et pouvant avoir des origines diverses (anciennes carriegraveres par exemple) ou bien dun ouvrage de geacutenie civil comportant la construction de berges Le bassin ainsi formeacute reccediloit une certaine quantiteacute deau qui sous leffet de la charge hydraulique va peacuteneacuteshytrer dans le sol

La figure 4 donne un scheacutema densemble dune installation utilisant des bassins d infiltration

FIGURE 4

Ci) LoVe pump

( 2 ) Flocculanl-injection sysK

(3) Settling basi

Ccedil ) Clear-wafer pickup

(5) Sprecding basins

I d e a l i z e d S p r e a c s n g -Bas in I n s t a l l a t i o n W i t h V a t e r - icirc n i a k e Syste

(Lake Pump and C i e a r - W a t s r P ickup ]

F l o c c u l a n t - l n j e c t i o n System and Se t t l i ng Ba$ucircraquos

ms

(Extrait du Document Ccedil 5191 ) m bull bull bull bull bull

- 53 -

b) Forme dimensions des bassins la forme des bassins peut ecirctre quelconque Cepen-dacircnt_locircrsqueuml-T1l)7riJtrrrse~~plusieurs bassins on cherchera un encombrement au sol minimum

Le nombre de bassins deacutepend de la gestion de ceux-ci nous aborderons ce point plus loin

Dans la reacutealisation dun bassin dinfiltration ou plus geacuteneacuteralement dun disshypositif dinfiltration une contrainte importante est la distance entre le sol et le niveau de la nappe On estime quune distance de 3 agrave 5 m est un minimum pour assurer la bonne marche dun bassin

c) Construction dun bassin la construction dun bassin ne peut se faire que sur deumll-~teumlrracircins reTacirctfvement plats Sa mise en oeuvre peut se faire agrave laide dun bulldozer ou par des moyens plus simples Toutefois en cas dutilisation denshygins lourds il faudra prendre garde agrave ce que leurs passages successifs nentraicircshynent pas un tassement excessif du sol qui se traduirait par une reacuteduction signishyficative du taux dinfiltration

Les berges des bassins doivent ecirctre rendues impermeacuteables par beacutetonnage ou deacutepocirct de seacutediments tregraves fins ceci afin deacuteviter toute infiltration horizontale La pente recommandeacutee pour les berges dun bassin est de 2 pour 1 on limite ainsi leacuterosion due aux mouvements de leau dans le bassin Enfin pour faciliter la vidange du bassin on procegravede agrave la creacuteation dun point bas

d) Ameneacutee de leau lameneacutee de leau dans le bassin peut se faire par graviteacute ou par pompage Ces dispositifs sont en geacuteneacuteral aussi des dispositifs aeacuterateurs en favorisant les conditions aeacuterobies dans le bassin on permet une eacutepuration importante des eaux dans celui-ci

Cette aeacuteration se fait souvent agrave laide dune ou plusieurs cascades (figure 5)

FIGURE 5

lExiAcdA du Document t 2028)

e) Revecirctement du fond le revecirctement du fond peut ecirctre varieacute ainsi on distingue les bassins agrave fond nu agrave veacutegeacutetation agrave sable

bull raquo bull raquo raquo bull

- 54 -

Bassins agrave fond nu leur mise en oeuvre est simple car ils sont utiliseacutes tels quels Cependant ils sont soumis agrave un colmatage rapide Pour diminuer limporshytance de ce colmatage et pour assurer lentretien on peut utiliser divers proceacuteshydeacutes simples tels que le labourage ou leacutepandage de paille de bleacute (Confeacuterence AFEE Orleacuteans 1970) La lame deau dans ces bassins doit ecirctre de quelques deacutecimegravetres

Bassins agrave veacutegeacutetation leffet de la veacutegeacutetation est multiple (G 6230) - permeacuteashybiliteacute suppleacutementaire due aux racines protection du soi contre les gouttes deau lors des peacuteriodes pluvieuses exportation deacuteleacutements mineacuteraux si toutefois la veacutegeacutetation est reacutecolteacutee (5 environ) Par ailleurs elle favorise la deacutenitrifi-cation Cependant la preacutesence de veacutegeacutetation dans le bassin preacutesente certains inconveacutenients niveau assez faible deffluent dans le bassin (au printemps et en eacuteteacute notamment quelques centimegravetres seulement) assegravechement peacuteriodique du bassin pour permettre la reacutecolte

Malgreacute tous ces inconveacutenients de nombreuses eacutetudes ont montreacute linteacuterecirct de la veacutegeacutetation dans un bassin Le bermuda-grass geacuteant le riz et le souclan-grass paraissent bien sadapter agrave ces conditions de vie (G 6230 F 275)

Bassins agrave sable (Confeacuterence AFEE Orleacuteans 1970) Le fond du bassin est alors tapisseacute dune couche de sable rapporteacutee Le diamegravetre efficace du sable est en geacuteneacuteral compris entre 02 et 03 mm Cette couche sert de support meacutecanique et biochimique agrave leacutepuration des eaux Son eacutepaisseur doit ecirctre de lordre de 50 cm

Le sable agissant comme un filtre subit un colmatage progressif et demandedonc un entretien peacuteriodique apregraves vidange du bassin on procegravede agrave un remaniement du sable par diffeacuterents moyens allant du simple grattage agrave lexplosif ou bien on procegravede agrave un lavage du sable apregraves ramassage

Leacutepaisseur de la lame deau dans un tel bassin peut varier de quelques deacutecimegravetres agrave plusieurs megravetres

f) Taux dinfiltration dune maniegravere geacuteneacuterale on peut dire quil est impreacutevisible et que lon doit proceacuteder agrave des essais On dispose de deux types de meacutethodes pour ces essais (G 51341)

essais sur toute la zone deacutepandage cest cette meacutethode qui donne les reacutesultats les plus sucircrs mais sa mise en oeuvre neacutecessite des dispositions coucircteuses transport de leau acquisition des terrains

essais sur des mares deacutepandage cette meacutethode impose pour ecirctre fiable des essais de longue dureacutee ainsi que la connaissance des renseignements techniques tels que la geacuteologie du sous-sol la profondeur de la nappe etc

En geacuteneacuteral les taux dinfiltration se situent au-dessus de 015 - 030 m par jour (G 5191)

Le tableau 1 page suivante donne agrave titre dexemple la valeur des taux dinfilshytration de bassins reacutealiseacutes aux USA

NB du fait du colmatage le taux dinfiltration eacutevolue avec le temps pendant la submersion Il convient donc de parler de taux dinfiltration moyen

bullbullbullbullbullbull

- 55 -

TABLEAU 1

REPRESENTATIVE SPREADING BASIN RECHARGE RATES

Location

Sauta Cmz River-Ariz Los Angeles County Calif i Madera Colif San Gabriel River Calif Santa Ans River Calif Santa Clara Valley Calif Tulare County Colif Ventura County Calif Des Moines Iova NewtoD Mass East Orange N J Princeton N J Long Island N Y Richland TVash

Rateftday T

1 11-38 22-62 10-41 19-54 lS-96 14-73 04 12-1S i 15 l 43 04 | 01 31 77

(SxtAaJjt du Document t 275)

Suivant la nature du revecirctement du fond le taux dinfiltration est variable Ainsi (F 2028)

- pour les bassins nus 030 agrave 1 m par jour - pour les bassins agrave veacutegeacutetation 020 agrave 060 m par jour - pour les bassins agrave sable 2 agrave 5 m par jour

Des eacutetudes reacutecentes ont montreacute que dans le choix du revecirctement la veacutegeacutetation et le sable donnent les meilleurs reacutesultats ( G 6230)

g) Dispositifs de reprise des eaux trois dispositifs sont utiliseacutes pour reacutecupeacuterer les eaux apregraves leur infiltration dans la couche non satureacutee du terrain et leur transfert dans laquifegravere

les puits de pompage classiques

les drains placeacutes dans laquifegravere lui-mecircme

les exutoires naturels tels que les sources

Ces trois dispositifs sont repreacutesenteacutes sur la figure 5 bis

bullbullbullbullraquo

- 56 -

FIGURE 5 BIS

COLLECTION OF RENOVATED WATER FROM RAPID-INFILTRATION SYSTEMS WITH

WELLS (TOP) DRAINS (CENTER) OR VIA NATURAL SEEPAGE

INTO STREAMS (BOTTOM)

PUMPEO WELL - 0 8 3 WEU

IMPERMEABLE

bull- ygru ffi -

7 7 STREAM

rff

IMPERMEABLE v ^ v

(poundxampLltzugravet du Document Ccedil 62121

- 57 -

2) LeA poundcM^eacute4 XampA canaux leA jampM-ae-d

Ces dispositifs sont assez semblables aux bassins Neacuteanmoins on peut faire les remarques suivantes

- contrairement aux bassins sces dispositifs utilisent linfiltration horizontale agrave travers les berges Celles-ci sont en geacuteneacuteral tregraves releveacutees

- les fosseacutes de largeur plus reacuteduite (1 agrave 4 m) que les bassins sadaptent mieux aux variations de relief du terrain car ils peuvent eacutepouser sans difficulteacute les courbes de niveau

- les fosses sont caracteacuteriseacutees par une profondeur importante vis-agrave-vis de ses autres dimensions La charge hydraulique peut y ecirctre importante (plusieurs megravetres) Leur utilisation est particuliegraverement inteacuteressante pour linfiltration deaux brutes le fond et les bords jouant respectivement le rocircle de plage de seacutedimentation et de filtration

3) LAgraveJLA do AxvX0Ae ameacutenageai

a) Ppoundi|2poundiPpound le principe de ce dispositif est essentiellement damplifier artifishyciellement linfiltration naturelle des eaux de riviegraveres dans les terrains allushyvionnaires sous-jacents Pour cela on peut

soit augmenter la surface de contact entre leau et le sol cest le cas dun ameacutenagement dun lit mineur en chocircmage ou de leacutepandage des crues

soit augmenter la charge hydraulique en diffeacuterentes zones du lit cest le cas avec la construction de diguettes

soit les deux cestle cas avec la reacutealisation dune retenue

b) Les ameacutenagements (G 7220)

ameacutenagement dun lit mineur en chocircmage en dehors des peacuteriodes de crue par creuseshyment au bulldozer par exemple (figure 6)

eacutepandage des crues cette meacutethode ne peut ecirctre mise en oeuvre que dans des reacutegions peu habiteacutees Sa reacutealisation ne demande pas de moyens eacutelaboreacutes ni de main doeuvre qualifieacutee (figure 7)

construction de diguettes (G 7220) construites en travers du courant les diguettes permettent laugmentation de la charge hydraulique agrave lamont de celles-ci (figure 8)

bull bull bull bull bull

FIGURE 6

- 58 -

FIGURE 7

FIGURE 8

(poundxtnaAcircJA du Document Ccedil 72201

- 59 -

La hauteur des diguettes est de lordre de 150 m Pour ecirctre eacuteconomiques les diguettes doivent ecirctre reacutealiseacutees avec des mateacuteriaux locaux et des moyens simples

La figure 9 donne une coupe dune diguette

FIGURE 9

SEDIMENTS FINS PRE-DECANTES

TOUT-VENANT A OOMINANCE SABLEUSE

GALETS ET GRAVIERS

lSxiMalA du Document Ccedil 7220)

c) Construction dune retenue sa mise en oeuvre est coucircteuse car elle neacutecessite des eacutetudes eacutelaboreacutees ainsi que des moyens lourds

Remarque la construction de diguettes ou de barrages ne doit pas aggraver les crues ou bien deacutevier le fleuve de son lit naturel

U) poundpandage 4oupoundeAAain pan ieacuteAeau de diaisvocirc

Le principe de ce dispositif reste le mecircme que celui dun bassin mais la plage dinfiltration est alors constitueacutee par un drain permeacuteable enterreacute dans la partie supeacuterieure du sol

La figure 10 page suivante donne deux exemples de drains fonctionnant en disposhysitifs dinfiltration

Lavantage majeur de ce proceacutedeacute sur les bassins dinfiltration est de laisser les terrains libres en surface pour une autre utilisation (terrain de sports par exemple)

Le principal deacutefaut de ce proceacutedeacute est decirctre un dispositif souterrain donc decirctre deacutelicat agrave entretenir

bull bull bull

- 60 -

FIGURE 10

(Cxt^œU du Document 6608781 )

La figure 11 page suivante donne le plan dune reacutealisation dinfiltration par drains

5) PuLts) fJJjUiant

Le puitsfiltrant se diffeacuterencie du puits deau par le fait quil natteint pas la nappe Cest un proceacutedeacute assez peu utiliseacute

IV - COLMATAGE DES DISPOSITIFS DINFILTRATION

Le colmatage progressif du fond dun bassin par exemple se traduit comme nous lavons vu par une reacuteduction du taux dinfiltration

Le pheacutenomegravene de colmatage reacutesulte de la combinaison de deux meacutecanismes

- dune part deacutesorganisation de la porositeacute du sol

- dautre part bouchage des pores

bull bullbullbullbullbull

- 61 -

FIGURE 11

bullrO bullmdash bull - v - gt

5icirc4s-SIcirciumlSIcirc

PJan geacuteneacuteral deraquo installations de recircalimentation agravea la nappa souterrains agrave Vejsy Construction existante A digue B usin9 hydraulique ilouvellss construction l_ prisa deau i avec creacutepine laquo Hydromat raquo autonettoyante 2 conduitraquo 7 0 0 mm pour leau bruts 3 station de pompagraquo et de traitement dej bullaux 4 conduite de rejet agrave TArva 5 conduite 30O mm pour 1er eaux traiteacutees 6 aire dinfiltration dans le sol au moyen de tuyaux perforeacutes

1 ) CoAnatage pan deacute^origanAgravejiation de Xa pon-O^Lteacute du -OcircOJ

Cest le reacutesultat de divers meacutecanismes eacutelectrochimiques

- destruction des agreacutegats par un excegraves dions dispersant les argiles ou bien solu-bilisation du ciment liant ceux-ci en milieu reacuteducteur

- gonflement important des argiles

2) Co-ugravenatage pan bouchage deA posiez du AOX

Les origines de cette diminution de la porositeacute intrinsegraveque peuvent ecirctre diverses (physique chimique biologique) ou encore ecirctre dues agrave la preacutesence dalgues

bull bullbullbullbullbull

- 62 -

a) Colmatage dorigine physique le fond du bassin agit vis-agrave-vis des matiegraveres en sucircspeumlnsiuml8n~TM7Euml7s7 comme un filtre Limportance du colmatage dorigine physique est donc fonction de la concentration en MES des effluents (figure 12)

FIGURE 12

INFILTRATION SUR COLONNES DE SABLE - EVOLUTION DU COLMATAGE POUR

DIFFERENTES CHARGES EN MATIERES EN SUSPENSION

10 11 II

(CxiAaJJ du Document h 2028)

b) Colmatage dorigine chimique il est le reacutesultat de la preacutecipitation des sels contenus dans leffluent au contact de certains constituants du sol

c) Colmatage dorigine biologique le meacutecanisme exact du colmatage biologique nest pas entiegraverement connu mais on sait que le rocircle des bacteacuteries y est tregraves imporshytant (G 51341) Ainsi le deacuteveloppement des bacteacuteries et la production de proshyduits reacutesultant de leur meacutetabolisme peuvent entraicircner un colmatage par obstrucshytion des pores du sol

d) Colmatage par les algues la preacutesence deacuteleacutements nutritifs tels que le phosshyphore dans les eaux combineacutee avec un eacuteclairage suffisant permet si toutefois la tempeacuterature est assez eacuteleveacutee le deacuteveloppement des algues dans le bassin Laccumulation de celles-ci peut conduire au colmatage de la plage dinfiltration comme le montre la figure 13

bullbullbullbullbullbull

- 63 -

FIGURE 13

EFFECT OF OPEN RECHARGE ON RECHARGE RATE

dork recharge (no woter llaquovlaquol)

j

open recharge (50cm water levai) j

i

1 -j

O -j 1 I I 1 1 ~X 1 1 1mdash 1 p I

J F M A M J J A 5 0 N D

(CxtnaU du Docimervt 6610709)

La preacutesence dalgues dans un bassin apporte les avantages suivants

- les feutrages des algues favorisant la filtration de leau et la coagulation des particules en suspension

- la croissance algale preacutelegraveve des eacuteleacutements nutritifs dans le milieu et peut eacutegashylement concentrer dans la cellule veacutegeacutetale des substances nocives et en particushylier les meacutetaux lourds

Mais ces algues preacutesentent les inconveacutenients suivants

- le deacutegagement dodeurs deacutesagreacuteables

- la reacuteduction de la permeacuteabiliteacute des bassins par deacuteveloppement dun tapis dense agrave la surface du sol

En geacuteneacuteral le bilan global des actions dues agrave la preacutesence dalgues est nul ou neacutegatif

En conclusion on peut donc dire que le rocircle des algues est complexe Aussi chaque cas eacutetudieacute sera un cas particulier (6617223)

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- 64 -

V - REMEDES CONTRE LE COLMATAGE - GESTION DES DISPOSITIFS DINFILTRATION

1) Meacutethodes permettant de AeacuteduAgraveJie -Le cotmatage

a) Colmatage_par_les M E S _ on peut le reacuteduire par diffeacuterentes meacutethodes

- deacutecantation de leffluent ou filtration agrave travers un massif de graviers

- creacuteation dune couverture veacutegeacutetale dans le fond du bassin

- addition de matiegraveres organiques ou de produits chimiques dans la couche supeacuteshyrieure du- sol

b) Colmatage biol_ogique on peut le reacuteduire principalement par une javellisation de leffluent Mais ceci a linconveacutenient de supprimer leacutepuration biologique dans le bassin lui-mecircme

c) Colmatage par les algues le controcircle du deacuteveloppement des algues peut se faire

- par lemploi dalgicides mais avec un certain danger pour la qualiteacute future des eaux

- par une gestion approprieacutee des bassins

2) CcedileAtLon de dLipoj-LtLfLi dinp-AgravetsicutLon

Comme nous venons de le voir on ne peut et on ne veut pas annihiler complegravetement le pheacutenomegravene de colmatage En effet la toleacuterance dun certain colmatage est essentielle pour preacuteserver un eacutecoulement en milieu non satureacute sous le bassin Cet eacutecoulement reacutepeacutetons-le joue un rocircle deacuteterminant dans leacutepuration des eaux de recharge par le sol Le problegraveme est que le colmatage est un pheacutenomegravene qui samplifie avec le temps jusquagrave devenir inadmissible Il faut donc que les peacuteriodes dinfiltration alternent avec des peacuteriodes de dessegravechement afin de pouvoir dune part aeacuterer le sol et ainsi permettre agrave la vie microbienne dans le sol de se reconstituer et dautre part eacuteliminer les deacutepocircts de matiegraveres en suspension

Le dessegravechement des bassins permet une reacutecupeacuteration totale de la capaciteacute dinshyfiltration comme le montre la figure 14

Le problegraveme de gestion des systegravemes dinfiltration se reacutesume donc agrave la deacuteterminashytion du rythme dalternance entre les peacuteriodes de submersion et les peacuteriodes de seacutechage et dentretien pour que le rendement de linstallation soit optimum

La peacuteriode de submersion est deacutefinie par lapparition dun colmatage inacceptable

La dureacutee du seacutechage est fonction du climat et de la saison (cf figure 14)

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- 65 -

FIGURE 14

AMENAGEMENT DE PHOENIX

EVOLUTION DE LA CAPACITE DINFILTRATION EN FONCTION DU COLMATAGE ET TAUX

DE RECUPERATION AU COURS DES PERIODES DE CHOMAGE DES BASSINS

degh de reacutecupeacuteration de la capaciteacute dinfiltration

40

Nombre de Jours

(Extrait du Document Ccedil 5920)

Examinons divers cas

a) Cas des bassins la peacuteriode dinfiltration doit ecirctre en principe de moitieacute par rapport agrave la peacuteriode de seacutechage

La figure 15 donne un exemple du fonctionnement dans le temps dun bassin

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- 66 -

FIGURE 15

EXAMPLE OF VARIATION OF INFILTRATION RATE WITH TIME

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ltxtnaijt du Document F 3918)

Dans le cas ougrave lon veut un fonctionnement en continu de linstallation il est donc neacutecessaire de preacutevoir la construction de trois bassins au moins (en geacuteneacuteral plus de trois dans les reacutegions agrave climat humide ou tempeacutereacute) Le fonctionnement de ces bassins se fait alors en deacutephasage

b) Cas des ameacutenagements en lit de riviegravere la peacuteriode de submersion est alors conshyditionneacutee par le reacutegime deacutecoulement du fleuve

B - D I S P O S I T I F S D I N J E C T I O N

Il sagit principalement des puits dinjection

CONDITIONS GENERALES DE FONCTIONNEMENT

Les dispositifs dinjection sont utiliseacutes lagrave ougrave les dispositifs dinfiltration sont impossibles ou difficiles agrave mettre en oeuvre

cas ougrave la nappe phreacuteatique est captive (F 3918) existence dune couche dargile entre le sol et le niveau de la nappe (F 3918) cas ougrave le sol est alcalin (F 3969) existence de terrains en couches superposeacutees seacutedimentaires ou alluviaux ayant

bull bullbullbullbullbull

- 67 -

une conductiviteacute hydraulique horizontale beaucoup plus eacuteleveacutee que la conductiviteacute verticale (G 51341)

- neacutecessiteacute dun encombrement reacuteduit

El _ PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT DES PUITS DINJECTION

Comme nous lavons vu plus haut un puits dinjection est un forage plongeant dans la nappe Son principe est donc tout agrave fait semblable en premiegravere approxishymation agrave celui dun puits de pompage fonctionnant en sens inverse

Enfin contrairement au cas des dispositifs dinfiltration le colmatage mecircme leacuteger na aucune fonction eacutepuratrice dans le cas dun puits dinjection Il devra donc ecirctre eacuteviteacute agrave tout prix

II - LES PUITS DINJECTION

1) CorvitnucJuon

Dans leur construction les puits dinjection sont des forages classiques

La figure 16 donne le scheacutema dune installation complegravete dinjection FIGURE 16

(euroxtnc-ut du Document Ccedil 5191 ) bull bull bull bull bull bull

68 -

La figure 17 montre sur un exemple la coupe dun puits dinjection

FIGURE 17

PUITS DINJECTION DE LA VALLEE DE LA DURANCE

Arriveacutes deau provenant du bassin ite decirccantutioci

bull~X_ Buses ccediljOacircO non iointivas

FI Sable oM F^ Gravierraquo fe^-Wraquo-mdash

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Niveau de la nappe

lExtnaAJi du Document F 2028)

Pour les puits dinjection il nexiste pas de dessin optimum mais certaines techniques de construction donnent manifestement de meilleurs reacutesultats que dautres Toute technique de construction qui reacuteduit la permeacuteabiliteacute du terrain comme cela est le cas avec linvasion des terrains entourant les puits par les boues de forage ou bien avec leffondrement des particules fines dans le puits peut conduire agrave une perte deacutefinitive de permeacuteabiliteacute (G 5191)

Lenvahissement du puits par des particules fines peut ecirctre contrecarreacute par la constitution autour du trou de forage dun eacutecran de graviers suffisamment petits pour empecirccher la migration des fines particules et assez gros pour ne pas gecircner leacutecoulement La figure 18 donne une coupe de cet eacutecran

Enfin la circulation de leau dans le puits dinjection doit ecirctre eacutetudieacutee pour ne produire ni eacuterosion ni effondrement des terrains qui pourrait se traduire par un colmatage du puits par les mateacuteriaux fins

bull bull bull bull bull bull

- 69 -

FIGURE- 18

FUNCTION OF A GRAVEL PACK IN RETARDING THE MIGRATION

OF FINE SAND TO A WELL SCREEN

(Sxtnalt du Document Ccedil 5191 )

2) Ameneacutee de leau darv4 le puAgraveJbs

Lintroduction de leau de recharge dans laquifeumlre peut se faire sous la presshysion atmospheacuterique ou sous une pression plus eacuteleveacutee

Contrairement au cas des dispositifs dinfiltration lair contenu dans leau doit ecirctre eacutelimineacute au maximum En effet lentraicircnement de bulles dair ou de gaz dissous joue un rocircle capital vis-agrave-vis du colmatage Certaines preacutecautions sont agrave prendre nous les examinerons plus loin

3) Taux dinfection

La preacutevision du taux dinjection peut se faire agrave partir dessais de pompage Cependant diffeacuterents facteurs rendent souvent peu fiables les extrapolations agrave partir de ces essais En effet la diffeacuterence entre une injection et un pompage ne se limite pas agrave un changement de sens du flux deau des problegravemes lieacutes agrave la preacutesence de MES dair de substances chimiques et organiques interviennent Cest pourquoi les deacutebits dinjection sont toujours plus faibles que les deacutebits du pompage (F 275)

Une autre meacutethode de preacutevision est lutilisation dune loi statistique donneacutee par la figure 19

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- 70 -

FIGURE 19

F O R A Q E S

DEacuteBIT INJpoundCTacirc MOTIN

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(ExtgtiaJjt du Document 6600637)

Le tableau 2 donne agrave titre dexemple la valeur du taux dinjection obtenue pour diffeacuterentes reacutealisations au USA

IV - COLMATAGE DES DISPOSITIFS DINJECTION

Le colmatage des puits dinjection a trois origines principales (F 2028)

- preacutesence de gaz dissous dair et de particules en suspension dans les eaux dinshyjection

- reacuteactions entre les eaux dinjection et les eaux du gisement

- reacuteactions entre les eaux dinjection et certains constituants du sol bull bull bull bull bull t

- 71 -

TABLEAU 2

AVERAGE WELL RECHARGE RATES

Location

Fresno Caliicirc Los Angeles Calif Manhattan Beach Calif Orange Cove Calif San Fernando Valley Calif Tulare County Calif Orlando Fia Mud Lake Idaho Jackson County Mich Newark N J Long Island N Y El Paso Texas Williarosbtirg Va

Rate cfs 1

02-09 12 1 04-10 1 07-09 03 | 012 02-21 02-10 01 06 02-22 23 03

(

(ExtnaLt du Document F 275)

Les processus de colmatage

Comme dans le cas des dispositifs dinfiltration les processus du colmatage sont dordre physique chimique ou biologique

1 ) TioceAsiuA meacutecaniques

- deacutepocirct des MES qui forme un eacutecran impermeacuteable

- entraicircnement dair et libeacuteration des gaz dissous Les bulles de gaz ainsi formeacutees peacutenegravetrent dans laquifegravere et en obstruent les pores ceci entraicircne une reacuteduction de la permeacuteabiliteacute Par ailleurs un autre pheacutenomegravene lieacute agrave la preacutesence dair dans les eaux dinjection est agrave craindre il sagit de la formation de poches de gaz sous pression qui par deacutetente lors de larrecirct de linjection peut entraicircner la destruction complegravete de louvrage La fig 20 illustre ce dernier pheacutenomegravene sur un exemple

2) VsioceAALLA chAgraventlque

- dispersion et gonflement des a rg i l e s

- preacutec ip i ta t ion de se ls meacutetalliques ou a lca l ino- ter reux

3) ioceAMA bLoioglqaeA

- pro l i feacutera t ion des bac teacuter ies

- production par l a c t i v i t eacute microbienne de substances chimiques colmatantes

FIGURE 20

PHENOMENE DENTRAINEMENT DAIR AU COURS DE LINJECTION DANS LES DOLOMIES

ET CALCAIRES KARSTIQUES DbullISRAEumlL

(poundxampiaLpound du Document h 2028)

V - REMEDES CONTRE LE COLMATAGE ET GESTION DES DISPOSITIFS DINJECTION

1 ) Meacutethodesi pousi la idducjtLon du colmatage

a) Cas des MES la concentration en MES des eaux dinjection peut ecirctre reacuteduite par un traitement preacutealable comme nous lavons vu dans la premiegravere partie de ce travail

k) pound^_Eumlpound_i ficirciiumlL es Iz dissous un traitement preacutealable permet une deacutesaeacuteration de leau dinjection Par ailleurs pour eacuteviter lentraicircnement dair on peut prendre les preacutecautions suivantes

le tube dameneacutee deau doit toujours ecirctre noyeacute Aussi lintroduction en chute libre est agrave exclure

la construction du puits doit ecirctre telle que tous ces eacuteleacutements soient agrave une pression supeacuterieure agrave la pression atmospheacuterique On eacutevite ainsi tout pheacutenomegravene de succion le long du puits dinjection Ce problegraveme peut ecirctre reacutesolu en utilishysant en pied de forage une valve antisuccion La figure 21 donne la coupe dun tel dispositif

- 73 -

FIGURE 2i

FOOT VALVE USED FOR CONTROLLING RATES OF RECHARGE

THROUGH AN INJECTION UELL

bullRECHARGE PIPE

DISCHARGE SLOTS

bullPISTON

-CYUNDER

-COMPRESSION SPRING

bullSPRING END DISC

SPRING TENSION SPACER

^SPRING RETAINER END PLUG

LxtnaU- du Document Ccedil 5191 )

les deacutebits doivent ecirctre limiteacutes ce controcircle peut se faire en utilisant des tubages ayant un faible diamegravetre ou encore ayant une rugositeacute suffisante

La figure 22 donne

dune part leacutevolution des deacutebits dinjection avec le diamegravetre du tubage

dautre part leacutevolution de ces deacutebits avec la rugositeacute du tubage

- 74 -

FIGURE 22

GRAPH OF FLOW RATES IN SMALL PIPES WITH UNIT HEAD LOSS

PER UNIT LENGTH OF PIPE

INS1DE DIAMeacuteTER OF PIPE IN MllUMETRES 20 40 60 80 J _1 L

2 3 IHS1DE DIAUETEacuteR OF PIPE IN INCHES

(CxtnaLt du Document 6607^39)

c) c3pound_du_colmatage_chimique pour reacuteduire le colmatage chimique lors de linjecshytion on peut suivant le cas

effectuer une deacutemineacuteralisation partielle ou complegravete lors dun traitement preacuteashylable

diluer les eaux dinjection avec une eau neutre vis-agrave-vis du gisement

^ poundpound_^_pound2imaicirclpound_BE_^es bacteacuteries une chloration des eaux dinjection permet en geacuteneacuteral de reacuteduire iumleumlffeumlt_deumls bacteacuteries

bull bull bull bull bull bull

- 75 -

2) CcedileAtLon dltiA puLtt dijyectLon

Comme dans le cas des dispositifs dinfiltration il apparait lors dune recharshyge artificielle de nappe par injection un colmatage progressif Lorsque celui-ci a atteint une valeur inadmissible on doit proceacuteder agrave un deacutecolmatage

La figure 23 montre leacutevolution du taux dinjection avec le temps ainsi que la reacutenovation de ce taux apregraves deacutecolmatage

FIGURE 23

INJECTION RATE VERSUS TIME FOR SHAFT

12

sectraquo o laquo_gt UJ ta 10

T 1 1 1 r~- r

Racharga ahoft

T_

16 24 32 40 48 TIME - DAYS

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MlxtnaUL du Document 6607790)

La freacutequence des deacutecolmatages est extrecircmement variable suivant les installations

Les proceacutedeacutes de deacutecolmatage les plus employeacutes sont le pistomage et le repompage dans ce dernier cas la pompe de nettoyage est geacuteneacuteralement laisseacutee agrave demeure dans louvrage (6600637) En effet le deacutemontage de la pompe est coucircteux et deacutelicat Toutefois il faut noter que la preacutesence de la pompe induit une reacutesisshytance hydraulique dans le circuit qui peut reacuteduire dun tiers la capaciteacute deacutecoushylement (G 51341)

La figure 24 donne les deacutetails dun puits dinjection ougrave le systegraveme de nettoyage est inteacutegreacute agrave lensemble de linstallation

- 76 -

FIGURE 24

SCHEMATIC OF INJECTION - WELL COMPLEX

EXTERIOR VIEW OF INJECTION-WELL COMPLEX (from Cohen and Durfor 1956 P D254)

18-ln-diamstelt ffbergtajs injection casing

Dopth below land surface In fost

36-in-diametraquor dritl hotraquo

3-ln-diamater liberglass treacutemie pipe

1 9 2

4-in-diumlamete annuiumlar-space observation wall casing

5-in-X62-f t- _ long scainlesJ Steel annular-space observa-tion-wall scroen

TO-ft-long statn less-steel sand traps

4-In-diamraquoter fibargtass injection pipraquo

1-in-diamraquoter fiberglass pressure-measuring pipraquo

3-in-diemeter fibargtass tromio pipraquo

Cernant grout

2-ft-thick layer of fine sand

16-iumln-X62-fr-long staintess-steel injection screen

Filtsr pack

Ceacutement grout

PLAN VIEW OF INJECTION-WELL COMPLEX

3-in-diameter treacutemie pipe 6-in-diameter opening

18-in-aiameter casing

6-in-diameter pump column

Q 4-in-diameter annular-space

well 4-in-diameter

instrurnent-

192 - f t - deep -^ ) Q-3-in-diameter injection pipe treacutemie pipe

WELL-HEAD FFATURES LOOKING NORTHEAST

50-hp redevelopment-pump motor

Support grate

6-in-diameter pump column-

Main casing access hole

4-iumln-diameter annular-space well

3-jn-diameter -treacutemie pipe

18-in-diameter 53 fiberglass casing^ 5

floor

A-in-diameter instrument-access pipe

Redevelopment lioe

diameter treacutemie pipe

4-in-diameter shaljow-

lnjectiocirc~npipe

4-in-diameter deep-injection pipe

(ExtsiaLt du Document Ccedil 1787b)

- 77 -

Le reacutesultat du deacutecolmatage des puits est en geacuteneacuteral une reacutecupeacuteration quasi-complegravete de la capaciteacute dinjection initiale Mais on peut dire dune maniegravere geacuteneacuterale que les ouvrages dinjection sont dune gestion deacutelicate et que leur dureacutee de vie est impreacutevisible mais de toute faccedilon infeacuterieure agrave celle des disposhysitifs dinfiltration

- 79 -

LISTE BIBLIOGRAPHIQUE

F 2752 TODD DK Groundwater hydrology J Wiley and Sons Ed 1980 546 pages

F 2028 BIZE J BOURGUET L LEMOINE J Lalimentation artificielle des nappes souterraines Ed Masson amp Cie 1972 199 pages

F 3469

F 3918

G 1681519

G 17874

G 51341

A bull bull bull

Health aspects of wastewater recharge Water Information Center New York 1978 240 pages

BEAR J Hydraulics of groundwater McGraw-Hill Book Company 1979 567 pages

SMITH DG LINSTEDT KD BENNETT ER Treatment of secondary effluent by infiltration-percolation EPA-6002-79-174 Aoucirct 1979 103 pages

KOCK E GIAIMO AA SULANN DJ Design and opeacuteration of the artificial-recharge plant at Bay Park New York US Geologicagravel Survey Washington sd

A bull bull bull

Emmagasinement souterrain des eaux et recharge artificielle Ressources NaturellesSeacuterie Eau ONU ndeg 2 1977 307 pages

G 5191 BROWN RF SIGNOR DC WOOD WW Artificial groundwater recharge as a water management technique on the southern high plains of Texas and New Mexico Texas Deacutepart of Water Resources 1978 32 pages

G 5920

G 6230

Lassainissement des reacutegions deacutepourvues de reacuteseau hydrographique et la protection des nappes - tome 1 Agence Fin de Bassin Seine-Normandie Dec 1978 107 pages

Possibiliteacutes deacutepandage des eaux useacutees urbaines Rapport Agence RMC 1979 371 pages

G 7220 BIZE J Recharge artificielle des nappes PNUD Compte-rendu de mission Sept-Oct 1981 45 pages

bull bullbullbullbull

- 80 -

6600517 M0RAVC0VA V Clogging of open air artificial recharge reacuteservoirs by heavy overgrowth of algae Wat Treat and Exam 1971 p 245-252

6600637

6607439

6608781

B0URGUET L Inventaire international des ameacutenagements dalimentation artificielle - deacutepouillement et synthegravese des reacuteponses Hydrologie ndeg 3 1971 80 pages

REEDER H0 Injection-pipe System for artificial recharge Jour Research US Geol Survey vol 3 ndeg 4 1975 p 501-503

TRUEB E BIZE J HZBERER K Kunstliche Grundwasseranreicherung Gas Wasser Abwasser 1975 vol 55 ndeg 12 p 805-815

6610709 ZOETEMAN BCJ HRUBEC J BRINKMANN FJJ The Veluwe artificial recharge plan water quality aspects JIWES 30 ndeg 3 1976 p 123-137

6617223

6619065

6626930

6628281

PIERRE J-F Etude de la veacutegeacutetation algale dune installation dalimentation artificielle dune nappe alluviale de la Moselle Tech Eau et Assainis ndeg 380-381 Aoucirct-Sept 1978 p 47-52

BARONI D La protection des eaux souterraines par la reacutealimentation artificielle - Cas de la nappe franco-suisse de lArve TSM Eau 74 ndeg 3 Mars 1979 p 123-130

TZIMOPOYLOS C TOLIKAS P Technical and theoretical aspects in artificial groundwater recharge ICID Bull 29 ndeg 2 1980 p 40-44

OLSON JV CRITES RW LEVINE PE Groundwater quality at rapid infiltration site J Environ Eng Div 106 1980 EE5 p 885-899

- CHAPITRE IV -

DONNEES ECONOMIQUES DUNE OPERATION DALIMENTATION

ARTIFICIELLE DE NAPPE SOUTERRAINE

- 83 -

La faisabiliteacute technique (existence de conditions geacuteologiques et hydrogeacuteologiques favorables) dune opeacuteration dalimentation artificielle ayant eacuteteacute prouveacutee il convient alors den veacuterifier lopportuniteacute eacuteconomique Pour cela une analyse minutieuse de tous les facteurs entrant dans la composition dune part du revenu et dautre part du coucirct doit ecirctre faite La comparaison de ces deux derniers points permet de deacuteterminer le beacuteneacutefice que peut apporter une telle opeacuteration

La suite du travail consistera alors agrave comparer le prix de revient de lopeacuteration de recharge avec le prix de revient dautres meacutethodes reacutepondant au mecircme objectif (agrave condition bien sucircr que ces autres meacutethodes soient techniquement reacutealisables) Par exemple

- choix entre une opeacuteration de recharge par bassin dinfiltration ou bien par puits dinjection

- choix entre une opeacuteration de recharge par bassin dinfiltration et une uniteacute de traitement des eaux

- choix entre une opeacuteration de recharge par puits dinjection et la construction dune adduction deau

- choix entre un stockage en surface et un stockage souterrain

Nous donnerons un deacuteveloppement de ces diffeacuterentes comparaisons dans le parashygraphe III de cette partie

- REVENUS APPORTEacuteS PAR UNE OPEacuteRATION DE RECHARGE

Ces revenus peuvent ecirc t re d i rec ts ou ind i r ec t s

1 ) RevemiA dLuiecJ^i

Les revenus directs sont le reacutesultat de la vente des eaux de recharge apregraves passage dans le sol et pompage Cette vente se fait suivant la tarification en vigueur des eaux Il faut noter que le prix de leau varie suivant lendroit et dans le temps et que par conseacutequent lestimation des revenus directs dune opeacuteration de recharge suppose la connaissance agrave long terme de la politique de tarification de leau

2) Revenue indiAecJ^i

Les revenus indirects sont le reacutesultat de limpact dune opeacuteration de recharge sur la vie eacuteconomique dune reacutegion ou dun Etat Par exemple

- si lobjectif de lopeacuteration de recharge est la suppression dune surexploitation de la nappe le revenu apporteacute par une telle opeacuteration reacutesultera de la diminution des coucircts de pompage mais aussi de leacuteconomie de travaux dapprofondissement des puits

- si lobjectif de lopeacuteration de recharge est le stockage deau pour une utilishysation posteacuterieure le revenu apporteacute viendra de laccroissement du revenu agrishycole ainsi que de lexpansion humaine et industrielle de la reacutegion concerneacutee

bullbullbullbullraquobull

- 84 -

Compte tenu de la multipliciteacute et de la complexiteacute des paramegravetres entrant dans la composition du revenu indirect apporteacute par une opeacuteration de recharge lestishymation de ce revenu est assez difficile

B - COUcircTS DUNE OPEacuteRATION DALIMENTATION ARTIFICIELLE DE NAPPE

La reacutepartition des coucircts se fait en trois eacutetapes

- coucircts des eacutetudes - coucircts de construction - coucircts de fonctionnement et dentretien

11 COLUA desi ltipoundudampsj

Les eacutetudes comprennent (G 51341)

les travaux de recherche des caracteacuteristiques geacuteologiques et hydrogeacuteologiques des terrains les reacutesultats de ces travaux permettent de conclure agrave la faisabishyliteacute technique ou non dune telle opeacuteration Cette eacutetape conditionne bien sucircr la suite des opeacuterations

le traceacute de cartes

les travaux de conception de linstallation de recharge

la recherche et lachat des terrains

les proceacutedures juridigues si lon doit recourir agrave lexpropriation

2) Travaux de cori4tnucJJoa

Le deacutetail des diffeacuterents points intervenant dans le coucirct dun bassin dinfiltrashytion et dun puits dinjection est donneacute par la figure 1

La figure 2 repreacutesente sur un diagramme le coucirct de certains eacuteleacutements de ces deux dispositifs de recharge artificielle Lanneacutee de reacutefeacuterence est 1975

Chaque installation de recharge est reacutepeacutetons-le un cas particulier Aussi ce sont les conditions locales qui dicteront leacutequipement neacutecessaire si par exemshyple tous les eacutecoulements agrave linteacuterieur de linstallation peuvent se faire par graviteacute le nombre total de pompes neacutecessaires sera reacuteduit ce qui aura pour effet de diminuer le coucirct global de leacutequipement de linstallation (G 5191)

bullbullbullbullbullbull

- 85 -

FIGURE 1

TRAVAUX DE CONSTRUCTION

1 Installations deacutepandage

a) Terrains ou bassins

- leveacutees ou digues - canaux dameneacutee - canaux deacutevacuation

b) Appareils enregistreurs

c) Installations de deacuterivation

d) Dispositifs de controcircle

e) Voies daccegraves

f) Clocirctures

g) Abris

h) Mateacuteriel de traitement de leau

2 Installations dinjection

a) Construction du puits dinjection

- colonne de tubage - compactage du gravier ou de la gravette-filtre

- injections pour eacutetancheacuteiteacute - packers - meacutethode de forage (rotation avec circulation de boue inverseacutee rotation normale battage au cacircble autres meacutethodes)

- perforations

b) Puits dobservation

- tubage - massif de gravette-filtre - injection pour eacutetancheacuteiteacute - meacutethode de forage (rotation avec circulation de boue inverseacutee rotation normale battage au cacircble autres meacutethodes)

- travaux dachegravevement (perforation dispositifs pour leacutetude du puits par la meacutethode du carottage geacuteophysique)

- installations de controcircle des expeacuteriences

- 86 -

c) Puits dextraction mdash mecircmes opeacuterations que pour les puits expeacuterimentaux avec en plus

- mateacuteriel de pompage - eacutenergie (eacutelectriciteacute moteurs agrave combustion interne)

d) Installations de controcircle de lexploitation

- poste de reacutegulation de la pression - compteurs - vannes (de fermeture controcircle soupape de seacutecuriteacute de purge soupape agrave vide)

e) Installations de traitement de leau

- javellisation - acidification - autres proceacutedeacutes

f) Conduites

- mateacuteriaux (buses en beacuteton acier recouvert et doubleacute de beacuteton amiante-ciment matiegraveres plastiques)

g) Bacirctiments

h) Appareillage de controcircle

- enregistreurs - sondeurs - eacutechantillonneurs (pompe submersible eacutechantillonneur aleacuteatoire pompe eacuteleacutevatoire agrave air conductiviteacute eacutelectrique)

(CxampiaU du Document Ccedil 513^1 )

- 87 -

FIGURE 2

DIAGRAM SHOWING COST FACTORS OF AN ARTIFICIAL-RECHARGE INSTALLATION

Playa lake

Screen wire enclosure styrofoam floating inlef

Flexible suction hose 50 et S 8 0 0 per foot

Chemical feed pump and tank capacity 03-2 galhr S 210 Chemical flocculant S 3 - S 3 0 acre-foot

reg

Q Pump-capacity 500 galmin at 80 head

Aluminum irrigation picircpe 6 at S 105 per foot 100 feet

Excavation of settling basiumln 10x 10x 100

Screen wire baffles I 14 pipe frames

Pump-capacity 500 galmin at 80 head __

Aluminum irrigation pipe g 6 o t S 105 per foot 100 feet

Excavotion of spreading basin

Flexible suction hose 20 at S 8 00 per foot

Injection well 200 depth =deg I0diamefer 150 wire

wrapped screen 50casicircng 30 yds gravel pack

Spreading basin

S 150 2 0

4 0 0

1800

105

80O

20O

160 1800

105 S540O

StOOO

Not to scate

lpoundxtnaAgraveJL du Document Ccedil 5191 ) - Anneacutee de sieacutepoundeacutesience 1975 -

- 88 -

3) Fonctionnement et entnetien

La figure 3 donne la liste des diffeacuterents eacuteleacutements constituant le coucirct du foncshytionnement et dentretien pour des bassins dinfiltration ou des puits dinjecshytion

U) Coucirct gj-obat

La reacuteunion des coucircts preacuteceacutedents deacutetermine le coucirct global dune opeacuteration de recharge Ce coucirct calculeacute sur une anneacutee de fonctionnement et rapporteacute au volume deau annuel ainsi utiliseacute donne le prix de revient du m3 deau de recharge

Lexamen de plusieurs installations montre que ce prix de revient est variable neacuteanmoins en utilisant les reacutesultats dune enquecircte faite il y a quelques anneacutees on peut deacutefinir les valeurs moyennes pour les diffeacuterents facteurs eacuteconomiques dune recharge artificielle Ainsi le tableau 1 donne la valeur moyenne des investissements neacutecessaires pour diffeacuterents dispositifs de recharge

TABLEAU 1

INVESTISSEMENT EN FRANCS PAR M3AN INFILTRE

Prctrait

Moyennes

Bassins et canaux

avec

0362

sans

0139

Puits ou forages

avec

0125

sans

0052

(Extrait du Document 6600637) - Anneacutee de AeacutefLeacutenence 1971 -

Lexamen du tableau 1 suggegravere les remarques suivantes

- le coucirct moyen des investissements par m3 et par an semble 2 agrave 3 fois plus eacuteleveacute pour les canaux et bassins que pour les puits et les forages dinjection Cette importante diffeacuterence dans les investissements sexplique en grande partie par la neacutecessiteacute dans le cas dun bassin ou dun canal dacheter une importante superficie de terrain Ainsi en zones urbaines lacquisition des terrains peut repreacutesenter jusquagrave 50 des investissements

mdash le coucirct dinvestissement du preacutetraitement constitue une part importante du coucirct total dinvestissement Le tableau 2 montre lincidence dun preacutetraitement sur le prix de revient moyen dun m3 deau (reacutesultats pour les dispositifs dinfilshytration seulement)

laquobullbullbullbullbull

- 89 -

FIGURE 3

FONCTIONNEMENT ET ENTRETIEN

1 Installations deacutepandage_

a) Nivellement eacutegalisation des surfaces

b) Protection contre les orages

c) Reacuteparation et remplacement des structures

d) Entretien du mateacuteriel

e) Combustible pour le mateacuteriel

f) Location du mateacuteriel

g) Ponccedilage et ramassage de la boue

h) Protection contre les insectes

i) Lutte contre la veacutegeacutetation parasite

j) Ameacutelioration de lapparence estheacutetique des installations (notamment plantation de rideaux darbres et systegraveme darrosage)

k) Protection contre les rongeurs

1) Patrouilles de surveillance

m) Traitement de leau (floculants)

n) Entretien des pentes

o) Actes de vandalisme

2 Installations dinjection

a) Appareillage dobservation et de controcircle

b) Appareillage pour la mesure du niveau deau

c) Echantillonnage de leau

d) Remise en eacutetat des puits et enlegravevement des deacutechets

e) Traitement de leau

- javellisation - acidification - autres proceacutedeacutes

f) Entretien du mateacuteriel

g) Reacuteparation des structures

- 90 -

h) Combustibles

i) Location de mateacuteriel

j) Patrouilles de surveillance

k) Analyses de leau

1) Acte de vandalisme

3 Bureaux

a) Controcircle et surveillance

b) Administration

c) Paiement des salaires et reacutemuneacuteration

d) Frais geacuteneacuteraux (bureaux et services locaux)

- location et services publics - teacuteleacutephone - fournitures

- entretien de leacutequipement de bureau

e) Salaires et traitements

f) Responsabiliteacute civile (assurances)

g) Impocircts et taxes

h) Inteacuterecircts

(poundxampiaLt du Document Ccedil 513^1 )

- SI -

TABLEAU 2

INCIDENCE DU PRETRAITEMENT SUR LE PRIX DU M3 DEAU

Moyennes

Prix du m3

en F F

0249

Incidence du

preacutetraitement

27

Prix du preacutetraitement par m5 (FF)

00787

(6xtnaLt du Document 6600637 ) - Anneacutee de ieacuteLeacutenence 1971 -

Le coucirct du preacutetraitement eacutetait donc en 1971 en moyenne de 8 centimes par m3

Nous avons vu que le preacutetraitement des eaux dinfiltration retarde lapparition dun colmatage inadmissible et donc reacuteduit lentretien du dispositif concerneacute Un calcul rapide montre cependant que leacuteconomie ainsi reacutealiseacutee est loin de venir compenser les deacutepenses dues au preacutetraitement de leau On cherchera donc dans le cas dun dispositif dinfiltration agrave reacuteduire au maximum le preacutetraitement des eaux de recharge

La figure 4 donne les reacutesultatsde correacutelations statistiques eacutetablies entre linshyvestissement neacutecessaire agrave la reacutealisation dune opeacuteration dalimentation artifishycielle de nappe et le volume annuel introduit par ce moyen dans laquifegravere

FIGURE 4

INVESTISSEMENT ET VOLUME

ANNUEL INTRODUIT DANS LAQUIFERE

-Don I raquo eacuteqootionraquo claquo tfroicircfraquoraquo draquo recircccediltbullgt

2 bullbullraquo bulltpfinegrave bullraquo | 0 Fiones

V bullbullraquo apgtrtmraquo raquon tOS ttram

mdashLlaquoraquo coMcirraquotraquo poundbull corttal ioraquo obtraquoraquoraquo

t E C E N D E

H+f+ nraquowl

p a raquo t t i laquoalelaquof

bull bull bull laquo

A m bull

i bull

raquobullbullraquo

A a o

o o

lSxtnait du Document h 2028) - Anneacutee de leacutefLeacutenence 1971 -

A Forage P 3 raquolaquo Cooi o DruI

IOraquo i o lO

Vol me AIMCCcedilI tulro-Stucirct 4raquouraquo IV^utfire Inraquo)

- 92 -

Sur la figure preacuteceacutedente on peut remarquer quune installation de recharge a un coucirct dinvestissement qui en moyenne croicirct plus vite que le volume annuel introduit Pour une installation sans preacutetraitement cest linverse

- ETUDE DE LOPPORTUNITEacute EacuteCONOMIQUE DUNE OPEacuteRATION DE RECHARGE

ARTIFICIELLE - COMPARAISON AVEC DAUTRES MEacuteTHODES DE MISE EN VALEUR

DES RESSOURCES EN EAU

Lalimentation artificielle de nappe est une opeacuteration rentable pour autant quelle soit moins coucircteuse que les autres meacutethodes de mise en valeur des ressou-ces en eau (G 51341) Il convient donc avant de choisir une meacutethode deacutetablir une comparaison de coucirct avec les autres meacutethodes (agrave condition bien sucircr que celles-ci soient techniquement reacutealisables)

Nous donnons ci-dessous quelques cas de comparaisons qui peuvent se preacutesenter

) CompcuiaLion enjQie un basi^in dinfJJjjtnaAlon et un puiAsi din^ecAion

Nous avons vu que agrave deacutebit annuel fixeacute le coucirct dinvestissement moyen dans le cas dun bassin dinfiltration est 2 agrave 3 fois plus eacuteleveacute que dans le cas dun puits dinjection Cependant le prix de revient dun m3 deau infiltreacute dans un bassin est en geacuteneacuteral un tant soit peu moins eacuteleveacute quun m3 deau injecteacute dans un puits Ceci sexplique par trois faits (6622466)

les coucircts de traitement sont reacuteduits dans le cas dune installation de recharge fonctionnant avec des bassins

lentretien des bassins est beaucoup plus aiseacute que celui des puits dinjection les frais dentretien des bassins sont donc moindres

la dureacutee de vie des ouvrages dinjection est en geacuteneacuteral beaucoup plus courte que celle des bassins Par conseacutequent lamortissement des premiers doit se faire plus rapidement que celui des seconds

Pour ecirctre compeacutetitifs vis-agrave-vis des bassins dinfiltration les puits dinjection doivent donc ecirctre conccedilus et geacutereacutes de maniegravere rigoureuse Cest pourquoi dans bien des cas on a preacutefeacutereacute malgreacute leur prix les bassins aux puits dinjection

2) CompcuiaLion entie une insitaUAation de Aechange anAAficJ-eAAcirce et une uniteacute de tnaAjtement damp4 eaux

Placcedilons nous dans le cas ougrave linstallation de recharge est un bassin Nous avons vu que par passage dans le sol leau dun bassin peut ecirctre grandement purifieacutee Ce traitement par le sol vient donc concurrencer techniquement le traitement en station

Examinons alors les eacuteleacutements de comparaison suivants (5600836)

a) implantation lespace neacutecessaire pour la construction dune uniteacute de traitement est infeacuterieur agrave celui neacutecessaire pour une recharge par bassin

b) besoin en eau dans le cas dune recharge les pertes en eau peuvent seacutelever a 40 du volume introduit

- 93 -

c) estheacutetique dans un cas comme dans lautre les installations paraicirctront inesshytheacutetiques

d) seacutecuriteacute de lexploitation dans le cas dune recharge par bassin on doit sattendre agrave des variations des deacutebits dinfiltration (colmatage fluctuations saisonniegraveres agissant sur la viscositeacute de leau) Mais la simpliciteacute des instalshylations avec bassins fait quelles sont moins exposeacutees aux pannes Pour ecirctre fiables les uniteacutes de traitement exigent pour leur part une gestion et un entretien rigoureux mis en oeuvre par un personnel qualifieacute

e) Possibiliteacute de surcharge les uniteacutes de traitement peuvent supporter jusquagrave 25 de surcharge Par contre la possibiliteacute de surcharge pour les bassins est faible En effet les bassins ont des dimensions fixeacutees et par conseacutequent ils ne peuvent recevoir plus deau quils peuvent en contenir

f) possibiliteacute dagrandissement les uniteacutes de traitement peuvent ecirctre facilement agrandies ce qui nest pas le cas pour les bassins

g) constitution de leau eacutepureacutee leau reprise apregraves infiltration dans le sol est agrave condition de respecter certaines conditions (cf 2egraveme partie de cette eacutetude) toujours claire et saine Leau traiteacutee pose souvent des problegravemes dodeur de saveur et de tempeacuterature

La comparaison eacuteconomique entre une installation de recharge par bassins et une uniteacute de traitement des eaux a souvent montreacute lagrave ougrave les conditions geacuteologiques et hydrogeacuteologiques sont favorables et le prix des terrains pas trop eacuteleveacute la rentabiliteacute de cette premiegravere meacutethode de traitement et de reacutegeacuteneacuteration des eaux

3) CompgiltxLion entte une i-nAtaAAaALon de iechaAge antAfcAcieMle et une adducJLJon deau (66025W7 ^

Placcedilons nous dans le cas ougrave linstallation de recharge est un puits dinjection

Pour ces deux installations on peut en premiegravere analyse confondre les frais de production et de pompage Si par ailleurs on neacuteglige les autres frais dexploishytation tels que lentretien la comparaison eacuteconomique entre les deux installashytions est alors rameneacutee agrave la comparaison des coucircts dinvestissement

pour les puits dinjection les coucircts dinvestissement sont composeacutes principaleshyment du coucirct du forage et du coucirct de la station de pompage

pour ladduction les coucircts dinvestissement sont reacuteduits aux coucircts de la canashylisation et des ouvrages annexes

La figure 5 donne un exemple chiffreacute dune telle comparaison pour lalimentation dune agglomeacuteration situeacutee au-dessus de la nappe souterraine de lAlbien (Reacutegion Parisienne)

Le coucirct dinvestissement pour une adduction deau eacutetant fonction de la longueur de la canalisation il apparaicirct donc quil existe une distance optimum au-delagrave de laquelle une installation de recharge est moins oneacutereuse quune adduction deau

bull bullbullbullbullraquo

- 94 -

FIGURE 5

ALIMENTATION A PARTIR DE LA NAPPE DE LALBIEN COMPARAISON AVEC UNE

SOLUTION DE TRANSPORT DEAUX DE SURFACE

exemple Lapprovisionnement en eau potable dune aggloshymeacuterat ion de 25 000 habitants dont les besoins atteishygnent laquon peacuteriode de pointe 7 000 m3jraquo peut ecirctre assureacute

soit p a r u n e adduct ion directe en premiegravere ecirclegrave-vation d eaux de surface depuis la plus proche usine de trai tement

soit par -des preacutelegravevements dans TAlbicircen effectueacutes sur place et compenseacutes pa r linjection simultaneacutee bullau niveau de la mecircme usine de Yolumes eacutequishyvalents

En premiegravere approximation l a comparaison entre ces deux solutions peut ecirctre rameneacutee agrave la comparaishyson des investissements correspondants

mdash lthuucircgt le ynetuief cas agrave une conduite de 350 mm de diamegravetre (1) soit environ 035 MFkm

(1) Coucirct moyen approximatifraquo au megravetre lineacuteaire en TOAC scmiuml-urbanicircseacutee y comprisregards ouvrages et toutes sujeacutetions r 350 F

dans le second cas agrave la reacutealisation d un doublet de forages agrave lAlbien

Forage dinjection 09011F Forage de preacutelegravevements 090Icirc1F Geacutenie Civil station de pompage et de tfeacuteferrisaticircon _ 035MF Equipements de pompage 015MF Equipements de deacutefcrrisatioR 015 MF

soit environ 2-15 MF

Comparaison des dsua solutions

Compte tenu des hypothegraveses adopteacutees la solution du doublet de forages agrave lAlbien parait la plus avanshytageuse si la longueur de ladduction directe excegravede 7 km (215035)

(Existait du Document 6602587) - Anneacutee de leacute^eacuteience 197b -

Le c a l c u l p reacuteceacuteden t e s t une s i m p l i f i c a t i o n du c a l c u l r eacute e l q u i en f a i t e s t p lu s complexe En dehors de t o u t e c o n s i d eacute r a t i o n eacuteconomique une opeacute ra t ion de recharge a r t i f i c i e l l e peut s imposer l agrave ougrave l e s r e s s o u r c e s n a t u r e l l e s d a l i m e n t a t i o n en eau s a v egrave r e n t i n s u f f i s a n t e s pour s a t i s f a i r e l e s b e s o i n s Exemple dans l e s icirc l e s ougrave l e s r e s s o u r c e s n a t u r e l l e s son t f a i b l e s e t ougrave l e p r i x du dessalement de l e a u de mer e s t souvent p r o h i b i t i f

- 95 -

U) Compcuiabbion ervUie le ^tocAage de siUAjlace et te 4tockage 4oideAAaln

Lfraquo figure 6 donne les reacutesultats dune correacutelation statistique entre le montant des investissements et le nombre de m3 deau stockeacutes par an pour un reacuteservoir de surface et un reacuteservoir souterrain

FIGURE 6

COMPARAISON DES COUTS DES STOCKAGES SUPERFICIEL ET SOUTERRAIN

1310raquo

I I

T3103

13107

TTykAT-STt 44-

rlt^r~^Trrttr

MaouM

IW3raquo 1V10raquo IVW

(ExtAaLt du Document f- 2028) - Anneacutee de ieacuteeacuteAence 1971 -

A partir de la figure preacuteceacutedente on peut donc deacuteduire que pour des volumes infeacuterieurs agrave environ 30 millions de m3 par an le stockage souterrain est plus inteacuteressant financiegraverement que le stockage de surface

bull bullbullbullbullbull

- S6 -

Par ailleurs le stockage souterrain preacutesente les avantages suivants

- disponibiliteacute de reacuteserve en cas de catastrophe stoppant les possibiliteacutes dimporshytation deau

- eacutelimination des pertes par eacutevapotranspiration

- pas de problegraveme dalgues et moins de risques de contamination

- reacuteduction des risques daffaissements dus agrave une baisse du niveau de la nappe

- possibiliteacute de traiter et de purifier leau par passage dans le sol

- 97

LISTE BIBLIOGRAPHIQUE

F 2028

G 1681506

BIZE J BOURGUET L LEMOINE J Lalimentation artificielle des nappes souterraines Ed Masson amp Cie 1972 199 pages

REED SC CRUES RW THOMAS RE HAIS AB Cost of land treatment Systems EPA-4309-75-003 Septembre 1979 135 pages

G 51341

G 5191

Emmagasinement souterrain des eaux et recharge artificielle Ressources NaturellesSeacuterie Eau ONU ndeg 2 1977 307 pages

BROWN RF SIGNOR DC WOOD WW Artificial groundwater recharge as a water management technique on the southern high plains of Texas and New Mexico Texas Dept of Water Resources 1978 32 pages

G 6230

5600836

6600449

6600637

6601974

6602587

Possibiliteacutes deacutepandage des eaux useacutees urbaines Rapport Agence RMC 1979 371 pages

GANDENBERGER W Principes de lalimentation artificielle des nappes souterraines Bull BRGM III Janvier 1968 p37-50

SAINT-PE MA Alimentation artificielle des nappes Bull of the Int Assoc of Scientific Hydrology XVI 2 Juin 1971 p 7-25

BOURGUET L Inventaire international des ameacutenagements dalimentation artificielle - deacutepouillement et synthegravese des reacuteponses Hydrologie ndeg 3 1971 80 pages

WESNER GM CULP RL Wastewater reacuteclamation and seawater desalination JWPCF vol 14 ndeg 10 Octobre 1972 p 1932-1939

GIRARD0T PL KESTER M Lesquichage de la nappe albienne en reacutegion parisienne TSM LEau Avril 1974 p 141-152

6610203 WILLIS R Optimal groundwater quality management well injection of waste waters Water Res Res Feacutevrier 1976 vol 12 p 47-53

bull bullbullbullbullbull

- 98 -

6613978

6614931

Divers auteurs Les problegravemes de leau Geacutenie Rural ndeg speacutecial Nov-Deacutec 1977 ndeg 11-12 158 pages

BUROSOK Wastewater reacuteclamation in St Croix JWPCF 1977 49 ndeg 3 p 429-435

6616816 BIANCHI WC NIGHTINGALE HI McCORMIGK RL A case history to evaluate the performance of water-spreading projects JAWWAMars 1978 p 176-180

6621087

6622466

ARGO DG The cost of water reacuteclamation by advanced wastewater treatment 51st Ann Conf WPCF Anaheim 1978 13 pages

EDWORTHY KJ Artificial groundwater recharge and its relevance in Britain JIWES 1979 33 ndeg 2 p 151-172

- CHAPITRE V -

LES INSTALLATIONS DE RECHARGE ARTIFICIELLE DE

NAPPE DANS LE MONDE

- 101 -

Les reacuteserves deaux souterraines constituent une immense ressource En effet on estime agrave 4 millions de km3 la quantiteacute des eaux souterraines situeacutees entre la surface du sol et la profondeur de 800 m agrave titre de comparaison le volume total des lacs deau douce est denviron 120000 km3

Cette ressource en eau souterraine est par ailleurs omnipreacutesente et peut donc ecirctre mis agrave part dans quelques reacutegions du globe exploiteacutee

Dans de larges reacutegions du monde les preacutecipitations sont insuffisantes pour pouvoir couvrir les besoins en eau A titre dexemple la figure 1 donne la carte des reacutegions du globe ougrave les preacutecipitations sont insuffisants vis-agrave-vis des besoins agricoles

FIGURE 1

Waiet-dejiciency (-) and valet-surplus (+) zones in ihe vorld A water deficiency exisls if preacutecipitation supplies less ztiater than would be nrrdedjor vellutatered vrgelalian In the reverse circumslcnccs ihere is a wzter surplus

((L-xtnaJut du Document Z 49 )

En comparant la figure 1 avec la figure 2 on peut se rendre compte que les zones ougrave on constate un manque en eau agricole sont naturellement les reacutegions arides ou semi-arides mais aussi certaines reacutegions tempeacutereacutees

bull bullbullbullbullbull

FIGURE 2

o ru

(euroxpoundnalpound du WoJild Atia by Bantholomew)

- 103 -

Pour situer le rocircle de la recharge artificielle dans la gestion globale des resshysources en eau nous allons eacutetudier deux cas

- cas des zones arides et semi-arides - cas des zones tempeacutereacutees

1 ) CaS desi gonampA avide^ et somL-cuiidesi

Dans ces reacutegions lexploitation des eaux souterraines est souvent la seule solushytion dapprovisionnement en eau Aussi la recharge artificielle vise dans ces reacutegions agrave augmenter la recharge naturelle lors des rares preacutecipitations afin de limiter les pertes par eacutecoulement de surface ainsi que par eacutevapotranspiration Il est possible de faire ainsi un stockage deau dans le sol

Il faut tenir compte du fait que la majoriteacute des pays situeacutes dans les zones arides du globe sont le plus souvent des pays en voie de deacuteveloppement donc dans lesquels on doit utiliser une technologie adapteacutee aux moyens locaux

Prenons lexemple de lAfrique et plus particuliegraverement les pays du Sahel

La figure 3 situe les zones arides et semi-arides dAfrique

Les pays du Sahel sont situeacutes au nord des deacuteserts du Sahara et du Fezzan dans des zones extrecircmement arides Parmi ces pays seules lAlgeacuterie et la Libye disposhysant de revenus peacutetroliers ont un niveau deacuteducation et deacuteconomie suffisant pour pouvoir mettre en oeuvre des techniques sophistiqueacutees de mise en valeur des resshysources en eau et ainsi assurer leur expansion humaine et eacuteconomique

2) CQA desi pay-si tompeacuteAeacuteA_

Laugmentation croissante des besoins en eau combineacutee avec la deacuteteacuterioration de la qualiteacute des eaux de surface ont entraicircneacute le deacuteveloppement de lexploitation des eaux souterraines

La recharge artificielle permet dans les reacutegions tempeacutereacutees

- dune part le soutien et la restauration de nappes surexploiteacutees

- dautre part lameacutelioration de la qualiteacute des eaux de surface par passage dans le sol

Ces deux points visent donc agrave ameacuteliorer en quantiteacute et en qualiteacute les eaux consommeacutees

Afin de preacutesenter les diffeacuterentes reacutealisations dans le monde nous allons les classer en fonction de lobjectif principal viseacute par ces installations

Principalement on distingue 4 objectifs

I - Stockage deau en peacuteriode humide pour utilisation en peacuteriode segraveche I - Soutien et restauration dune nappe surexploiteacutee I -Constitution dune barriegravere hydraulique contre lintrusion deaux saleacutees (ce

point est souvent une conseacutequence du point preacuteceacutedent) V - Ameacutelioration de la qualiteacute de leau par filtration dans le sol

- 104 -

FIGURE 3

TERRES ARIDES DAFRIQUE

E

A

S

rii bull i ri

i i

_

A n d raquo

Trontliraquo im plaquoV

1000 KIUX5

WOJtoeh

lpoundicOixLUt du Document I 1021)

bull bull bull bull bull

- 105 -

- INSTALLATIONS DE RECHARGE ARTIFICIELLE AYANT POUR OBJECTIF

LE STOCKAGE DEAU

1 ) Liacircte de^i in^taM-atlorvi

(1

(2

(3

(4

(5

(6

(7

(8

(9

(10

(U

(12

(13

Valleacutee du Danube Roumanie - Bulgarie

Valleacutee de la LeeGrande-Bretagne

Camp Peary USA

Valleacutee de la Prut Ukraine

Wroclaw Pologne

Comteacute de Los Angeles USA

Massif de Zaghouan Tunisie

Plaine cocirctiegravere dIsraeumll

Source de Yarkon Israeumll

Dan Project Israeumll

URSS

Valleacutee de lOued Biskra Algeacuterie

Plaine de Karakoum Turkmeacuten

Ahmedabad Inde

istan URSS

(G 51341)

(F 2028)

(F 2028)

(G 51341)

(6609067)

(G 51341)

(G 51341)

(G 51341 F 2028)

(G 51341)

(G 6230 G 6212)

(G 51341)

(G 51341)

(Z 13312c)

2) Le tablexiu 1 donne la reacutepartition suivant le climat et le niveau de deacuteveloppeshyment des pays concerneacutesdes installations preacuteceacutedentes

TABLEAU 1

- _ -NIVEAU DE

C L l r^-C^EVELOPPEM

TEMPERE

CONTINENTAL

MEDITERRANEEN

SEMI-ARIDE

ARIDE

TROPICAL

INDUSTRIALISE

(1) (2) (3) tableau 2

(4) (5) tableau 3

(6) tableau 4

(12) tableau 5

EN VOIE DE DEVELOPPEMENT

(7) (8) (9) (10) tableau 6

(11) tableau 7

(13) tableau 8

- 106 -

3) Lampi tableaux 2 agrave 8 donnent pour chaque cas particulier de climat et de niveau de deacuteveloppement quelques caracteacuteristiques des installations correspondantes

- tableaux 2 agrave 5 reacutealisations en pays industrialiseacutes

- tableaux 6- agrave 8 reacutealisations en pays en voie de deacuteveloppement

TABLEAU 2 REALISATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT TEMPERE

PAYS

Roumanie -Bulgarie

GBretagne

USA

1 j LOCALISATION

I 1 j Valleacutee du Danube | (voir fig 4) 1 1 j Valleacutee de la Lee

1 1 J Camp Peary 1 1

EAU

R

R

bull

1 1 | GEOLOGIE |

| 1 | Valleacutee alluviale | j (sables et graviers)j 1 1 1 l j Craie j j(voir fig 5) j 1 1 1 1 (Lentille deau dans | jeau saleacutee j

1 1

VOL

2109

AQUI

m3

DISPOSITIFS

bassins

bull puits

puits

1 ICOLMA

I 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

1 | TRAIT

| Preacute

1 1 1 1 2 1 1 1 j Preacute 1 1

1 | PERFORMANCES r i i i i j12 millions de j m3an

1 1 | entre 45 et 20 j m3h

1 bull

1 1 1 PRIX |

1 1 i i i i i i i i icirc 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

Notations

R e eau de riviegravere Preacute= preacutetraitement des eaux 2 raquo traitement secondaire des eaux

FIGURE 4

- VALLEE DUDANUBE - ROUMANIE-BULGARIE

(HODHAHIB)

m - d CALAT

MAJUk

Belgrade SEVEXraquo bull laquo bull 8L

Bucarest deg

(BULGARIE)

(Extrait du Document Ccedil 5 i47 ) bull bull bull bull bull bull

- 107 -

FIGURE 5

VALLEE DE LA LEE - GE0L0GIE-PIEZ0METRIE AVANT ET APRES ALIMENTATION

ARTIFICIELLE DURANT LA PERIODE 1954-1955

1 mite gt 1

Terrains superficiels

Eii3 Argiles de Londres

KiZij VoohvJch e t Reading beds (5mper7traquosbFe

Pampi Sables thanegravetiens

P 3 Craie

mdashmdash Njyrau piucircrorpucirclricircque en octobre 1953

(svanL DIcircirrcntattoT OftificicirccIIe) -~mdash Niveau piumlocircromstriqus maximum apregraves rnjrciian

durant la peacuteriode lS5f-19S5

Sx-Oiaugravet du Document t 2028)

TABLEAU 3 REALISATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT CONTINENTAL

i PAYS

| URSS

| Pologne

| LOCALISATION

| I | Valleacutee de la | Prut

I | Wroclaw

i

EAU

R

R

I | GEOLOGIE

iPlaine alluviale |(voir fig 6)

ISeacutediments tertiaires

I I

VOL AQUI I | DISPOSITIFS

|bassins agrave

I I I |fosseacutes et (eacutetangs

i

I |C0LMA

sable| P I I 1 |PCB 1 1

1 1 | TRAIT

I

1 | Preacute

1 1 1 | Preacute

1 1 1

PERFORMANCES

12S0OO m3jour

PRIX

Notations

H = eau de riviegravere P ~ physique C raquo chimique B = biologique

Preacute = preacutetraitement des eaux

- 108 -

FIGURE 6

VALLEE DE LA PRUT

l l t 1 T

A r g i l e du miocegravene

i _ i J - i J i laquov t iuml j 100 200 300 400 500

P i s t a n e e (en megravetres) 6 0 0

lHxtrialt du Ucircocumervt Ccedil 513^1 )

TABLEAU 4 REALISATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT MEDITERRANEEN

PAYS

USA

1 | | LOCALISATION | EAU

GEOLOGIE 1 I (VOL A8UI | DISPOSITIFS

jComte de Los I Angeles |(voir fig 7) I I

(Bassins remplis de (seacutediments mal |consolideacutes i i

gt agrave 12 10s m3

|bassins et |terrains |deacutepandage I

j COLMA | TRAIT | PERFORMANCES j PRIX

I Preacute | 60 m3s jde re-|vient [de 4 agrave |242 pou H (icirceee n3 I

Notations

R = riviegravere P = physique

Preacute = preacutetraitement

- 109 -

pound O

- H -M

a a

O gtrt bullXi rH a -H o bullraquo-gt

K 3

bull S bull 0)

-=f G rH O

ta

ta 0)

raquoltD 4-raquo bull H KJ u +gt X

d o

n o bulla

a a

ta

o bulla 6raquor4 p O

bullbullgt laquo ta a fcgtd

irvviraquo bullH ni

- 110 -

TABLEAU 5 REALISATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT ARIDE

PAYS

U R S S

1 | LOCALISATION

1 1 |P la ines de jKarakourt

l

EAU

R

1 | GEOLOGIE

1 1 JAlluvions forma-j t i o n s de l ta iumlques

1

I |VOL

1 i 1

AQUI 1 | DISPOSITIFS

| Pui t s 1 1

1 ICOLHA

1 1 1 P 1 1

1 |TRAIT

1 1 1 1 1

PERFORMANCES 1 | PRIX

1 1

Notations

R raquo riviegravere P = physique

TABLEAU 6 REALISATIONS EN PAYS EN VOIE DE DEVELOPPEMENT A CLIMAT MEDITERRANEEN

1 1 I I I I 1 1 PAYS j LOCALISATION EAU j GEOLOGIE |VOL AQUI | DISPOSITIFS |COLMA |TRAIT j PERFORMANCES j PRIX j

1 I I 1 I I 1 1 I I i i l 1 1 1 1 1 bdquo I I

Tunisie |Massif de | R | Calcaires | | P e t i t s barrages| P | Preacute 132 10deg m3an | | Izaghouan | j (voir f i g 8) j | l l l i l j ( v o i r f i g 8) | j j | I I I I I

1 1 1 1 1 1 1 i l I I 1 1 1 1 1 I sraeuml l |P la ine c S t i egrave r e | R | Pla ine l i t t o r a l e | |Pu i t s | PB | 2 | gt 10 10deg m3an | |

| ( v o i r f i g 9) j j (vo ir f i g 9) j j I I I i l

1 1 I I 1 1 1 1 1 i l 1 1 l l l I I I s r a euml l |Source de Yarkon | R | Roches carbonateacutees |900 10deg m3 |Puits mixtes | PB | 2 |entre 500 e t 1000 |de r e - |

1 I 1 p l i s s eacute e s j j l i t 3h jvient j I I I (voir fig 10) | j l l l I001S2 | 1 I I I I l l l Ipar n3 | 1 I l 1 1 i l I I l l l I I

I s r a euml l |Dan Projet (Tel | U | Dunes de sab le s | |Bass ins |PCB | 2 |300000 m3jour |de r e - | 1 Aviv) i l i l l l l jv ient j I i l I I i 1 1 i00262 | j i l i l I I jpar m3 i 1 I I I I l l l I I

Notations

R = riviegravere U = useacutee P = physique C = chimique B = biologique 2 = secondaire

- 111 -

FIGURE 8

MASSIF CALCAIRE DE ZAGHOUAN (Tun i s i e )

fmdash bull (n 1 f F H r

f Hammamet

SOUSSE --

5gt

+gtmdash mdashmdash mdash

^-a mdash

bull bull

9 - c a l c a i r e s du j u r a s s i q u e s u p eacute r i e u r

5 e t 1 - c a l c a i r e s djj l i a s

N-O m s-o

DJSBJL r i A H N C a

ampEacuteEacuteEacuteamp5

lLxtnaJjt du Document Ccedil 513^11 bull bull bull bull bull bull

- 112 -

FIGURE 9

FORMATION AQUIFERE DE LA PLAINE COTIERE

ISRAEumlL

Echelle

Limites des collines et raquoraquogtmdash des montagnes

Canalisations nationales bull deau laquo -Source raquo Ville

Direction de 1raquoeacutecoulement ~- ~ eaux souterraines

Zone de forages dexploitation

N n

Mer Zone de PLAINE COTIERE D1ISRAEumlL - PBOFIL SCHEMATIQUE

Z Z 7 Z ^ 7 7 Z Z Z Z Z Z pound ^ g f l a nappe ^T (ampgtgt p h r eacute a t i q u e bullpoundamp

iuml i d eacute s

S c h i s t e s a rg i l eux

(extrait du Document Ccedil 513U1 ) bull bull bull bull bull

- 113 -

FIGUREacute 10

SOURCE DE YARKON ISRAEumlL

ONO

PROFIL TRANSVERSAL DE LA FORMATION DANS LES MONTS DE JUDEE

Meacute ri i terraneacute e VAVHE

Plsst

J Aquifegravere

(Pleacuteistocegravene (Gregrave

Roches

es M (Neogene Neogsh _ deg

(Schistes

Sench

CeLraquostdol

2J impermeacuteables

(Seacutenonien

raquoraquoraquobull

Eocch

(Marnes crayeuses

(Turonien-Ceacutenomanien (calcaires et dolomites

(Craies (eacuteocegravenes (semi-(impermeacuteables

Q - (Ceacutenomanien infeacuterieur 1 (Dolomites

L e s h (Creacute t aceacute i n f eacute r i e u r ( S c h i s t e s

(dxtAaUL du Document Ccedil 513^1 )

TABLEAU 7 REALISATIONS EN PAYS EN VOIE DE DEVELOPPEMENT A CLIMAT SEMI-ARIDE

i r~ I I i l I I I i l I PAYS LOCALISATION | EAU | GEOLOGIE | VOL AQUI| DISPOSITIFS |COLMA |TRAIT | PERFORMANCES | PRIX |

i I I I lt i I i I I I I I l i i j Algeacuterie jvalleacutee de loued | R |deacutepots alluviaux | 20 agrave 30 (ameacutenagements du | P | I 510deg m3an | |

iBiskra I I 1 n6 bdquo | H t de loued I I I i l | |(voir fig 11) | | 10 m3 I I I I I 1 1 I I I I I I I I I

Notations

R = eau de riviegravere p = colmatage physique

114

FIGURE 11

VALLEE ALLUVIALE DE BISKRA (ALGERIE)

^r Meacutediterrans

Figure 11 Valleacutee a l luv ia le de Biskra

Echelle

bull M M iumllaquoklaquo

((LxtnaLt du Document Ccedil 513^1)

TABLEAU 8 REALISATIONS EN PAYS EN VOIE DE DEVELOPPEMENT A CLIMAT TROPICAL

l i t i i | PAYS | LOCALISATION | EAU | GEOLOGIE |VOL AQUI | DISPOSITIFS ICOLMA (TRAIT j PERFORBANCES | PRIX |

i i i l i l i i I I 3 I I Inde |Ahmedabad | R | sable (voir f i g 12) | Ipuits dans l e | PB | 1 | 4 5 10 m3jour dinves-| I I I I i 1 l i t de la j j | [ t i s se - | I l I I 1 Iriviegravere | j j jment | I l I I 1 |(voir fig 13) | j j (faible |

1 1 1 I l I I I I

Notations R = eau de riviegravere P = colmatage physique B = crvlmatagccedil hi ni odegique

1 = traitement primaire

bull bull bull bull bull bull

- 115 -

Crosraquo Stetions or tnraquo Sobormali Rivraquor Ot Ahmlaquodotgtod

Aerosi SubhojSBridnt MorScolraquo llOO O lOO 200

O _ 1 _

IO 20

Ver Scolt

SuSfiojhBridsraquo^

RraquofraquorraquofHraquo I I Riraquo to cucircc

groicircnraquod aond lil Sandvrm sill

E 3 Qov wlth raquoirt

Acraraquo Gond 8ridyraquo

J FIGURE 1 2

Sub-surface section or the Sabarmati River bed poundt Ahmedabad as seen in boring during_ the construction of road bridges across the river Data supplied by Ahmedabad Municipal Corshyporation and PWD Govt of Gujarat

FIGURE 1 3

Map of Ahmedabad city shorring locations of Municipal tubcwcll stations (open circlcs) and privatc tubcwclls (closcd circlcs) In the inset a schematic diagram or the suggested injection rcchargicircng scheme is stiown Pairs of double circlcs along the river indicnc pairs of vater supply and injection wclls

Schcmofic diogrom of tbe propoj icircd siphon rechorge schsrae for-tt)8 Ahmtdobod City

-Injection well -Cblorinofor

Ahmedobod City location pion o f tubewolU

Raferlaquoncel Roilwoy lene

mdash AbodMunlimit bull Privofetubewella 0 Mun Corpo

tubraquowlaquoij Sets orwot^r supply and injac-

AirPOrtA lonwlaquoH

(poundxtjiaJjt4 du Document Z 13312c) bull bull bull bull bull bull

- 116 -

B - INSTALLATIONS DE RECHARGE ARTIFICIELLE AYANT POUR OBJECTIF LE

SOUTIEN DUNE NAPPE DEAU SOUTERRAINE

1 ) LLite de jjz^tallatioiV4

(1

(2

(3

(4

(5

(6

(7

(8

(9

(10

(U

(12

(13

via

(15

(16

(17

(18

(19

Lettonie URSS

Lituanie URSS

Bacircle Suisse

Nappe du canton de Genegraveve Suisse

Donzegravere Mondragon France

Appoigny France

La Moulle France

Menuma Japon

Niigata Japon

Hodcgaya Japon

Wiesbaden RFA

Dortmund RFA

Haltern RFA

Hardham Grande-Bretagne

Peacuteoria USA

Valleacutee de la Durance France

Flushing Meadows USA

Fresno USA

St Croix Virgin Islands

(G 51341)

(G 51341)

(G 51341 F 2028)

(6618945)

(G 51341 F 2028)

(G 51341 F 2028)

(6627873)

(G 51341)

(G 51341)

(G 51341)

(G 51341)

(G 51341)

(G 51341)

(6622466)

(F 2028)

(G 51341 F 2028)

(G 6230)

(6616816)

(6614931)

2) Le tab-leau cL-apie donne la reacutepartition suivant le climat et le niveau de deacuteveshyloppement des pays concerneacutes des installations preacuteceacutedentes

NB il est inteacuteressant de remarquer que toutes les installations reacutepertorieacutees ont eu lieu en pays industrialiseacutes ce qui est logique car ces pays ont des besoins en eau tregraves importants donc exploitent largement leurs reacuteserves soutershyraines

Les installations de recharge artificielle pour le soutien de nappe dans le pays en voie de deacuteveloppement ne sont quagrave leacutetat du projet qui verront certainement le jour avec laugmentation des besoins en eau de ces pays

3) LeA tableaux 9 agrave 13 donnent pour chaque cas de climat et de niveau de deacuteveloppeshyment quelques caracteacuteristiques des installations correspondantes

- 117 -

NIVEAU DE CLIMAT ^ P J L V E L O P P E M

TEMPERE

CONTINENTAL

MEDITERRANEEN

SEMI-ARIDE

ARIDE

TROPICAL

INDUSTRIALISE

(1) (2) (3 ) (4 ) (5 ) (6 ) (7) (8) (S) (10) (11) (12) (13) (14) ( t a b l e a u x 9 e t 9 b i s )

(15) ( t a b l e a u 10)

(16) ( t a b l e a u 11)

(17) (18) ( t a b l e a u 12)

(19) ( t a b l e a u 13)

EN VOIE DE DEVELOPPEMENT

TABLEAU S REALISATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT TEMPERE

I l I I I I I I I 1 j PAYS | LOCALISATION | EAU | GEOLOGIE |VOL AQUI | DISPOSITIFS |C0LMA |TRAIT | PERFORMANCES | PRIX 1 1 1 1 1 I l i l i l 1 1 1 1 | URSS iLettonie | L lAlluvions e t deacutep6ts | |Bass ins 1 P-C | Preacute | 0 7 agrave 10 mjour | j | 1 |morainiques 1 | ( v o i r f i g 14) | | | | 1 1 1 1 i i i i I I I I I 1 | URSS iKaunas (Lituanie)1 R |Plaine a l l u v i a l e | |Bass ins | P | P r eacute agrave l | 2 8 agrave 005 njour | | | j i ( v o i r f i g 15) j j ( vo i r f i g 15) j j j j I l I I 1 I I I 1 1 1 I I 1 1 1 1 fi 1 | Suisse |Bacircle 1 R |Pla ine d a l luv ions | |Fosseacutes 1 P | 1 | 65 x 10 m3an |de r e -j j | | f l u v i o - g l a c i a i r e s | | (vo ir f i g 17) | j | | v i e n t j 1 i j (vo ir f i g 16) j j I I I |0 0242 1 I I I I I I I I Ipar m5 1 1

| Suisse j Canton de Genegraveve 1 R 1 Deacutepocircts morainiques j 18 10s ra3 JBassins et j P j 1 j 13 x 106 m3an jde re-| |(voir f ig 18) | | | jdrains | j j jvient 1 1 I I I I I I I j10 agrave 14 1 1 I I i l I I I Icent 1 1 I I I I l i t |suisses 1 1 I I I I 1 1 1 Ipar n3 1 1 1 i l i i 1 1 I I I 1 | France |Donzere-Mondragon| R lAlluvions f l u v i a - |105 10 m3 |Fosses d i n j e c - | P | Preacute | 8 5 m3s |charges I i I j t i l e s (vo ir f i g l 9 ) i j t ion 1 | j jd expl I I I I j j(voir f ig 20) j j j J400000F 1 1 I I I I I I I Ipar an 1 1 1 1 1 1 3 1 I 1 | France |Appoigny 1 R lAlluvions f l u v i a l e s 1180 10 m3 |Bass ins agrave s a b l e | P | Preacute |1000 m3jour | i l i i i j l v o i r f i g 21) j i j | 1 1 I I I I 1 1 1 1 France La Moulle R iCraie fissureacutee Bassins agrave sablei P 1 16IO6 m3an

(voir fig 22) (voir f ig 23) (10000 m2) J

- 118 -

FIGURE 14

PLAN DES OUVRAGES HYDRAULIQUES DE BALTEZERS REPUBLIQUE SOCIALISTE

SOVIETIQUE DE LETTONIE

(SxtnaJJ du Document Q 513^1 )

- 119 -

FIGURE 15

INSTALLATIONS DALIMENTATION ARTIFICIELLE DEIGULAI REPUBLIQUE SOCIALISTE

SOVIETIQUE DE LITUANIE

Legeiuiuml

1 Puits dexploitation 2 Puits dobservation 3 Station de pompage h Bassin dinfiltration

aglQ23 ^

A VA l

tma

Gravxer

S a b l e

Y777 T e r r e g r a s s e

7 Sab le mecircleacute de t e r r e g r a s s e j

(ExtAaJut du Document Ccedil 513^1 )

bull bull bull

- 120 -

FIGURE 16

COUPE HYDROGEOLOGIQUE DU SITE DE LA HARD (MUTTENZ-BALE)

giicircpositif tjltgtfitrjtun

II l VV95m v -bull bullbullbullbull

bullbull- bullbull -yf---w ^ ltbullraquo bullbull(vs5 bullbull A--raquo-

FIGURE 17

PLAN DE LAMENAGEMENT DALIMENTATION ARTIFICIELLE DE LA

NAPPE DE LA HARD (MUTTENZ-BALE)

OAcircUE Ccedily Prise en r7ytera

copy_ Station filtrante

(D_ Conduite dteu fiitrio

QFossucircn dinnltrction

_ Puits diuml repreumlso

copy Reacuteservoir deau poiumltUe et stetion de pampago

_ raquo _ l^ tajw _ J I _ 2Ttftipe

ttUTTENZ PHATTELH

leuroxtnaAgravejLi du Document h 2028)

- 121 -

FIGURE 18

PLAN DE SITUATION DE LA NAPPE DE LARVE ET DES OUVRAGES

I Fronlentx 2 Florencs 3 Corouga 4 Vmty (pont) S Veuy (uagravenraquo) 6 Trains

7 SooMnraquo dAnraquo 8 Perly 9 Sorol 10 Veyriat (Franc) il Gcitlard (F) 12 Crochu (F) 13 Veiraquo (F) bull Pulrs -J- PirKgtfnagravegtrraquo

x x

^ f Noppe deacute ^ rAilordonV x+ +

(E-xtnaiA du Document 66189^5)

Echees _ J l C T

lOOm

iroo-iVraquo SOCn-Vs

FIGURE 19

SCHEMA DE LALIMENTATION

ARTIFICIELLE A DONZERE-MONDRAGON

(ampctnaLt du Document h 2028)

m bull bull bull bull bull

- 122 -

FIGURE 20

DISPOSITIF DINJECTION

G r i l l e de f i l t r a t i o n Canal

d a l i m e n t acirc t P u i t s d i n f i l t r a t i o n

Gravier compacteacute bull-v ( 1 0 - 3 0 mm) --- -s

-~ii

Tuyau p e r f o r eacute - - iicirc TE ( D i a m egrave t r e bullbull - ^ -^ 056 m) bullbullbullbullf-_-_-|

bullAlluvions -(profondeurr 8 -18 megravetres)

^S^UMSIumlEATUi-l IMPERMEABLE

lCxtnoJJ du Document Ccedil 513^1)

123 -

FIGURE 21

NAPPE DE LA VALLEE DE LYONNE A APPOIGNY FRANCE

bulllt

Station de pompage - M

JC3 puits raquoP

Prise deau

Bac de deacutecantation

bull

laquo i

laquoiuml bullOi

Pompe de r e p r i s e

bullQtrademdashpieacutezomegravetre No

(ExtAOAgraveA du Document Ccedil 513^1)

FIGURE 22

GRAVELKES bull^IumlOUNKERQUS

bullEAU INDUSTRIELLE i l ] LAC DE BELLEVUE

LILLE

USINE DE FABRICATION DEAU POTABLE DcMOULLE

VALENClHWNHS^raquo

OOUAraquo tk^in y v

(poundxtsi(LUt du Document 6627873) bull bull bull bull

- 124 -

FIGURE 23

COUPE GEOLOGIQUE DU BASSIN VERSANT DAPRES BRGM

20N5 OAV5 lAOJElLE LA -1APPE DE IA CH-OE EST CAPtlVc SOUS IcircE TEfWKJraquo TEariUSH

Surface d la nap4 en mars-avril 1357

la nappa en mai 1072

TABLEAU 5 BIS REALISATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT TEMPERE

| PAYS | LOCALISATION | EAU j GEOLOGIE jvOL AQUI | DISPOSITIFS |COLHA jniAIT j PERFORMANCES | PRIX |

j Japon JMenuma | R JDiluvium j |Pu i t s d i n - | P-C | 2 |4 000 m3Jour j j j j t vo i r f i g 24) j j t vo i r f i g 24) j j j e c t i o n I I I i l

j Japon JNiigata 1 R JDiluvium j gt 120 10 5 m3 jPui t s d i n j e c - | P-C j 2 j20000 m3Jour jde r e - j j j t vo i r f i g 25) | j t vo i r f i g 25) j j t ion j j j jv ient j i l i l j j tvo ir f i g 2 5 ) | j j |0 02 $ j j j I I 1 1 1 1 j 1 i3 |

j Japon JHodogaya j U JDiluvium | |Pu i t s d i n j e c - j C | 2 J35 m3h j j i l j j 1 U i o n 1 I i j j i i i l j j tvo ir f i g 26)j j j j j

j RFA IWiesbaden | R JAlluvions f l u - j jflassins |P-C-B j 1 jlOO 10 6 m3an i I j i i j v i a l e s j j tvo ir f i g 27)j j j j j i l i j t v o i r f i g 27) j j j i j j j

| RFA JDortmund j R JAlluvions f l u v i a - j JBassins j P-B j Precirc jlOO 10 6 m3an jde r e - j j | j j t i l e s j j tvo ir f i g 28 ) j j j jv ient j j | | j t vo i r f i g 28) j j 1 i | |entre | j i i l i l i i i i deg gt 0 3 e t i i i i i i i i i i i 0 raquo 0 9 i 1 j I I j 1 i i |Par bull i

RFA Sables de Haltern L Sables profonds e t 108 10 s m3 Bassins Preacute 44 10 6 ngt3an (vo ir f i g 29) a l luv ions de (voir f i g 29)

1 t recouvrement [ I I I l

1 CB lHardham (Sussex) j R jSable-limoneux j |Bass ins j P j Precirc J26OO0 m3jour j j 1 1 I I I I I I I I I

Notations

Eau R raquo= eau de riviegravere U s eaux useacutees

Colmatage P raquo colmatage physique C raquo chimique B - bull bol ialt

Traitement Preacute = preacutetraitement 1 primaire 2 s secondaire

- 125 -

FIGURE 24

PROJET DINJECTION DE MENUNA JAPON

CARTE HYDROGEOLOGIQUE DE LA PLAINE DE KVANTO

Zone d a l i m e n t a t i o n des nappes c a p t i v e s

Zone de c i r c u l a t i o n des eaux douces c a p t i v e s

Zone d e a u x s o u t e r r a i n e s s e m i - c o n n eacute e s

TTTT-

200

Eaux souterraines coloreacutees du groupe de Kazusa Direction principale du courant des eaux douces souterraines

Limite infeacuterieure des deacutepocircts du plio-pleacuteistocegravene du groupe de Kazusz

Aluvions

Roches preacuteshytertiaires

PROFIL GENERALISE AB Groupe Kazusa

(Plio-pleacuteistocegravene)

(ExtnaiA du Document Ccedil 513b1) bull bullbullbullbull bull

- 126 -

FIGURE 25

PROJET DINJECTION DE NIIGATA - JAPON

C a r t e i n d i q u a n t l e m p l a c e m e n t d e s d i s p o s i t i f s d i n s e r t i o n

J D i s p o s i t i f s d i n j e c t i o n

B a s s i n de d eacute c a n t a t i o n

P r o d u i t s c h i m i q u e s p o u r l e t r a i t e shyment

^V^AJi-^r 1^^ 6 ^ e ^ e a u b r u t e

C ugrave-

i l i Vlaquo

I1III

P l a i n e c ocirc t i egrave r e Beacutegions montagneuses

(C-xJjiaUi du Document Ccedil 513U1 ) bull bull bull bull bull bull

- 127 -

FIGURE 26

INSTALLATION DINJECTION DE HODOGAYA

cp Vanne darrecirct ^

Pompe

R eacute s e r v o i r d e a u

G r a v e t t e f i l t r e compacteacute

Figure puit

JAPON

montrant la s dinjection

Tokyo zone m

struc Mo 1

eacutetrop

ture des et 2

olitaicircne

(ExtaaU du ucircocumertf Ccedil 51)^1 ) bull bull

- 128 -

FIGURE 27

POMPAGE DEAUX SOUTERRAINES ARTIFICIELLES A SCHIRSTEIN WIESBADEN

r JD

s u r l e Rhin

copy S t a t i o n de pompage copy P u i t s copy B a s s i n de d eacute c a n t a t i o n copy B a s s i n d i n f i l t r a t i o n copy Leveacutee

VALLEE DU BHIN WIESBADEM REPUBLIQUE FEDERALE DALLEMAGNE

lpoundxtAaJJL du Document Ccedil 57J47 )

- 129 -

FIGURE 28

INSTALLATIONS DALIMENTATION ARTIFICIELLE DE DORTMUND

BaBs in de d eacute c a n t a t i o n

P r eacute f i l t r e agrave g r a v i e z

mmmzm Substratum impermeacuteable

YSSSSSS Surfaccedile de la nappe phreacuteatique avant

bullbullbull 1 alimentation artificielle bull Surface de la nappe phreacuteatique apregraves lalimentation artificielle

bdquo+teacirce 1 a Lippeltx

N o t e laquobullmdash iy

Pour approvisionner les villes ~ bullgtegt G-Agrave et les industries on pompe dans la valleacutee de la Ruhr hlO millions de m-2 deau par an dont

320 millraquo de m2 dans lEnvscher 82 mill de m^ dans lu Lippe 6 millraquo de nvi dans la Vupper

et 2 millraquo de m dans la cuvette dEms

VALLEE DE LA RUHR REPUBLIQUE FEDERALE DALLEMAGNE

ouvrages hydrauliques

lx+ialt du Document Ccedil 513^1)

Lac artificiel

Bassin draquoinfiltra- puits de

tion pompage

Bassin dinfiltrashytion

I I

Surface pieacutezomeacutetrique avant lalimentation artificielle

Surface pieacutezomeacutetrique apregraves lalimontation artificielle

~

Sables de Haltorn

Carte de la reacutegion

DISPOSITIF DALIMENTATION ARTIFICIELLE DE HALTERN

REPUBLIQUE FEDERALE DALLEMAGNE

Cologne (K51n)

DlaquossEicanrgt

lExtnaAJi du Document Ccedil 513^1 )

- 131 -

TABLEAU 10 REALISATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT CONTINENTAL

I PAYS j LOCALISATION | EAU | GEOLOGIE | VOL AQUI | DISPOSITIFS | COIJU | TRAIT j PERFORMANCES I PRIX

T USA Peacuteoria (Illinois) R sables et graviers

(voir fig 30) Bassins agrave sable (voir fig 30)

AP Preacute JlO000 m3jour |de re-|vient 10008 FF| jpar rn3

Notations

R = eau de riviegravere P = colmatage physique A = colmatage ducirc aux algues

Preacute = preacutetraitement

FIGURE 30

PLAN ET COUPE DUN BASSIN DINFILTRATION DE PEORIA

Oacsm

mm f^-C^t

i - j laquo m r vsi bullbull bull bullgtraquo bullbullbull gt-r-mdash ~T -- -v bullbull-

JiiC^U-1 vv-------- bull t )- c bullbullsvcbullbull - bull bullbull -bullbull ^Vbullbullbull^bull^iT v^gt^7bull^^T-~----Trrbull^^-^-^-J-C^bullbullbull

Echelles United)

Arriveacutee dcui- Ijriiire

(Existait du Document t 2028)

- 132 -

TABLEAU 11 REALISATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT MEDITERRANEEN

PAYS I I I I I I j LOCALISATION | EAU | GEOLOGIE | VOL AOUI | DISPOSITIFS j COLHA

1 1 1 TRAIT | PERFORMANCES | PRIX |

Valleacutee de la Durance (Voir fig 31)

R Alluvions fluvia- gt 800 10 m3 Puits dinjec- P tiles tion

(voir fig 31)

830 1s

I

Notations

R raquo riviegravere P = colmatage physique 1 = traitement primaire

TABLEAU 12 REALISATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT ARIDE

| PAYS

USA

| USA

1 | LOCALISATION

Flushing Meadows

1 1

JFresno |(voir fig 33) 1 1 1

EAU

bull

R

1 | GEOLOGIE

Sable grossier et graviers

1

|Alluvions reacutecen-jtes dorigine |granitique 1 1

1 | VOL

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

AQUI 1 | DISPOSITIFS

Bassins (voir fig

1

|Bassins 1 1 1 1

32)

1 |COLMA

PB

1 1 1 1 1 P 1 1 1 1

1 |TRAIT

gt 1 1 | 1 | Preacute 1 1 1 1

1 | PERFORMANCES

35 m3s

1 1

|15 10 m3an 1 1 1 1

1 1 | PRIX j

1 1 1 1 de re- j vient 000432 jpar m3 j

1 i |de re- | jvient j |00142 | jpar m3 | 1 1

Notations

R laquo eau de riviegravere U = eaux useacutees

P =raquo colmatage physique B = colmatage biologique

2 raquo traitement secondaire Preacute = preacutetraitement

bullbullbullbullbulllt

- 133 -

FIGURE 31

BASSE VALLEE DE LA DURANCE - FRANCE

TARASCON

Limi t e s de l a p a r t i e c a p t i v e de l a format ion a q u i f egrave r e ( sous des d eacute p ocirc t s a r g i l e u x s u p e r f i c i e l s )

I n s t a l l a t i o n s d i n j e c t i o n ~^mdash P r o f i l eacute t u d i eacute

ipoundxtncuit du Document Ccedil 513^1 ) bull bull bull bull bull bull

- 134 -

FIGURE 32 SCHEMA DU PROJET DE FLUSHING MEADOWS ^-x

R eacute g u l a t e u r d e p r e s s i o n

A l i m e n t a t i o n

Canal dameneacutee Digue

Bassin V T

IOI JΠJLIumlL

=r~w5i bd alt

bull

Puits Ndeg bull 1

50

bull -ltgt

bullbull 3-4

5-6

100 megravetres

I

B _

3=

Tuyau de drainage

J^ Puits Est

Puits

FIGURE 32 BIS SYSTEME DES BASSINS DINFILTRATION SUR CHAQUE COTE DU LIT DE LA RIVIERE ET DES PUITS AU CENTRE POUR POMPER LEAU REGENEREE

Lit de la rivi egravere

horizon imperxeacuteable

(poundXpoundACLUgraveL4 du Document Ccedil 6230) bull bull bull bull

- 135 -

FIGURE 33

ZONAL RESPONSE IN WATER TABLE HYDRAULIC HEAD AND WATER QUALITY

AROUND THE CITY OF FRESNO CALIFORNIE

(poundxtnltzijt du Document 6616816)

TABLEAU 13 REALISATION EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT TROPICAL

i PAYS

USA

i | LOCALISATION |

St Croix (Virgin Islond)

Notations

EAU

U

| GEOLOGIE

Alluvions (voir fig 33 Bis

1

VOL AQUI DISPOSITIFS

Bassins (voir fig

33 Bis)

1 ICOLMA

1 1 PB

1 1 1

1 | TRAIT

1 1

1 1 1 1

PERFORMANCES

38000 n3jour

1 1 1 PRIX |

[de re- [ vient 05602 [par m3

U = eaux useacutees

P = colmatage physique 8 = colmatage biologique

1 = traitement primaire

- 136 -

FIGURE 33 BIS

GEOLOGY OF THE GOLDEN AND NEGRO BAY RECHARGE SITES

i ^ mdash E i f t t a N laquo y o Bay gt ^ bullbull bull Esurraquo Goldltn Grcraquoraquo bull gt

rtorironiai ugraveiitanc ifti

(poundxtialt du Document 661^931 )

bull bull bull bull bull bull

- 137 -

- INSTALLATIONS DE RECHARGE ARTIFICIELLE AYANT POUR OBJECTIF LA

CONSTITUTION DUNE BARRIEgraveRE HYDRAULIQUE CONTRE LINTRUSION

DEAUX SALEacuteES

1 ) L-Lite deA inAtaHaiJonA

(1

(2

(3

(4

(51

(6

(7

(8

(9

(10]

(11

(12)

Long Island USA

Zandvoort Pays-Bas

Tokushima Japon

Water Factory 21 USA

Palo Alto USA

Burdekin Australie

Kalauoo Hawaiuml USA

Dashte Naz Iran

Tanger Maroc

Telbaulba Tunisie

Sebikotane Seacuteneacutegal

Bas Togo Togo

(F 2028 G 51341 G 17874)

(F 2028 G 51341)

(G 51341)

(G 6212 5603546)

(G 6212)

(F 40332 G 51341)

(G 51341)

(Ground Water Ja-Fe 1977)

(F 2028 G 51341 6600101)

(G 6757)

(G 51341 5600835)

(G 51341)

2) Le tabMeau cL-apieA donne la r eacutepar t i t ion des i n s t a l l a t i ons preacuteceacutedentes suivant l e climat et l e niveau de deacuteveloppement des pays concerneacutes

3) LeA tabteaux 1b agrave 19 donnent pour chaque cas p a r t i c u l i e r de climat et de niveau de deacuteveloppement quelques carac teacuter is t iques des i n s t a l l a t i o n s correspondantes

Tableaux 14 agrave 16 r eacutea l i s a t ions en pays indus t r i a l i seacute s

Tableaux 17 agrave 19 r eacutea l i sa t ions en pays en voie de deacuteveloppement

- 138 -

- ______^ NIVEAU DE CLIMAT -^CEVELOPPEM

TEMPERE

CONTINENTAL

MEDITERRANEEN

SEMI-ARIDE

ARIDE

TROPICAL

INDUSTRIALISE

(1) (2 ) (3 ) t a b l e a u 14

(4 ) (5 ) t a b l e a u 15

(6) (7) t a b l e a u 16

EN VOIE DE DEVELOPPEMENT

(8) t a b l e a u 17)

(9 ) (10) t a b l e a u 18

(11) (12) t a b l e a u 19

TABLEAU 14 REALISATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT TEMPERE

C I I I I I I I I I I PAYS | LOCALISATION | EAU | GEOLOGIE | VOL AQUI | DISPOSITIFS |COLHA |TRAIT | PERFORMANCES | PRIX |

1 1 I I I I I 1 1 1 I I I I I I I I I | USA | Bay Park | U |Sable a r g i l e | gt 1200 10 9 m3|Puits d i n j e c - | PCB | 3 |13 agrave 25 1s | | | | Long Is land j | sab le argi leux j | t i o n I I I 1 | | (voir f i g 34) | | ( v o i r f i g 35) | | I I I I I

| Pays-Bas | Zandvoort j R |Plaine l i t t o r a l e | ) 4 5 10 9 m3 jcanaux e t j P j Preacute j 70 10 m3an jde r e -| j | | e t dune | jbass ins | | j | v i en t | | | j (vo ir f i g 36) j j fvo ir f i g 36) j j j |0 245

1 I I I I I I I lFFn3 1 1 1 1 II 1 1 1 II 1 1 1 1 1 1 1

Japon | Tokushima | R |Plaine l i t t o r a l e | |Pu i t s d i n j e c - | P | 2 | 20-25 n3heure | j (vo ir f i g 37) j jdiluvium | j t ion I I I 1 | | |(voir fig 37) | | I I I 1 1 I I I I I I I 1 Notations

R = eaux de riviegravere U = eaux useacutees

P = colmatage physique C = colmatage chimique B = colmatage biologique

Preacute = preacutetraitement des eaux 2 = traitement secondaire 3 = traitement tertiaire

- 139 -

FIGURE 34

LOCATION OF THE BAY ARTIFICIAL-RECHARGE SITE

(C-xtnaAJL du Document Ccedil 5211 )

FIGURE 35

Nord Sud Atlantioue

A r g i l e

^Zdia^) cfe fBe c 0

G r a v i e r

Sable argile sable argileux et limon S a b l e

Roche c o n s o l i d eacute e

lCxtaaJJ- du Document Ccedil 513^1 )

- 140 -

FIGURE 36

NI

n

Limite de la zone s captage

Limite des dunes

i

gt

Mer du Nord Dunes Polder du Lac de Haarlem

urbe ^^y-Lentilles Sables du plexs^ - T tocene ^ ^^aargile

---bullbullbullbull bull-bull-bullbullbullbull ejjgt---gt ltamp ltbull bull v- bullbullbullbull

gt--gtV^

^ampm$^amp^3^amp$^

ZANDV00RT PAYS-BAS

(CxtAaU du Document Ccedil 513^D bull bull bull bull bull

- 141 -

FIGURE 37

Aff l eu remen t s du s u b s t r a t r ocheux

_ _ p r o f o n d e u r du s o c l e rocheux ~ ( c o u r b e de n iveau ) 1ampampampVJ-~- Teneur en Ci s u p eacute r i e u r e agrave

bull Fo rage

copy P u i t s d i n j e c t i o n

TAKASE Deacutepocircts argileux superficiels HATSUMO

icirc l e r

PROJET DINJECTION DE TOKUSHIMA JAPON

fts^ k=eacutepoundagrave amp ^

Tokushima (sur Shikoku)

(6x-tzltzlt du Document Ccedil 513U1 )

- 142 -

FIGURE 38

ORANGE COUNTY CALIFORNIE

bullv KCCU CQ

5Au BtewAepiuo co

raquo _

eiVcZ^iPE- co

0

PIE60 1 l [ IMPERIAL CO i

_ 1 -T-

A i

(CxtacuJ du Document 56035^6)

TABLEAU 15 REALISATIONS EH PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT MEDITERRANEEN

r 1 i PAYS | LOCALISATION | EAU | GEOLOGIE

1 1 1 1 1 1 |VOL AQUI | DISPOSITIFS |COLMA | TRAIT | PERFORMANCES | PRIX

Water Factory 21 U Deacutepocircts marins et Californie continentaux mal (voir fig 38) consolideacutes

Puits dinjecj PB 3

(voir fig39)

066 IJI33

USA Palo Alto (voir f ig 40)

U Sables et jgraviers

I Puits dinjecj PB 6 1s

|(voir fig40)| I I

Notations

U = eaux useacutees

colmatage physique colmatage biologique

3 = traitement tertiaire

bull bull bull bull i

- 143 -

FIGURE 39

FLOW SCHEMATIC AND SAMPLING LOCATIONS FOR WATER FACTORY 21

LIQUID PROCES3IWG

C H E M C A L K I T R O S c N RECARSON-I __ _ icirc ACTIVATES bullDiSlNFECIiCV amp j CLARIFICATION j REMCVAL ATCN [ FILTr^siO^I CARBON 0poundMIKERASJZpound7Gricirc

t t fAOSQPPTiCtt

CAP80H 70 HIcircUSr

bull lt

lJCCTtOlaquolaquo wCLLS

bull laquo C Y C L E

PUMraquoS

S0L1DS HANOLING INJECTIONraquo SYSTEM

bull bull bull bull bull bull

- 144 -

FIGURE 40

PLAN 0F GROUNDWATER RECHARGE FACILITY IN THE PALO ALTO BAYLANDS

msmm FRAgraveSCISCOcircI

0 u

El 6k

PALO ALTO

copy

-e-o

LEGEND

EXTRACTION WELL

INJECTION WELL

MONITOft WELL

lpoundyLtnaLt du Document Q 6212)

- 145 -

TABLEAU 16 REALISATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT TROPICAL

1 f~^ 1 1 1 1 PAYS | LOCALISATION | EAU | GEOLOGIE | VOL AQUI | DISPOSITIFS |COLMA |THAIT j PERFORMANCES | PRIX

Australie Delta du Burdekin Delta avec 345 109 m3 Trancheacutees agrave Preacute (voir fig 41)

-h i

JKalauao Hawaiuml

deacutepocircts alluviaux

I I I I

sable (voir fig41

I Bta2) I H

40 agrave 100 106

m3an des in-vestis-jsements 2 106$

USA jcocircne volcanique 4800 10 in3 Retenue deau (basalte) (voir fig43) (voir fig 43)

120000 m3jour

Notations

R = eaux de riviegravere

P w colmatage physique

Preacute = preacutetraitement

FIGURE 41

CARTE GENERALE

bull Ui KlaquoraquokM

(ExtzaLt du Document Q 513^1 )

- 146 -

FIGURE 42

LOCALITIES OF RECHARGE TRENCHES IN BURDEKIN DELTA

FIGURE 43

TYPICAL CROSS SECTION OF A TRENCH

IpoundxtnaAgraveJbi du Document h U0332)

- 147 -

FIGURE 44

COUPE SCHEMATIQUE MONTRANT LES SOURCES DEAU DE HONOLULU

P u i t s d e K a l a u a o H a w a i i E t a t s - U n i s d A m eacute r i n u e

E c h e l l e

-2snmdash P r eacute c i p i t a t i o n (rrr)

- laquo laquo - - L i g n e s d e n i v e a u p i eacute z o m eacute t r i q u e ( c m )

(SxiAaJJ du Document Ccedil 513^1 )

- 148 -

TABLEAU 17 REALISATIONS EN PAYS EN VOIE DE DEVELOPPEMENT A CLIMAT TEMPERE

1 PAYS | LOCALISATION

j r

GEOLOGIE | VOL AQUI | DISPOSITIFS | COLHA | TRAIT | PERFORMANCES | PRIX

Iran iDashte Naz | N |Sables | jtvoir f ig 45) bull j jtvoir f ig 46) j

I I I I

|Puits din- j jjection j |(voir f ig 47) |

|200 1s I I

N = eau de nappe

FIGURE 45

DASHTE-NAZ FARM AREA

V--

I R A Q

S A U 0 1 A R A 8 I A

MIOOLE EAST AREA

(poundxpoundnaUt4 de VattLcAe do OS W-LLLLaniA pcuiu darvi Qiound Wateji Qa-Fe 1977)

- 149 -

FIGURE 47

CROSS SECTION OF TYPICAL INJECTION WELL

FIGURE 46

RELATION BETWE FRESH AND SALINATED

AQUIFERS IN DASHTE-NAZ

CAS-OH I f A

-bull C -r- ~ - = S ^ trade j f - iuml x bull bull 0 L

_ _ - ^ Fgtistoi cdHgtjkta wi(raquo gtlaquo-raquoai

fx-6iltxiXltJ de VantXcle de pound)poundbull WLilLami paMu dan Ccediliound Wateji Ccedila-Fe 1977 )

bull bull bull bull bull bull

- 1 5 0 -

CARTE GEOLOGIQUE DU CHARF-EL-AKAB

Echelle - ltm

QUATERNAIRE

Allumions

1 I Sable Je couverture

~gt---iuml 1 Sable de phje

1degdegdeg1 Gregraves marin

ANTEQUATERNAIRE

- j Gregraves lortonhn

bullpound3 Gregraves 1 vmucirc Arjiitesj

F-^- Marnes eacuteocegravenes

ugravediens

Mcrres schisteuses secircnonicircennss

bullif- ocircondacss dexploitation t Fesseacutes dabsorption

copy Pieacutezomtlrts G Diachse dinjection

evccedilraquo V^=gt-iuml

EXHAURE ET REALIMENTATION

ARTIFICIELLE DE LA NAPPE DE

CHARF-EL-AKAB (TANGER)

SCHEMA DE PRINCIPE

(poundxJyiaUA du Document 6600101 ) bullbullbullbullbullbull

- 151

TABLEAU 16 REALISATIONS EN PAYS EN VOIE DE DEVELOPPEMENT A CLIMAT MEDITERRANEEN

1 | PAYS

1 1 1 Maroc 1 1 1 1 1 Tunisie 1 1

1 | LOCALISATION

1 1 |Tanger 1 1 |Telboulba 1 1

1 | EAU

1 B 1 1 I 1 1 F 1 1

1 1 | GEOLOGIE | VOL

I 1 1 1 s ICuvette littorale|6 10 Iseacutedimentaire | |(voir fig 48) | | 1 i |Sables fins avec | (couches dargile | i i

AQUI

m3

1 1 | DISPOSITIFS |

1 1 1 |Fosses din- | Ifiltration | |(voir fig48)|

| i 1 i |Pults din- | Ijection | 1 1

COLMA

P

P

1 | TRAIT

I 1 1 1 1 1

1 1-2 1 1

1 | PERFORMANCES

I

1 |106 m3an 1 1 1 1 -|05 10deg ngt3an 1 1

1 1 1 PRIX | 1 1 t 1 1 1 1 1 1 1

1 1 1 1 1 1

Notations R = eau de riviegravere

P = colmatage physique

1 = traitement primaire 2 = traitement secondaire

TABLEAU 19 REALISATIONS EN PAYS EN VOIE DE DEVELOPPEMENT A CLIMAT TROPICAL

1 1 1 1 | VOL AQUI | DISPOSITIFS | COLMA |TRAIT PAYS | LOCALISATION | EAU GEOLOGIE PERFORMANCES | PRIX

Seacuteneacutegal | Sebikotane IRoches carbona- 6010 m3 jRetenue |teacutees karstiques | j(voir fig4SIuml| |(voir fig 49) j | |

+ -+- 4-I

1depandage j

34 10 n3an

Togo Bassin du Bas Togo

Sables dunaires (voir fig SO)

gt 1 4 1 0 S m3 jTerrains 5 6 10 m3an

Notation

R = Eau de r i v i egrave r e

- 152 -

FIGURE 49

ECORCHE DU COMPARTIMENT DE SEBIKOTANE

ECORCHE DU COMPARTIMENT

DE SEBIKOTANE

Rosine infeacuterieur supposa en levraquoJ

i JIumlAMirretir

F N Cad m rcreujf

i rjJ 5AAV t 7srracirces

iKf[^|rT bull | ^T7^WL T Icirc j-r-- r- i - F

jt|l-k bull i T i ^ ^ J iiuml S t e k y X MaUr Guey

(poundxtaU du Document 5600835)

- 153 -

FIGURE 50

PLAINES LITTORALES DU TOGO

Limi te des p eacute n eacute t r a t i o n s UJJJplusmn-LLL d e a u s d e mer ^o

tf C o u r b e s de n i v e a u de l a pound I iuml m i t e iuml h f eacute r i e u r e de l a q u i - ^ bull bull

f egrave r e du c o n t i n e n t a l t e r m i n a l v

E a u de ui(

Oceacutean o

P r o f i l

C o n t i n e n t a l t e r m i n a l

( ^S ta t ion de pompage) T a b l i g b o

Eaux

S-ogt6 W ^

(poundxfrialpound du Document Ccedil 513^1) bull bull bull bull

- 154 -

D - INSTALLATIONS DE RECHARGE ARTIFICIELLE AYANT POUR OBJECTIF

LEacutePURATION NATURELLE DES EAUX PAR PASSAGE DANS LE SOL

1 ) Lutte deA inAtaLlampLLorvi

(1) Bertrange France

(2) Blagnac France

(3) Dangeacute - St Romain France

(4) Ginasservis France

(5) Nancy France

(6) Croissy France

(7) Karlskoga Suegravede

(8) Goteborg Suegravede

(S) Port Leucate France

(10) Boulder USA

(G 2264 bis)

(G 2264 bis)

(G 2264 bis)

(5605250)

(F 2028)

(G 51341 G 3663)

(G 51341 F 2028)

(G 51341 F 2028)

(G 7221)

(G 1681519)

2) Le tabZeau cx-de440uA donne la reacutepartition des installations preacuteceacutedentes suivant le climat et le niveau de deacuteveloppement des pays concerneacutes

mdashbullmdash-___ NIVEAU DE CLIMAT -^DEVELOPPEM

TEMPERE

CONTINENTAL

MEDITERRANEEN

SEMI-ARIDE

ARIDE

TROPICAL

INDUSTRIALISE

(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) Tableaux 20 et 20 bis

(S) Tableau 21

(10) Tableau 22

EN VOIE DE DEVELOPPEMENT

bullbullbullbullbullbull

- 155 -

NB Toutes les installations reacutepertorieacutees ont eacuteteacute construites dans des pays industrialiseacutes Ceci montre bien que face dune part agrave laugmentation des besoins en eau et face dautre partagrave limportance de la quantiteacute deaux useacutees rejeteacutees lalimentation artificielle apparait comme eacutetant un moyen de gestion bien approprieacute

N

3) LampA tableaux 20 agrave 22 donnent pour chaque cas particulier de climat et de niveau de deacuteveloppement quelques caracteacuteristiques des installations correspondantes

TABLEAU 20 INSTALLATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT TEMPERE

| PAYS | LOCALISATION | EAU | GEOLOGIE j VOL AQUI j DISPOSITIFS | COLMA | TRAIT | PERFORMANCES | PRIX

France Bertrange R Alluvions gros- bullBassins agrave PB Preacute 800 m3jour bull 1siegraveres bull bullsable j j Jenviron j

(sables et gra- i itvoir fig51)

1 I I vieuro r s) | i 1 1 I 1

j France 1 Blagnac 1 R JAlluvions gros- | iBassins agrave j PB j Preacute |800 m3jour j | 1 1 Isiegraveres 1 Isable | j lenviron i j j I ((sables et gra- | |(voir figbllj j j j 1 1 I I viers) 1 1 I I I I

France Dangeacute Saint R Alluvions gros- Bassirs agrave PB Preacute 800 n3jour

Romain siegraveres isable [ [environ

(sables et gra- (voir fig51)

r 1 v i e r s ) bull I

j France | Ginasservis j U | 1 |Lagune j PB | 3 |50 m3heure j 1 I (Var) | | 1 Kvoir fig52)| | j |

France Nancy R Alluvions bull Bassins p Preacute 100000 m3j

(voir fig53)

| France j Croissy j R |Craie fissureacutee | |Bassins j PB j 1 |3010 m3an jde revient

| | (voir fig 54) | |sous alluvions | |(voir fig55lj | j |0062 par

1 1 1 |(voir fig54) | | I I I I m3

j | I l 1 9 1 I j I i Suegravede Karlskogo R Alluvions (sables 2 10 m3 Bassins agrave 1 15000 mSjour

(voir fig 56) [et graviers) [ [sable [ [ J J

(voir fig 56) (voir fig56)] j

Notations

R = eaux de riviegravere

U = eaux useacutees

P = colmatage physique

B ~ colmatage biologique

Preacute = preacutetraitement des eaux 1 = traitement primaire 3 = traitement tertiaire

bullbullbullbullbullbull

- 156 -

FIGURE 51

Pt eacute iome t r cm

4 3

4 2 Stiagravettrotum de cateotres marneux tm peu permtobtn ^ -IMPLANTATION -

EcheteViOOO

SP I I I I I I I I I t I rr BOMilt 4raquoJtrotlaquoii

1gtIuml I I M J I I I M I A B

bull Fore 9 bull tf rlaquopi i

laquoraquooo l _ 1 2 0 O

J-raquoraquo

lLxtnaiA du Document Ccedil 226k b-Li)

FIG-52

T iu i teumlu ien t d eacutepuiut iou degraves fcJUii Utgteacutees Urbaines

en vus de Leur recyclage pour la consommation

Scheacutema deprincipe de l installation pilote de GINASSERV1S

ChXraquot olaquoJraquolaquolraquoraquo Otcf lntr iictgtpiraquolraquoraquo

v bull T R A I T E M E N T PRIMAIRE laquot SECONDAIRE

TRAI1EHENT TERTIAIRE

ur

raquo ^ ^ ~ i

C3 J ya amdashraquo f

^ mdash - feu eraquor gtbull bull bull bull bull bull

LACUNE dlaquo r i mj action

(poundxUaU du Document 5605250

- 157 -

FIGURE 53

SCHEMAS EN PLAN ET EN COUPE DE LALIMENTATION ARTIFICIELLE DE LA NAPPE

DE LA MOSELLE A MESSEIN (NANCY)

MoseUe

vers trai

Barrage

25-3 Om | 25-30trade

gt^ |2a3nraquo

f Galerie L J captante

77777777-7777777 Subslratum impermeacuteable

(LxJjiaAgraveJ du Document h 2028)

FIGURE 54

NAPPE SOUTERRAINE DE LA VALLEE DE LA SEINE A CROISSY (FRANCE)

S e i n e Deacutecanteurs

U

P r i s e d eau

F i l t r e s agrave s a b l e

B a s s i n S t a t x o n r _ V e r s l e d m f i l - de _ reseau de t r a t x o n pompage l - d i e t r - i -

1 bution

Craie f i s s u r eacute e

(ExtAcujt du Document Q 513^1 )

- 158 -

FIGURE 55

Usine du PECQ

Prise deau de CROISSY

Chatou 9

bull bull lt - - bull lt iuml gt

FORAGES SLEE bull FORAGES fslJFTl

coupe des terrains suivant A B

a Meuliegraveres e Calcaire grossier b Sables du Stampien f Argiles et sables du Sparnacien c Gases vertes du Sarncisien g Craie blanche Seacutenonienne d Marnes et caillasses h Sables et graviers

(6xtAalt du Document Ccedil 3663)

- 159 -

RESERVOIR DEAU SOUTERRAINE DE KARLSKOGA SUEDE

Carte de l a reacuteg ion

bull w

(ExtnaLt du Document Ccedil 513^1 )

FIGURE 56

SCHEMA DE LALIMENTATION ARTIFICIELLE A KARLSKOGA

(Extnatt du Document t 2028)

- 160 -

TABLEAU 20 BIS INSTALLATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT TEMPERE

1 1 I LOCALISATION | EAU | GEOLOGIE | VOL AQUI

1 1 1 r~ DISPOSITIFS | COLMA | TRAIT | PERFORMANCES | PI

PAYS

Suegravede | Goteborg I I

R |AlIuvlons (sables | jet graviers) | j(voir fig 57) |

Bassins | (voir fig 57) j

| 1 |12000 m3jour I I

Notations

R = eaux de riviegravere

1 = traitement primaire

FIGURE 57

SCHEMA DE LALIMENTATION ARTIFICIELLE A GOTEBORG

Bass in d raquo i n j e c t i o n

Nivlaquo p i eacute z on eacute triccedilju^

v v v V

vSocle cristallin

n M bull

(Cxtnaijt du Document Q 513^1 )

bull

NW Echelle horizontale 1500

PZ5

488 529

590 622-6 28

249-250 HV

360-364-k

482-484

Golel dorgile humifecircre 03cm + golels oxydes

602

690

775-784 810

Lentille dorgile humifecircre 02cm ggft

l ^ g S S J Forte dodeur H2 S 75 926 944

10-1018

1086 bull

1168-12-

1540 L-J

w

Argile humifecircre sableuse

Argile sableuse humifecircre oxydotion ferrique 10

Argile sableuse humifecircre

Deacutebris de- vecircgeacutetoux 10 Traces oxydation 1

Sable tourbeux Deacutebris de bois Soble fin tourbeux

Sable fin tourbeux

Amas de soble argileux humifecircre Soble partiellement tourbeux

054 bullbullbull 089-071

240

354-360

425-428

517

610

9 936

arc

515

Lentille dorgile tourbeuse 1cm Toches doxyde ferrique

Golel dorgile sableuse

Galets dargile sableuse brun-rouge 01 cm Toches humifegraveres Bois en deacutecomposition Soble ovec oxyde ferrique 20 Soble humifecircre H2S Soble humifecircre ovec racines

LEacuteGENDE

] Soble grossier moyen

Soble fin

FIGURE 59 PORT LEUCATE

PLAN DE SITUATION DE LA DUNE DE LA CORREGE

Echelle M 15 000

bullbullbullv Zoneeacutequipeacutee pour l i r r i g a t i o n acirc p a r t i r des ef f luents en 1980

Zone basse planteacutee (+ 2 NGF)

Conduite 0 400

Bassins d i n f i l t r a t ( 1981)

Zone haute non anteacutee (+7NG

M E R bullbull M E D I T E R R A N E E

- 163 -

TABLEAU 21 INSTALLATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT MEDITERRANEEN

j VOL AQUI | DISPOSITIFS |COLMA |TRAIT | PERFORMANCES | PRIX PAYS LOCALISATION EAU j GEOLOGIE

] 1 h Port Leucate U Dunes cStiegraveres

(voir fig 58) Bassins din- PB filtration (voir fig 59)

Preacute 1500 m3Jour

Notations

U = eaux useacutees P = colmatage physique B = colmatage biologique

Preacute = preacutetraitement des eaux

TABLEAU 22 INSTALLATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT SEMI-ARIDE

i 1 r | LOCALISATION | EAU |

PAYS GEOLOGIE VOL AQUI 1 1 1

DISPOSITIFS ICOLMA |TRAIT | PERFORMANCES

1 1mdash4 PRIX

SA Boulder (Colorado)

I bdquo I U jAlluvions (sables et graviers)

Bassins din- j PB filtration

I entre 50000 e t ( f ig 60 ) 200000 m3an

Notations

U = eaux useacutees P = colmatage physique B = colmatage biologique 2 raquo traitement secondaire

bullbullbullbullbullraquo

FIGURE 60

SCHEMATIC 0F BOULDER WASTEWATER TREATMENT PLANT

M

Flow Prlmagravery Diversion Clarifiers

Iteadworks Oox

r L

Trfckling Ti t ters

Secondary Clarifiers Chlori nation

City Collection

System

V

Grit to Land Disposai

Site

Kl

bulla

o a v

Infiltration-Percolation Basins

1 mdash lt To Land

~ Disposai Site

Sludge Vacuum Holding Filters Tanks

(ExtnaU du Document Q 1681519)

- 165 -

L I S T E B I B L I O G R A P H I Q U E

F 2028 BIZE Jf BOURGUET L LEMOINE J Lalimentation artificielle des nappes souterraines Ed Masson et Cie 1S72 199 pages

F 3091

F 40332

FALKENMARK M LINDH G Water for a starving world Westview Press Boulder Colorado Feacutev 1977 204 pages

Proceedings of the groundwater recharge confeacuterence - 1980 Australian Water Resources Council Confeacuterence Seacuteries ndeg 3 281 pages

F 4443 MATHEW K NEWMAN PWG HO GE Groundwater recharge with secondary sewage effluent Australian Water Resources Council 1982 167 pages

F 44521 agrave 4 Artificial groundwater recharge International Symposium - Research results and practical applic Dortmund 1979 Publication 1982 1500 pages environ

F 4462 HUISMAN L 0LSTH00RN TN Artificial groundwater recharge Pitman Advanced Pub Program Ed 1983 320 pages

G 1681519 SMITH DG LIumlNSTEDT KD BENNETT ER Treatment of secondary effluent by infiltration-percolation EPA-6002-79174 Aoucirct 1979 103 pages

G 17874 KOCH E GIAIMO AA SULAM DJ Design and opeacuteration of the artificial-recharge plant at Bay Park New York US Dept of the Interior Geol Survey 1973 14 pages

G 2264 Bis La meacutecanique des fluides et lenvironnement - Preacutevision et maicirctrise de la qualiteacute de leau et de lair Socieacuteteacute Hydrotechnique de France 14egravemes Journeacutees de lHydraulique Paris Sept 1976 Question 4 les eaux souterraines 48 pages

G 3663 A bull bull bull

Plaquette de preacutesentation de linstallation de recharge artificielle de Croissy SLEE sd 16 pages

G 51341 Emmagasinement souterrain des eaux et recharge artificielle Ressources NaturellesSeacuterie Eau ONU ndeg2 1977 307 pages

bullbullbullbullbullbull

- 166 -

G 6094

G 6212

G 6230

G 7221

A bull bull bull

World climate confeacuterence Organisation Meacuteteacuteorologique Mondiale Confeacuterence Feacutevrier 1977 Genegraveve 791 pages

A bull bull bull

Wastewater reuse for groundwater recharge Symposium Office of Wat Recycling Californie 1980 345 pages

A bull bull bull

Possibiliteacutes deacutepandage des eaux useacutees urbaines Rapport Agence RMC 1979 371 pages

A bull bull bull

Lameacutenagement dinfiltration des eaux useacutees de Port-Leucate Socieacuteteacute dEconomie Mixte dEquip et dAmeacutenag de lAude Nov 1981 45 pages

5603546 COFER JR Orange county water districts Water Factory 21 Journ of the Irrigation and Drainage Div Dec 1972 p 553-567

5605250 ALEXANDRE D De leau potable agrave partir des eaux useacutees urbaines Nuisances et Environnement Oct 1973 p 368-374

6600101 MAHI LARAKI M Recircalimentation artificielle de la nappe aquifegravere de Charf-el-Akab TSM LEau Aoucirct-Sept 1970 p 355-359

6609067 JASINSKI B Captages deau dinfiltration du reacuteseau de distribution de Wroclaw (Pologne) TSMLEau Feacutevrier 1976 ndeg 2 p 88-92

6614931 BURAS OK Wastewater reacuteclamation in St Croix JWPCF 1977 49 ndeg 3 p 429-435

6616816 BIANCHI WC NIGHTINGALE HI McCORMICK RL A case history to evaluate the performance of Water-Spreading projects JAWWA Mars 1978 p 176-180

6618945

6622466

CARSAT G Quelques eacutequipements publics de Genegraveve Equip Eur 1978 2 ndeg 98 p 59-67

EDWORTHY KJ Artificial groundwater recharge and its relevance in Britain JIWES 1979 33 ndeg 2 p 151-172

6627873 MARTIN F THEBAULT P La flottation agrave lusine de Moulle Techniques Eau Ass 1981 ndeg 409 p 37-42

6628231 Water for human needs Ass Int Ress en Eau Vol 3 1975 413 pages

bull bull bull t

- 167 -

BARTOLOMEW JC World Atlas Edinbourgh John Bartholomew and Son 1974 167 pages

MARTIN A MOUSSU H Alimentation artificielle de la nappe de Sebikotane (Seacuteneacutegal) par creacuteation dune retenue deau Bull BRGM 1S68 ndeg 1 p 79-88

WILLIAMS DE The Dashte-Naz groundwater barrier and recharge project Groundwater Janvier-Feacutevrier 1977

C O N C L U S I O N

- 171 -

La consommation croissante deau dans tous les paus conduit parfois agrave une surexshyploitation des ressources naturelles le manque deau dans certains paus en deacuteveloppement et la po-Llution de leau dans les paus Industrialiseacutes ont fait que les aestlonnaLnes de leau ont eacutetudieacute toutes les possibiliteacutes de conserver leau quantitativement et qualitativement

Lalimentation artificielle des nappes paiait ecirctie une solution judicieuse agrave ces problegravemes de ressource en eau

Tout au long de cette eacutetude on a miA en eacutevidence les questions techniques et eacuteconomiques

meacutethodes dinflltratlon qualiteacute de leau agrave infecter colmatage de la one dinfiltration coucirct des tiavaux coucirct dexploitation

De nombreux exemples pais tant dans les paus deacuteveloppeacutes que dans les paus du tiers monde aussi bien en climat humide quen gone aiide ou senti aride ont permis de mettre en eacutevidence les avantages et les inconveacutenients de cette techshynique Un bilan eacuteconomique montre que dans de nombreux cas la reacuteallmentatlon artificielle des nappes peut ecirctre consideacutereacutee comme un dispositif efficace dans la gestion de leau dun paus

Cette synthegravese montre aussi le soin quil faut apporter aux eacutetudes preacutealables pour ne pas se heurter agrave de giaves pnoblemes en cours dexploitation

Un autre enseignement tireacute de la lecture des documents est le fait que chaque cas est unique leacutetude dexemples similaires est eacutevidemment Importante mais elle ne leacutesoud pas tous les problegravemes 31 faut en particulier une eacutetude hudiogeacuteologishyque seacuterieuse de la jone

Laction eacutepuratrlce des sols ameacuteliore grandement la qualiteacute de leau ma-ls ce nest pas une seacutecuriteacute suffisante et dans le cas de lutilisation dune eau infiltreacutee pour la consommation animale ou humaine il est neacutecessaire de proceacuteder agrave des controcircles et eacuteventuellement agrave des traitements

La reacutealimentation des nappes permet laugmentation de la quantiteacute deau disponible et en ameacuteliore souvent la qualiteacute cest donc un proceacutedeacute inteacuteressant pour les ones arides et seml arides car leacutevaporatlon Intervient moins que pour un reacuteservoLr deau agrave ciel ouvert 01 est aussi avantageux pour les paus deacutevelopshypeacutes puisquil permet de deacutevelopper la ressource en eau tout en assurant une certaine eacutepuration des eaux brutes ou useacutees que lon infiltre

Page 2: AMELIORATION DE LA RESSOURCE EN EAU LA REALIMEIMTATION DES …

AMELIORATION DE LA RESSOURCE EN EAU

LA REALIMEIMTATION DES NAPPES

ReacutealUeacutee pan h FOLDOOK

LBRAY NiumlrrNArc^AL IcircIEFEIEMCE CE^YKE FC rj bull vyv VVAIuml IS SUY A i v i - r-bullbullbullbull bull bullbullbull v

trade-- 65 7 L0 Z |2-Z 8SfHPO

- 3 -

S O M M A I R E

INTRODUCTION bull

s

CHAPITRE I LES EAUX DE RECHARGE

A- - RECHARGE PAR EAUX DE RIVIERE 13

7 ) Remarques) pjieacutetlmlnaLnes 13 2) Eaux destineacutees agrave ecircJyie infJLLtneeA danst desi basisilnss 13 3 ) Eaux desitlneacuteesi agrave l InsLecllon 15

B - RECHARGE PAR EAUX USEES 15

LISTE BIBLIOGRAPHIQUE 19

CHAPITRE II HYDROGEacuteOLOGIE

A - L EAU DANS LE SOL 23

1 ) Rappel de notions geacuteneacutenatesi d hudnogeacuteologAgrave-e 23 2) Reacutepartition de 1eau danst le ssol 25 3 ) Bilan dune nappe 27 k ) CaAacJLeAlsiatAon desi unlleacutesi aeoXogAauess favorables pour

ta iechange artificielle de nappe 28

B - PHYSIQUE DUNE OPERATION DE RECHARGE 30

1 ) Cao desi basisiisisi dInfiltration 30 2) CasS deA puistsi d InsLectlon 31

C - METHODES DINVESTIGATION DES PARAMETRES DUNE OPERATION DE RECHARGE ARTIFICIELLE 32

1 ) hesiUAe de ta conductlvlsteacute kydaautAque ou permeacuteabiliteacute au sjensi de ucircarcu (eacutecoulement ratureacute) 32

2) hesiute de ta conductlvlsteacute hydraulique verticale I eacutecoulement non stature) 32

3) flesture de ta tszansynisi^lvlleacute et du coefftcAent d emmagaotnement 32

U ) Dtmensilonsi et structure de laqulfeacutere 32 5) eacutetude de leacutecoulement 33

D - POUVOIR EPURATEUR DU SOL 33

1 ) deacutetention desi matiegraveres) en iustpenstlon 33 2) Reacutetention desi aermeA pathogegravenes 34 3 ) eacutelimination du carbone organique 36 U) Reacutetention desi eacuteleacutements traces) 37 5) Reacutetention des) stelsi stolublesi 37 6 ) Reacutetention de lajote 37

bull bull bull bull bull bull

- 4 -

7 ) fieacute tention du pho^ptiote 35 8) Exemples - Compaiaugraveton de iultitemesi de lechasige

anjtipclelle (puitA dInfection el baAAinsi dlAcircfJJJUiatLon) 38 9 ) ConcMviAon 39

bull E - CONCLUSIONS GENERALES 41 bull N

LISTE BIBLIOGRAPHIQUE 43

CHAPITRE III DISPOSITIFS DALIMENTATION ARTIFICIELLE DE

NAPPE SOUTERRAINE

A - DISPOSITIFS DbullINFILTRATION 49

I - CONDITIONS GENERALES DbullUTILISATION 49

I I - PRINCIPE GENERAL DE FONCTIONNEMENT CAS DUN BASSIN 49 7 ) TioceA4uAgrave complet de 1 Inclination psiovoquee 49 2) Appanltlon dune couche colmatante agrave la -oun^ace du AO pendant

la yiubmeA4ion 50

I I I - LES DISPOSITIFS D bull INFILTRATION 52 ) Le baAyiifiA d hx^ilinallon 52 2) Lesi fLosisieacute^ le canaux leA LoMeA 57 3 ) LLLi de ilvlegravene ameacutenageacutesi 57 4 ) poundpandage sioutesuialn pan leacutesieau de analnA 59 5) fwubi pUtnant 60

IV - COLMATAGE DES DISPOSITIFS DINFILTRATION 60 1 ) Colmatage pan deacuteAoiumlaanlAatlon de -la poio^Lleacute du AO 61 2) Colmatage pan bouchage deA poieA du AO 61

V - REMEDES CONTRE LE COLMATAGE GESTION DES DISPOSITIFS DINFILTRATION 64

1 ) fteacuteihodeA penmeiAant de neacutedulne -Le colmatage 64 2) CcedileAtlon deA dlApoA-itlpi d IniLugraveOialion 64

B - DISPOSITIFS DINJECTION 66

I - CONDITIONS GENERALES DE FONCTIONNEMENT 66

I I - PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT DES PUITS DINJECTION 67

I I I - LES PUITS Dbull INJECTION 67 1 ) ConAtnuctlon 67 2) Ameneacutee de 1 eau dan le pulAgraveA 69 3 ) Taux d injectlon 69

IV - COLMATAGE DES DISPOSITIFS DINJECTION 70 1 ) fioceAAUA meacutecanAgraveaueA 71 2) fiocesiiuA chlmlqueA 71 3 ) TiocesiiUsi bioloalqueA 71

V - REMEDES CONTRE LE COLMATAGE ET GESTION DES DISPOSITIFS DINJECTION 72 ) (AeacutethodeA poun la teacuteduction du colmatage 72 2) CcedileAtlon deA puLampi dinfection 75

LISTE BIBLIOGRAPHIQUE 79

bull bull bull bull bull bull

- 5 -

CHAPITRE IV DONNEacuteES EacuteCONOMIQUES DUNE OPEacuteRATION DALIMENTATION

ARTIFICIELLE DE NAPPE SOUTERRAINE

A - REVENUS APPORTES PAR UNE OPERATION DE RECHARGE 83

1 iumllevenu4 directs 83 2) llevenusi induuiectA 83

B - COUTS DUNE OPERATION DALIMENTATION ARTIFICIELLE DE NAPPE 84

7 ) Coucirct delti eacutetude 84 2) Travaux de conAtAJUction 84 3 ) F0nctj0nnemejvt et entretien 88 4 ) Coucirct gAobal 88

C - ETUDE DE LOPPORTUNITE ECONOMIQUE DUNE OPERATION DE RECHARGE ARTIFICIELLE - COMPARAISON AVEC DAUTRES METHODES DE MISE EN VALEUR DES RESSOURCES EN EAU 92

1) Comparaison entne un baA^in dinfLLltnation et un puitgti dinjectJon 92 2) CompaiaLion entre une ivitattation de yiechaAae aAcirctipoundiciette

et une uniteacute de traitement deA eaux 92 3) Comparaison entre une isusta-Uation de siecharae anttfLicietle

et une adduction d eau 93 k) Campatoison entre te stockage de surface et te stockage

souterrain 95

LISTE BIBLIOGRAPHIQUE 97

CHAPITRE V - LES INSTALLATIONS DE RECHARGE ARTIFICIELLE DE

NAPPE DANS LE MONDE

A - INSTALLATIONS DE RECHARGE ARTIFICIELLE AYANT POUR OBJECTIF LE STOCKAGE D EAU 105

B - INSTALLATIONS DE RECHARGE ARTIFICIELLE AYANT POUR OBJECTIF LE SOUTIEN DUNE NAPPE DEAU SOUTERRAINE 116

C - INSTALLATIONS DE RECHARGE ARTIFICIELLE AYANT POUR OBJECTIF LA CONSTITUTION DUNE BARRIERE HYDRAULIQUE CONTRE LINTRUSION DEAUX SALEES 137

D - INSTALLATIONS DE RECHARGE ARTIFICIELLE AYANT POUR OBJECTIF LEPURATION NATURELLE DES EAUX PAR PASSAGE DANS LE SOL 154

LISTE BIBLIOGRAPHIQUE 165

CONCLUSiON 171

I N T R O D U C T I O N

- s -

Face aux beAoinA en eau AWXA ceAAe gAandlAAanlA -Le concept de rechange antljtl-clelie deA napper yiouteMAatneyi appanalt comme eacutetant un mouen epoundpoundtcace deacutetabliA une meLlieune gestion deA sieAAOUAceA en eau

poundn ejLfcet te objectlpoundA viseacuteA pan une rechange antifciclette de nappe peuvent ecirctie mioLtipleA

- neAtaunation dune nappe Ausiexplotteacutee - Atockage deau en vue dune utiliAotlon ulteacuterieure - eacutepuration naturelle de eaux uAeacuteeA pan te AOI - barriegravere hudnaullque contre ta pnogreAAion deA eaux AaleacuteeA notamment dorigine

marine en exploitation cocirctlegravere - reacutegularisation thermique deA eaux dun circuit de repioidlAAement - Atockage deacutenergie AOUA fLonme deau chaude

Remanque teA deux dernier A pointA fLalAont intervenir teA capaclteacuteA thermlqueA du AOI (diffjjAlon emmagaAinement) ne Aont poA tralteacuteA danA cette eacutetude

poundn contnecaAAant te deacuteficit en eau dorigine Aouternalne ta recharge anttfl-cteLie apporte teA beacuteneacutefices Aulvants

- mise en valeur deA tenjteA pan augmentation deA disponlbLLiteacuteA en eau (notamment pendant teA peacuteriodes de AeacutecheAeAAe en payA Aeml-arlde et aride)

- maintien de ta vte veacutegeacutetate agrave ta Aurface du Aot en Aoutenant te ntveau de ta nappe - expanAlon humaine et industrielle de reacutegion jusqu atonA geacuteneacuteeA pan te manque

deau

LeA dispoAltlfA de recharge artificielle Aont principalement de deux tupes

infiltration danA deA baAAJnA ou eacutepandage Auperflclei teau pencole agrave tnaverA ta jone non Aatunee du Aot avant datteindre ta nappe Cette technique peut Ae pratiquer preAque AOUA touA teA ctimatA agrave condition cependant que cetul-cl ne Aolt paA agrave pluviomeacutetrie tnop eacuteleveacutee et dautant mieux A le climat eAt anlde ou Aeml-anide fan allteunA le AOI doiX avoir ceAtalneA caracteacuteristiques que nouA pneacuteclAeAonA

Lavantage pnlnclpal deA baAAins eAt de pouvoln recevoir deA eaux quasi-brutes en effet pan paAAoge danA le AOI teA eaux de nechange Aubi-AAent une eacutepuration naturelAgravee pratiquement totale

On^ection danA deA puitA leau eAt directement ameneacutee au niveau de ta nappe Ce pnoceacutedeacute eAt notamment utiAgravelseacute lonAqu il exlAte une couche impenmeacuteabte entre la Aurface du AOI et la nappe Laction eacutepwiatAlce du AOI Intervenant peu poui leA eaux dinfection le tnaltement de ceileA-ct doit ecirctre pliiA eacutelaboreacute que danA le CŒA de baAAinA

Le choix dun pnoceacutedeacute deacutepend de plusleiuiA paramegravetres dont leA pnlnclpaux Aont donc

- leA caracteacuterlAtlques hgdrogeacuteologiques du AOI - la qualiteacute deA eaux de nechange et leun compatibiliteacute vis-agrave-vis deA eaux natlveA

du gisement

bull bull bull bull bull bull

- 10 -

poundnpji ta zieacuteuA^lte dune opeacuteration de iechange eAt dAgraveJiectement Jjee au pheacutenomegravene de co-Lmatage qui tend agrave pietneA linpJJytation de -Leau de lechajige danA teA baAA-inA ou teA puLtA LeA oiLgineA du pheacutenomegravene de coMnatage Aont ta OUAAAgrave dAveA4est phuAiqueA chirniqueA bLoiogAjQjjeA NOUA LampnonA un LnventaJuie desi lemegravedeA contsie -Le colmatage malA -il jLaut deacutejagrave AOutigneA que chaque opeacuteration de Jiechaige eAt un CJXA paAtLcutLeA et que AeuAgraveA deA eAAaAgraveA agrave long ternie et in Aitu permettent den deacutegagent leA paAametAeA

- CHAPITRE I -

L E S E A U X DE R E C H A R G E

- 13 -

Avant dexposer lorigine des eaux de recharge et les traitements eacuteventuels que lon doit leur faire subir il serait utile dintroduire la notion de compatibishyliteacute entre les eaux de recharge et les eaux natives du gisement On peut deacutefinir trois domaines de compatibiliteacute physique chimique et biologique

compatibiliteacute physique elle concerne le pH la teneur en matiegraveres en suspension ou MES

compatibiliteacute chimique elle concerne laction des gaz dissous la teneur en MES en fer en manganegravese en calcium en magneacutesium en silice ainsi que la dureteacute de 1eau

compatibiliteacute biologique elle concerne la preacutesence de pathogegravenes susceptibles de polluer les eaux souterraines

Les traitements eacuteventuels des eaux de recharge visent agrave proteacuteger les eaux du gisement vis-agrave-vis de toute pollution pouvant entraicircner une deacutegradation irreacutevershysible de sa qualiteacute

A - RECHARGE PAR EAUX DE RIVIEgraveRE

1 ) RomanqueA piltLLLmJjriCLuiltZA

a) Lanalyse quantitative de la recharge naturelle de la nappe alluviale par la riviegravere elle-mecircme est essentielle pour pouvoir juger de lefficaciteacute dune recharge artificielle En effet cette analyse permet de deacuteterminer les deacutebits reacuteellement utiles parla recharge artificielle dun aquifegravere donneacute

b) Lanalyse qualitative des eaux de riviegravere permet den connaicirctre le degreacute de polshylution ainsi que la teneur en MES Il faut remarquer que ces deux facteurs peushyvent ecirctre directement influenceacutes par le reacutegime de la riviegravere elle-mecircme Ainsi

en peacuteriode deacutetiage la pollution des eaux peut ecirctre plus importante quagrave lorshydinaire

en peacuteriode de crue un transport solide important peut apparaicirctre augmentant du mecircme coup la teneur en MES (F 2028)

Les eacutetudes en vue dune recharge artificielle par des eaux de riviegravere doivent donc se faire sur une large plage de valeurs des deacutebits

La pollution et la teneur en MES jouant un rocircle tregraves important vis-agrave-vis du pheacutenomegravene de colmatage le pompage en riviegravere peut donc ecirctre intermittent ou conshytinu suivant les toleacuterances admises pour la pollution et la teneur en MES des eaux de recharge

2) Eaux dltZAtinecirceA agrave ampOie jjipoundJJJyieacuteesgt dan dzA baj4inA (F 2518 F 3469)

Suivant le degreacute de pollution et la teneur en MES de la riviegravere les eaux peuvent subir les traitement suivants

- 14 -

preacute-traitement deacutegrillage suivi dune simple deacutecantation Cest le cas des oueds et des cours deau ne preacutesentant pas de pollution notable

NB les anciennes sabliegraveres se preacutesentent comme eacutetant dexcellents bassins de deacutecantation

traitement primaire en station injection de coagulants deacutecantation et filtra-tion sur sable pour reacuteduire la teneur en MES et la demande biologique en oxygegravene des eaux

Exemple

Croissy (eau de Seine) - la figure 1 donne un scheacutema de linstallation (G 3663)

Moulle (eau de lAa) (6627873 6625917 6627956)

Appoigny(eau de lYonne) (G 1947)

Remarque dans le cas deacutepandage superficiel des eaux de recharge on ne procegravede pas agrave une steacuterilisation lors du traitement En effet la chloration aurait le grand inconveacutenient de deacutetruire dans les bassins laction eacutepuratrice des bacteacuteries diverses qui oxydent et mineacuteralisent les diffeacuterents produits organiques preacutesents dans les eaux (G 3459)

FIGURE 1

EXEMPLE DE CROISSY

(poundxiiaJJ du Document Ccedil 3663)

bull bull bull bull bull

- 15 -

3) Eaux desitlneacuteesi agrave linfection (F 3469 F 2028)

Remarque preacuteliminaire les eaux dinjection dune maniegravere geacuteneacuterale doivent ecirctre deacutebarrasseacutees de toute pollution susceptible dalteacuterer la qualiteacute des eaux du gisement et notamment des matiegraveres toxiques non eacuteliminables par filtration naturelle De plus les eaux dinjection doivent ecirctre chimiquement compatibles avec les eaux du gisement

En geacuteneacuteral en plus dun traitement primaire classique les eaux de riviegraveres desshytineacutees agrave linjection subissent un traitement secondaire plus ou moins eacutelaboreacute en fonction de leur degreacute de pollution Ce traitement vise principalement agrave deacutesaeacuterer leau et agrave la steacuteriliser avant injection

Exemples (F 2028)

En Israeumll (eaux du Lac de Tibeacuteriade)

En Californie (eaux des torrents de la Sierra Nevada)

3 - RECHARGE PAR EAUX USEacuteES

Le niveau de traitement des eaux useacutees destineacutees agrave la recharge artificielle deacutepend tregraves largement de lorigine de celles-ci (domestique ou industrielle) et aussi de la nature des terrains de recharge

Le tableau 1 (extrait de 6604561) rappelle la nature des pollutions en fonction de lorigine des eaux useacutees

Le tableau 2 (G 6501) donne agrave titre indicatif les recommandations du Service de Santeacute de la Californie pour lutilisation agrave des fins de recharge artificielle deaux useacutees

Le tableau 3 (G 6501) montre par des exemples la diversiteacute des traitements que lon peut appliquer suivant les paramegravetres de la recharge

ConcAgravewiioni

Comme nous lavons deacutejagrave souligneacute dans lintroduction chaque opeacuteration de recharshyge doit ecirctre traiteacutee comme un cas particulier Le niveau de traitement requis pour les eaux de recharge en est une preuve Aussi seuls des essais in situ et agrave long terme associeacutes agrave lexpeacuterience du professionnel peuvent deacutefinir les traishytements neacutecessaires des eaux de recharge Cette eacutetape est importante car elle conditionne la rentabiliteacute de lensemble de lopeacuteration de recharge le coucirct du traitement entrant pour une part importante dans le coucirct global (F 2028 G 6501)

bull bull bull bull bull bull

- 16

TABLEAU 1

Sources deaux useacutees

- Eaux useacutees urbaines

non traiteacutees

traiteacutees

fosses septiques

- Eaux useacutees industrielles

eau de refroidissement

industries alimentaires

industrie du papier

industrie chimique et traitement des meacutetaux

industrie du peacutetrole

- Irrigation

- Ruissellement urbain et nettoyage des

- Eau de crues

Types de pollution

composeacutes organiques et mineacuteraux matiegraveres en suspension faibles teneurs en meacutetaux lourds et en toxiques Tregraves forte teneur en DBO Biodeacutegradable ou non deacutegradabie

composeacutes organiques et mineacuteraux faibles teneurs en meacutetaux lourds et en toxiques Substances biodeacutegradables et non deacutegra-dables

surtout des matiegraveres organiques Biodeacuteshygradable

chaleur

composeacutes organiques et matiegraveres en susshypension surtout DBO eacuteleveacute Particuliegraveshyrement biodeacutegradables

composeacutes organiques et mineacuteraux En partie biodeacutegradable Quelques matiegraveres solides organiques en suspension

composeacutes organiques et mineacuteraux y compris des meacutetaux lourds des toxiques et des substances dangereuses Selon le proceacutedeacute certaines substances sont biodeacutegradables

composeacutes organiques biodeacutegradables et non biodeacutegradables surtout Nombreux toxiques et substances dangereuses

deacutechets organiques et mineacuteraux subsshytances nutritives sels de lessivage du sol substances biodeacutegradables ou non biodeacutegradables matiegraveres en suspenshysion

mers composeacutes organiques et mineacuteraux fortes charges en DBO substances nutritives pesticides matiegraveres en suspension en partie biodeacutegradables

composeacutes organiques et mineacuteraux matiegraveres en suspension en partie biodeacutegradables Eminemment variable selon lutilisation du sol

(tsiaducJUon du tableau 1 eyLtnaJut du Document 66OU561 )

bull bull bull bull bull

17 -

TABLEAU 2

NIVEAUX DE TRAITEMENT RECOMMANDES POUR LES EAUX USEES EPUREES

UTILISEES A LA RECHARGE DES NAPPES SOUTERRAINES

1

2

3

t

5

6

7

par eacutepandage superficiel

Veacuterification de linexistence de deacutecharges deffluent industriels toxiques dans les eaux useacutees utiliseacutees

Oxydation biologique normale (traitement secondaire)

Adsorption sur charbon actif (temps de contact 30 mn demande chimique doxygegravene reacutesiduelle moins de 5 mg1)

Epandage avec percolation de leffluent dans la zone aeacuterobie non satureacutee du sol non remanieacutee - profondeur minimale de la nappe 3 megravetres

- une semaine deacutepandage alterneacutee avec 2 semaines dassegravechement

Dilution par une quantiteacute eacutegale deau souterraine naturelle

Leau de recharge doit rester dans la nappe pendant un an avant decirctre extraite

La qualiteacute de leau souterraine doit ecirctre doit ecirctre reacuteguliegraverement surveilleacutee

l

2

3

A

5

6

7

8

9

10

11

12

ou par injection directe

Veacuterification de linexistence de deacutecharges deffluent industriels toxiques dans les eaux useacutees

Oxydation biologique normale (traitement secondaire)

Deacutesinfection correcte (chlorination)

Coagulation-floculation chimique

Deacutecantation

Filtration rapide sur sable

Adsorption sur charbon actif

Deacutemineacuteralisation par osmose inverse

Aeacuteration par aspersion pour leacutelimination des composeacutes organiques volatils

Dilution par une quantiteacute eacutegale deau souterraine naturelle

Leau de recharge doit rester dans la sapps pendant un an avant decirctre extraite

La qualiteacute de leau souterraine doit ecirctre recircguliegravereoent surveilleacutee

(acirc-x-ttalt du Document Ccedil 6501 )

bull bullbullbullbullbull

- 18 -

TABLEAU 3

PRINCIPALES INSTALLATIONS DE RECHARGES DE NAPPE SOUTERRAINES EN CALIFORNIE

UTILISANT LES EAUX USEES EPUREES

Nom de iumla station de reacutecupeacuteration

deaux useacutees San Joseacute Creek (Whittier)

Whittier Narrow

Water Factory 21 (Orange County)

Chino Basin (Ontario)

Palo Alto

Proceacutedeacutes de traitement =

Proceacutedeacutes de traitement

des eaux useacutees

Meacutethode de recharge des

eaux souterraines

Problegraveme agrave

reacutesoudre Deacutebit annuel reacutecupeacutereacute en millions de m-

DP BA CF FR Ch

DP BA CF FR Ch

DP BA CF FR AAeA ACA 01 Ch

DP LB

DPBACFFR Ch Ozonisation

Epandage superficiel

Epandage superficiel

Injection directe

Epandage superficiel

Injection directe

Deacutecantation primaire Boues activeacutees Coagulation floculation Filtration rapide Lits bacteacuteriens Adsoption sur charbon actif

Chloration Aeacuteration par aspersion pour leacutelimination de lamoniaque

DP BA CF FR LB

ACA Ch

AAeA

Reacutealimen-Cation de la nappe soushyterraine

Reacutealimentashytion de la nappe soushyterraine

Barriegravere contre linfiltrashytion deau marine (et reacutealimentashytion)

Reacutealimenta-tion de la nappe soutershyraine

Barriegravere contre linshyfiltration deaux marines

166

87

63

32

23

En ce qui concerne la station Water Factory 21 le traitement primaire et secondaire de leffluent a lieu preacutealablement a la station de traitement du Comteacute dOrange

(CxtAciut du Document Ccedil 6501 )

- 19 -

L I S T E B I B L I O G R A P H I Q U E

F 2028

F 2518

BIZE J BOURGUET L LEMOINE J Lalimentation artificielle des nappes souterraines Ed Masson amp Cie 1972 199 pages

HUISMAN L WOOD WE La filtration lente sur sable OMS Genegraveve 1975 133 pages

F 3469 Health aspects of wastewater recharge Water Information Center New-York 1978 240 pages

G 2264Bis

G 3459

La meacutecanique des fluides et lenvironnement - preacutevision et maicirctrise de la qualiteacute de leau et de lair 14egraveme Journeacutees de lHydraulique Paris Sept 1976 Question 4 les eaux souterraines 48 pages

DEVILLERS G Lalimentation artificielle des nappes souterraines - Exemple de la nappe de Croissy Journeacutees Information Eaux 1976 14 pages

G 3663

G 6212

G 6230

Plaquette de preacutesentation de linstallation de recharge artificielle de Croissy SLEE sd 16 pages

Wastewater reuse for groundwater recharge Symposium Office of Water Recycling Californie 1980 345 pages

Possibiliteacutes deacutepandage des eaux useacutees urbaines Rapport Agence RMC 1979 371 pages

G 6295 BRESSON G Injection dans le sous-sol des effluents traiteacutes agrave la station deacutepuration de la ville de St-Jean-de-Monts Rapport DDA Vendeacutee 1980 74 pages

G 6501 TAKASHI ASANO GHIRELLI R Reacuteutilisation des eaux useacutees pour la recharge des eaux souterraines et lirrigation agricole Confeacuterence OMS Alger 1980 p 1-15

G 7220 BIZE J Recharge artificielle des nappes PNUD Compte-rendu de missionraquo SeptmdashOct 1981 45 pages

bullbullbullbullbullbull

- 20 -

G 7221 Lameacutenagement dinfiltration des eaux useacutees de Port-Leucate Soc Ameacutenag Mixte dEquip et dAmeacutenag de lAude Novembre 1981 45 pages

6604561

6616815

CALLAHAN JT Recycling of fresh water - the management and protection of ground water Tireacute agrave part 16 pages

SCHMIDT CJ CLEMENTS EV SHELTON SP A survey of practices and reacutegulations for reuse of water by ground water recharge JAWWA 1978 70 ndeg 3 p 140-147

6623044

6625917

ASAN0 T GHIRELLI RP WASSERMANN KL Recharge de nappe par eaux useacutees eacutepureacutees JWPCF 1979 51 ndeg 9 24 pages

MARTIN F THEBAULT P Reacutealimentation de nappe par de leau de riviegravere traiteacutee Liaison Cortambert 1980 ndeg 10 p 31-36

6627873

6627956

MARTIN F THEBAULT P Reacutealimentation de nappe agrave lusine de Moulle (Dunkerque) Techniques Eau Assainissement 1981 ndeg 409 p 37-42

MARTIN F Flottation et traitement des boues Eau et Industrie 1981 ndeg 52 p 61-65

CASTANY G Conditions hydrogeacuteologiques de lalimentation artificielle des nappes deau souterraine BRGM 1970

- CHAPITRE I I -

H Y D R O G E O L O G I E

- 23 -

LEAU DANS LE SOL

Rappel de notion geacutenltpoundnaAgraveamp4 dhyccedilugraveiogeacuteologAgravee

La porositeacute la porositeacute dune roche est deacutefinie par le rapport du volume des vides au volume total de la roche

La figure 1 montre les divers types dinterstices et leur relation avec la texshyture du sol

FIGURE 1

Several types of interstices and the relation of rock texture to porosity (a) Well-sorted sedimentary deposit having high porosity (6) poorly sorted sedimentary deposit haviog low porosity (c) well-sorted sedimentary deposits consisting of fragments of rock that are themselve-s porous so that the deposit has a very high porosity (d) well-sorted sedimentary deposit whose porosity has been diminished by the deacuteposition of minerai matter in interstices (e) rock rendered porous by solution and () rock rendered porous by fraccuring (Front Meimer 1959)

(Extrait du Document h 204-5)

TABLEAU 1

REPRESENTATIVE POROSITY RANGES

FOR SELECTED ROCKS

Le- tableau 1 donne la valeur de la porositeacute pour diffeacuterentes roches

(ExtnaJjt du Document r 20+5)

Rocks

Clay Sand Gravel Sand and gravel Sandstone Shale Limestone

Porosity

45-55 35-40 30-40 20-35 10-20 1-10 1-10

- 24 -

TABLEAU 2

REPRESENTATIVE SPECIFIC YIELD

RANGES FOR SELECTED ROCKS

Rocks

Clay Sand Grave Sand and grave Sandstone Shale Limestone

Speacutecifie yield

1-10 10-30 15-30 15-25 5-15

05-5 05-5

Pour les mecircmes roches le tableau 2 donne la valeur de la porositeacute efficace deacutefinie comme la fraction de la porositeacute corresshypondant agrave la contenance en eau gravitaire

(Extrait du Document h 20k5 )

La permeacuteabiliteacute la permeacuteabiliteacute est laptitude dune roche agrave laisser passer iumleau sous leffet dun gradient de potentiel

Le tableau 3 donne la valeur de la permeacuteabiliteacute intrinsegraveque (ou permeacuteabiliteacute en petit) pour diverses roches (rappel 1 darcy = 0987 10-^ cm2)

TABLEAU 3

PERMEABILITE INTRINSEQUE DE DIVERS TYPES DE FORMATION

Type de formation

Roches meacutetamorphiques et plutoniques

Roches solides

Zones meacutetamorphiques et fortement fractureacutees

Sable agrave grains de grosseur moyenne

Limon (roche)

Calcaire dense riche en argile

Gregraves de grain moyen

Bregraveche calcaire grossiegravere partiellement cimenteacutee

Roche calcaire demeureacutee poreuse

Sables alluviaux (plaines littorales)

Alluvions dargile et de limon

Sables dunaires

Loess

Valeur du coefficient en

Proche de zeacutero

Proche de zeacutero

Plusieurs centaines de darcys

darcys

1000-30000 millidarcys

01 millidarcy

1 millidarcy

1-500 millidarcy

Plusieurs milliers de darcy

10-500 darcys

Moins de 1 darcy

Moins de 01 darcy

5mdash50 HarcvR

10-4 -1 darcy

(extrait du Document Ccedil 51351)

- 25 -

Remarque certaines roches denses telles que le calcaire ou le basalte ont une permeacuteabiliteacute en petit tregraves faible Cependant elles constituent dexcellents aquifegraveres lorsquelles sont fractureacutees leur permeacuteabiliteacute devenant alors imporshytante

c) La transmissiviteacute la transmissiviteacute est la grandeur mesurant laptitude dune couche de terrain permeacuteable agrave transmettre conduire leau La transmissiviteacute est deacutefinie comme le produit de la permeacuteabiliteacute par leacutepaisshyseur de la couche aquifegravere en un point consideacutereacute

d) Le coefficient demmagasinement ce coefficient est deacutefini par le rapport entre la hauteur de la tranche deau immeacutediatement libeacuterable par la roche aquifegravere sous leffet dune deacutepression et la hauteur dabaissement correspondant du niveau pieacutezomeacutetrique

Le darcy est une uniteacute de surface deacutefinie par

1 darcy = 0987 10 ~8 cm2

1 centipoise cm3s 1 cm2

et 1 darcy 1 atmosphegraverecm

2) ReacutepanAcircJjtlon de leau darvi le IO-L

Leau infiltreacutee agrave la surface du sol circule de haut en bas jusquagrave rencontrer une surface impermeacuteable Elle constitue alors une nappe deau dont le niveau supeacuterieur est appeleacute niveau pieacutezomeacutetrique ou encore surface hydrostatique

La figure 2 scheacutematise leacutetat deacutequishylibre vertical de leau dans le sol

FIGURE 2

NAPPE PHREATIQUE

lExtAaJJi du Documervt h 2189)

La nappe deau ainsi deacutefinie peut ecirctre

soit libre ou percheacutee (notamment en cas de la preacutesence dune lentille dargile dans le sol)(voir figure 3)

soit captive encore appeleacutee arteacutesienne (voir figure 4)

SurfocA |

s l

bull l

lt

bull - bull bull bull bull bull

bull bull laquo bull laquo bull bull 5^ Icirc v bull

urfoc fiy4ro)tcitkivraquo

bull EayxpHrrltliqiraquo4laquo - J

bull bull raquo bull bull bull bull bull bull

bull bull bull bull bull bull bull bull bull

Couche imptfweacutecbi

Zooraquo divcpctmmpirotiocraquo

Zonraquo draquo rrltntron

I

Francraquo dgt cnpidarltv

Nappraquo aquiflaquorr

- 26 -

FIGURE 3

NAPPE LIBRE ET NAPPE PERCHEE

TgtraquoL bullbullbull-bull j^zzsz^-r =i-^^gt^ bull bull V

bullbullbull bullbull-bulllaquoiiii ^iumlrtW-----1---1--V- bull bull bull ^N

bullbullVbull^gt^^^bullCvi^bullrSbullibull^V^^bullbullbullbullvbull V^72

^

(Extrait du Document h 2189)

FIGURE 4

FORAGE DANS UNE NAPPE ARTESIENNE

fl) Eaux jaillissantes - f2) et 13) Puits agrave eaux remontantes (en hachures les couches impermeacuteables)

(SXampKLUL du Document h 2k15)

- 27 -

Remarque un cas particulier est celui dune nappe phreacuteatique cocirctiegravere Leau saleacutee eacutetant plus dense que leau douce il se creacutee un biseau deau douce comme le montre la figure 5 Par un pompage excessif dans la nappe deau douce on engendre une avanceacutee des eaux saleacutees vers linteacuterieur des terres Cette progresshysion peut entraicircner une deacuteteacuterioration irreacutemeacutediable de laquifegravere Une recharge artificielle dans la zone littorale permet de combattre ce pheacutenomegravene

FIGURE 5

CxtnaLt du Document Ccedil 513^1)

3) Btlan dune nappe

Pour pouvoir juger de lopportuniteacute dune reshycharge artificielle il est important de pouvoir quantifier les entreacutees et les sorties deau dans la nappe consideacutereacutee (voir figure 6) sur une peacuteriode de temps donneacutee On peut alors eacutetablir le bilan hydrique de la couche aquifegravere et suishyvant lobjectif viseacute (reacuteeacutequilibrage de la nappe ou bien stockage) quantifier lopeacuteration de recharge

(CxtnaiJ du Document ucirc 580)

(S)

laquo o a a lt

c

z a ta Q

FIGURE 6

SCHEMA DES ELEMENTS PRINCIPAUX DU BILAN DE

LA COUCHE AQUIFERE

APPORTS

X gui lt tj

3 -

PRECIPITATION P

INFILTRATION

EFFICACE

APPORTS DES EAUX

SOUTERRAINES

APPORTS CES EAUX

OE SURFACE

RESTITUTIONS

INFILTRATION

EAUX DE SURFACE

EVAPOTRANSPIRATION

REacuteELLE

VARIATION CE LA RIcircSSRVH

EN EAUX SOUTERRAINES dW

(INVERSEMENT

OE LA C0UCH4 AOgtIIFecircRE

ECOULEMENT

EN SURFACE

PREacuteLEgraveVEMENTS

EXPLOITATION EacuteMERGENCES DES

EAIU SOUTERRAINES

D E P E N S E S

Iw+ lccedil+ l r qwgtqs = E + R + ^nt + CcedileQs +Qwraquoplusmn dw

- 28 -

U) CaiacJeacuteAAgraveyiatLon deA urtLteacuteA geacuteologiques avoiable^ pouA la iechaiae aAixfJ-CxeAXe de nappe

a) Nature cles_terrains

Les terrains destineacutes agrave la recharge artificielle doivent avoir une permeacuteabiliteacute suffisante (10~2 agrave 10-^ ms) En fait cest la valeur de la transmissiviteacute qui intervient et par lagrave la puissance ou encore leacutepaisseur de la couche aquifegravere (F 2028)=

Suite agrave de nombreuses expeacuteriences il apparait que les formations aquifegraveres favorables pour une recharge artificielle sont les roches carbonateacutees karsshytiques iumles basaltes (notamment lorsquils sont fissureacutes) les sables les allu-vions

b) Dimensions de l^aquifegravere

Ce sont les limites geacuteologiques et hydrauliques du reacuteservoir que constitue 1aquifegravere qui deacuteterminent sa structure Les nappes sont limiteacutees nous lavons vu dans leur partie infeacuterieure par une couche impermeacuteable de terrain ou encore par un fluide plus dense que leau du gisement

Quand la nappe est libre cest la surface hydrostatique qui la limite dans sa partie supeacuterieure

Quand la nappe est captive cest la couche impermeacuteable ou toit sous laquelle elle est emprisonneacutee qui constitue sa limite supeacuterieure

Remarque lorsque 1aquifegravere est profond cest alors les limites lateacuterales qui pour des raisons eacuteconomiques deacuteterminent les possibiliteacutes de stockage de 1aquishyfegravere consideacutereacute

La figure 7 donne des exemples de formations aquifegraveres favorables au stockage

Les structures hydrogeacuteologiques les plus favorables agrave la mise en oeuvre dopeacuterashytions de recharge artificielle sont les massifs de roches carbonateacutees karstiques ou fissureacutes les plaines alluviales les dunes littorales et les deltas les basshysins hydrogeacuteologiques et enfin les zones ougrave la surface pieacutezomeacutetrique est deacuteprimeacutee par surexploitation

Cependant on peut faire les remarques suivantes

mdash les massifs de roches carbonateacutees karstiques peuvent en geacuteneacuteral absorber beaushycoup deau mais cette eau est rapidement rejeteacutee par des grosses sources Le stockage deau ne pourra donc se faire que dans les parties profondes

- les plaines alluviales constituent des lieux privileacutegieacutes pour la mise en oeuvre de recharge artificielle mais le stockage y est en geacuteneacuteral limiteacute du fait de la position eacuteleveacutee des niveaux deacutequilibre pieacutezomeacutetrique quand les eaux dalimenshytation sont abondantes

Suivant le climat les sites de recharge artificielle peuvent ecirctre diffeacuterents ainsi

en reacutegion agrave climat tempeacutereacute et humide on choisira

- les alluvions anciennes - les lits fossiles enfouis

- 29 -

- les cocircnes deacuteboulis

- les alluvions interconnecteacutees des valleacutees principales et de leurs affluents

en reacutegion aride on choisira

- les deacutepocircts alluviaux reacutecents - les dunes cocirctiegraveres - les zones deltaiumlques

en reacutegion tropicale des roches qui eacutetaient compactes agrave lorigine ont pu sous laction des agents atmospheacuteriques ecirctre alteacutereacutees sur une certaine eacutepaisseur (par exemple les graniteacutes deviennent des lateacuterites) Si cette couche alteacutereacutee est sufshyfisamment eacutepaisse elle consiste alors un terrain favorable agrave la mise en oeuvre dune opeacuteration de recharge artificielle

FIGURE 7

EXEMPLES DE COUCHES AQUIFERES AYANT UN POTENTIEL

DEMMAGASINEMENT IMPORTANT

j Couche l i b r e sans reacuteserve constante mais alimenteacutee par un cours deau

B formations massives ayant des sources l e long de l e u r s l im i t e s

(Extrait du Document Ccedil 513^1) bull bull bull bull raquo bull

- 30 -

B - PHYSIQUE DUNE OPEacuteRATION DE RECHARGE

1 ) Ccedila de baA4irvj difijlLUyicutLon (G 5920)

Le systegraveme hydraulique que constitue une opeacuteration de recharge par bassin se deacutecompose en deux parties distinctes

- linfiltration proprement dite agrave travers la partie non satureacutee du sol cest le domaine des eacutecoulements verticaux (I sur la figure 8)

- le transfert de leau dans la zone satureacutee de laquifegravere cest le domaine des eacutecoulements horizontaux (II sur la figure 8)

FIGURE 8

EXEMPLE DE DISPOSITIF DINFILTRATION

NIVEAU I

NIVEAU II

^ ^ raquoraquo S SSS^N S^ ^ V-sgtsgtSSSilHgts

(dxfrialt du Document Ccedil 5920)

NB si la capaciteacute de transfert de laquifegravere est insuffisante la nappe se gonfle jusquagrave remonter agrave la surface stoppant ainsi toute infiltration (G 5S20 G 7221)

Pour une recharge artificielle par bassin dinfiltration les terrains ayant une texture sableuse ou sablo-limoneuse ou encore limono-sableuse conviennent bien Linfiltration agrave travers la couche non satureacutee du terrain jouant un rocircle eacutepura-teur important une texture trop grossiegravere nest pas agrave recommander le chemineshyment est alors trop rapide empecircchant les reacuteactions chimiques et biologiques de se produire complegravetement (G 6230)

- 31 -

2) CQA deA pultyj dinjecJugraveon

Le systegraveme hydraulique dans le cas dune recharge par injection est reacuteduit au transfert du volume deau injecteacutee (voir figure S)

FIGURE 9

RADIAL FLOW FROM RECHARGE WELLS PENETRATING (a) CONFINED

AND (b) UNCONTINED AQUIFERS

Li y Ground surface

k^^x^xmiampxvA VteampraquoraquoV4iuml^^ti^K

Fiezometric surface bullgt

y ^ i ^ ^ - ^ y gt f t ^ ^ ^ 0 g y ^ -

Conflned aquifer

mltpoundzmpoundmzMMmg

te)

Qr

Unconfinsd bull-aquifer

S Ground suiface

^^^m^smMm^rrm^^micirc^mmmm^i

Vate Ublaquolaquo

S^SS5^SS^S3laquo^2ggSSSSraquo^wS5^SS3S

(poundxampiaLt du Document t 275)

Les deacutebits dinjection sont limiteacutes par les caracteacuteristiques physiques de laqui-fegravere En effet au voisinage du puits la vitesse deacutecoulement des eaux soutershyraines ne doit pas deacutepasser la valeur au-delagrave de laquelle elles provoqueraient une eacuterosion du terrain Pour les nappes captives cette eacuterosion peut entraicircner leacutecroulement du toicirct (G 51341)

- 32 -

Pour une recharge par injection les calcaires notamment lorsquils sont profonshydeacutement enfouis sont favorables

C -MEacuteTHODES DINVESTIGATION DES PARAMEgraveTRES DUNE OPEacuteRATION DE RECHARGE

ARTIFICIELLE

(B 580 G 51341 6619100 G 5191 G 6212)

1) ftasiivie de la conduativlteacute hycOiaLUAque ou peAmeacuteabLLLteacute au lt4erui de Ocuicy (eacutecouleshyment s a t u i eacute

Il sagit dune mesure classique qui peut ecirctre mise en oeuvre par diffeacuterentes meacutethodes

a) essai de pompage linterpreacutetation des variations du niveau de la nappe en foncshytion du temps pendant une opeacuteration de pompage permet de deacuteduire la valeur de la permeacuteabiliteacute de laquifegravere

b) Essais geacuteophysiques le principe de ces meacutethodes est deacutetudier certaines caracshyteacuteristiques pTiysiques dun terrain et de les interpreacuteter afin dobtenir diffeacuteshyrents renseignements sur le sol Principalement on utilise les meacutethodes geacuteophysiques suivantes

- meacutethode des reacutesistiviteacutes comme son nom lindique cest une meacutethode eacutelectrique destineacutee agrave connaicirctre la reacutesistiviteacute des terrains concerneacutes

- meacutethode de sismique-reacutefraction cette meacutethode consiste en le calcul des vitesses de propagation dondes de choc dans le sol

c) Essais eh laboratoire on mesure directement la permeacuteabiliteacute sur un eacutechantillon de sol obtenu par carottage agrave laide dappareils speacuteciaux (permeacuteamegravetres par exemple)

2) fteAime de ta conducJJLvLteacute kydnauUque verticale (ecouJemerut non statuieacute)

Il nexiste pas de meacutethode parfaite pour calculer ce paramegravetre Citons tout de mecircme la meacutethode de Weeks dont le principe est une eacutetude de la pression de lair contenu dans la zone non satureacutee du terrain Quoique sujette agrave erreur cette meacutethode est malgreacute tout la plus preacutecise actuellement (G 5191 G 6212)

3) MeAwie de JJOL tAarvmJui4LvJjLeacute et du coefifJicAeruL demmaaaAuiement

Ces mesures se deacuteduisent des reacutesultats des essais de pompages (cf la)

4 DugravenenALorui et 4poundnuctuuie de taquLfLegravejie

La mesure de ces diffeacuterents paramegravetres peut ecirctre mise en oeuvre par des meacutethodes geacuteophysiques classiques telles que la meacutethode des reacutesistiviteacutes ou de sismique-

- 33 -

reacutefraction ou encore par des meacutethodes plus sophistiqueacutees utilisant les proprieacuteshyteacutes radioactives des constituants du sol citons pour meacutemoire la meacutethode dactivation des neutrons et celle de la spectromeacutetrie aux rayons gamma

5) Etude de -leacutecoulement

Les meacutethodes deacutetude des eacutecoulements souterrains ont longtemps eacuteteacute dordre physishyque avant de devenir plus reacutecemment aussi dordre numeacuterique gracircce au deacutevelopshypement de linformatique

a) Meacutethodes physiques

- Utilisation de traceurs les traceurs sont en fait des substances polluantes dorigines physique chimique ou radioactive que lon introduit dans les eaux de recharge et qui vont suivre sans les perturber les eacutecoulements souterrains En les suivant on pourra obtenir des indications sur la direction et le deacutebit des eacutecoulements Parmi les nombreux traceurs utiliseacutes on peut citer agrave titre dexemple la tempeacuterature (6617781) la levure de boulanger (6619100) le tritium (6604550)

- Utilisation de modegraveles reacuteduits en respectant des regravegles de similitude bien preacuteshycises on peut construire des modegraveles reacuteduits deacutecoulement souterrain donnant des reacutesultats acceptables (F 2028 G 4944)

- Utilisation de modegraveles analogiques physiques le principe de ces meacutethodes est de remplacer les paramegravetres de leacutecoulement par dautres paramegravetres physiques veacuterifiant des eacutequations analogues aux eacutequations de leacutecoulement On fait alors les mesures neacutecessaires sur ce modegravele et lon transfert les reacutesultats obtenus au problegraveme reacuteel Citons agrave titre dexemple les modegraveles analogiques eacutelectriques qui ont donneacute de bons reacutesultats(G 2729 F 2045)

b) Meacutethodes numeacuteriques

Les progregraves de linformatique permettent aujourdhui la reacutesolution directe de toutes sortes de problegravemes physiques et en particulier les problegravemes deacutecoulement souterrain (G 4944 G 51341 G 2264 bis F 2045 G 4329 F 3918)

D - POUVOIR EacutePURATEUR DU SOL

Le passage des eaux de recharge agrave travers le milieu poreux que constitue le sol deacuteclenche au sein de celui-ci diverses reacuteactions de caractegravere physique chimique ou biologique Ces reacuteactions deacuteterminent la capaciteacute de reacutetention des contamishynants par le sol Nous ne citerons que quelques cas de reacutetention

1) ReacutetervLLon deA raatJeAeyi en AUApenyjLon

Le premier processus qui intervient est la filtration les particules de dimenshysions supeacuterieures aux pores du sol sont rapidement stoppeacutees Cest ensuite

- 34 -

laction combineacutee de linterception des particules des forces dinertie du pheacutenomegravene de seacutedimentation et de diffusion qui assure la reacutetention des particules les plus fines

Ces processus entraicircnent la constitution dune couche colmatante qui freine le cheminement de leau dans leacute sol

Lefficaciteacute de leacutelimination des matiegraveres en suspension croicirct avec la distance parcourue De nombreuses eacutetudes en milieux non fissureacutes ont montreacute leacutelimination totale de la turbiditeacute apregraves seulement quelques megravetres de trajet des eaux dans le sol

2) HeacuteAgraveLeniugrave-on deA geAmeA pathogknesi

Les eaux notamment les eaux useacutees dorigine urbaine contiennent des germes pathogegravenes que les traitements en station neacuteliminent que partiellement Il est donc important pour des raisons sanitaires eacutevidentes deacutetudier la reacutetention des germes pathogegravenes dans le sol

Le meacutecanisme de 1eacutepuration des germes pathogegravenes par le sol est double

- tout dabord une reacutetention des germes par filtration ou adsorption dans le sol

- puis un deacutepeacuterissement i

Lefficaciteacute de leacutelimination des germes pathogegravenes par les sols est fonction de leur survie de la capaciteacute de reacutetention du sol

a) Survie des germes pathogegravenes le tableau 4 nous en donne des exemples

TABLEAU 4

Entamoeba histolytica

Oeufs dAscaris

Salmonella

Coliformes feacutecaux

Entero vicircrus

Survie dans le sol

8 jours

6 ans

9 mois

6 mois

12 jours

Source

DUNLOP (1968)

POUND et CRITES (1973)

VAN DONSEL et al (1967)

EDKONDS (1976)

DUNLOP (1968)

(ExticiLt du Document Ccedil 5920)

- 35 -

b) capaciteacute de reacutetention du sol elle est elle-mecircme fonction du climat de la nature du sol de la nature des microorganismes

- Climat (G 6212)

la tempeacuterature la survie des pathogegravenes est grandement prolongeacutee aux basses tempeacuteratures

la pluviomeacutetrie lhumiditeacute du sol favorise la survie des germes pathogegravenes

- Nature des sols (G 5920)

les terrains fissureacutes doivent ecirctre consideacutereacutes avec beaucoup de preacutecautions car de nombreuses expeacuteriences ont donneacute des reacutesultats totalement diffeacuterents

les sols granulaires sont en geacuteneacuteral de bon eacutepurateurs Cependant la capaciteacute de reacutetention des germes pathogegravenes est lieacutee agrave leacutecoulement au sein du sol Ainsi la reacutetention en milieu non satureacute est tregraves supeacuterieure agrave celle en milieu satureacute

- Nature des microorganismes nous distinguerons les bacteacuteries et les virus

Le tableau 5 reacutesume les facteurs geacuteneacuteraux qui conditionnent le cheminement des virus et des bacteacuteries dans le sol

TABLEAU 5

FACTORS THAT INFLUENCE THE MOVEMENT OF VIRUSES AND BACTERIA IN SOIL

1 Rainfall bull 2 pH I 3 Soil composition j h Flow rate 5 Soluble organics I 6 Cations bull 7 Adsorptiumlon characteristics of the virus and bacteriumla |

(Sxtnltxut du Document Ccedil 6212)

De nombreuses eacutetudes ont montreacute que

- les bacteacuteries sont eacutelimineacutees par filtration et adsorption dans les premiers deacutecishymegravetres du sol Leur cheminement vertical (en non satureacute) ne deacutepasse pas 2 agrave 3 m Par contre leur cheminement horizontal (en satureacute) peut atteindre 10 m

- les virus plus petits sont eacutelimineacutes principalement par adsorption dans les preshymiers centimegravetres du sol comme le montre la figure 10 pour trois virus diffeacuterents

bullbullbullbullbull

- 36 -

FIGURE 10

ADSORPTION OF DIFFERENT ENTEROVIRUSES BY A SOIL COLUMN

001 n U

mdash 40 e o i 80 1mdash CL LU

deg 120

160 J

mdash

VIRUSES 01

1

REMAINING ) 1 10 100

l ^ ^ f S p ^ ^

1

bull POLIO OECHO 1

AECHO 29

(Extrait du Document Ccedil 6212)

31 6-LugraveriLncution du cxjuibone oyjganique

Sous lappellation carbone organique sont regroupeacutees la DCO (demande chimique en oxygegravene) et la DBOf- (demande biologique en oxygegravene agrave 5 jours)

Leacutelimination du carbone organique ne peut se faire quen conditions aeacuterobies donc dans la tranche non satureacutee du sol Ainsi les eaux de recharge destineacutees agrave linjection doivent subir une oxydation biologique en station avant injection

- 37 -

De nombreuses eacutetudes ont montreacute que la DBO dune eau eacutepureacutee par passage agrave travers un sol convenablement aeacutereacute est quasiment nulle (G 6230 G 5920)

U) Reacutetention deA eacuteleacutements Viace^i N

Ils sont ainsi appeleacutes car leur concentration dans les eaux reacutesiduaires est geacuteneacuteshyralement faible Cette appellation regroupe des eacuteleacutements tels que les meacutetaux lourds le bore le fluor etc

Les eacuteleacutements traces preacutesents dans les eaux de recharge peuvent soit saccumushyler dansle sol soit rester dans leau eacutepureacutee (6619645)

La reacutetention dun eacuteleacutement trace deacutepend de sa nature ainsi que de la composition du sol (G 6230) Ainsi on peut souligner limportance des argiles dans ladsorp-tion des eacuteleacutements traces (G 6212) De mecircme la valeur du pH du sol conditionne la solubiliteacute des corps complexes creacuteeacutes et par lagrave leur mobiliteacute (G 5920)

- en sol calcaire ou crayeux (pH gt 8) la grosse majoriteacute des eacuteleacutements traces est immobiliseacutee

- en sol acide (pH ^ 7) laugmentation de la solubiliteacute entraicircne une migration des eacuteleacutements vers la nappe

On recommande donc deacuteviter les sols ayant un pH infeacuterieur agrave 65

5) Reacutetention CLQA -4eAgraveA ^oAgraveubteA

On a constateacute par des expeacuteriences in situ que les reacuteactions chimiques portant sur les ions mineacuteraux ordinaires de leau (Ca Mg Na) seacutequilibrent peu de temps apregraves le deacutebut de lalimentation artificielle (G 6501) Cependant une teneur trop eacuteleveacutee en sodium (Na) par exemple par rapport au calcium (Ca) et au magneacuteshysium (Mg) peut entraicircner une deacutegradation de la structure du sol et ainsi entraver linfiltration

Une importante concentration en sels solubles de leffluent peut se corriger par une dilution notamment par lintermeacutediaire des preacutecipitations (G 6230) En pays aride une deacutemineacuteralisation preacutealable peut simposer

6) Reacutetention de lazote

La quantiteacute dazote total ameneacutee par les effluents de recharge est souvent supeacuteshyrieure agrave la quantiteacute qui peut ecirctre exporteacutee par les cultures Il faut doncsous risque de pollution de la nappe opeacuterer une deacutenitrification dans le sol Ceci impose dapporter agrave la fois des nitrates et du carbone dans un milieu anaeacuterobie

La deacutenitrification maximum est lieacutee agrave la peacuteriode de submersion des bassins ainsi quagrave la quantiteacute des effluents infiltreacutes Ces deux facteurs deacutependent eux-mecircmes des paramegravetres suivants

- capaciteacute deacutechange du sol - pourcentage dammonium eacutechangeable - teneur en azote de 1effluent

bull bull bull bull bull

- 38 -

- taux de diffusion de loxygegravene dans le sol au cours de la dessication des bassins - tempeacuterature

On a constateacute une augmentation exponentielle de leacutelimination de lazote avec une diminution de la charge (G 6230)

En conclusion on peut simplement dire quil est neacutecessaire deffectuer de nomshybreux essais in situ afin de deacuteterminer la peacuteriodiciteacute des submersions-disseacuteca-tions optimales donnant une eacutelimination maximale de lazote total

71 deacutetention du pho-ophoie

Comme dans le cas de lazote le phosphore ameneacute par les eaux de recharge est tregraves supeacuterieur agrave la quantiteacute exportable par la veacutegeacutetation

Le seul meacutecanisme rentrant en jeu dans leacutelimination du phosphore est sa preacutecipishytation

Des eacutetudes ont montreacute que 90 du phosphore peut ecirctre eacutelimineacute apregraves un parcours de 100 m dans le sol Cependant pour un sol contenant peu de cations et ayant un pH acide le phosphore est tregraves mobile il est alors neacutecessaire deffectuer sa preacutecipitation preacutealablement en station avant linfiltration (G 6230)

Lefficaciteacute de la reacutetention du phosphore diminue comme dans le cas de lazote avec laugmentation des doses dinfiltration

8) Exemples) - Compcuiaision deA 4UAterneA de Lechcmge cuitlp-cJ-ette (ptibUi dbullinjection et baAAUiA dinp-AiMatioal

Les tableaux 6 et 7 reacutesument sur deux cas particuliers de recharge artificielle (lune par injection lautre par infiltration dans un bassin) leacutevolution des contaminants par passage de leau dans le sol en fonction de la distance de parcours

TABLEAU 6

Waler Quality of Percofaie at Whlttieacuter Narrows Test BasinmdashConcentration mgl

Conslitutent Constituent That Did Not Changa

Sodium Nraquo Sulate SO Chloride CI PH

Comtitucnts That Increaxd Calcium Ca Magneacutesium Mg Bicarbonate HCOa Nitrate N O T D S Hardneu total (as CaCO)

Comtituentraquo That Decreascd Potalaquoiurn K Ammonium N H Phosphate PO COO

Surface

152 164 126

802

laquo08 199

385 440

1011 234

145 40

54 393

2 f t

120 160 134

769

132 209

369 440

994 411

130 0 060

104

4 f t

142 164 131

787

127 194

336 104

10S0 393

154 0

100 97

6 f t

140 161 130

784

139 179

395 842

108raquo 422

126 0 0 3 0

170

Eft

138 168 126

778

158 301

487 880

1200 520

51 0 02

146

bullMcMcHiiu F C amp MCKEE J E Report of Research on Wastewater Reacuteclamation at Whittier Narreraquoraquo Pr-pand fer Rcioorccj Agency of Califomia State Wtr QC Bd Sacramento Calif (Sep 1965)

(Extrait du Document 6603313)

- 39 -

TABLEAU 7

Yater-Quality Changes al Orange County Coastal Sarrier Project Injection Wellmdashaig1

Constituent

Constituent That Did Nol Changa bull Chtorides

SuUato Magnewura Borna Nitrate Ocor threshold odor numberf Sodiusi

CoiMiituenuThat Increased Calcium Volatilraquo solids Bicarbonate Hardncu total T D S

ConstltuentsThat Cecreased Potassium Organif nitrogen Ammonium nitrogen Carbon dioxido

con Color

bull B U E raquo D C amp VesHEK G M sources Bull 75 (Oct 1971)

f T O N unitraquo

Injection Water

272 430

30 1

OJS 40

251

98 100 213 368

1220

30 1

19 69 5 15

Native Grottnd

Water

12 40

7 01 0 0

35

40 0

185

233

3 0 0 2 0 0

Distance From Injection Wellmdashft

100

293 405

31 1 0J

40 239

156 65

317 517

1330

22 0 134 30 27 13

245

288 445

28 1 OJS

40 243

164 125 293 385

1325

21 11 77

30 25

8

545

261 430

32 08 0 J

40 207

200 170 317 631

1290

9 0 00

10 22 i

0

Rcclaimed Waste Water lot Ground Water Recharge Wtr Fe-

1

(ExtnaLt du Document 6603313)

9) CoacAgravewiLon

Leacutepuration des eaux de recharge par les sols granulaires ayant une tranche non satureacutee est excellente ils permettent une eacutelimination importante des pollutions organiques phosphoreacutees et bacteacuteriologiques ainsi quune diminution de 30 agrave 40 de la pollution azoteacutee (G 7221 Doc Geacutenie Rural Dec 1977 voir page suivante)

La recharge artificielle par des bassins dinfiltration est un moyen deacutepuration des eaux en soi

La recharge artificielle par injection demande des eaux reacutepondant agrave des critegraveres aussi stricts que ceux dune eau potable La recharge par injection demande donc linstallation dune uniteacute de traitement agrave part ce qui peut mettre en balance la rentabiliteacute de lopeacuteration de recharge toute entiegravere

bullbullbullbullbullbull

- 40 -

FIGURE 11

PRESENTATION SCHEMATIQUE DU ROLE EPURATEUR DU SOL

oltra2r g g o n t e g d Wvdy bull-bull z-

amp ^ v

mf-

A S S I M I L A T I O N PAR L A

V E G E T A T I O N

f au -bull Selraquo Mineacuteraux N P K cfc-

gt-$[ FILTRATION Xamp^^^iumlacircdZl Arrecirct elt3 Germes Satfioocna

bull

bull - - bull lt bull ^ Jk y rCOa

- -- )rpoundsjkbull - - v v k - mdash O O

RETENTION

E A U

e t

MATIERES DfSSOUTES

Heoradalicircon des natiegraveres On

(action acs s rT coarr jomvno

DT

P E R C O L A T I O N

o o

O o tgt o I

jStocffaqe Jes Eleacutement fini

(oJaorplion - mSOiulraquoilaafi

e s a V o o c

des ionraquo

Jhort^ort sap bull Jtieumla numifOx

lone de

prospection

racine^

^ 7 M c a t ^ xmP 3faltlaquo

M yccedilou ctltfuirerc

Na+CaV Nps~ Cl~S0f DifmrjenS

Fer

itxtAaAJi du CcedileacuteruLe liiuiaAgrave Nov-Deacutec 7977)

1 bull bull bull

- 41 -

E - CONCLUSIONS GEacuteNEacuteRALES

Dapregraves ce que nous venons de voir un sol ideacuteal pour la mise en oeuvre dune recharge artificielle aurait (F 3469)

1) des taux dinfiltration et de transmission eacuteleveacutes

2) au-dessus de lui un sol sans argile ou autres substances reacuteduisant linfiltrashytion

3) pas dargiles gonflantes ou contractantes qui creacuteent des fissures en seacutechant et permettent ainsi agrave leau de circuler rapidement pendant les premiegraveres phases de la recharge

4) suffisamment dargiles pour pouvoir adsorber les eacuteleacutements traces et les oligoshyeacuteleacutements et pour permettre aux microorganismes du sol de deacutecomposer les eacuteleacuteshyments organiques

5) du carbone pour favoriser une rapide deacutenitrification et pour supporter une popushylation microbienne active combattant les germes pathogegravenes et enfin pour favoshyriser une deacutecomposition rapide des substances organiques introduites

Il est clair que certaines de ces propositions sont contradictoires Une opeacuterashytion de recharge artificielle est donc le reacutesultat dun compromis entre la capashyciteacute dinfiltration du sol et sa capaciteacute deacutepuration

- 43 -

LISTE BIBLIOGRAPHIQUE

F 2189

F 2752

F 1605

F 2028

F 2045

F 2415

j bull bull bull

Livre de leau - volume I CEBEDEAU 1978 350 pages

TODD DK Groundwater hydrology J Wiley and Sons Ed 1980 546 pages

CASTANY G Prospection et exploitation des eaux souterraines Dunod Ed 1968 740 pages

BIZE Jf BOURGUET L LEMOINE J Lalimentation artificielle des nappes souterraines Ed Masson amp Cie 1972 199 pages

WALTON WC Groundwater resource eacutevaluation McGraw-Hill Book Company 1970 664 pages

LOUP J Les eaux terrestres - hydrologie continentale Masson et Cie Ed 1974 172 pages

F 3469

F 3884

F 3918

G 2264Bis

Health aspects of wastewater recharge Water Information Center New York 1978 240 pages

A bull bull

Waste disposai effects on groundwater Miller DW Ed 1980 512 pages

BEAR J Hydraulics of groundwater McGraw-Hill Book Company 1979 567 pages

X La meacutecanique des fluides et lenvironnement - preacutevision et maicirctrise de la qualiteacute de leau et de lair 14egraveme Journeacutees de lHydraulique Paris Sept 1976 Question 4 les eaux souterraines 48 pages

G 2729

G 4329

Artificial recharge of the London basin Reading Water Resources Board 1973 38 pages

W0LKER RE Numerical modelling of an aquifer System with intermittent recharge Dept of National Res Australian Water Res Council 1977 64 pages

bull bull bull bull bull bull

- 44 -

G 4944 KHANJI JD Etude de la recharge de nappes agrave surface libre par infiltration Thegravese Universiteacute Scient et Meacutedicale Grenoble 1975 252 pages

G 51341

G 5191

A bull bull bull

Emmagasinement souterrain des eaux et recharge artificielle Ressources NaturellesSeacuterie Eau ONU ndeg 2 1977 307 pages

BROWN RF SIGNOR DC WOOD wW Artificial groundwater recharge as a water management technique on the southern high plains of Texas and New Mexico Texas Deacutepart of Water Resources 1978 32 pages

G 5920 j bull bull bull

Lassainissement des reacutegions deacutepourvues de reacuteseau hydrographique et la protection des nappes - tome 1 Agence Fin de Bassin Seine-Normandie Dec 1978 107 pages

G 6212 Wastewater reuse for groundwater recharge Symposium Office of Water Recycling Californie 1980 345 pages

G 6230

G 6501

Possibiliteacutes deacutepandage des eaux useacutees urbaines Rapport Agence RMC 1979 371 pages

TAKASHI ASAN0 GHIRELLI R Reacuteutilisation des eaux useacutees pour la recharge des eaux souterraines et lirrigation agricole Confeacuterence OMS Alger 1980 p 1-15

G 7221

6603313

6604550

6604561

6617781

Lameacutenagement dinfiltration des eaux useacutees de Port-Leucate Soc Ameacutenag Mixte dEquip et dAmeacutenag de lAude Novembre 1981 45 pages

TOUPS JM Water quality and other aspects of groundwater recharge in southern California JAWWA Mars 1974 p 149-151

SMITH DB Tritium water tracing Water Treatment and Examination vol 22 1973 p 250-258

CALLAHAN JT Recycling of fresh water - the management and protection of groundwater Tireacute agrave part 16 pages

KEYS WS BROWN RF The use of tempeacuterature logs to trace the movement of injected water Groundwater Janv-Feacutev 1978 p 32-48

- 45 -

6619100 W00D WW EHRLICH GG Use of bakers yeast to trace microbial movement in groundwater Groundwater Nov-Deacutec 1S78 p 398-403

6619645 ROBERTS PV McCARTY PL Direct injection of reclaimed water into an aquifer J Environ Eng Div 1978 104 p 933-949

- CHAPITRE III -

DISPOSITIFS DALIMENTATION ARTIFICIELLE DE

NAPPE SOUTERRAINE

- 49 -

Pour la mise en oeuvre dune alimentation artificielle de nappe souterraine on distingue principalement les dispositifs dinfiltration et les dispositifs dinjection Ces deux types fondamentaux de dispositifs se diffeacuterencient nous allons le voir aussi bien par leur fonctionnement que par leur technologie et leur gestion

A - D I S P O S I T I F S D INFILTRATION

I - CONDITIONS GENERALES DUTILISATION

Les dispositifs dinfiltration sont utiliseacutes pour alimenter les nappes libres ou surmonteacutees dune eacutepaisseur de terrain impermeacuteable assez petite pour que lon puisse la deacutecaper

Il sagit essentiellement de bassins dinfiltration mais aussi de canaux fosseacutes fosses lits de cours deau ameacutenageacutes zones deacutepandage souterrain puits filshytrants

Ce sont en geacuteneacuteral des dispositifs de surface exception faite pour les disposishytifs deacutepandage souterrain par reacuteseau de drains

II - PRINCIPE GENERAL DE FONCTIONNEMENT CAS DUN BASSIN

1 ) fLoceA^uA cjomplampt de X infLLugravebiatLon provoqueacutee (F 2028)

Placcedilons nous dans le cas dun bassin dinfiltration que lon remplit

Lavanceacutee du front humide peut ecirctre deacutecomposeacutee en trois phases comme le montre la figure 1

FIGURE 1

SCHEMA DES TROIS PHASES DE LINFILTRATION PROVOQUEE

(poundxtLltzugravet du document 2028 )

- 50 -

1egravere phase avanceacutee du front humide vers la nappe

2egraveme phase eacutecoulement mixte (verticalement en milieu non satureacute horizontaleshyment en milieu satureacute)

3egraveme phase eacutecoulement en milieu satureacute aussi bien verticalement que horizonshytalement

2) AppaKJjtLon dune couche co-bnaiante agrave ta AwifLace du -ocircot pendant la jubmesiAton

Mis agrave part le cas ougrave lon utilise une eau tregraves pure et neutre vis-agrave-vis des consshytituants chimiques et biologiques du sol lexistence dans leau de recharge de toutes sortes dimpureteacutes entraicircne au contact de leau avec le sol des reacuteactions dorigine physique chimique et biologique

Le reacutesultat de ces diffeacuterentes reacuteactions est lapparition dune couche colmatante qui se comporte vis-agrave-vis de linfiltration comme une couche peu permeacuteable (parshytie C sur la figure 2)

FIGURE 2

EVOLUTION DE LINFILTRATION DANS UN BASSIN EN CAS DE SUBMERSION

PROLONGEE AVEC DES EAUX PEU COLMATANTES

Q (mj)

09-

0 8

07-

n fi_

n ccedil U 3

UJ 0

a

1

a

b

c

c

b

c

N d

2 3 4 5 6

= gonflement des colloiumldes du sol

= dissolut ion des bulles d a i r

= formation du voile bacteacuterien

1 = asphyxie du fond du bassin

i

mois

(Extrait du Document Ccedil 5920)

51 -

Si lon se place dans le cas ougrave la profondeur de laquifegravere ainsi que sa trans-missiviteacute sont suffisantes cest alors leacutecoulement mixte (phase ndeg2 dans le scheacutema preacuteceacutedent) qui constitue le reacutegime permanent deacutecoulement des eaux sous le bassin

Cest donc lexistence du pheacutenomegravene de colmatage du fond du bassin qui permet agrave leacutecoulement vertical en milieu non satureacute de se poursuivre

Nous deacutetaillerons le processus de colmatage plus loin On peut cependant deacutejagrave noter en observant- la figure 2 que le colmatage eacutevolue avec le temps et peut devenir intoleacuterable vis-agrave-vis du taux dinfiltration rechercheacute une vidange du bassin et une reacutenovation du sol constituant son fond simposent alors

La figure 3 donne une scheacutematisation de leacutecoulement de leau dans le sol avec existence dune couche colmatante agrave la surface

FIGURE 3

~~L

Eau

Colmatage ( 2 agrave 3 c m )

h = 1 m eacutepaisseur deau

t (succion)

4

S

JI7777777T777T77777m77777r

eacutecoulement vertical en milieu sature

eacutecoulement vprtica en milieu I non sature

eacutecoulement horizontal en milieu

satureacute (nappe)

IExtnaJjt du Document Ccedil 7220)

bull bull laquo bull

52 -

III - LES DISPOSITIFS DINFILTRATION

1 ) LeA ba^4inA dirLfJJjtAatiorL

a) Principe il peut sagir dune excavation faite dans le sol et pouvant avoir des origines diverses (anciennes carriegraveres par exemple) ou bien dun ouvrage de geacutenie civil comportant la construction de berges Le bassin ainsi formeacute reccediloit une certaine quantiteacute deau qui sous leffet de la charge hydraulique va peacuteneacuteshytrer dans le sol

La figure 4 donne un scheacutema densemble dune installation utilisant des bassins d infiltration

FIGURE 4

Ci) LoVe pump

( 2 ) Flocculanl-injection sysK

(3) Settling basi

Ccedil ) Clear-wafer pickup

(5) Sprecding basins

I d e a l i z e d S p r e a c s n g -Bas in I n s t a l l a t i o n W i t h V a t e r - icirc n i a k e Syste

(Lake Pump and C i e a r - W a t s r P ickup ]

F l o c c u l a n t - l n j e c t i o n System and Se t t l i ng Ba$ucircraquos

ms

(Extrait du Document Ccedil 5191 ) m bull bull bull bull bull

- 53 -

b) Forme dimensions des bassins la forme des bassins peut ecirctre quelconque Cepen-dacircnt_locircrsqueuml-T1l)7riJtrrrse~~plusieurs bassins on cherchera un encombrement au sol minimum

Le nombre de bassins deacutepend de la gestion de ceux-ci nous aborderons ce point plus loin

Dans la reacutealisation dun bassin dinfiltration ou plus geacuteneacuteralement dun disshypositif dinfiltration une contrainte importante est la distance entre le sol et le niveau de la nappe On estime quune distance de 3 agrave 5 m est un minimum pour assurer la bonne marche dun bassin

c) Construction dun bassin la construction dun bassin ne peut se faire que sur deumll-~teumlrracircins reTacirctfvement plats Sa mise en oeuvre peut se faire agrave laide dun bulldozer ou par des moyens plus simples Toutefois en cas dutilisation denshygins lourds il faudra prendre garde agrave ce que leurs passages successifs nentraicircshynent pas un tassement excessif du sol qui se traduirait par une reacuteduction signishyficative du taux dinfiltration

Les berges des bassins doivent ecirctre rendues impermeacuteables par beacutetonnage ou deacutepocirct de seacutediments tregraves fins ceci afin deacuteviter toute infiltration horizontale La pente recommandeacutee pour les berges dun bassin est de 2 pour 1 on limite ainsi leacuterosion due aux mouvements de leau dans le bassin Enfin pour faciliter la vidange du bassin on procegravede agrave la creacuteation dun point bas

d) Ameneacutee de leau lameneacutee de leau dans le bassin peut se faire par graviteacute ou par pompage Ces dispositifs sont en geacuteneacuteral aussi des dispositifs aeacuterateurs en favorisant les conditions aeacuterobies dans le bassin on permet une eacutepuration importante des eaux dans celui-ci

Cette aeacuteration se fait souvent agrave laide dune ou plusieurs cascades (figure 5)

FIGURE 5

lExiAcdA du Document t 2028)

e) Revecirctement du fond le revecirctement du fond peut ecirctre varieacute ainsi on distingue les bassins agrave fond nu agrave veacutegeacutetation agrave sable

bull raquo bull raquo raquo bull

- 54 -

Bassins agrave fond nu leur mise en oeuvre est simple car ils sont utiliseacutes tels quels Cependant ils sont soumis agrave un colmatage rapide Pour diminuer limporshytance de ce colmatage et pour assurer lentretien on peut utiliser divers proceacuteshydeacutes simples tels que le labourage ou leacutepandage de paille de bleacute (Confeacuterence AFEE Orleacuteans 1970) La lame deau dans ces bassins doit ecirctre de quelques deacutecimegravetres

Bassins agrave veacutegeacutetation leffet de la veacutegeacutetation est multiple (G 6230) - permeacuteashybiliteacute suppleacutementaire due aux racines protection du soi contre les gouttes deau lors des peacuteriodes pluvieuses exportation deacuteleacutements mineacuteraux si toutefois la veacutegeacutetation est reacutecolteacutee (5 environ) Par ailleurs elle favorise la deacutenitrifi-cation Cependant la preacutesence de veacutegeacutetation dans le bassin preacutesente certains inconveacutenients niveau assez faible deffluent dans le bassin (au printemps et en eacuteteacute notamment quelques centimegravetres seulement) assegravechement peacuteriodique du bassin pour permettre la reacutecolte

Malgreacute tous ces inconveacutenients de nombreuses eacutetudes ont montreacute linteacuterecirct de la veacutegeacutetation dans un bassin Le bermuda-grass geacuteant le riz et le souclan-grass paraissent bien sadapter agrave ces conditions de vie (G 6230 F 275)

Bassins agrave sable (Confeacuterence AFEE Orleacuteans 1970) Le fond du bassin est alors tapisseacute dune couche de sable rapporteacutee Le diamegravetre efficace du sable est en geacuteneacuteral compris entre 02 et 03 mm Cette couche sert de support meacutecanique et biochimique agrave leacutepuration des eaux Son eacutepaisseur doit ecirctre de lordre de 50 cm

Le sable agissant comme un filtre subit un colmatage progressif et demandedonc un entretien peacuteriodique apregraves vidange du bassin on procegravede agrave un remaniement du sable par diffeacuterents moyens allant du simple grattage agrave lexplosif ou bien on procegravede agrave un lavage du sable apregraves ramassage

Leacutepaisseur de la lame deau dans un tel bassin peut varier de quelques deacutecimegravetres agrave plusieurs megravetres

f) Taux dinfiltration dune maniegravere geacuteneacuterale on peut dire quil est impreacutevisible et que lon doit proceacuteder agrave des essais On dispose de deux types de meacutethodes pour ces essais (G 51341)

essais sur toute la zone deacutepandage cest cette meacutethode qui donne les reacutesultats les plus sucircrs mais sa mise en oeuvre neacutecessite des dispositions coucircteuses transport de leau acquisition des terrains

essais sur des mares deacutepandage cette meacutethode impose pour ecirctre fiable des essais de longue dureacutee ainsi que la connaissance des renseignements techniques tels que la geacuteologie du sous-sol la profondeur de la nappe etc

En geacuteneacuteral les taux dinfiltration se situent au-dessus de 015 - 030 m par jour (G 5191)

Le tableau 1 page suivante donne agrave titre dexemple la valeur des taux dinfilshytration de bassins reacutealiseacutes aux USA

NB du fait du colmatage le taux dinfiltration eacutevolue avec le temps pendant la submersion Il convient donc de parler de taux dinfiltration moyen

bullbullbullbullbullbull

- 55 -

TABLEAU 1

REPRESENTATIVE SPREADING BASIN RECHARGE RATES

Location

Sauta Cmz River-Ariz Los Angeles County Calif i Madera Colif San Gabriel River Calif Santa Ans River Calif Santa Clara Valley Calif Tulare County Colif Ventura County Calif Des Moines Iova NewtoD Mass East Orange N J Princeton N J Long Island N Y Richland TVash

Rateftday T

1 11-38 22-62 10-41 19-54 lS-96 14-73 04 12-1S i 15 l 43 04 | 01 31 77

(SxtAaJjt du Document t 275)

Suivant la nature du revecirctement du fond le taux dinfiltration est variable Ainsi (F 2028)

- pour les bassins nus 030 agrave 1 m par jour - pour les bassins agrave veacutegeacutetation 020 agrave 060 m par jour - pour les bassins agrave sable 2 agrave 5 m par jour

Des eacutetudes reacutecentes ont montreacute que dans le choix du revecirctement la veacutegeacutetation et le sable donnent les meilleurs reacutesultats ( G 6230)

g) Dispositifs de reprise des eaux trois dispositifs sont utiliseacutes pour reacutecupeacuterer les eaux apregraves leur infiltration dans la couche non satureacutee du terrain et leur transfert dans laquifegravere

les puits de pompage classiques

les drains placeacutes dans laquifegravere lui-mecircme

les exutoires naturels tels que les sources

Ces trois dispositifs sont repreacutesenteacutes sur la figure 5 bis

bullbullbullbullraquo

- 56 -

FIGURE 5 BIS

COLLECTION OF RENOVATED WATER FROM RAPID-INFILTRATION SYSTEMS WITH

WELLS (TOP) DRAINS (CENTER) OR VIA NATURAL SEEPAGE

INTO STREAMS (BOTTOM)

PUMPEO WELL - 0 8 3 WEU

IMPERMEABLE

bull- ygru ffi -

7 7 STREAM

rff

IMPERMEABLE v ^ v

(poundxampLltzugravet du Document Ccedil 62121

- 57 -

2) LeA poundcM^eacute4 XampA canaux leA jampM-ae-d

Ces dispositifs sont assez semblables aux bassins Neacuteanmoins on peut faire les remarques suivantes

- contrairement aux bassins sces dispositifs utilisent linfiltration horizontale agrave travers les berges Celles-ci sont en geacuteneacuteral tregraves releveacutees

- les fosseacutes de largeur plus reacuteduite (1 agrave 4 m) que les bassins sadaptent mieux aux variations de relief du terrain car ils peuvent eacutepouser sans difficulteacute les courbes de niveau

- les fosses sont caracteacuteriseacutees par une profondeur importante vis-agrave-vis de ses autres dimensions La charge hydraulique peut y ecirctre importante (plusieurs megravetres) Leur utilisation est particuliegraverement inteacuteressante pour linfiltration deaux brutes le fond et les bords jouant respectivement le rocircle de plage de seacutedimentation et de filtration

3) LAgraveJLA do AxvX0Ae ameacutenageai

a) Ppoundi|2poundiPpound le principe de ce dispositif est essentiellement damplifier artifishyciellement linfiltration naturelle des eaux de riviegraveres dans les terrains allushyvionnaires sous-jacents Pour cela on peut

soit augmenter la surface de contact entre leau et le sol cest le cas dun ameacutenagement dun lit mineur en chocircmage ou de leacutepandage des crues

soit augmenter la charge hydraulique en diffeacuterentes zones du lit cest le cas avec la construction de diguettes

soit les deux cestle cas avec la reacutealisation dune retenue

b) Les ameacutenagements (G 7220)

ameacutenagement dun lit mineur en chocircmage en dehors des peacuteriodes de crue par creuseshyment au bulldozer par exemple (figure 6)

eacutepandage des crues cette meacutethode ne peut ecirctre mise en oeuvre que dans des reacutegions peu habiteacutees Sa reacutealisation ne demande pas de moyens eacutelaboreacutes ni de main doeuvre qualifieacutee (figure 7)

construction de diguettes (G 7220) construites en travers du courant les diguettes permettent laugmentation de la charge hydraulique agrave lamont de celles-ci (figure 8)

bull bull bull bull bull

FIGURE 6

- 58 -

FIGURE 7

FIGURE 8

(poundxtnaAcircJA du Document Ccedil 72201

- 59 -

La hauteur des diguettes est de lordre de 150 m Pour ecirctre eacuteconomiques les diguettes doivent ecirctre reacutealiseacutees avec des mateacuteriaux locaux et des moyens simples

La figure 9 donne une coupe dune diguette

FIGURE 9

SEDIMENTS FINS PRE-DECANTES

TOUT-VENANT A OOMINANCE SABLEUSE

GALETS ET GRAVIERS

lSxiMalA du Document Ccedil 7220)

c) Construction dune retenue sa mise en oeuvre est coucircteuse car elle neacutecessite des eacutetudes eacutelaboreacutees ainsi que des moyens lourds

Remarque la construction de diguettes ou de barrages ne doit pas aggraver les crues ou bien deacutevier le fleuve de son lit naturel

U) poundpandage 4oupoundeAAain pan ieacuteAeau de diaisvocirc

Le principe de ce dispositif reste le mecircme que celui dun bassin mais la plage dinfiltration est alors constitueacutee par un drain permeacuteable enterreacute dans la partie supeacuterieure du sol

La figure 10 page suivante donne deux exemples de drains fonctionnant en disposhysitifs dinfiltration

Lavantage majeur de ce proceacutedeacute sur les bassins dinfiltration est de laisser les terrains libres en surface pour une autre utilisation (terrain de sports par exemple)

Le principal deacutefaut de ce proceacutedeacute est decirctre un dispositif souterrain donc decirctre deacutelicat agrave entretenir

bull bull bull

- 60 -

FIGURE 10

(Cxt^œU du Document 6608781 )

La figure 11 page suivante donne le plan dune reacutealisation dinfiltration par drains

5) PuLts) fJJjUiant

Le puitsfiltrant se diffeacuterencie du puits deau par le fait quil natteint pas la nappe Cest un proceacutedeacute assez peu utiliseacute

IV - COLMATAGE DES DISPOSITIFS DINFILTRATION

Le colmatage progressif du fond dun bassin par exemple se traduit comme nous lavons vu par une reacuteduction du taux dinfiltration

Le pheacutenomegravene de colmatage reacutesulte de la combinaison de deux meacutecanismes

- dune part deacutesorganisation de la porositeacute du sol

- dautre part bouchage des pores

bull bullbullbullbullbull

- 61 -

FIGURE 11

bullrO bullmdash bull - v - gt

5icirc4s-SIcirciumlSIcirc

PJan geacuteneacuteral deraquo installations de recircalimentation agravea la nappa souterrains agrave Vejsy Construction existante A digue B usin9 hydraulique ilouvellss construction l_ prisa deau i avec creacutepine laquo Hydromat raquo autonettoyante 2 conduitraquo 7 0 0 mm pour leau bruts 3 station de pompagraquo et de traitement dej bullaux 4 conduite de rejet agrave TArva 5 conduite 30O mm pour 1er eaux traiteacutees 6 aire dinfiltration dans le sol au moyen de tuyaux perforeacutes

1 ) CoAnatage pan deacute^origanAgravejiation de Xa pon-O^Lteacute du -OcircOJ

Cest le reacutesultat de divers meacutecanismes eacutelectrochimiques

- destruction des agreacutegats par un excegraves dions dispersant les argiles ou bien solu-bilisation du ciment liant ceux-ci en milieu reacuteducteur

- gonflement important des argiles

2) Co-ugravenatage pan bouchage deA posiez du AOX

Les origines de cette diminution de la porositeacute intrinsegraveque peuvent ecirctre diverses (physique chimique biologique) ou encore ecirctre dues agrave la preacutesence dalgues

bull bullbullbullbullbull

- 62 -

a) Colmatage dorigine physique le fond du bassin agit vis-agrave-vis des matiegraveres en sucircspeumlnsiuml8n~TM7Euml7s7 comme un filtre Limportance du colmatage dorigine physique est donc fonction de la concentration en MES des effluents (figure 12)

FIGURE 12

INFILTRATION SUR COLONNES DE SABLE - EVOLUTION DU COLMATAGE POUR

DIFFERENTES CHARGES EN MATIERES EN SUSPENSION

10 11 II

(CxiAaJJ du Document h 2028)

b) Colmatage dorigine chimique il est le reacutesultat de la preacutecipitation des sels contenus dans leffluent au contact de certains constituants du sol

c) Colmatage dorigine biologique le meacutecanisme exact du colmatage biologique nest pas entiegraverement connu mais on sait que le rocircle des bacteacuteries y est tregraves imporshytant (G 51341) Ainsi le deacuteveloppement des bacteacuteries et la production de proshyduits reacutesultant de leur meacutetabolisme peuvent entraicircner un colmatage par obstrucshytion des pores du sol

d) Colmatage par les algues la preacutesence deacuteleacutements nutritifs tels que le phosshyphore dans les eaux combineacutee avec un eacuteclairage suffisant permet si toutefois la tempeacuterature est assez eacuteleveacutee le deacuteveloppement des algues dans le bassin Laccumulation de celles-ci peut conduire au colmatage de la plage dinfiltration comme le montre la figure 13

bullbullbullbullbullbull

- 63 -

FIGURE 13

EFFECT OF OPEN RECHARGE ON RECHARGE RATE

dork recharge (no woter llaquovlaquol)

j

open recharge (50cm water levai) j

i

1 -j

O -j 1 I I 1 1 ~X 1 1 1mdash 1 p I

J F M A M J J A 5 0 N D

(CxtnaU du Docimervt 6610709)

La preacutesence dalgues dans un bassin apporte les avantages suivants

- les feutrages des algues favorisant la filtration de leau et la coagulation des particules en suspension

- la croissance algale preacutelegraveve des eacuteleacutements nutritifs dans le milieu et peut eacutegashylement concentrer dans la cellule veacutegeacutetale des substances nocives et en particushylier les meacutetaux lourds

Mais ces algues preacutesentent les inconveacutenients suivants

- le deacutegagement dodeurs deacutesagreacuteables

- la reacuteduction de la permeacuteabiliteacute des bassins par deacuteveloppement dun tapis dense agrave la surface du sol

En geacuteneacuteral le bilan global des actions dues agrave la preacutesence dalgues est nul ou neacutegatif

En conclusion on peut donc dire que le rocircle des algues est complexe Aussi chaque cas eacutetudieacute sera un cas particulier (6617223)

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14 i 13

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- 64 -

V - REMEDES CONTRE LE COLMATAGE - GESTION DES DISPOSITIFS DINFILTRATION

1) Meacutethodes permettant de AeacuteduAgraveJie -Le cotmatage

a) Colmatage_par_les M E S _ on peut le reacuteduire par diffeacuterentes meacutethodes

- deacutecantation de leffluent ou filtration agrave travers un massif de graviers

- creacuteation dune couverture veacutegeacutetale dans le fond du bassin

- addition de matiegraveres organiques ou de produits chimiques dans la couche supeacuteshyrieure du- sol

b) Colmatage biol_ogique on peut le reacuteduire principalement par une javellisation de leffluent Mais ceci a linconveacutenient de supprimer leacutepuration biologique dans le bassin lui-mecircme

c) Colmatage par les algues le controcircle du deacuteveloppement des algues peut se faire

- par lemploi dalgicides mais avec un certain danger pour la qualiteacute future des eaux

- par une gestion approprieacutee des bassins

2) CcedileAtLon de dLipoj-LtLfLi dinp-AgravetsicutLon

Comme nous venons de le voir on ne peut et on ne veut pas annihiler complegravetement le pheacutenomegravene de colmatage En effet la toleacuterance dun certain colmatage est essentielle pour preacuteserver un eacutecoulement en milieu non satureacute sous le bassin Cet eacutecoulement reacutepeacutetons-le joue un rocircle deacuteterminant dans leacutepuration des eaux de recharge par le sol Le problegraveme est que le colmatage est un pheacutenomegravene qui samplifie avec le temps jusquagrave devenir inadmissible Il faut donc que les peacuteriodes dinfiltration alternent avec des peacuteriodes de dessegravechement afin de pouvoir dune part aeacuterer le sol et ainsi permettre agrave la vie microbienne dans le sol de se reconstituer et dautre part eacuteliminer les deacutepocircts de matiegraveres en suspension

Le dessegravechement des bassins permet une reacutecupeacuteration totale de la capaciteacute dinshyfiltration comme le montre la figure 14

Le problegraveme de gestion des systegravemes dinfiltration se reacutesume donc agrave la deacuteterminashytion du rythme dalternance entre les peacuteriodes de submersion et les peacuteriodes de seacutechage et dentretien pour que le rendement de linstallation soit optimum

La peacuteriode de submersion est deacutefinie par lapparition dun colmatage inacceptable

La dureacutee du seacutechage est fonction du climat et de la saison (cf figure 14)

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- 65 -

FIGURE 14

AMENAGEMENT DE PHOENIX

EVOLUTION DE LA CAPACITE DINFILTRATION EN FONCTION DU COLMATAGE ET TAUX

DE RECUPERATION AU COURS DES PERIODES DE CHOMAGE DES BASSINS

degh de reacutecupeacuteration de la capaciteacute dinfiltration

40

Nombre de Jours

(Extrait du Document Ccedil 5920)

Examinons divers cas

a) Cas des bassins la peacuteriode dinfiltration doit ecirctre en principe de moitieacute par rapport agrave la peacuteriode de seacutechage

La figure 15 donne un exemple du fonctionnement dans le temps dun bassin

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- 66 -

FIGURE 15

EXAMPLE OF VARIATION OF INFILTRATION RATE WITH TIME

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ltxtnaijt du Document F 3918)

Dans le cas ougrave lon veut un fonctionnement en continu de linstallation il est donc neacutecessaire de preacutevoir la construction de trois bassins au moins (en geacuteneacuteral plus de trois dans les reacutegions agrave climat humide ou tempeacutereacute) Le fonctionnement de ces bassins se fait alors en deacutephasage

b) Cas des ameacutenagements en lit de riviegravere la peacuteriode de submersion est alors conshyditionneacutee par le reacutegime deacutecoulement du fleuve

B - D I S P O S I T I F S D I N J E C T I O N

Il sagit principalement des puits dinjection

CONDITIONS GENERALES DE FONCTIONNEMENT

Les dispositifs dinjection sont utiliseacutes lagrave ougrave les dispositifs dinfiltration sont impossibles ou difficiles agrave mettre en oeuvre

cas ougrave la nappe phreacuteatique est captive (F 3918) existence dune couche dargile entre le sol et le niveau de la nappe (F 3918) cas ougrave le sol est alcalin (F 3969) existence de terrains en couches superposeacutees seacutedimentaires ou alluviaux ayant

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- 67 -

une conductiviteacute hydraulique horizontale beaucoup plus eacuteleveacutee que la conductiviteacute verticale (G 51341)

- neacutecessiteacute dun encombrement reacuteduit

El _ PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT DES PUITS DINJECTION

Comme nous lavons vu plus haut un puits dinjection est un forage plongeant dans la nappe Son principe est donc tout agrave fait semblable en premiegravere approxishymation agrave celui dun puits de pompage fonctionnant en sens inverse

Enfin contrairement au cas des dispositifs dinfiltration le colmatage mecircme leacuteger na aucune fonction eacutepuratrice dans le cas dun puits dinjection Il devra donc ecirctre eacuteviteacute agrave tout prix

II - LES PUITS DINJECTION

1) CorvitnucJuon

Dans leur construction les puits dinjection sont des forages classiques

La figure 16 donne le scheacutema dune installation complegravete dinjection FIGURE 16

(euroxtnc-ut du Document Ccedil 5191 ) bull bull bull bull bull bull

68 -

La figure 17 montre sur un exemple la coupe dun puits dinjection

FIGURE 17

PUITS DINJECTION DE LA VALLEE DE LA DURANCE

Arriveacutes deau provenant du bassin ite decirccantutioci

bull~X_ Buses ccediljOacircO non iointivas

FI Sable oM F^ Gravierraquo fe^-Wraquo-mdash

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Niveau de la nappe

lExtnaAJi du Document F 2028)

Pour les puits dinjection il nexiste pas de dessin optimum mais certaines techniques de construction donnent manifestement de meilleurs reacutesultats que dautres Toute technique de construction qui reacuteduit la permeacuteabiliteacute du terrain comme cela est le cas avec linvasion des terrains entourant les puits par les boues de forage ou bien avec leffondrement des particules fines dans le puits peut conduire agrave une perte deacutefinitive de permeacuteabiliteacute (G 5191)

Lenvahissement du puits par des particules fines peut ecirctre contrecarreacute par la constitution autour du trou de forage dun eacutecran de graviers suffisamment petits pour empecirccher la migration des fines particules et assez gros pour ne pas gecircner leacutecoulement La figure 18 donne une coupe de cet eacutecran

Enfin la circulation de leau dans le puits dinjection doit ecirctre eacutetudieacutee pour ne produire ni eacuterosion ni effondrement des terrains qui pourrait se traduire par un colmatage du puits par les mateacuteriaux fins

bull bull bull bull bull bull

- 69 -

FIGURE- 18

FUNCTION OF A GRAVEL PACK IN RETARDING THE MIGRATION

OF FINE SAND TO A WELL SCREEN

(Sxtnalt du Document Ccedil 5191 )

2) Ameneacutee de leau darv4 le puAgraveJbs

Lintroduction de leau de recharge dans laquifeumlre peut se faire sous la presshysion atmospheacuterique ou sous une pression plus eacuteleveacutee

Contrairement au cas des dispositifs dinfiltration lair contenu dans leau doit ecirctre eacutelimineacute au maximum En effet lentraicircnement de bulles dair ou de gaz dissous joue un rocircle capital vis-agrave-vis du colmatage Certaines preacutecautions sont agrave prendre nous les examinerons plus loin

3) Taux dinfection

La preacutevision du taux dinjection peut se faire agrave partir dessais de pompage Cependant diffeacuterents facteurs rendent souvent peu fiables les extrapolations agrave partir de ces essais En effet la diffeacuterence entre une injection et un pompage ne se limite pas agrave un changement de sens du flux deau des problegravemes lieacutes agrave la preacutesence de MES dair de substances chimiques et organiques interviennent Cest pourquoi les deacutebits dinjection sont toujours plus faibles que les deacutebits du pompage (F 275)

Une autre meacutethode de preacutevision est lutilisation dune loi statistique donneacutee par la figure 19

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- 70 -

FIGURE 19

F O R A Q E S

DEacuteBIT INJpoundCTacirc MOTIN

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(ExtgtiaJjt du Document 6600637)

Le tableau 2 donne agrave titre dexemple la valeur du taux dinjection obtenue pour diffeacuterentes reacutealisations au USA

IV - COLMATAGE DES DISPOSITIFS DINJECTION

Le colmatage des puits dinjection a trois origines principales (F 2028)

- preacutesence de gaz dissous dair et de particules en suspension dans les eaux dinshyjection

- reacuteactions entre les eaux dinjection et les eaux du gisement

- reacuteactions entre les eaux dinjection et certains constituants du sol bull bull bull bull bull t

- 71 -

TABLEAU 2

AVERAGE WELL RECHARGE RATES

Location

Fresno Caliicirc Los Angeles Calif Manhattan Beach Calif Orange Cove Calif San Fernando Valley Calif Tulare County Calif Orlando Fia Mud Lake Idaho Jackson County Mich Newark N J Long Island N Y El Paso Texas Williarosbtirg Va

Rate cfs 1

02-09 12 1 04-10 1 07-09 03 | 012 02-21 02-10 01 06 02-22 23 03

(

(ExtnaLt du Document F 275)

Les processus de colmatage

Comme dans le cas des dispositifs dinfiltration les processus du colmatage sont dordre physique chimique ou biologique

1 ) TioceAsiuA meacutecaniques

- deacutepocirct des MES qui forme un eacutecran impermeacuteable

- entraicircnement dair et libeacuteration des gaz dissous Les bulles de gaz ainsi formeacutees peacutenegravetrent dans laquifegravere et en obstruent les pores ceci entraicircne une reacuteduction de la permeacuteabiliteacute Par ailleurs un autre pheacutenomegravene lieacute agrave la preacutesence dair dans les eaux dinjection est agrave craindre il sagit de la formation de poches de gaz sous pression qui par deacutetente lors de larrecirct de linjection peut entraicircner la destruction complegravete de louvrage La fig 20 illustre ce dernier pheacutenomegravene sur un exemple

2) VsioceAALLA chAgraventlque

- dispersion et gonflement des a rg i l e s

- preacutec ip i ta t ion de se ls meacutetalliques ou a lca l ino- ter reux

3) ioceAMA bLoioglqaeA

- pro l i feacutera t ion des bac teacuter ies

- production par l a c t i v i t eacute microbienne de substances chimiques colmatantes

FIGURE 20

PHENOMENE DENTRAINEMENT DAIR AU COURS DE LINJECTION DANS LES DOLOMIES

ET CALCAIRES KARSTIQUES DbullISRAEumlL

(poundxampiaLpound du Document h 2028)

V - REMEDES CONTRE LE COLMATAGE ET GESTION DES DISPOSITIFS DINJECTION

1 ) Meacutethodesi pousi la idducjtLon du colmatage

a) Cas des MES la concentration en MES des eaux dinjection peut ecirctre reacuteduite par un traitement preacutealable comme nous lavons vu dans la premiegravere partie de ce travail

k) pound^_Eumlpound_i ficirciiumlL es Iz dissous un traitement preacutealable permet une deacutesaeacuteration de leau dinjection Par ailleurs pour eacuteviter lentraicircnement dair on peut prendre les preacutecautions suivantes

le tube dameneacutee deau doit toujours ecirctre noyeacute Aussi lintroduction en chute libre est agrave exclure

la construction du puits doit ecirctre telle que tous ces eacuteleacutements soient agrave une pression supeacuterieure agrave la pression atmospheacuterique On eacutevite ainsi tout pheacutenomegravene de succion le long du puits dinjection Ce problegraveme peut ecirctre reacutesolu en utilishysant en pied de forage une valve antisuccion La figure 21 donne la coupe dun tel dispositif

- 73 -

FIGURE 2i

FOOT VALVE USED FOR CONTROLLING RATES OF RECHARGE

THROUGH AN INJECTION UELL

bullRECHARGE PIPE

DISCHARGE SLOTS

bullPISTON

-CYUNDER

-COMPRESSION SPRING

bullSPRING END DISC

SPRING TENSION SPACER

^SPRING RETAINER END PLUG

LxtnaU- du Document Ccedil 5191 )

les deacutebits doivent ecirctre limiteacutes ce controcircle peut se faire en utilisant des tubages ayant un faible diamegravetre ou encore ayant une rugositeacute suffisante

La figure 22 donne

dune part leacutevolution des deacutebits dinjection avec le diamegravetre du tubage

dautre part leacutevolution de ces deacutebits avec la rugositeacute du tubage

- 74 -

FIGURE 22

GRAPH OF FLOW RATES IN SMALL PIPES WITH UNIT HEAD LOSS

PER UNIT LENGTH OF PIPE

INS1DE DIAMeacuteTER OF PIPE IN MllUMETRES 20 40 60 80 J _1 L

2 3 IHS1DE DIAUETEacuteR OF PIPE IN INCHES

(CxtnaLt du Document 6607^39)

c) c3pound_du_colmatage_chimique pour reacuteduire le colmatage chimique lors de linjecshytion on peut suivant le cas

effectuer une deacutemineacuteralisation partielle ou complegravete lors dun traitement preacuteashylable

diluer les eaux dinjection avec une eau neutre vis-agrave-vis du gisement

^ poundpound_^_pound2imaicirclpound_BE_^es bacteacuteries une chloration des eaux dinjection permet en geacuteneacuteral de reacuteduire iumleumlffeumlt_deumls bacteacuteries

bull bull bull bull bull bull

- 75 -

2) CcedileAtLon dltiA puLtt dijyectLon

Comme dans le cas des dispositifs dinfiltration il apparait lors dune recharshyge artificielle de nappe par injection un colmatage progressif Lorsque celui-ci a atteint une valeur inadmissible on doit proceacuteder agrave un deacutecolmatage

La figure 23 montre leacutevolution du taux dinjection avec le temps ainsi que la reacutenovation de ce taux apregraves deacutecolmatage

FIGURE 23

INJECTION RATE VERSUS TIME FOR SHAFT

12

sectraquo o laquo_gt UJ ta 10

T 1 1 1 r~- r

Racharga ahoft

T_

16 24 32 40 48 TIME - DAYS

56 _1_ 64

MlxtnaUL du Document 6607790)

La freacutequence des deacutecolmatages est extrecircmement variable suivant les installations

Les proceacutedeacutes de deacutecolmatage les plus employeacutes sont le pistomage et le repompage dans ce dernier cas la pompe de nettoyage est geacuteneacuteralement laisseacutee agrave demeure dans louvrage (6600637) En effet le deacutemontage de la pompe est coucircteux et deacutelicat Toutefois il faut noter que la preacutesence de la pompe induit une reacutesisshytance hydraulique dans le circuit qui peut reacuteduire dun tiers la capaciteacute deacutecoushylement (G 51341)

La figure 24 donne les deacutetails dun puits dinjection ougrave le systegraveme de nettoyage est inteacutegreacute agrave lensemble de linstallation

- 76 -

FIGURE 24

SCHEMATIC OF INJECTION - WELL COMPLEX

EXTERIOR VIEW OF INJECTION-WELL COMPLEX (from Cohen and Durfor 1956 P D254)

18-ln-diamstelt ffbergtajs injection casing

Dopth below land surface In fost

36-in-diametraquor dritl hotraquo

3-ln-diamater liberglass treacutemie pipe

1 9 2

4-in-diumlamete annuiumlar-space observation wall casing

5-in-X62-f t- _ long scainlesJ Steel annular-space observa-tion-wall scroen

TO-ft-long statn less-steel sand traps

4-In-diamraquoter fibargtass injection pipraquo

1-in-diamraquoter fiberglass pressure-measuring pipraquo

3-in-diemeter fibargtass tromio pipraquo

Cernant grout

2-ft-thick layer of fine sand

16-iumln-X62-fr-long staintess-steel injection screen

Filtsr pack

Ceacutement grout

PLAN VIEW OF INJECTION-WELL COMPLEX

3-in-diameter treacutemie pipe 6-in-diameter opening

18-in-aiameter casing

6-in-diameter pump column

Q 4-in-diameter annular-space

well 4-in-diameter

instrurnent-

192 - f t - deep -^ ) Q-3-in-diameter injection pipe treacutemie pipe

WELL-HEAD FFATURES LOOKING NORTHEAST

50-hp redevelopment-pump motor

Support grate

6-in-diameter pump column-

Main casing access hole

4-iumln-diameter annular-space well

3-jn-diameter -treacutemie pipe

18-in-diameter 53 fiberglass casing^ 5

floor

A-in-diameter instrument-access pipe

Redevelopment lioe

diameter treacutemie pipe

4-in-diameter shaljow-

lnjectiocirc~npipe

4-in-diameter deep-injection pipe

(ExtsiaLt du Document Ccedil 1787b)

- 77 -

Le reacutesultat du deacutecolmatage des puits est en geacuteneacuteral une reacutecupeacuteration quasi-complegravete de la capaciteacute dinjection initiale Mais on peut dire dune maniegravere geacuteneacuterale que les ouvrages dinjection sont dune gestion deacutelicate et que leur dureacutee de vie est impreacutevisible mais de toute faccedilon infeacuterieure agrave celle des disposhysitifs dinfiltration

- 79 -

LISTE BIBLIOGRAPHIQUE

F 2752 TODD DK Groundwater hydrology J Wiley and Sons Ed 1980 546 pages

F 2028 BIZE J BOURGUET L LEMOINE J Lalimentation artificielle des nappes souterraines Ed Masson amp Cie 1972 199 pages

F 3469

F 3918

G 1681519

G 17874

G 51341

A bull bull bull

Health aspects of wastewater recharge Water Information Center New York 1978 240 pages

BEAR J Hydraulics of groundwater McGraw-Hill Book Company 1979 567 pages

SMITH DG LINSTEDT KD BENNETT ER Treatment of secondary effluent by infiltration-percolation EPA-6002-79-174 Aoucirct 1979 103 pages

KOCK E GIAIMO AA SULANN DJ Design and opeacuteration of the artificial-recharge plant at Bay Park New York US Geologicagravel Survey Washington sd

A bull bull bull

Emmagasinement souterrain des eaux et recharge artificielle Ressources NaturellesSeacuterie Eau ONU ndeg 2 1977 307 pages

G 5191 BROWN RF SIGNOR DC WOOD WW Artificial groundwater recharge as a water management technique on the southern high plains of Texas and New Mexico Texas Deacutepart of Water Resources 1978 32 pages

G 5920

G 6230

Lassainissement des reacutegions deacutepourvues de reacuteseau hydrographique et la protection des nappes - tome 1 Agence Fin de Bassin Seine-Normandie Dec 1978 107 pages

Possibiliteacutes deacutepandage des eaux useacutees urbaines Rapport Agence RMC 1979 371 pages

G 7220 BIZE J Recharge artificielle des nappes PNUD Compte-rendu de mission Sept-Oct 1981 45 pages

bull bullbullbullbull

- 80 -

6600517 M0RAVC0VA V Clogging of open air artificial recharge reacuteservoirs by heavy overgrowth of algae Wat Treat and Exam 1971 p 245-252

6600637

6607439

6608781

B0URGUET L Inventaire international des ameacutenagements dalimentation artificielle - deacutepouillement et synthegravese des reacuteponses Hydrologie ndeg 3 1971 80 pages

REEDER H0 Injection-pipe System for artificial recharge Jour Research US Geol Survey vol 3 ndeg 4 1975 p 501-503

TRUEB E BIZE J HZBERER K Kunstliche Grundwasseranreicherung Gas Wasser Abwasser 1975 vol 55 ndeg 12 p 805-815

6610709 ZOETEMAN BCJ HRUBEC J BRINKMANN FJJ The Veluwe artificial recharge plan water quality aspects JIWES 30 ndeg 3 1976 p 123-137

6617223

6619065

6626930

6628281

PIERRE J-F Etude de la veacutegeacutetation algale dune installation dalimentation artificielle dune nappe alluviale de la Moselle Tech Eau et Assainis ndeg 380-381 Aoucirct-Sept 1978 p 47-52

BARONI D La protection des eaux souterraines par la reacutealimentation artificielle - Cas de la nappe franco-suisse de lArve TSM Eau 74 ndeg 3 Mars 1979 p 123-130

TZIMOPOYLOS C TOLIKAS P Technical and theoretical aspects in artificial groundwater recharge ICID Bull 29 ndeg 2 1980 p 40-44

OLSON JV CRITES RW LEVINE PE Groundwater quality at rapid infiltration site J Environ Eng Div 106 1980 EE5 p 885-899

- CHAPITRE IV -

DONNEES ECONOMIQUES DUNE OPERATION DALIMENTATION

ARTIFICIELLE DE NAPPE SOUTERRAINE

- 83 -

La faisabiliteacute technique (existence de conditions geacuteologiques et hydrogeacuteologiques favorables) dune opeacuteration dalimentation artificielle ayant eacuteteacute prouveacutee il convient alors den veacuterifier lopportuniteacute eacuteconomique Pour cela une analyse minutieuse de tous les facteurs entrant dans la composition dune part du revenu et dautre part du coucirct doit ecirctre faite La comparaison de ces deux derniers points permet de deacuteterminer le beacuteneacutefice que peut apporter une telle opeacuteration

La suite du travail consistera alors agrave comparer le prix de revient de lopeacuteration de recharge avec le prix de revient dautres meacutethodes reacutepondant au mecircme objectif (agrave condition bien sucircr que ces autres meacutethodes soient techniquement reacutealisables) Par exemple

- choix entre une opeacuteration de recharge par bassin dinfiltration ou bien par puits dinjection

- choix entre une opeacuteration de recharge par bassin dinfiltration et une uniteacute de traitement des eaux

- choix entre une opeacuteration de recharge par puits dinjection et la construction dune adduction deau

- choix entre un stockage en surface et un stockage souterrain

Nous donnerons un deacuteveloppement de ces diffeacuterentes comparaisons dans le parashygraphe III de cette partie

- REVENUS APPORTEacuteS PAR UNE OPEacuteRATION DE RECHARGE

Ces revenus peuvent ecirc t re d i rec ts ou ind i r ec t s

1 ) RevemiA dLuiecJ^i

Les revenus directs sont le reacutesultat de la vente des eaux de recharge apregraves passage dans le sol et pompage Cette vente se fait suivant la tarification en vigueur des eaux Il faut noter que le prix de leau varie suivant lendroit et dans le temps et que par conseacutequent lestimation des revenus directs dune opeacuteration de recharge suppose la connaissance agrave long terme de la politique de tarification de leau

2) Revenue indiAecJ^i

Les revenus indirects sont le reacutesultat de limpact dune opeacuteration de recharge sur la vie eacuteconomique dune reacutegion ou dun Etat Par exemple

- si lobjectif de lopeacuteration de recharge est la suppression dune surexploitation de la nappe le revenu apporteacute par une telle opeacuteration reacutesultera de la diminution des coucircts de pompage mais aussi de leacuteconomie de travaux dapprofondissement des puits

- si lobjectif de lopeacuteration de recharge est le stockage deau pour une utilishysation posteacuterieure le revenu apporteacute viendra de laccroissement du revenu agrishycole ainsi que de lexpansion humaine et industrielle de la reacutegion concerneacutee

bullbullbullbullraquobull

- 84 -

Compte tenu de la multipliciteacute et de la complexiteacute des paramegravetres entrant dans la composition du revenu indirect apporteacute par une opeacuteration de recharge lestishymation de ce revenu est assez difficile

B - COUcircTS DUNE OPEacuteRATION DALIMENTATION ARTIFICIELLE DE NAPPE

La reacutepartition des coucircts se fait en trois eacutetapes

- coucircts des eacutetudes - coucircts de construction - coucircts de fonctionnement et dentretien

11 COLUA desi ltipoundudampsj

Les eacutetudes comprennent (G 51341)

les travaux de recherche des caracteacuteristiques geacuteologiques et hydrogeacuteologiques des terrains les reacutesultats de ces travaux permettent de conclure agrave la faisabishyliteacute technique ou non dune telle opeacuteration Cette eacutetape conditionne bien sucircr la suite des opeacuterations

le traceacute de cartes

les travaux de conception de linstallation de recharge

la recherche et lachat des terrains

les proceacutedures juridigues si lon doit recourir agrave lexpropriation

2) Travaux de cori4tnucJJoa

Le deacutetail des diffeacuterents points intervenant dans le coucirct dun bassin dinfiltrashytion et dun puits dinjection est donneacute par la figure 1

La figure 2 repreacutesente sur un diagramme le coucirct de certains eacuteleacutements de ces deux dispositifs de recharge artificielle Lanneacutee de reacutefeacuterence est 1975

Chaque installation de recharge est reacutepeacutetons-le un cas particulier Aussi ce sont les conditions locales qui dicteront leacutequipement neacutecessaire si par exemshyple tous les eacutecoulements agrave linteacuterieur de linstallation peuvent se faire par graviteacute le nombre total de pompes neacutecessaires sera reacuteduit ce qui aura pour effet de diminuer le coucirct global de leacutequipement de linstallation (G 5191)

bullbullbullbullbullbull

- 85 -

FIGURE 1

TRAVAUX DE CONSTRUCTION

1 Installations deacutepandage

a) Terrains ou bassins

- leveacutees ou digues - canaux dameneacutee - canaux deacutevacuation

b) Appareils enregistreurs

c) Installations de deacuterivation

d) Dispositifs de controcircle

e) Voies daccegraves

f) Clocirctures

g) Abris

h) Mateacuteriel de traitement de leau

2 Installations dinjection

a) Construction du puits dinjection

- colonne de tubage - compactage du gravier ou de la gravette-filtre

- injections pour eacutetancheacuteiteacute - packers - meacutethode de forage (rotation avec circulation de boue inverseacutee rotation normale battage au cacircble autres meacutethodes)

- perforations

b) Puits dobservation

- tubage - massif de gravette-filtre - injection pour eacutetancheacuteiteacute - meacutethode de forage (rotation avec circulation de boue inverseacutee rotation normale battage au cacircble autres meacutethodes)

- travaux dachegravevement (perforation dispositifs pour leacutetude du puits par la meacutethode du carottage geacuteophysique)

- installations de controcircle des expeacuteriences

- 86 -

c) Puits dextraction mdash mecircmes opeacuterations que pour les puits expeacuterimentaux avec en plus

- mateacuteriel de pompage - eacutenergie (eacutelectriciteacute moteurs agrave combustion interne)

d) Installations de controcircle de lexploitation

- poste de reacutegulation de la pression - compteurs - vannes (de fermeture controcircle soupape de seacutecuriteacute de purge soupape agrave vide)

e) Installations de traitement de leau

- javellisation - acidification - autres proceacutedeacutes

f) Conduites

- mateacuteriaux (buses en beacuteton acier recouvert et doubleacute de beacuteton amiante-ciment matiegraveres plastiques)

g) Bacirctiments

h) Appareillage de controcircle

- enregistreurs - sondeurs - eacutechantillonneurs (pompe submersible eacutechantillonneur aleacuteatoire pompe eacuteleacutevatoire agrave air conductiviteacute eacutelectrique)

(CxampiaU du Document Ccedil 513^1 )

- 87 -

FIGURE 2

DIAGRAM SHOWING COST FACTORS OF AN ARTIFICIAL-RECHARGE INSTALLATION

Playa lake

Screen wire enclosure styrofoam floating inlef

Flexible suction hose 50 et S 8 0 0 per foot

Chemical feed pump and tank capacity 03-2 galhr S 210 Chemical flocculant S 3 - S 3 0 acre-foot

reg

Q Pump-capacity 500 galmin at 80 head

Aluminum irrigation picircpe 6 at S 105 per foot 100 feet

Excavation of settling basiumln 10x 10x 100

Screen wire baffles I 14 pipe frames

Pump-capacity 500 galmin at 80 head __

Aluminum irrigation pipe g 6 o t S 105 per foot 100 feet

Excavotion of spreading basin

Flexible suction hose 20 at S 8 00 per foot

Injection well 200 depth =deg I0diamefer 150 wire

wrapped screen 50casicircng 30 yds gravel pack

Spreading basin

S 150 2 0

4 0 0

1800

105

80O

20O

160 1800

105 S540O

StOOO

Not to scate

lpoundxtnaAgraveJL du Document Ccedil 5191 ) - Anneacutee de sieacutepoundeacutesience 1975 -

- 88 -

3) Fonctionnement et entnetien

La figure 3 donne la liste des diffeacuterents eacuteleacutements constituant le coucirct du foncshytionnement et dentretien pour des bassins dinfiltration ou des puits dinjecshytion

U) Coucirct gj-obat

La reacuteunion des coucircts preacuteceacutedents deacutetermine le coucirct global dune opeacuteration de recharge Ce coucirct calculeacute sur une anneacutee de fonctionnement et rapporteacute au volume deau annuel ainsi utiliseacute donne le prix de revient du m3 deau de recharge

Lexamen de plusieurs installations montre que ce prix de revient est variable neacuteanmoins en utilisant les reacutesultats dune enquecircte faite il y a quelques anneacutees on peut deacutefinir les valeurs moyennes pour les diffeacuterents facteurs eacuteconomiques dune recharge artificielle Ainsi le tableau 1 donne la valeur moyenne des investissements neacutecessaires pour diffeacuterents dispositifs de recharge

TABLEAU 1

INVESTISSEMENT EN FRANCS PAR M3AN INFILTRE

Prctrait

Moyennes

Bassins et canaux

avec

0362

sans

0139

Puits ou forages

avec

0125

sans

0052

(Extrait du Document 6600637) - Anneacutee de AeacutefLeacutenence 1971 -

Lexamen du tableau 1 suggegravere les remarques suivantes

- le coucirct moyen des investissements par m3 et par an semble 2 agrave 3 fois plus eacuteleveacute pour les canaux et bassins que pour les puits et les forages dinjection Cette importante diffeacuterence dans les investissements sexplique en grande partie par la neacutecessiteacute dans le cas dun bassin ou dun canal dacheter une importante superficie de terrain Ainsi en zones urbaines lacquisition des terrains peut repreacutesenter jusquagrave 50 des investissements

mdash le coucirct dinvestissement du preacutetraitement constitue une part importante du coucirct total dinvestissement Le tableau 2 montre lincidence dun preacutetraitement sur le prix de revient moyen dun m3 deau (reacutesultats pour les dispositifs dinfilshytration seulement)

laquobullbullbullbullbull

- 89 -

FIGURE 3

FONCTIONNEMENT ET ENTRETIEN

1 Installations deacutepandage_

a) Nivellement eacutegalisation des surfaces

b) Protection contre les orages

c) Reacuteparation et remplacement des structures

d) Entretien du mateacuteriel

e) Combustible pour le mateacuteriel

f) Location du mateacuteriel

g) Ponccedilage et ramassage de la boue

h) Protection contre les insectes

i) Lutte contre la veacutegeacutetation parasite

j) Ameacutelioration de lapparence estheacutetique des installations (notamment plantation de rideaux darbres et systegraveme darrosage)

k) Protection contre les rongeurs

1) Patrouilles de surveillance

m) Traitement de leau (floculants)

n) Entretien des pentes

o) Actes de vandalisme

2 Installations dinjection

a) Appareillage dobservation et de controcircle

b) Appareillage pour la mesure du niveau deau

c) Echantillonnage de leau

d) Remise en eacutetat des puits et enlegravevement des deacutechets

e) Traitement de leau

- javellisation - acidification - autres proceacutedeacutes

f) Entretien du mateacuteriel

g) Reacuteparation des structures

- 90 -

h) Combustibles

i) Location de mateacuteriel

j) Patrouilles de surveillance

k) Analyses de leau

1) Acte de vandalisme

3 Bureaux

a) Controcircle et surveillance

b) Administration

c) Paiement des salaires et reacutemuneacuteration

d) Frais geacuteneacuteraux (bureaux et services locaux)

- location et services publics - teacuteleacutephone - fournitures

- entretien de leacutequipement de bureau

e) Salaires et traitements

f) Responsabiliteacute civile (assurances)

g) Impocircts et taxes

h) Inteacuterecircts

(poundxampiaLt du Document Ccedil 513^1 )

- SI -

TABLEAU 2

INCIDENCE DU PRETRAITEMENT SUR LE PRIX DU M3 DEAU

Moyennes

Prix du m3

en F F

0249

Incidence du

preacutetraitement

27

Prix du preacutetraitement par m5 (FF)

00787

(6xtnaLt du Document 6600637 ) - Anneacutee de ieacuteLeacutenence 1971 -

Le coucirct du preacutetraitement eacutetait donc en 1971 en moyenne de 8 centimes par m3

Nous avons vu que le preacutetraitement des eaux dinfiltration retarde lapparition dun colmatage inadmissible et donc reacuteduit lentretien du dispositif concerneacute Un calcul rapide montre cependant que leacuteconomie ainsi reacutealiseacutee est loin de venir compenser les deacutepenses dues au preacutetraitement de leau On cherchera donc dans le cas dun dispositif dinfiltration agrave reacuteduire au maximum le preacutetraitement des eaux de recharge

La figure 4 donne les reacutesultatsde correacutelations statistiques eacutetablies entre linshyvestissement neacutecessaire agrave la reacutealisation dune opeacuteration dalimentation artifishycielle de nappe et le volume annuel introduit par ce moyen dans laquifegravere

FIGURE 4

INVESTISSEMENT ET VOLUME

ANNUEL INTRODUIT DANS LAQUIFERE

-Don I raquo eacuteqootionraquo claquo tfroicircfraquoraquo draquo recircccediltbullgt

2 bullbullraquo bulltpfinegrave bullraquo | 0 Fiones

V bullbullraquo apgtrtmraquo raquon tOS ttram

mdashLlaquoraquo coMcirraquotraquo poundbull corttal ioraquo obtraquoraquoraquo

t E C E N D E

H+f+ nraquowl

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bull bull bull laquo

A m bull

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A a o

o o

lSxtnait du Document h 2028) - Anneacutee de leacutefLeacutenence 1971 -

A Forage P 3 raquolaquo Cooi o DruI

IOraquo i o lO

Vol me AIMCCcedilI tulro-Stucirct 4raquouraquo IV^utfire Inraquo)

- 92 -

Sur la figure preacuteceacutedente on peut remarquer quune installation de recharge a un coucirct dinvestissement qui en moyenne croicirct plus vite que le volume annuel introduit Pour une installation sans preacutetraitement cest linverse

- ETUDE DE LOPPORTUNITEacute EacuteCONOMIQUE DUNE OPEacuteRATION DE RECHARGE

ARTIFICIELLE - COMPARAISON AVEC DAUTRES MEacuteTHODES DE MISE EN VALEUR

DES RESSOURCES EN EAU

Lalimentation artificielle de nappe est une opeacuteration rentable pour autant quelle soit moins coucircteuse que les autres meacutethodes de mise en valeur des ressou-ces en eau (G 51341) Il convient donc avant de choisir une meacutethode deacutetablir une comparaison de coucirct avec les autres meacutethodes (agrave condition bien sucircr que celles-ci soient techniquement reacutealisables)

Nous donnons ci-dessous quelques cas de comparaisons qui peuvent se preacutesenter

) CompcuiaLion enjQie un basi^in dinfJJjjtnaAlon et un puiAsi din^ecAion

Nous avons vu que agrave deacutebit annuel fixeacute le coucirct dinvestissement moyen dans le cas dun bassin dinfiltration est 2 agrave 3 fois plus eacuteleveacute que dans le cas dun puits dinjection Cependant le prix de revient dun m3 deau infiltreacute dans un bassin est en geacuteneacuteral un tant soit peu moins eacuteleveacute quun m3 deau injecteacute dans un puits Ceci sexplique par trois faits (6622466)

les coucircts de traitement sont reacuteduits dans le cas dune installation de recharge fonctionnant avec des bassins

lentretien des bassins est beaucoup plus aiseacute que celui des puits dinjection les frais dentretien des bassins sont donc moindres

la dureacutee de vie des ouvrages dinjection est en geacuteneacuteral beaucoup plus courte que celle des bassins Par conseacutequent lamortissement des premiers doit se faire plus rapidement que celui des seconds

Pour ecirctre compeacutetitifs vis-agrave-vis des bassins dinfiltration les puits dinjection doivent donc ecirctre conccedilus et geacutereacutes de maniegravere rigoureuse Cest pourquoi dans bien des cas on a preacutefeacutereacute malgreacute leur prix les bassins aux puits dinjection

2) CompcuiaLion entie une insitaUAation de Aechange anAAficJ-eAAcirce et une uniteacute de tnaAjtement damp4 eaux

Placcedilons nous dans le cas ougrave linstallation de recharge est un bassin Nous avons vu que par passage dans le sol leau dun bassin peut ecirctre grandement purifieacutee Ce traitement par le sol vient donc concurrencer techniquement le traitement en station

Examinons alors les eacuteleacutements de comparaison suivants (5600836)

a) implantation lespace neacutecessaire pour la construction dune uniteacute de traitement est infeacuterieur agrave celui neacutecessaire pour une recharge par bassin

b) besoin en eau dans le cas dune recharge les pertes en eau peuvent seacutelever a 40 du volume introduit

- 93 -

c) estheacutetique dans un cas comme dans lautre les installations paraicirctront inesshytheacutetiques

d) seacutecuriteacute de lexploitation dans le cas dune recharge par bassin on doit sattendre agrave des variations des deacutebits dinfiltration (colmatage fluctuations saisonniegraveres agissant sur la viscositeacute de leau) Mais la simpliciteacute des instalshylations avec bassins fait quelles sont moins exposeacutees aux pannes Pour ecirctre fiables les uniteacutes de traitement exigent pour leur part une gestion et un entretien rigoureux mis en oeuvre par un personnel qualifieacute

e) Possibiliteacute de surcharge les uniteacutes de traitement peuvent supporter jusquagrave 25 de surcharge Par contre la possibiliteacute de surcharge pour les bassins est faible En effet les bassins ont des dimensions fixeacutees et par conseacutequent ils ne peuvent recevoir plus deau quils peuvent en contenir

f) possibiliteacute dagrandissement les uniteacutes de traitement peuvent ecirctre facilement agrandies ce qui nest pas le cas pour les bassins

g) constitution de leau eacutepureacutee leau reprise apregraves infiltration dans le sol est agrave condition de respecter certaines conditions (cf 2egraveme partie de cette eacutetude) toujours claire et saine Leau traiteacutee pose souvent des problegravemes dodeur de saveur et de tempeacuterature

La comparaison eacuteconomique entre une installation de recharge par bassins et une uniteacute de traitement des eaux a souvent montreacute lagrave ougrave les conditions geacuteologiques et hydrogeacuteologiques sont favorables et le prix des terrains pas trop eacuteleveacute la rentabiliteacute de cette premiegravere meacutethode de traitement et de reacutegeacuteneacuteration des eaux

3) CompgiltxLion entte une i-nAtaAAaALon de iechaAge antAfcAcieMle et une adducJLJon deau (66025W7 ^

Placcedilons nous dans le cas ougrave linstallation de recharge est un puits dinjection

Pour ces deux installations on peut en premiegravere analyse confondre les frais de production et de pompage Si par ailleurs on neacuteglige les autres frais dexploishytation tels que lentretien la comparaison eacuteconomique entre les deux installashytions est alors rameneacutee agrave la comparaison des coucircts dinvestissement

pour les puits dinjection les coucircts dinvestissement sont composeacutes principaleshyment du coucirct du forage et du coucirct de la station de pompage

pour ladduction les coucircts dinvestissement sont reacuteduits aux coucircts de la canashylisation et des ouvrages annexes

La figure 5 donne un exemple chiffreacute dune telle comparaison pour lalimentation dune agglomeacuteration situeacutee au-dessus de la nappe souterraine de lAlbien (Reacutegion Parisienne)

Le coucirct dinvestissement pour une adduction deau eacutetant fonction de la longueur de la canalisation il apparaicirct donc quil existe une distance optimum au-delagrave de laquelle une installation de recharge est moins oneacutereuse quune adduction deau

bull bullbullbullbullraquo

- 94 -

FIGURE 5

ALIMENTATION A PARTIR DE LA NAPPE DE LALBIEN COMPARAISON AVEC UNE

SOLUTION DE TRANSPORT DEAUX DE SURFACE

exemple Lapprovisionnement en eau potable dune aggloshymeacuterat ion de 25 000 habitants dont les besoins atteishygnent laquon peacuteriode de pointe 7 000 m3jraquo peut ecirctre assureacute

soit p a r u n e adduct ion directe en premiegravere ecirclegrave-vation d eaux de surface depuis la plus proche usine de trai tement

soit par -des preacutelegravevements dans TAlbicircen effectueacutes sur place et compenseacutes pa r linjection simultaneacutee bullau niveau de la mecircme usine de Yolumes eacutequishyvalents

En premiegravere approximation l a comparaison entre ces deux solutions peut ecirctre rameneacutee agrave la comparaishyson des investissements correspondants

mdash lthuucircgt le ynetuief cas agrave une conduite de 350 mm de diamegravetre (1) soit environ 035 MFkm

(1) Coucirct moyen approximatifraquo au megravetre lineacuteaire en TOAC scmiuml-urbanicircseacutee y comprisregards ouvrages et toutes sujeacutetions r 350 F

dans le second cas agrave la reacutealisation d un doublet de forages agrave lAlbien

Forage dinjection 09011F Forage de preacutelegravevements 090Icirc1F Geacutenie Civil station de pompage et de tfeacuteferrisaticircon _ 035MF Equipements de pompage 015MF Equipements de deacutefcrrisatioR 015 MF

soit environ 2-15 MF

Comparaison des dsua solutions

Compte tenu des hypothegraveses adopteacutees la solution du doublet de forages agrave lAlbien parait la plus avanshytageuse si la longueur de ladduction directe excegravede 7 km (215035)

(Existait du Document 6602587) - Anneacutee de leacute^eacuteience 197b -

Le c a l c u l p reacuteceacuteden t e s t une s i m p l i f i c a t i o n du c a l c u l r eacute e l q u i en f a i t e s t p lu s complexe En dehors de t o u t e c o n s i d eacute r a t i o n eacuteconomique une opeacute ra t ion de recharge a r t i f i c i e l l e peut s imposer l agrave ougrave l e s r e s s o u r c e s n a t u r e l l e s d a l i m e n t a t i o n en eau s a v egrave r e n t i n s u f f i s a n t e s pour s a t i s f a i r e l e s b e s o i n s Exemple dans l e s icirc l e s ougrave l e s r e s s o u r c e s n a t u r e l l e s son t f a i b l e s e t ougrave l e p r i x du dessalement de l e a u de mer e s t souvent p r o h i b i t i f

- 95 -

U) Compcuiabbion ervUie le ^tocAage de siUAjlace et te 4tockage 4oideAAaln

Lfraquo figure 6 donne les reacutesultats dune correacutelation statistique entre le montant des investissements et le nombre de m3 deau stockeacutes par an pour un reacuteservoir de surface et un reacuteservoir souterrain

FIGURE 6

COMPARAISON DES COUTS DES STOCKAGES SUPERFICIEL ET SOUTERRAIN

1310raquo

I I

T3103

13107

TTykAT-STt 44-

rlt^r~^Trrttr

MaouM

IW3raquo 1V10raquo IVW

(ExtAaLt du Document f- 2028) - Anneacutee de ieacuteeacuteAence 1971 -

A partir de la figure preacuteceacutedente on peut donc deacuteduire que pour des volumes infeacuterieurs agrave environ 30 millions de m3 par an le stockage souterrain est plus inteacuteressant financiegraverement que le stockage de surface

bull bullbullbullbullbull

- S6 -

Par ailleurs le stockage souterrain preacutesente les avantages suivants

- disponibiliteacute de reacuteserve en cas de catastrophe stoppant les possibiliteacutes dimporshytation deau

- eacutelimination des pertes par eacutevapotranspiration

- pas de problegraveme dalgues et moins de risques de contamination

- reacuteduction des risques daffaissements dus agrave une baisse du niveau de la nappe

- possibiliteacute de traiter et de purifier leau par passage dans le sol

- 97

LISTE BIBLIOGRAPHIQUE

F 2028

G 1681506

BIZE J BOURGUET L LEMOINE J Lalimentation artificielle des nappes souterraines Ed Masson amp Cie 1972 199 pages

REED SC CRUES RW THOMAS RE HAIS AB Cost of land treatment Systems EPA-4309-75-003 Septembre 1979 135 pages

G 51341

G 5191

Emmagasinement souterrain des eaux et recharge artificielle Ressources NaturellesSeacuterie Eau ONU ndeg 2 1977 307 pages

BROWN RF SIGNOR DC WOOD WW Artificial groundwater recharge as a water management technique on the southern high plains of Texas and New Mexico Texas Dept of Water Resources 1978 32 pages

G 6230

5600836

6600449

6600637

6601974

6602587

Possibiliteacutes deacutepandage des eaux useacutees urbaines Rapport Agence RMC 1979 371 pages

GANDENBERGER W Principes de lalimentation artificielle des nappes souterraines Bull BRGM III Janvier 1968 p37-50

SAINT-PE MA Alimentation artificielle des nappes Bull of the Int Assoc of Scientific Hydrology XVI 2 Juin 1971 p 7-25

BOURGUET L Inventaire international des ameacutenagements dalimentation artificielle - deacutepouillement et synthegravese des reacuteponses Hydrologie ndeg 3 1971 80 pages

WESNER GM CULP RL Wastewater reacuteclamation and seawater desalination JWPCF vol 14 ndeg 10 Octobre 1972 p 1932-1939

GIRARD0T PL KESTER M Lesquichage de la nappe albienne en reacutegion parisienne TSM LEau Avril 1974 p 141-152

6610203 WILLIS R Optimal groundwater quality management well injection of waste waters Water Res Res Feacutevrier 1976 vol 12 p 47-53

bull bullbullbullbullbull

- 98 -

6613978

6614931

Divers auteurs Les problegravemes de leau Geacutenie Rural ndeg speacutecial Nov-Deacutec 1977 ndeg 11-12 158 pages

BUROSOK Wastewater reacuteclamation in St Croix JWPCF 1977 49 ndeg 3 p 429-435

6616816 BIANCHI WC NIGHTINGALE HI McCORMIGK RL A case history to evaluate the performance of water-spreading projects JAWWAMars 1978 p 176-180

6621087

6622466

ARGO DG The cost of water reacuteclamation by advanced wastewater treatment 51st Ann Conf WPCF Anaheim 1978 13 pages

EDWORTHY KJ Artificial groundwater recharge and its relevance in Britain JIWES 1979 33 ndeg 2 p 151-172

- CHAPITRE V -

LES INSTALLATIONS DE RECHARGE ARTIFICIELLE DE

NAPPE DANS LE MONDE

- 101 -

Les reacuteserves deaux souterraines constituent une immense ressource En effet on estime agrave 4 millions de km3 la quantiteacute des eaux souterraines situeacutees entre la surface du sol et la profondeur de 800 m agrave titre de comparaison le volume total des lacs deau douce est denviron 120000 km3

Cette ressource en eau souterraine est par ailleurs omnipreacutesente et peut donc ecirctre mis agrave part dans quelques reacutegions du globe exploiteacutee

Dans de larges reacutegions du monde les preacutecipitations sont insuffisantes pour pouvoir couvrir les besoins en eau A titre dexemple la figure 1 donne la carte des reacutegions du globe ougrave les preacutecipitations sont insuffisants vis-agrave-vis des besoins agricoles

FIGURE 1

Waiet-dejiciency (-) and valet-surplus (+) zones in ihe vorld A water deficiency exisls if preacutecipitation supplies less ztiater than would be nrrdedjor vellutatered vrgelalian In the reverse circumslcnccs ihere is a wzter surplus

((L-xtnaJut du Document Z 49 )

En comparant la figure 1 avec la figure 2 on peut se rendre compte que les zones ougrave on constate un manque en eau agricole sont naturellement les reacutegions arides ou semi-arides mais aussi certaines reacutegions tempeacutereacutees

bull bullbullbullbullbull

FIGURE 2

o ru

(euroxpoundnalpound du WoJild Atia by Bantholomew)

- 103 -

Pour situer le rocircle de la recharge artificielle dans la gestion globale des resshysources en eau nous allons eacutetudier deux cas

- cas des zones arides et semi-arides - cas des zones tempeacutereacutees

1 ) CaS desi gonampA avide^ et somL-cuiidesi

Dans ces reacutegions lexploitation des eaux souterraines est souvent la seule solushytion dapprovisionnement en eau Aussi la recharge artificielle vise dans ces reacutegions agrave augmenter la recharge naturelle lors des rares preacutecipitations afin de limiter les pertes par eacutecoulement de surface ainsi que par eacutevapotranspiration Il est possible de faire ainsi un stockage deau dans le sol

Il faut tenir compte du fait que la majoriteacute des pays situeacutes dans les zones arides du globe sont le plus souvent des pays en voie de deacuteveloppement donc dans lesquels on doit utiliser une technologie adapteacutee aux moyens locaux

Prenons lexemple de lAfrique et plus particuliegraverement les pays du Sahel

La figure 3 situe les zones arides et semi-arides dAfrique

Les pays du Sahel sont situeacutes au nord des deacuteserts du Sahara et du Fezzan dans des zones extrecircmement arides Parmi ces pays seules lAlgeacuterie et la Libye disposhysant de revenus peacutetroliers ont un niveau deacuteducation et deacuteconomie suffisant pour pouvoir mettre en oeuvre des techniques sophistiqueacutees de mise en valeur des resshysources en eau et ainsi assurer leur expansion humaine et eacuteconomique

2) CQA desi pay-si tompeacuteAeacuteA_

Laugmentation croissante des besoins en eau combineacutee avec la deacuteteacuterioration de la qualiteacute des eaux de surface ont entraicircneacute le deacuteveloppement de lexploitation des eaux souterraines

La recharge artificielle permet dans les reacutegions tempeacutereacutees

- dune part le soutien et la restauration de nappes surexploiteacutees

- dautre part lameacutelioration de la qualiteacute des eaux de surface par passage dans le sol

Ces deux points visent donc agrave ameacuteliorer en quantiteacute et en qualiteacute les eaux consommeacutees

Afin de preacutesenter les diffeacuterentes reacutealisations dans le monde nous allons les classer en fonction de lobjectif principal viseacute par ces installations

Principalement on distingue 4 objectifs

I - Stockage deau en peacuteriode humide pour utilisation en peacuteriode segraveche I - Soutien et restauration dune nappe surexploiteacutee I -Constitution dune barriegravere hydraulique contre lintrusion deaux saleacutees (ce

point est souvent une conseacutequence du point preacuteceacutedent) V - Ameacutelioration de la qualiteacute de leau par filtration dans le sol

- 104 -

FIGURE 3

TERRES ARIDES DAFRIQUE

E

A

S

rii bull i ri

i i

_

A n d raquo

Trontliraquo im plaquoV

1000 KIUX5

WOJtoeh

lpoundicOixLUt du Document I 1021)

bull bull bull bull bull

- 105 -

- INSTALLATIONS DE RECHARGE ARTIFICIELLE AYANT POUR OBJECTIF

LE STOCKAGE DEAU

1 ) Liacircte de^i in^taM-atlorvi

(1

(2

(3

(4

(5

(6

(7

(8

(9

(10

(U

(12

(13

Valleacutee du Danube Roumanie - Bulgarie

Valleacutee de la LeeGrande-Bretagne

Camp Peary USA

Valleacutee de la Prut Ukraine

Wroclaw Pologne

Comteacute de Los Angeles USA

Massif de Zaghouan Tunisie

Plaine cocirctiegravere dIsraeumll

Source de Yarkon Israeumll

Dan Project Israeumll

URSS

Valleacutee de lOued Biskra Algeacuterie

Plaine de Karakoum Turkmeacuten

Ahmedabad Inde

istan URSS

(G 51341)

(F 2028)

(F 2028)

(G 51341)

(6609067)

(G 51341)

(G 51341)

(G 51341 F 2028)

(G 51341)

(G 6230 G 6212)

(G 51341)

(G 51341)

(Z 13312c)

2) Le tablexiu 1 donne la reacutepartition suivant le climat et le niveau de deacuteveloppeshyment des pays concerneacutesdes installations preacuteceacutedentes

TABLEAU 1

- _ -NIVEAU DE

C L l r^-C^EVELOPPEM

TEMPERE

CONTINENTAL

MEDITERRANEEN

SEMI-ARIDE

ARIDE

TROPICAL

INDUSTRIALISE

(1) (2) (3) tableau 2

(4) (5) tableau 3

(6) tableau 4

(12) tableau 5

EN VOIE DE DEVELOPPEMENT

(7) (8) (9) (10) tableau 6

(11) tableau 7

(13) tableau 8

- 106 -

3) Lampi tableaux 2 agrave 8 donnent pour chaque cas particulier de climat et de niveau de deacuteveloppement quelques caracteacuteristiques des installations correspondantes

- tableaux 2 agrave 5 reacutealisations en pays industrialiseacutes

- tableaux 6- agrave 8 reacutealisations en pays en voie de deacuteveloppement

TABLEAU 2 REALISATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT TEMPERE

PAYS

Roumanie -Bulgarie

GBretagne

USA

1 j LOCALISATION

I 1 j Valleacutee du Danube | (voir fig 4) 1 1 j Valleacutee de la Lee

1 1 J Camp Peary 1 1

EAU

R

R

bull

1 1 | GEOLOGIE |

| 1 | Valleacutee alluviale | j (sables et graviers)j 1 1 1 l j Craie j j(voir fig 5) j 1 1 1 1 (Lentille deau dans | jeau saleacutee j

1 1

VOL

2109

AQUI

m3

DISPOSITIFS

bassins

bull puits

puits

1 ICOLMA

I 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

1 | TRAIT

| Preacute

1 1 1 1 2 1 1 1 j Preacute 1 1

1 | PERFORMANCES r i i i i j12 millions de j m3an

1 1 | entre 45 et 20 j m3h

1 bull

1 1 1 PRIX |

1 1 i i i i i i i i icirc 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

Notations

R e eau de riviegravere Preacute= preacutetraitement des eaux 2 raquo traitement secondaire des eaux

FIGURE 4

- VALLEE DUDANUBE - ROUMANIE-BULGARIE

(HODHAHIB)

m - d CALAT

MAJUk

Belgrade SEVEXraquo bull laquo bull 8L

Bucarest deg

(BULGARIE)

(Extrait du Document Ccedil 5 i47 ) bull bull bull bull bull bull

- 107 -

FIGURE 5

VALLEE DE LA LEE - GE0L0GIE-PIEZ0METRIE AVANT ET APRES ALIMENTATION

ARTIFICIELLE DURANT LA PERIODE 1954-1955

1 mite gt 1

Terrains superficiels

Eii3 Argiles de Londres

KiZij VoohvJch e t Reading beds (5mper7traquosbFe

Pampi Sables thanegravetiens

P 3 Craie

mdashmdash Njyrau piucircrorpucirclricircque en octobre 1953

(svanL DIcircirrcntattoT OftificicirccIIe) -~mdash Niveau piumlocircromstriqus maximum apregraves rnjrciian

durant la peacuteriode lS5f-19S5

Sx-Oiaugravet du Document t 2028)

TABLEAU 3 REALISATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT CONTINENTAL

i PAYS

| URSS

| Pologne

| LOCALISATION

| I | Valleacutee de la | Prut

I | Wroclaw

i

EAU

R

R

I | GEOLOGIE

iPlaine alluviale |(voir fig 6)

ISeacutediments tertiaires

I I

VOL AQUI I | DISPOSITIFS

|bassins agrave

I I I |fosseacutes et (eacutetangs

i

I |C0LMA

sable| P I I 1 |PCB 1 1

1 1 | TRAIT

I

1 | Preacute

1 1 1 | Preacute

1 1 1

PERFORMANCES

12S0OO m3jour

PRIX

Notations

H = eau de riviegravere P ~ physique C raquo chimique B = biologique

Preacute = preacutetraitement des eaux

- 108 -

FIGURE 6

VALLEE DE LA PRUT

l l t 1 T

A r g i l e du miocegravene

i _ i J - i J i laquov t iuml j 100 200 300 400 500

P i s t a n e e (en megravetres) 6 0 0

lHxtrialt du Ucircocumervt Ccedil 513^1 )

TABLEAU 4 REALISATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT MEDITERRANEEN

PAYS

USA

1 | | LOCALISATION | EAU

GEOLOGIE 1 I (VOL A8UI | DISPOSITIFS

jComte de Los I Angeles |(voir fig 7) I I

(Bassins remplis de (seacutediments mal |consolideacutes i i

gt agrave 12 10s m3

|bassins et |terrains |deacutepandage I

j COLMA | TRAIT | PERFORMANCES j PRIX

I Preacute | 60 m3s jde re-|vient [de 4 agrave |242 pou H (icirceee n3 I

Notations

R = riviegravere P = physique

Preacute = preacutetraitement

- 109 -

pound O

- H -M

a a

O gtrt bullXi rH a -H o bullraquo-gt

K 3

bull S bull 0)

-=f G rH O

ta

ta 0)

raquoltD 4-raquo bull H KJ u +gt X

d o

n o bulla

a a

ta

o bulla 6raquor4 p O

bullbullgt laquo ta a fcgtd

irvviraquo bullH ni

- 110 -

TABLEAU 5 REALISATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT ARIDE

PAYS

U R S S

1 | LOCALISATION

1 1 |P la ines de jKarakourt

l

EAU

R

1 | GEOLOGIE

1 1 JAlluvions forma-j t i o n s de l ta iumlques

1

I |VOL

1 i 1

AQUI 1 | DISPOSITIFS

| Pui t s 1 1

1 ICOLHA

1 1 1 P 1 1

1 |TRAIT

1 1 1 1 1

PERFORMANCES 1 | PRIX

1 1

Notations

R raquo riviegravere P = physique

TABLEAU 6 REALISATIONS EN PAYS EN VOIE DE DEVELOPPEMENT A CLIMAT MEDITERRANEEN

1 1 I I I I 1 1 PAYS j LOCALISATION EAU j GEOLOGIE |VOL AQUI | DISPOSITIFS |COLMA |TRAIT j PERFORMANCES j PRIX j

1 I I 1 I I 1 1 I I i i l 1 1 1 1 1 bdquo I I

Tunisie |Massif de | R | Calcaires | | P e t i t s barrages| P | Preacute 132 10deg m3an | | Izaghouan | j (voir f i g 8) j | l l l i l j ( v o i r f i g 8) | j j | I I I I I

1 1 1 1 1 1 1 i l I I 1 1 1 1 1 I sraeuml l |P la ine c S t i egrave r e | R | Pla ine l i t t o r a l e | |Pu i t s | PB | 2 | gt 10 10deg m3an | |

| ( v o i r f i g 9) j j (vo ir f i g 9) j j I I I i l

1 1 I I 1 1 1 1 1 i l 1 1 l l l I I I s r a euml l |Source de Yarkon | R | Roches carbonateacutees |900 10deg m3 |Puits mixtes | PB | 2 |entre 500 e t 1000 |de r e - |

1 I 1 p l i s s eacute e s j j l i t 3h jvient j I I I (voir fig 10) | j l l l I001S2 | 1 I I I I l l l Ipar n3 | 1 I l 1 1 i l I I l l l I I

I s r a euml l |Dan Projet (Tel | U | Dunes de sab le s | |Bass ins |PCB | 2 |300000 m3jour |de r e - | 1 Aviv) i l i l l l l jv ient j I i l I I i 1 1 i00262 | j i l i l I I jpar m3 i 1 I I I I l l l I I

Notations

R = riviegravere U = useacutee P = physique C = chimique B = biologique 2 = secondaire

- 111 -

FIGURE 8

MASSIF CALCAIRE DE ZAGHOUAN (Tun i s i e )

fmdash bull (n 1 f F H r

f Hammamet

SOUSSE --

5gt

+gtmdash mdashmdash mdash

^-a mdash

bull bull

9 - c a l c a i r e s du j u r a s s i q u e s u p eacute r i e u r

5 e t 1 - c a l c a i r e s djj l i a s

N-O m s-o

DJSBJL r i A H N C a

ampEacuteEacuteEacuteamp5

lLxtnaJjt du Document Ccedil 513^11 bull bull bull bull bull bull

- 112 -

FIGURE 9

FORMATION AQUIFERE DE LA PLAINE COTIERE

ISRAEumlL

Echelle

Limites des collines et raquoraquogtmdash des montagnes

Canalisations nationales bull deau laquo -Source raquo Ville

Direction de 1raquoeacutecoulement ~- ~ eaux souterraines

Zone de forages dexploitation

N n

Mer Zone de PLAINE COTIERE D1ISRAEumlL - PBOFIL SCHEMATIQUE

Z Z 7 Z ^ 7 7 Z Z Z Z Z Z pound ^ g f l a nappe ^T (ampgtgt p h r eacute a t i q u e bullpoundamp

iuml i d eacute s

S c h i s t e s a rg i l eux

(extrait du Document Ccedil 513U1 ) bull bull bull bull bull

- 113 -

FIGUREacute 10

SOURCE DE YARKON ISRAEumlL

ONO

PROFIL TRANSVERSAL DE LA FORMATION DANS LES MONTS DE JUDEE

Meacute ri i terraneacute e VAVHE

Plsst

J Aquifegravere

(Pleacuteistocegravene (Gregrave

Roches

es M (Neogene Neogsh _ deg

(Schistes

Sench

CeLraquostdol

2J impermeacuteables

(Seacutenonien

raquoraquoraquobull

Eocch

(Marnes crayeuses

(Turonien-Ceacutenomanien (calcaires et dolomites

(Craies (eacuteocegravenes (semi-(impermeacuteables

Q - (Ceacutenomanien infeacuterieur 1 (Dolomites

L e s h (Creacute t aceacute i n f eacute r i e u r ( S c h i s t e s

(dxtAaUL du Document Ccedil 513^1 )

TABLEAU 7 REALISATIONS EN PAYS EN VOIE DE DEVELOPPEMENT A CLIMAT SEMI-ARIDE

i r~ I I i l I I I i l I PAYS LOCALISATION | EAU | GEOLOGIE | VOL AQUI| DISPOSITIFS |COLMA |TRAIT | PERFORMANCES | PRIX |

i I I I lt i I i I I I I I l i i j Algeacuterie jvalleacutee de loued | R |deacutepots alluviaux | 20 agrave 30 (ameacutenagements du | P | I 510deg m3an | |

iBiskra I I 1 n6 bdquo | H t de loued I I I i l | |(voir fig 11) | | 10 m3 I I I I I 1 1 I I I I I I I I I

Notations

R = eau de riviegravere p = colmatage physique

114

FIGURE 11

VALLEE ALLUVIALE DE BISKRA (ALGERIE)

^r Meacutediterrans

Figure 11 Valleacutee a l luv ia le de Biskra

Echelle

bull M M iumllaquoklaquo

((LxtnaLt du Document Ccedil 513^1)

TABLEAU 8 REALISATIONS EN PAYS EN VOIE DE DEVELOPPEMENT A CLIMAT TROPICAL

l i t i i | PAYS | LOCALISATION | EAU | GEOLOGIE |VOL AQUI | DISPOSITIFS ICOLMA (TRAIT j PERFORBANCES | PRIX |

i i i l i l i i I I 3 I I Inde |Ahmedabad | R | sable (voir f i g 12) | Ipuits dans l e | PB | 1 | 4 5 10 m3jour dinves-| I I I I i 1 l i t de la j j | [ t i s se - | I l I I 1 Iriviegravere | j j jment | I l I I 1 |(voir fig 13) | j j (faible |

1 1 1 I l I I I I

Notations R = eau de riviegravere P = colmatage physique B = crvlmatagccedil hi ni odegique

1 = traitement primaire

bull bull bull bull bull bull

- 115 -

Crosraquo Stetions or tnraquo Sobormali Rivraquor Ot Ahmlaquodotgtod

Aerosi SubhojSBridnt MorScolraquo llOO O lOO 200

O _ 1 _

IO 20

Ver Scolt

SuSfiojhBridsraquo^

RraquofraquorraquofHraquo I I Riraquo to cucircc

groicircnraquod aond lil Sandvrm sill

E 3 Qov wlth raquoirt

Acraraquo Gond 8ridyraquo

J FIGURE 1 2

Sub-surface section or the Sabarmati River bed poundt Ahmedabad as seen in boring during_ the construction of road bridges across the river Data supplied by Ahmedabad Municipal Corshyporation and PWD Govt of Gujarat

FIGURE 1 3

Map of Ahmedabad city shorring locations of Municipal tubcwcll stations (open circlcs) and privatc tubcwclls (closcd circlcs) In the inset a schematic diagram or the suggested injection rcchargicircng scheme is stiown Pairs of double circlcs along the river indicnc pairs of vater supply and injection wclls

Schcmofic diogrom of tbe propoj icircd siphon rechorge schsrae for-tt)8 Ahmtdobod City

-Injection well -Cblorinofor

Ahmedobod City location pion o f tubewolU

Raferlaquoncel Roilwoy lene

mdash AbodMunlimit bull Privofetubewella 0 Mun Corpo

tubraquowlaquoij Sets orwot^r supply and injac-

AirPOrtA lonwlaquoH

(poundxtjiaJjt4 du Document Z 13312c) bull bull bull bull bull bull

- 116 -

B - INSTALLATIONS DE RECHARGE ARTIFICIELLE AYANT POUR OBJECTIF LE

SOUTIEN DUNE NAPPE DEAU SOUTERRAINE

1 ) LLite de jjz^tallatioiV4

(1

(2

(3

(4

(5

(6

(7

(8

(9

(10

(U

(12

(13

via

(15

(16

(17

(18

(19

Lettonie URSS

Lituanie URSS

Bacircle Suisse

Nappe du canton de Genegraveve Suisse

Donzegravere Mondragon France

Appoigny France

La Moulle France

Menuma Japon

Niigata Japon

Hodcgaya Japon

Wiesbaden RFA

Dortmund RFA

Haltern RFA

Hardham Grande-Bretagne

Peacuteoria USA

Valleacutee de la Durance France

Flushing Meadows USA

Fresno USA

St Croix Virgin Islands

(G 51341)

(G 51341)

(G 51341 F 2028)

(6618945)

(G 51341 F 2028)

(G 51341 F 2028)

(6627873)

(G 51341)

(G 51341)

(G 51341)

(G 51341)

(G 51341)

(G 51341)

(6622466)

(F 2028)

(G 51341 F 2028)

(G 6230)

(6616816)

(6614931)

2) Le tab-leau cL-apie donne la reacutepartition suivant le climat et le niveau de deacuteveshyloppement des pays concerneacutes des installations preacuteceacutedentes

NB il est inteacuteressant de remarquer que toutes les installations reacutepertorieacutees ont eu lieu en pays industrialiseacutes ce qui est logique car ces pays ont des besoins en eau tregraves importants donc exploitent largement leurs reacuteserves soutershyraines

Les installations de recharge artificielle pour le soutien de nappe dans le pays en voie de deacuteveloppement ne sont quagrave leacutetat du projet qui verront certainement le jour avec laugmentation des besoins en eau de ces pays

3) LeA tableaux 9 agrave 13 donnent pour chaque cas de climat et de niveau de deacuteveloppeshyment quelques caracteacuteristiques des installations correspondantes

- 117 -

NIVEAU DE CLIMAT ^ P J L V E L O P P E M

TEMPERE

CONTINENTAL

MEDITERRANEEN

SEMI-ARIDE

ARIDE

TROPICAL

INDUSTRIALISE

(1) (2) (3 ) (4 ) (5 ) (6 ) (7) (8) (S) (10) (11) (12) (13) (14) ( t a b l e a u x 9 e t 9 b i s )

(15) ( t a b l e a u 10)

(16) ( t a b l e a u 11)

(17) (18) ( t a b l e a u 12)

(19) ( t a b l e a u 13)

EN VOIE DE DEVELOPPEMENT

TABLEAU S REALISATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT TEMPERE

I l I I I I I I I 1 j PAYS | LOCALISATION | EAU | GEOLOGIE |VOL AQUI | DISPOSITIFS |C0LMA |TRAIT | PERFORMANCES | PRIX 1 1 1 1 1 I l i l i l 1 1 1 1 | URSS iLettonie | L lAlluvions e t deacutep6ts | |Bass ins 1 P-C | Preacute | 0 7 agrave 10 mjour | j | 1 |morainiques 1 | ( v o i r f i g 14) | | | | 1 1 1 1 i i i i I I I I I 1 | URSS iKaunas (Lituanie)1 R |Plaine a l l u v i a l e | |Bass ins | P | P r eacute agrave l | 2 8 agrave 005 njour | | | j i ( v o i r f i g 15) j j ( vo i r f i g 15) j j j j I l I I 1 I I I 1 1 1 I I 1 1 1 1 fi 1 | Suisse |Bacircle 1 R |Pla ine d a l luv ions | |Fosseacutes 1 P | 1 | 65 x 10 m3an |de r e -j j | | f l u v i o - g l a c i a i r e s | | (vo ir f i g 17) | j | | v i e n t j 1 i j (vo ir f i g 16) j j I I I |0 0242 1 I I I I I I I I Ipar m5 1 1

| Suisse j Canton de Genegraveve 1 R 1 Deacutepocircts morainiques j 18 10s ra3 JBassins et j P j 1 j 13 x 106 m3an jde re-| |(voir f ig 18) | | | jdrains | j j jvient 1 1 I I I I I I I j10 agrave 14 1 1 I I i l I I I Icent 1 1 I I I I l i t |suisses 1 1 I I I I 1 1 1 Ipar n3 1 1 1 i l i i 1 1 I I I 1 | France |Donzere-Mondragon| R lAlluvions f l u v i a - |105 10 m3 |Fosses d i n j e c - | P | Preacute | 8 5 m3s |charges I i I j t i l e s (vo ir f i g l 9 ) i j t ion 1 | j jd expl I I I I j j(voir f ig 20) j j j J400000F 1 1 I I I I I I I Ipar an 1 1 1 1 1 1 3 1 I 1 | France |Appoigny 1 R lAlluvions f l u v i a l e s 1180 10 m3 |Bass ins agrave s a b l e | P | Preacute |1000 m3jour | i l i i i j l v o i r f i g 21) j i j | 1 1 I I I I 1 1 1 1 France La Moulle R iCraie fissureacutee Bassins agrave sablei P 1 16IO6 m3an

(voir fig 22) (voir f ig 23) (10000 m2) J

- 118 -

FIGURE 14

PLAN DES OUVRAGES HYDRAULIQUES DE BALTEZERS REPUBLIQUE SOCIALISTE

SOVIETIQUE DE LETTONIE

(SxtnaJJ du Document Q 513^1 )

- 119 -

FIGURE 15

INSTALLATIONS DALIMENTATION ARTIFICIELLE DEIGULAI REPUBLIQUE SOCIALISTE

SOVIETIQUE DE LITUANIE

Legeiuiuml

1 Puits dexploitation 2 Puits dobservation 3 Station de pompage h Bassin dinfiltration

aglQ23 ^

A VA l

tma

Gravxer

S a b l e

Y777 T e r r e g r a s s e

7 Sab le mecircleacute de t e r r e g r a s s e j

(ExtAaJut du Document Ccedil 513^1 )

bull bull bull

- 120 -

FIGURE 16

COUPE HYDROGEOLOGIQUE DU SITE DE LA HARD (MUTTENZ-BALE)

giicircpositif tjltgtfitrjtun

II l VV95m v -bull bullbullbullbull

bullbull- bullbull -yf---w ^ ltbullraquo bullbull(vs5 bullbull A--raquo-

FIGURE 17

PLAN DE LAMENAGEMENT DALIMENTATION ARTIFICIELLE DE LA

NAPPE DE LA HARD (MUTTENZ-BALE)

OAcircUE Ccedily Prise en r7ytera

copy_ Station filtrante

(D_ Conduite dteu fiitrio

QFossucircn dinnltrction

_ Puits diuml repreumlso

copy Reacuteservoir deau poiumltUe et stetion de pampago

_ raquo _ l^ tajw _ J I _ 2Ttftipe

ttUTTENZ PHATTELH

leuroxtnaAgravejLi du Document h 2028)

- 121 -

FIGURE 18

PLAN DE SITUATION DE LA NAPPE DE LARVE ET DES OUVRAGES

I Fronlentx 2 Florencs 3 Corouga 4 Vmty (pont) S Veuy (uagravenraquo) 6 Trains

7 SooMnraquo dAnraquo 8 Perly 9 Sorol 10 Veyriat (Franc) il Gcitlard (F) 12 Crochu (F) 13 Veiraquo (F) bull Pulrs -J- PirKgtfnagravegtrraquo

x x

^ f Noppe deacute ^ rAilordonV x+ +

(E-xtnaiA du Document 66189^5)

Echees _ J l C T

lOOm

iroo-iVraquo SOCn-Vs

FIGURE 19

SCHEMA DE LALIMENTATION

ARTIFICIELLE A DONZERE-MONDRAGON

(ampctnaLt du Document h 2028)

m bull bull bull bull bull

- 122 -

FIGURE 20

DISPOSITIF DINJECTION

G r i l l e de f i l t r a t i o n Canal

d a l i m e n t acirc t P u i t s d i n f i l t r a t i o n

Gravier compacteacute bull-v ( 1 0 - 3 0 mm) --- -s

-~ii

Tuyau p e r f o r eacute - - iicirc TE ( D i a m egrave t r e bullbull - ^ -^ 056 m) bullbullbullbullf-_-_-|

bullAlluvions -(profondeurr 8 -18 megravetres)

^S^UMSIumlEATUi-l IMPERMEABLE

lCxtnoJJ du Document Ccedil 513^1)

123 -

FIGURE 21

NAPPE DE LA VALLEE DE LYONNE A APPOIGNY FRANCE

bulllt

Station de pompage - M

JC3 puits raquoP

Prise deau

Bac de deacutecantation

bull

laquo i

laquoiuml bullOi

Pompe de r e p r i s e

bullQtrademdashpieacutezomegravetre No

(ExtAOAgraveA du Document Ccedil 513^1)

FIGURE 22

GRAVELKES bull^IumlOUNKERQUS

bullEAU INDUSTRIELLE i l ] LAC DE BELLEVUE

LILLE

USINE DE FABRICATION DEAU POTABLE DcMOULLE

VALENClHWNHS^raquo

OOUAraquo tk^in y v

(poundxtsi(LUt du Document 6627873) bull bull bull bull

- 124 -

FIGURE 23

COUPE GEOLOGIQUE DU BASSIN VERSANT DAPRES BRGM

20N5 OAV5 lAOJElLE LA -1APPE DE IA CH-OE EST CAPtlVc SOUS IcircE TEfWKJraquo TEariUSH

Surface d la nap4 en mars-avril 1357

la nappa en mai 1072

TABLEAU 5 BIS REALISATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT TEMPERE

| PAYS | LOCALISATION | EAU j GEOLOGIE jvOL AQUI | DISPOSITIFS |COLHA jniAIT j PERFORMANCES | PRIX |

j Japon JMenuma | R JDiluvium j |Pu i t s d i n - | P-C | 2 |4 000 m3Jour j j j j t vo i r f i g 24) j j t vo i r f i g 24) j j j e c t i o n I I I i l

j Japon JNiigata 1 R JDiluvium j gt 120 10 5 m3 jPui t s d i n j e c - | P-C j 2 j20000 m3Jour jde r e - j j j t vo i r f i g 25) | j t vo i r f i g 25) j j t ion j j j jv ient j i l i l j j tvo ir f i g 2 5 ) | j j |0 02 $ j j j I I 1 1 1 1 j 1 i3 |

j Japon JHodogaya j U JDiluvium | |Pu i t s d i n j e c - j C | 2 J35 m3h j j i l j j 1 U i o n 1 I i j j i i i l j j tvo ir f i g 26)j j j j j

j RFA IWiesbaden | R JAlluvions f l u - j jflassins |P-C-B j 1 jlOO 10 6 m3an i I j i i j v i a l e s j j tvo ir f i g 27)j j j j j i l i j t v o i r f i g 27) j j j i j j j

| RFA JDortmund j R JAlluvions f l u v i a - j JBassins j P-B j Precirc jlOO 10 6 m3an jde r e - j j | j j t i l e s j j tvo ir f i g 28 ) j j j jv ient j j | | j t vo i r f i g 28) j j 1 i | |entre | j i i l i l i i i i deg gt 0 3 e t i i i i i i i i i i i 0 raquo 0 9 i 1 j I I j 1 i i |Par bull i

RFA Sables de Haltern L Sables profonds e t 108 10 s m3 Bassins Preacute 44 10 6 ngt3an (vo ir f i g 29) a l luv ions de (voir f i g 29)

1 t recouvrement [ I I I l

1 CB lHardham (Sussex) j R jSable-limoneux j |Bass ins j P j Precirc J26OO0 m3jour j j 1 1 I I I I I I I I I

Notations

Eau R raquo= eau de riviegravere U s eaux useacutees

Colmatage P raquo colmatage physique C raquo chimique B - bull bol ialt

Traitement Preacute = preacutetraitement 1 primaire 2 s secondaire

- 125 -

FIGURE 24

PROJET DINJECTION DE MENUNA JAPON

CARTE HYDROGEOLOGIQUE DE LA PLAINE DE KVANTO

Zone d a l i m e n t a t i o n des nappes c a p t i v e s

Zone de c i r c u l a t i o n des eaux douces c a p t i v e s

Zone d e a u x s o u t e r r a i n e s s e m i - c o n n eacute e s

TTTT-

200

Eaux souterraines coloreacutees du groupe de Kazusa Direction principale du courant des eaux douces souterraines

Limite infeacuterieure des deacutepocircts du plio-pleacuteistocegravene du groupe de Kazusz

Aluvions

Roches preacuteshytertiaires

PROFIL GENERALISE AB Groupe Kazusa

(Plio-pleacuteistocegravene)

(ExtnaiA du Document Ccedil 513b1) bull bullbullbullbull bull

- 126 -

FIGURE 25

PROJET DINJECTION DE NIIGATA - JAPON

C a r t e i n d i q u a n t l e m p l a c e m e n t d e s d i s p o s i t i f s d i n s e r t i o n

J D i s p o s i t i f s d i n j e c t i o n

B a s s i n de d eacute c a n t a t i o n

P r o d u i t s c h i m i q u e s p o u r l e t r a i t e shyment

^V^AJi-^r 1^^ 6 ^ e ^ e a u b r u t e

C ugrave-

i l i Vlaquo

I1III

P l a i n e c ocirc t i egrave r e Beacutegions montagneuses

(C-xJjiaUi du Document Ccedil 513U1 ) bull bull bull bull bull bull

- 127 -

FIGURE 26

INSTALLATION DINJECTION DE HODOGAYA

cp Vanne darrecirct ^

Pompe

R eacute s e r v o i r d e a u

G r a v e t t e f i l t r e compacteacute

Figure puit

JAPON

montrant la s dinjection

Tokyo zone m

struc Mo 1

eacutetrop

ture des et 2

olitaicircne

(ExtaaU du ucircocumertf Ccedil 51)^1 ) bull bull

- 128 -

FIGURE 27

POMPAGE DEAUX SOUTERRAINES ARTIFICIELLES A SCHIRSTEIN WIESBADEN

r JD

s u r l e Rhin

copy S t a t i o n de pompage copy P u i t s copy B a s s i n de d eacute c a n t a t i o n copy B a s s i n d i n f i l t r a t i o n copy Leveacutee

VALLEE DU BHIN WIESBADEM REPUBLIQUE FEDERALE DALLEMAGNE

lpoundxtAaJJL du Document Ccedil 57J47 )

- 129 -

FIGURE 28

INSTALLATIONS DALIMENTATION ARTIFICIELLE DE DORTMUND

BaBs in de d eacute c a n t a t i o n

P r eacute f i l t r e agrave g r a v i e z

mmmzm Substratum impermeacuteable

YSSSSSS Surfaccedile de la nappe phreacuteatique avant

bullbullbull 1 alimentation artificielle bull Surface de la nappe phreacuteatique apregraves lalimentation artificielle

bdquo+teacirce 1 a Lippeltx

N o t e laquobullmdash iy

Pour approvisionner les villes ~ bullgtegt G-Agrave et les industries on pompe dans la valleacutee de la Ruhr hlO millions de m-2 deau par an dont

320 millraquo de m2 dans lEnvscher 82 mill de m^ dans lu Lippe 6 millraquo de nvi dans la Vupper

et 2 millraquo de m dans la cuvette dEms

VALLEE DE LA RUHR REPUBLIQUE FEDERALE DALLEMAGNE

ouvrages hydrauliques

lx+ialt du Document Ccedil 513^1)

Lac artificiel

Bassin draquoinfiltra- puits de

tion pompage

Bassin dinfiltrashytion

I I

Surface pieacutezomeacutetrique avant lalimentation artificielle

Surface pieacutezomeacutetrique apregraves lalimontation artificielle

~

Sables de Haltorn

Carte de la reacutegion

DISPOSITIF DALIMENTATION ARTIFICIELLE DE HALTERN

REPUBLIQUE FEDERALE DALLEMAGNE

Cologne (K51n)

DlaquossEicanrgt

lExtnaAJi du Document Ccedil 513^1 )

- 131 -

TABLEAU 10 REALISATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT CONTINENTAL

I PAYS j LOCALISATION | EAU | GEOLOGIE | VOL AQUI | DISPOSITIFS | COIJU | TRAIT j PERFORMANCES I PRIX

T USA Peacuteoria (Illinois) R sables et graviers

(voir fig 30) Bassins agrave sable (voir fig 30)

AP Preacute JlO000 m3jour |de re-|vient 10008 FF| jpar rn3

Notations

R = eau de riviegravere P = colmatage physique A = colmatage ducirc aux algues

Preacute = preacutetraitement

FIGURE 30

PLAN ET COUPE DUN BASSIN DINFILTRATION DE PEORIA

Oacsm

mm f^-C^t

i - j laquo m r vsi bullbull bull bullgtraquo bullbullbull gt-r-mdash ~T -- -v bullbull-

JiiC^U-1 vv-------- bull t )- c bullbullsvcbullbull - bull bullbull -bullbull ^Vbullbullbull^bull^iT v^gt^7bull^^T-~----Trrbull^^-^-^-J-C^bullbullbull

Echelles United)

Arriveacutee dcui- Ijriiire

(Existait du Document t 2028)

- 132 -

TABLEAU 11 REALISATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT MEDITERRANEEN

PAYS I I I I I I j LOCALISATION | EAU | GEOLOGIE | VOL AOUI | DISPOSITIFS j COLHA

1 1 1 TRAIT | PERFORMANCES | PRIX |

Valleacutee de la Durance (Voir fig 31)

R Alluvions fluvia- gt 800 10 m3 Puits dinjec- P tiles tion

(voir fig 31)

830 1s

I

Notations

R raquo riviegravere P = colmatage physique 1 = traitement primaire

TABLEAU 12 REALISATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT ARIDE

| PAYS

USA

| USA

1 | LOCALISATION

Flushing Meadows

1 1

JFresno |(voir fig 33) 1 1 1

EAU

bull

R

1 | GEOLOGIE

Sable grossier et graviers

1

|Alluvions reacutecen-jtes dorigine |granitique 1 1

1 | VOL

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

AQUI 1 | DISPOSITIFS

Bassins (voir fig

1

|Bassins 1 1 1 1

32)

1 |COLMA

PB

1 1 1 1 1 P 1 1 1 1

1 |TRAIT

gt 1 1 | 1 | Preacute 1 1 1 1

1 | PERFORMANCES

35 m3s

1 1

|15 10 m3an 1 1 1 1

1 1 | PRIX j

1 1 1 1 de re- j vient 000432 jpar m3 j

1 i |de re- | jvient j |00142 | jpar m3 | 1 1

Notations

R laquo eau de riviegravere U = eaux useacutees

P =raquo colmatage physique B = colmatage biologique

2 raquo traitement secondaire Preacute = preacutetraitement

bullbullbullbullbulllt

- 133 -

FIGURE 31

BASSE VALLEE DE LA DURANCE - FRANCE

TARASCON

Limi t e s de l a p a r t i e c a p t i v e de l a format ion a q u i f egrave r e ( sous des d eacute p ocirc t s a r g i l e u x s u p e r f i c i e l s )

I n s t a l l a t i o n s d i n j e c t i o n ~^mdash P r o f i l eacute t u d i eacute

ipoundxtncuit du Document Ccedil 513^1 ) bull bull bull bull bull bull

- 134 -

FIGURE 32 SCHEMA DU PROJET DE FLUSHING MEADOWS ^-x

R eacute g u l a t e u r d e p r e s s i o n

A l i m e n t a t i o n

Canal dameneacutee Digue

Bassin V T

IOI JΠJLIumlL

=r~w5i bd alt

bull

Puits Ndeg bull 1

50

bull -ltgt

bullbull 3-4

5-6

100 megravetres

I

B _

3=

Tuyau de drainage

J^ Puits Est

Puits

FIGURE 32 BIS SYSTEME DES BASSINS DINFILTRATION SUR CHAQUE COTE DU LIT DE LA RIVIERE ET DES PUITS AU CENTRE POUR POMPER LEAU REGENEREE

Lit de la rivi egravere

horizon imperxeacuteable

(poundXpoundACLUgraveL4 du Document Ccedil 6230) bull bull bull bull

- 135 -

FIGURE 33

ZONAL RESPONSE IN WATER TABLE HYDRAULIC HEAD AND WATER QUALITY

AROUND THE CITY OF FRESNO CALIFORNIE

(poundxtnltzijt du Document 6616816)

TABLEAU 13 REALISATION EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT TROPICAL

i PAYS

USA

i | LOCALISATION |

St Croix (Virgin Islond)

Notations

EAU

U

| GEOLOGIE

Alluvions (voir fig 33 Bis

1

VOL AQUI DISPOSITIFS

Bassins (voir fig

33 Bis)

1 ICOLMA

1 1 PB

1 1 1

1 | TRAIT

1 1

1 1 1 1

PERFORMANCES

38000 n3jour

1 1 1 PRIX |

[de re- [ vient 05602 [par m3

U = eaux useacutees

P = colmatage physique 8 = colmatage biologique

1 = traitement primaire

- 136 -

FIGURE 33 BIS

GEOLOGY OF THE GOLDEN AND NEGRO BAY RECHARGE SITES

i ^ mdash E i f t t a N laquo y o Bay gt ^ bullbull bull Esurraquo Goldltn Grcraquoraquo bull gt

rtorironiai ugraveiitanc ifti

(poundxtialt du Document 661^931 )

bull bull bull bull bull bull

- 137 -

- INSTALLATIONS DE RECHARGE ARTIFICIELLE AYANT POUR OBJECTIF LA

CONSTITUTION DUNE BARRIEgraveRE HYDRAULIQUE CONTRE LINTRUSION

DEAUX SALEacuteES

1 ) L-Lite deA inAtaHaiJonA

(1

(2

(3

(4

(51

(6

(7

(8

(9

(10]

(11

(12)

Long Island USA

Zandvoort Pays-Bas

Tokushima Japon

Water Factory 21 USA

Palo Alto USA

Burdekin Australie

Kalauoo Hawaiuml USA

Dashte Naz Iran

Tanger Maroc

Telbaulba Tunisie

Sebikotane Seacuteneacutegal

Bas Togo Togo

(F 2028 G 51341 G 17874)

(F 2028 G 51341)

(G 51341)

(G 6212 5603546)

(G 6212)

(F 40332 G 51341)

(G 51341)

(Ground Water Ja-Fe 1977)

(F 2028 G 51341 6600101)

(G 6757)

(G 51341 5600835)

(G 51341)

2) Le tabMeau cL-apieA donne la r eacutepar t i t ion des i n s t a l l a t i ons preacuteceacutedentes suivant l e climat et l e niveau de deacuteveloppement des pays concerneacutes

3) LeA tabteaux 1b agrave 19 donnent pour chaque cas p a r t i c u l i e r de climat et de niveau de deacuteveloppement quelques carac teacuter is t iques des i n s t a l l a t i o n s correspondantes

Tableaux 14 agrave 16 r eacutea l i s a t ions en pays indus t r i a l i seacute s

Tableaux 17 agrave 19 r eacutea l i sa t ions en pays en voie de deacuteveloppement

- 138 -

- ______^ NIVEAU DE CLIMAT -^CEVELOPPEM

TEMPERE

CONTINENTAL

MEDITERRANEEN

SEMI-ARIDE

ARIDE

TROPICAL

INDUSTRIALISE

(1) (2 ) (3 ) t a b l e a u 14

(4 ) (5 ) t a b l e a u 15

(6) (7) t a b l e a u 16

EN VOIE DE DEVELOPPEMENT

(8) t a b l e a u 17)

(9 ) (10) t a b l e a u 18

(11) (12) t a b l e a u 19

TABLEAU 14 REALISATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT TEMPERE

C I I I I I I I I I I PAYS | LOCALISATION | EAU | GEOLOGIE | VOL AQUI | DISPOSITIFS |COLHA |TRAIT | PERFORMANCES | PRIX |

1 1 I I I I I 1 1 1 I I I I I I I I I | USA | Bay Park | U |Sable a r g i l e | gt 1200 10 9 m3|Puits d i n j e c - | PCB | 3 |13 agrave 25 1s | | | | Long Is land j | sab le argi leux j | t i o n I I I 1 | | (voir f i g 34) | | ( v o i r f i g 35) | | I I I I I

| Pays-Bas | Zandvoort j R |Plaine l i t t o r a l e | ) 4 5 10 9 m3 jcanaux e t j P j Preacute j 70 10 m3an jde r e -| j | | e t dune | jbass ins | | j | v i en t | | | j (vo ir f i g 36) j j fvo ir f i g 36) j j j |0 245

1 I I I I I I I lFFn3 1 1 1 1 II 1 1 1 II 1 1 1 1 1 1 1

Japon | Tokushima | R |Plaine l i t t o r a l e | |Pu i t s d i n j e c - | P | 2 | 20-25 n3heure | j (vo ir f i g 37) j jdiluvium | j t ion I I I 1 | | |(voir fig 37) | | I I I 1 1 I I I I I I I 1 Notations

R = eaux de riviegravere U = eaux useacutees

P = colmatage physique C = colmatage chimique B = colmatage biologique

Preacute = preacutetraitement des eaux 2 = traitement secondaire 3 = traitement tertiaire

- 139 -

FIGURE 34

LOCATION OF THE BAY ARTIFICIAL-RECHARGE SITE

(C-xtnaAJL du Document Ccedil 5211 )

FIGURE 35

Nord Sud Atlantioue

A r g i l e

^Zdia^) cfe fBe c 0

G r a v i e r

Sable argile sable argileux et limon S a b l e

Roche c o n s o l i d eacute e

lCxtaaJJ- du Document Ccedil 513^1 )

- 140 -

FIGURE 36

NI

n

Limite de la zone s captage

Limite des dunes

i

gt

Mer du Nord Dunes Polder du Lac de Haarlem

urbe ^^y-Lentilles Sables du plexs^ - T tocene ^ ^^aargile

---bullbullbullbull bull-bull-bullbullbullbull ejjgt---gt ltamp ltbull bull v- bullbullbullbull

gt--gtV^

^ampm$^amp^3^amp$^

ZANDV00RT PAYS-BAS

(CxtAaU du Document Ccedil 513^D bull bull bull bull bull

- 141 -

FIGURE 37

Aff l eu remen t s du s u b s t r a t r ocheux

_ _ p r o f o n d e u r du s o c l e rocheux ~ ( c o u r b e de n iveau ) 1ampampampVJ-~- Teneur en Ci s u p eacute r i e u r e agrave

bull Fo rage

copy P u i t s d i n j e c t i o n

TAKASE Deacutepocircts argileux superficiels HATSUMO

icirc l e r

PROJET DINJECTION DE TOKUSHIMA JAPON

fts^ k=eacutepoundagrave amp ^

Tokushima (sur Shikoku)

(6x-tzltzlt du Document Ccedil 513U1 )

- 142 -

FIGURE 38

ORANGE COUNTY CALIFORNIE

bullv KCCU CQ

5Au BtewAepiuo co

raquo _

eiVcZ^iPE- co

0

PIE60 1 l [ IMPERIAL CO i

_ 1 -T-

A i

(CxtacuJ du Document 56035^6)

TABLEAU 15 REALISATIONS EH PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT MEDITERRANEEN

r 1 i PAYS | LOCALISATION | EAU | GEOLOGIE

1 1 1 1 1 1 |VOL AQUI | DISPOSITIFS |COLMA | TRAIT | PERFORMANCES | PRIX

Water Factory 21 U Deacutepocircts marins et Californie continentaux mal (voir fig 38) consolideacutes

Puits dinjecj PB 3

(voir fig39)

066 IJI33

USA Palo Alto (voir f ig 40)

U Sables et jgraviers

I Puits dinjecj PB 6 1s

|(voir fig40)| I I

Notations

U = eaux useacutees

colmatage physique colmatage biologique

3 = traitement tertiaire

bull bull bull bull i

- 143 -

FIGURE 39

FLOW SCHEMATIC AND SAMPLING LOCATIONS FOR WATER FACTORY 21

LIQUID PROCES3IWG

C H E M C A L K I T R O S c N RECARSON-I __ _ icirc ACTIVATES bullDiSlNFECIiCV amp j CLARIFICATION j REMCVAL ATCN [ FILTr^siO^I CARBON 0poundMIKERASJZpound7Gricirc

t t fAOSQPPTiCtt

CAP80H 70 HIcircUSr

bull lt

lJCCTtOlaquolaquo wCLLS

bull laquo C Y C L E

PUMraquoS

S0L1DS HANOLING INJECTIONraquo SYSTEM

bull bull bull bull bull bull

- 144 -

FIGURE 40

PLAN 0F GROUNDWATER RECHARGE FACILITY IN THE PALO ALTO BAYLANDS

msmm FRAgraveSCISCOcircI

0 u

El 6k

PALO ALTO

copy

-e-o

LEGEND

EXTRACTION WELL

INJECTION WELL

MONITOft WELL

lpoundyLtnaLt du Document Q 6212)

- 145 -

TABLEAU 16 REALISATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT TROPICAL

1 f~^ 1 1 1 1 PAYS | LOCALISATION | EAU | GEOLOGIE | VOL AQUI | DISPOSITIFS |COLMA |THAIT j PERFORMANCES | PRIX

Australie Delta du Burdekin Delta avec 345 109 m3 Trancheacutees agrave Preacute (voir fig 41)

-h i

JKalauao Hawaiuml

deacutepocircts alluviaux

I I I I

sable (voir fig41

I Bta2) I H

40 agrave 100 106

m3an des in-vestis-jsements 2 106$

USA jcocircne volcanique 4800 10 in3 Retenue deau (basalte) (voir fig43) (voir fig 43)

120000 m3jour

Notations

R = eaux de riviegravere

P w colmatage physique

Preacute = preacutetraitement

FIGURE 41

CARTE GENERALE

bull Ui KlaquoraquokM

(ExtzaLt du Document Q 513^1 )

- 146 -

FIGURE 42

LOCALITIES OF RECHARGE TRENCHES IN BURDEKIN DELTA

FIGURE 43

TYPICAL CROSS SECTION OF A TRENCH

IpoundxtnaAgraveJbi du Document h U0332)

- 147 -

FIGURE 44

COUPE SCHEMATIQUE MONTRANT LES SOURCES DEAU DE HONOLULU

P u i t s d e K a l a u a o H a w a i i E t a t s - U n i s d A m eacute r i n u e

E c h e l l e

-2snmdash P r eacute c i p i t a t i o n (rrr)

- laquo laquo - - L i g n e s d e n i v e a u p i eacute z o m eacute t r i q u e ( c m )

(SxiAaJJ du Document Ccedil 513^1 )

- 148 -

TABLEAU 17 REALISATIONS EN PAYS EN VOIE DE DEVELOPPEMENT A CLIMAT TEMPERE

1 PAYS | LOCALISATION

j r

GEOLOGIE | VOL AQUI | DISPOSITIFS | COLHA | TRAIT | PERFORMANCES | PRIX

Iran iDashte Naz | N |Sables | jtvoir f ig 45) bull j jtvoir f ig 46) j

I I I I

|Puits din- j jjection j |(voir f ig 47) |

|200 1s I I

N = eau de nappe

FIGURE 45

DASHTE-NAZ FARM AREA

V--

I R A Q

S A U 0 1 A R A 8 I A

MIOOLE EAST AREA

(poundxpoundnaUt4 de VattLcAe do OS W-LLLLaniA pcuiu darvi Qiound Wateji Qa-Fe 1977)

- 149 -

FIGURE 47

CROSS SECTION OF TYPICAL INJECTION WELL

FIGURE 46

RELATION BETWE FRESH AND SALINATED

AQUIFERS IN DASHTE-NAZ

CAS-OH I f A

-bull C -r- ~ - = S ^ trade j f - iuml x bull bull 0 L

_ _ - ^ Fgtistoi cdHgtjkta wi(raquo gtlaquo-raquoai

fx-6iltxiXltJ de VantXcle de pound)poundbull WLilLami paMu dan Ccediliound Wateji Ccedila-Fe 1977 )

bull bull bull bull bull bull

- 1 5 0 -

CARTE GEOLOGIQUE DU CHARF-EL-AKAB

Echelle - ltm

QUATERNAIRE

Allumions

1 I Sable Je couverture

~gt---iuml 1 Sable de phje

1degdegdeg1 Gregraves marin

ANTEQUATERNAIRE

- j Gregraves lortonhn

bullpound3 Gregraves 1 vmucirc Arjiitesj

F-^- Marnes eacuteocegravenes

ugravediens

Mcrres schisteuses secircnonicircennss

bullif- ocircondacss dexploitation t Fesseacutes dabsorption

copy Pieacutezomtlrts G Diachse dinjection

evccedilraquo V^=gt-iuml

EXHAURE ET REALIMENTATION

ARTIFICIELLE DE LA NAPPE DE

CHARF-EL-AKAB (TANGER)

SCHEMA DE PRINCIPE

(poundxJyiaUA du Document 6600101 ) bullbullbullbullbullbull

- 151

TABLEAU 16 REALISATIONS EN PAYS EN VOIE DE DEVELOPPEMENT A CLIMAT MEDITERRANEEN

1 | PAYS

1 1 1 Maroc 1 1 1 1 1 Tunisie 1 1

1 | LOCALISATION

1 1 |Tanger 1 1 |Telboulba 1 1

1 | EAU

1 B 1 1 I 1 1 F 1 1

1 1 | GEOLOGIE | VOL

I 1 1 1 s ICuvette littorale|6 10 Iseacutedimentaire | |(voir fig 48) | | 1 i |Sables fins avec | (couches dargile | i i

AQUI

m3

1 1 | DISPOSITIFS |

1 1 1 |Fosses din- | Ifiltration | |(voir fig48)|

| i 1 i |Pults din- | Ijection | 1 1

COLMA

P

P

1 | TRAIT

I 1 1 1 1 1

1 1-2 1 1

1 | PERFORMANCES

I

1 |106 m3an 1 1 1 1 -|05 10deg ngt3an 1 1

1 1 1 PRIX | 1 1 t 1 1 1 1 1 1 1

1 1 1 1 1 1

Notations R = eau de riviegravere

P = colmatage physique

1 = traitement primaire 2 = traitement secondaire

TABLEAU 19 REALISATIONS EN PAYS EN VOIE DE DEVELOPPEMENT A CLIMAT TROPICAL

1 1 1 1 | VOL AQUI | DISPOSITIFS | COLMA |TRAIT PAYS | LOCALISATION | EAU GEOLOGIE PERFORMANCES | PRIX

Seacuteneacutegal | Sebikotane IRoches carbona- 6010 m3 jRetenue |teacutees karstiques | j(voir fig4SIuml| |(voir fig 49) j | |

+ -+- 4-I

1depandage j

34 10 n3an

Togo Bassin du Bas Togo

Sables dunaires (voir fig SO)

gt 1 4 1 0 S m3 jTerrains 5 6 10 m3an

Notation

R = Eau de r i v i egrave r e

- 152 -

FIGURE 49

ECORCHE DU COMPARTIMENT DE SEBIKOTANE

ECORCHE DU COMPARTIMENT

DE SEBIKOTANE

Rosine infeacuterieur supposa en levraquoJ

i JIumlAMirretir

F N Cad m rcreujf

i rjJ 5AAV t 7srracirces

iKf[^|rT bull | ^T7^WL T Icirc j-r-- r- i - F

jt|l-k bull i T i ^ ^ J iiuml S t e k y X MaUr Guey

(poundxtaU du Document 5600835)

- 153 -

FIGURE 50

PLAINES LITTORALES DU TOGO

Limi te des p eacute n eacute t r a t i o n s UJJJplusmn-LLL d e a u s d e mer ^o

tf C o u r b e s de n i v e a u de l a pound I iuml m i t e iuml h f eacute r i e u r e de l a q u i - ^ bull bull

f egrave r e du c o n t i n e n t a l t e r m i n a l v

E a u de ui(

Oceacutean o

P r o f i l

C o n t i n e n t a l t e r m i n a l

( ^S ta t ion de pompage) T a b l i g b o

Eaux

S-ogt6 W ^

(poundxfrialpound du Document Ccedil 513^1) bull bull bull bull

- 154 -

D - INSTALLATIONS DE RECHARGE ARTIFICIELLE AYANT POUR OBJECTIF

LEacutePURATION NATURELLE DES EAUX PAR PASSAGE DANS LE SOL

1 ) Lutte deA inAtaLlampLLorvi

(1) Bertrange France

(2) Blagnac France

(3) Dangeacute - St Romain France

(4) Ginasservis France

(5) Nancy France

(6) Croissy France

(7) Karlskoga Suegravede

(8) Goteborg Suegravede

(S) Port Leucate France

(10) Boulder USA

(G 2264 bis)

(G 2264 bis)

(G 2264 bis)

(5605250)

(F 2028)

(G 51341 G 3663)

(G 51341 F 2028)

(G 51341 F 2028)

(G 7221)

(G 1681519)

2) Le tabZeau cx-de440uA donne la reacutepartition des installations preacuteceacutedentes suivant le climat et le niveau de deacuteveloppement des pays concerneacutes

mdashbullmdash-___ NIVEAU DE CLIMAT -^DEVELOPPEM

TEMPERE

CONTINENTAL

MEDITERRANEEN

SEMI-ARIDE

ARIDE

TROPICAL

INDUSTRIALISE

(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) Tableaux 20 et 20 bis

(S) Tableau 21

(10) Tableau 22

EN VOIE DE DEVELOPPEMENT

bullbullbullbullbullbull

- 155 -

NB Toutes les installations reacutepertorieacutees ont eacuteteacute construites dans des pays industrialiseacutes Ceci montre bien que face dune part agrave laugmentation des besoins en eau et face dautre partagrave limportance de la quantiteacute deaux useacutees rejeteacutees lalimentation artificielle apparait comme eacutetant un moyen de gestion bien approprieacute

N

3) LampA tableaux 20 agrave 22 donnent pour chaque cas particulier de climat et de niveau de deacuteveloppement quelques caracteacuteristiques des installations correspondantes

TABLEAU 20 INSTALLATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT TEMPERE

| PAYS | LOCALISATION | EAU | GEOLOGIE j VOL AQUI j DISPOSITIFS | COLMA | TRAIT | PERFORMANCES | PRIX

France Bertrange R Alluvions gros- bullBassins agrave PB Preacute 800 m3jour bull 1siegraveres bull bullsable j j Jenviron j

(sables et gra- i itvoir fig51)

1 I I vieuro r s) | i 1 1 I 1

j France 1 Blagnac 1 R JAlluvions gros- | iBassins agrave j PB j Preacute |800 m3jour j | 1 1 Isiegraveres 1 Isable | j lenviron i j j I ((sables et gra- | |(voir figbllj j j j 1 1 I I viers) 1 1 I I I I

France Dangeacute Saint R Alluvions gros- Bassirs agrave PB Preacute 800 n3jour

Romain siegraveres isable [ [environ

(sables et gra- (voir fig51)

r 1 v i e r s ) bull I

j France | Ginasservis j U | 1 |Lagune j PB | 3 |50 m3heure j 1 I (Var) | | 1 Kvoir fig52)| | j |

France Nancy R Alluvions bull Bassins p Preacute 100000 m3j

(voir fig53)

| France j Croissy j R |Craie fissureacutee | |Bassins j PB j 1 |3010 m3an jde revient

| | (voir fig 54) | |sous alluvions | |(voir fig55lj | j |0062 par

1 1 1 |(voir fig54) | | I I I I m3

j | I l 1 9 1 I j I i Suegravede Karlskogo R Alluvions (sables 2 10 m3 Bassins agrave 1 15000 mSjour

(voir fig 56) [et graviers) [ [sable [ [ J J

(voir fig 56) (voir fig56)] j

Notations

R = eaux de riviegravere

U = eaux useacutees

P = colmatage physique

B ~ colmatage biologique

Preacute = preacutetraitement des eaux 1 = traitement primaire 3 = traitement tertiaire

bullbullbullbullbullbull

- 156 -

FIGURE 51

Pt eacute iome t r cm

4 3

4 2 Stiagravettrotum de cateotres marneux tm peu permtobtn ^ -IMPLANTATION -

EcheteViOOO

SP I I I I I I I I I t I rr BOMilt 4raquoJtrotlaquoii

1gtIuml I I M J I I I M I A B

bull Fore 9 bull tf rlaquopi i

laquoraquooo l _ 1 2 0 O

J-raquoraquo

lLxtnaiA du Document Ccedil 226k b-Li)

FIG-52

T iu i teumlu ien t d eacutepuiut iou degraves fcJUii Utgteacutees Urbaines

en vus de Leur recyclage pour la consommation

Scheacutema deprincipe de l installation pilote de GINASSERV1S

ChXraquot olaquoJraquolaquolraquoraquo Otcf lntr iictgtpiraquolraquoraquo

v bull T R A I T E M E N T PRIMAIRE laquot SECONDAIRE

TRAI1EHENT TERTIAIRE

ur

raquo ^ ^ ~ i

C3 J ya amdashraquo f

^ mdash - feu eraquor gtbull bull bull bull bull bull

LACUNE dlaquo r i mj action

(poundxUaU du Document 5605250

- 157 -

FIGURE 53

SCHEMAS EN PLAN ET EN COUPE DE LALIMENTATION ARTIFICIELLE DE LA NAPPE

DE LA MOSELLE A MESSEIN (NANCY)

MoseUe

vers trai

Barrage

25-3 Om | 25-30trade

gt^ |2a3nraquo

f Galerie L J captante

77777777-7777777 Subslratum impermeacuteable

(LxJjiaAgraveJ du Document h 2028)

FIGURE 54

NAPPE SOUTERRAINE DE LA VALLEE DE LA SEINE A CROISSY (FRANCE)

S e i n e Deacutecanteurs

U

P r i s e d eau

F i l t r e s agrave s a b l e

B a s s i n S t a t x o n r _ V e r s l e d m f i l - de _ reseau de t r a t x o n pompage l - d i e t r - i -

1 bution

Craie f i s s u r eacute e

(ExtAcujt du Document Q 513^1 )

- 158 -

FIGURE 55

Usine du PECQ

Prise deau de CROISSY

Chatou 9

bull bull lt - - bull lt iuml gt

FORAGES SLEE bull FORAGES fslJFTl

coupe des terrains suivant A B

a Meuliegraveres e Calcaire grossier b Sables du Stampien f Argiles et sables du Sparnacien c Gases vertes du Sarncisien g Craie blanche Seacutenonienne d Marnes et caillasses h Sables et graviers

(6xtAalt du Document Ccedil 3663)

- 159 -

RESERVOIR DEAU SOUTERRAINE DE KARLSKOGA SUEDE

Carte de l a reacuteg ion

bull w

(ExtnaLt du Document Ccedil 513^1 )

FIGURE 56

SCHEMA DE LALIMENTATION ARTIFICIELLE A KARLSKOGA

(Extnatt du Document t 2028)

- 160 -

TABLEAU 20 BIS INSTALLATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT TEMPERE

1 1 I LOCALISATION | EAU | GEOLOGIE | VOL AQUI

1 1 1 r~ DISPOSITIFS | COLMA | TRAIT | PERFORMANCES | PI

PAYS

Suegravede | Goteborg I I

R |AlIuvlons (sables | jet graviers) | j(voir fig 57) |

Bassins | (voir fig 57) j

| 1 |12000 m3jour I I

Notations

R = eaux de riviegravere

1 = traitement primaire

FIGURE 57

SCHEMA DE LALIMENTATION ARTIFICIELLE A GOTEBORG

Bass in d raquo i n j e c t i o n

Nivlaquo p i eacute z on eacute triccedilju^

v v v V

vSocle cristallin

n M bull

(Cxtnaijt du Document Q 513^1 )

bull

NW Echelle horizontale 1500

PZ5

488 529

590 622-6 28

249-250 HV

360-364-k

482-484

Golel dorgile humifecircre 03cm + golels oxydes

602

690

775-784 810

Lentille dorgile humifecircre 02cm ggft

l ^ g S S J Forte dodeur H2 S 75 926 944

10-1018

1086 bull

1168-12-

1540 L-J

w

Argile humifecircre sableuse

Argile sableuse humifecircre oxydotion ferrique 10

Argile sableuse humifecircre

Deacutebris de- vecircgeacutetoux 10 Traces oxydation 1

Sable tourbeux Deacutebris de bois Soble fin tourbeux

Sable fin tourbeux

Amas de soble argileux humifecircre Soble partiellement tourbeux

054 bullbullbull 089-071

240

354-360

425-428

517

610

9 936

arc

515

Lentille dorgile tourbeuse 1cm Toches doxyde ferrique

Golel dorgile sableuse

Galets dargile sableuse brun-rouge 01 cm Toches humifegraveres Bois en deacutecomposition Soble ovec oxyde ferrique 20 Soble humifecircre H2S Soble humifecircre ovec racines

LEacuteGENDE

] Soble grossier moyen

Soble fin

FIGURE 59 PORT LEUCATE

PLAN DE SITUATION DE LA DUNE DE LA CORREGE

Echelle M 15 000

bullbullbullv Zoneeacutequipeacutee pour l i r r i g a t i o n acirc p a r t i r des ef f luents en 1980

Zone basse planteacutee (+ 2 NGF)

Conduite 0 400

Bassins d i n f i l t r a t ( 1981)

Zone haute non anteacutee (+7NG

M E R bullbull M E D I T E R R A N E E

- 163 -

TABLEAU 21 INSTALLATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT MEDITERRANEEN

j VOL AQUI | DISPOSITIFS |COLMA |TRAIT | PERFORMANCES | PRIX PAYS LOCALISATION EAU j GEOLOGIE

] 1 h Port Leucate U Dunes cStiegraveres

(voir fig 58) Bassins din- PB filtration (voir fig 59)

Preacute 1500 m3Jour

Notations

U = eaux useacutees P = colmatage physique B = colmatage biologique

Preacute = preacutetraitement des eaux

TABLEAU 22 INSTALLATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT SEMI-ARIDE

i 1 r | LOCALISATION | EAU |

PAYS GEOLOGIE VOL AQUI 1 1 1

DISPOSITIFS ICOLMA |TRAIT | PERFORMANCES

1 1mdash4 PRIX

SA Boulder (Colorado)

I bdquo I U jAlluvions (sables et graviers)

Bassins din- j PB filtration

I entre 50000 e t ( f ig 60 ) 200000 m3an

Notations

U = eaux useacutees P = colmatage physique B = colmatage biologique 2 raquo traitement secondaire

bullbullbullbullbullraquo

FIGURE 60

SCHEMATIC 0F BOULDER WASTEWATER TREATMENT PLANT

M

Flow Prlmagravery Diversion Clarifiers

Iteadworks Oox

r L

Trfckling Ti t ters

Secondary Clarifiers Chlori nation

City Collection

System

V

Grit to Land Disposai

Site

Kl

bulla

o a v

Infiltration-Percolation Basins

1 mdash lt To Land

~ Disposai Site

Sludge Vacuum Holding Filters Tanks

(ExtnaU du Document Q 1681519)

- 165 -

L I S T E B I B L I O G R A P H I Q U E

F 2028 BIZE Jf BOURGUET L LEMOINE J Lalimentation artificielle des nappes souterraines Ed Masson et Cie 1S72 199 pages

F 3091

F 40332

FALKENMARK M LINDH G Water for a starving world Westview Press Boulder Colorado Feacutev 1977 204 pages

Proceedings of the groundwater recharge confeacuterence - 1980 Australian Water Resources Council Confeacuterence Seacuteries ndeg 3 281 pages

F 4443 MATHEW K NEWMAN PWG HO GE Groundwater recharge with secondary sewage effluent Australian Water Resources Council 1982 167 pages

F 44521 agrave 4 Artificial groundwater recharge International Symposium - Research results and practical applic Dortmund 1979 Publication 1982 1500 pages environ

F 4462 HUISMAN L 0LSTH00RN TN Artificial groundwater recharge Pitman Advanced Pub Program Ed 1983 320 pages

G 1681519 SMITH DG LIumlNSTEDT KD BENNETT ER Treatment of secondary effluent by infiltration-percolation EPA-6002-79174 Aoucirct 1979 103 pages

G 17874 KOCH E GIAIMO AA SULAM DJ Design and opeacuteration of the artificial-recharge plant at Bay Park New York US Dept of the Interior Geol Survey 1973 14 pages

G 2264 Bis La meacutecanique des fluides et lenvironnement - Preacutevision et maicirctrise de la qualiteacute de leau et de lair Socieacuteteacute Hydrotechnique de France 14egravemes Journeacutees de lHydraulique Paris Sept 1976 Question 4 les eaux souterraines 48 pages

G 3663 A bull bull bull

Plaquette de preacutesentation de linstallation de recharge artificielle de Croissy SLEE sd 16 pages

G 51341 Emmagasinement souterrain des eaux et recharge artificielle Ressources NaturellesSeacuterie Eau ONU ndeg2 1977 307 pages

bullbullbullbullbullbull

- 166 -

G 6094

G 6212

G 6230

G 7221

A bull bull bull

World climate confeacuterence Organisation Meacuteteacuteorologique Mondiale Confeacuterence Feacutevrier 1977 Genegraveve 791 pages

A bull bull bull

Wastewater reuse for groundwater recharge Symposium Office of Wat Recycling Californie 1980 345 pages

A bull bull bull

Possibiliteacutes deacutepandage des eaux useacutees urbaines Rapport Agence RMC 1979 371 pages

A bull bull bull

Lameacutenagement dinfiltration des eaux useacutees de Port-Leucate Socieacuteteacute dEconomie Mixte dEquip et dAmeacutenag de lAude Nov 1981 45 pages

5603546 COFER JR Orange county water districts Water Factory 21 Journ of the Irrigation and Drainage Div Dec 1972 p 553-567

5605250 ALEXANDRE D De leau potable agrave partir des eaux useacutees urbaines Nuisances et Environnement Oct 1973 p 368-374

6600101 MAHI LARAKI M Recircalimentation artificielle de la nappe aquifegravere de Charf-el-Akab TSM LEau Aoucirct-Sept 1970 p 355-359

6609067 JASINSKI B Captages deau dinfiltration du reacuteseau de distribution de Wroclaw (Pologne) TSMLEau Feacutevrier 1976 ndeg 2 p 88-92

6614931 BURAS OK Wastewater reacuteclamation in St Croix JWPCF 1977 49 ndeg 3 p 429-435

6616816 BIANCHI WC NIGHTINGALE HI McCORMICK RL A case history to evaluate the performance of Water-Spreading projects JAWWA Mars 1978 p 176-180

6618945

6622466

CARSAT G Quelques eacutequipements publics de Genegraveve Equip Eur 1978 2 ndeg 98 p 59-67

EDWORTHY KJ Artificial groundwater recharge and its relevance in Britain JIWES 1979 33 ndeg 2 p 151-172

6627873 MARTIN F THEBAULT P La flottation agrave lusine de Moulle Techniques Eau Ass 1981 ndeg 409 p 37-42

6628231 Water for human needs Ass Int Ress en Eau Vol 3 1975 413 pages

bull bull bull t

- 167 -

BARTOLOMEW JC World Atlas Edinbourgh John Bartholomew and Son 1974 167 pages

MARTIN A MOUSSU H Alimentation artificielle de la nappe de Sebikotane (Seacuteneacutegal) par creacuteation dune retenue deau Bull BRGM 1S68 ndeg 1 p 79-88

WILLIAMS DE The Dashte-Naz groundwater barrier and recharge project Groundwater Janvier-Feacutevrier 1977

C O N C L U S I O N

- 171 -

La consommation croissante deau dans tous les paus conduit parfois agrave une surexshyploitation des ressources naturelles le manque deau dans certains paus en deacuteveloppement et la po-Llution de leau dans les paus Industrialiseacutes ont fait que les aestlonnaLnes de leau ont eacutetudieacute toutes les possibiliteacutes de conserver leau quantitativement et qualitativement

Lalimentation artificielle des nappes paiait ecirctie une solution judicieuse agrave ces problegravemes de ressource en eau

Tout au long de cette eacutetude on a miA en eacutevidence les questions techniques et eacuteconomiques

meacutethodes dinflltratlon qualiteacute de leau agrave infecter colmatage de la one dinfiltration coucirct des tiavaux coucirct dexploitation

De nombreux exemples pais tant dans les paus deacuteveloppeacutes que dans les paus du tiers monde aussi bien en climat humide quen gone aiide ou senti aride ont permis de mettre en eacutevidence les avantages et les inconveacutenients de cette techshynique Un bilan eacuteconomique montre que dans de nombreux cas la reacuteallmentatlon artificielle des nappes peut ecirctre consideacutereacutee comme un dispositif efficace dans la gestion de leau dun paus

Cette synthegravese montre aussi le soin quil faut apporter aux eacutetudes preacutealables pour ne pas se heurter agrave de giaves pnoblemes en cours dexploitation

Un autre enseignement tireacute de la lecture des documents est le fait que chaque cas est unique leacutetude dexemples similaires est eacutevidemment Importante mais elle ne leacutesoud pas tous les problegravemes 31 faut en particulier une eacutetude hudiogeacuteologishyque seacuterieuse de la jone

Laction eacutepuratrlce des sols ameacuteliore grandement la qualiteacute de leau ma-ls ce nest pas une seacutecuriteacute suffisante et dans le cas de lutilisation dune eau infiltreacutee pour la consommation animale ou humaine il est neacutecessaire de proceacuteder agrave des controcircles et eacuteventuellement agrave des traitements

La reacutealimentation des nappes permet laugmentation de la quantiteacute deau disponible et en ameacuteliore souvent la qualiteacute cest donc un proceacutedeacute inteacuteressant pour les ones arides et seml arides car leacutevaporatlon Intervient moins que pour un reacuteservoLr deau agrave ciel ouvert 01 est aussi avantageux pour les paus deacutevelopshypeacutes puisquil permet de deacutevelopper la ressource en eau tout en assurant une certaine eacutepuration des eaux brutes ou useacutees que lon infiltre

Page 3: AMELIORATION DE LA RESSOURCE EN EAU LA REALIMEIMTATION DES …

- 3 -

S O M M A I R E

INTRODUCTION bull

s

CHAPITRE I LES EAUX DE RECHARGE

A- - RECHARGE PAR EAUX DE RIVIERE 13

7 ) Remarques) pjieacutetlmlnaLnes 13 2) Eaux destineacutees agrave ecircJyie infJLLtneeA danst desi basisilnss 13 3 ) Eaux desitlneacuteesi agrave l InsLecllon 15

B - RECHARGE PAR EAUX USEES 15

LISTE BIBLIOGRAPHIQUE 19

CHAPITRE II HYDROGEacuteOLOGIE

A - L EAU DANS LE SOL 23

1 ) Rappel de notions geacuteneacutenatesi d hudnogeacuteologAgrave-e 23 2) Reacutepartition de 1eau danst le ssol 25 3 ) Bilan dune nappe 27 k ) CaAacJLeAlsiatAon desi unlleacutesi aeoXogAauess favorables pour

ta iechange artificielle de nappe 28

B - PHYSIQUE DUNE OPERATION DE RECHARGE 30

1 ) Cao desi basisiisisi dInfiltration 30 2) CasS deA puistsi d InsLectlon 31

C - METHODES DINVESTIGATION DES PARAMETRES DUNE OPERATION DE RECHARGE ARTIFICIELLE 32

1 ) hesiUAe de ta conductlvlsteacute kydaautAque ou permeacuteabiliteacute au sjensi de ucircarcu (eacutecoulement ratureacute) 32

2) hesiute de ta conductlvlsteacute hydraulique verticale I eacutecoulement non stature) 32

3) flesture de ta tszansynisi^lvlleacute et du coefftcAent d emmagaotnement 32

U ) Dtmensilonsi et structure de laqulfeacutere 32 5) eacutetude de leacutecoulement 33

D - POUVOIR EPURATEUR DU SOL 33

1 ) deacutetention desi matiegraveres) en iustpenstlon 33 2) Reacutetention desi aermeA pathogegravenes 34 3 ) eacutelimination du carbone organique 36 U) Reacutetention desi eacuteleacutements traces) 37 5) Reacutetention des) stelsi stolublesi 37 6 ) Reacutetention de lajote 37

bull bull bull bull bull bull

- 4 -

7 ) fieacute tention du pho^ptiote 35 8) Exemples - Compaiaugraveton de iultitemesi de lechasige

anjtipclelle (puitA dInfection el baAAinsi dlAcircfJJJUiatLon) 38 9 ) ConcMviAon 39

bull E - CONCLUSIONS GENERALES 41 bull N

LISTE BIBLIOGRAPHIQUE 43

CHAPITRE III DISPOSITIFS DALIMENTATION ARTIFICIELLE DE

NAPPE SOUTERRAINE

A - DISPOSITIFS DbullINFILTRATION 49

I - CONDITIONS GENERALES DbullUTILISATION 49

I I - PRINCIPE GENERAL DE FONCTIONNEMENT CAS DUN BASSIN 49 7 ) TioceA4uAgrave complet de 1 Inclination psiovoquee 49 2) Appanltlon dune couche colmatante agrave la -oun^ace du AO pendant

la yiubmeA4ion 50

I I I - LES DISPOSITIFS D bull INFILTRATION 52 ) Le baAyiifiA d hx^ilinallon 52 2) Lesi fLosisieacute^ le canaux leA LoMeA 57 3 ) LLLi de ilvlegravene ameacutenageacutesi 57 4 ) poundpandage sioutesuialn pan leacutesieau de analnA 59 5) fwubi pUtnant 60

IV - COLMATAGE DES DISPOSITIFS DINFILTRATION 60 1 ) Colmatage pan deacuteAoiumlaanlAatlon de -la poio^Lleacute du AO 61 2) Colmatage pan bouchage deA poieA du AO 61

V - REMEDES CONTRE LE COLMATAGE GESTION DES DISPOSITIFS DINFILTRATION 64

1 ) fteacuteihodeA penmeiAant de neacutedulne -Le colmatage 64 2) CcedileAtlon deA dlApoA-itlpi d IniLugraveOialion 64

B - DISPOSITIFS DINJECTION 66

I - CONDITIONS GENERALES DE FONCTIONNEMENT 66

I I - PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT DES PUITS DINJECTION 67

I I I - LES PUITS Dbull INJECTION 67 1 ) ConAtnuctlon 67 2) Ameneacutee de 1 eau dan le pulAgraveA 69 3 ) Taux d injectlon 69

IV - COLMATAGE DES DISPOSITIFS DINJECTION 70 1 ) fioceAAUA meacutecanAgraveaueA 71 2) fiocesiiuA chlmlqueA 71 3 ) TiocesiiUsi bioloalqueA 71

V - REMEDES CONTRE LE COLMATAGE ET GESTION DES DISPOSITIFS DINJECTION 72 ) (AeacutethodeA poun la teacuteduction du colmatage 72 2) CcedileAtlon deA puLampi dinfection 75

LISTE BIBLIOGRAPHIQUE 79

bull bull bull bull bull bull

- 5 -

CHAPITRE IV DONNEacuteES EacuteCONOMIQUES DUNE OPEacuteRATION DALIMENTATION

ARTIFICIELLE DE NAPPE SOUTERRAINE

A - REVENUS APPORTES PAR UNE OPERATION DE RECHARGE 83

1 iumllevenu4 directs 83 2) llevenusi induuiectA 83

B - COUTS DUNE OPERATION DALIMENTATION ARTIFICIELLE DE NAPPE 84

7 ) Coucirct delti eacutetude 84 2) Travaux de conAtAJUction 84 3 ) F0nctj0nnemejvt et entretien 88 4 ) Coucirct gAobal 88

C - ETUDE DE LOPPORTUNITE ECONOMIQUE DUNE OPERATION DE RECHARGE ARTIFICIELLE - COMPARAISON AVEC DAUTRES METHODES DE MISE EN VALEUR DES RESSOURCES EN EAU 92

1) Comparaison entne un baA^in dinfLLltnation et un puitgti dinjectJon 92 2) CompaiaLion entre une ivitattation de yiechaAae aAcirctipoundiciette

et une uniteacute de traitement deA eaux 92 3) Comparaison entre une isusta-Uation de siecharae anttfLicietle

et une adduction d eau 93 k) Campatoison entre te stockage de surface et te stockage

souterrain 95

LISTE BIBLIOGRAPHIQUE 97

CHAPITRE V - LES INSTALLATIONS DE RECHARGE ARTIFICIELLE DE

NAPPE DANS LE MONDE

A - INSTALLATIONS DE RECHARGE ARTIFICIELLE AYANT POUR OBJECTIF LE STOCKAGE D EAU 105

B - INSTALLATIONS DE RECHARGE ARTIFICIELLE AYANT POUR OBJECTIF LE SOUTIEN DUNE NAPPE DEAU SOUTERRAINE 116

C - INSTALLATIONS DE RECHARGE ARTIFICIELLE AYANT POUR OBJECTIF LA CONSTITUTION DUNE BARRIERE HYDRAULIQUE CONTRE LINTRUSION DEAUX SALEES 137

D - INSTALLATIONS DE RECHARGE ARTIFICIELLE AYANT POUR OBJECTIF LEPURATION NATURELLE DES EAUX PAR PASSAGE DANS LE SOL 154

LISTE BIBLIOGRAPHIQUE 165

CONCLUSiON 171

I N T R O D U C T I O N

- s -

Face aux beAoinA en eau AWXA ceAAe gAandlAAanlA -Le concept de rechange antljtl-clelie deA napper yiouteMAatneyi appanalt comme eacutetant un mouen epoundpoundtcace deacutetabliA une meLlieune gestion deA sieAAOUAceA en eau

poundn ejLfcet te objectlpoundA viseacuteA pan une rechange antifciclette de nappe peuvent ecirctie mioLtipleA

- neAtaunation dune nappe Ausiexplotteacutee - Atockage deau en vue dune utiliAotlon ulteacuterieure - eacutepuration naturelle de eaux uAeacuteeA pan te AOI - barriegravere hudnaullque contre ta pnogreAAion deA eaux AaleacuteeA notamment dorigine

marine en exploitation cocirctlegravere - reacutegularisation thermique deA eaux dun circuit de repioidlAAement - Atockage deacutenergie AOUA fLonme deau chaude

Remanque teA deux dernier A pointA fLalAont intervenir teA capaclteacuteA thermlqueA du AOI (diffjjAlon emmagaAinement) ne Aont poA tralteacuteA danA cette eacutetude

poundn contnecaAAant te deacuteficit en eau dorigine Aouternalne ta recharge anttfl-cteLie apporte teA beacuteneacutefices Aulvants

- mise en valeur deA tenjteA pan augmentation deA disponlbLLiteacuteA en eau (notamment pendant teA peacuteriodes de AeacutecheAeAAe en payA Aeml-arlde et aride)

- maintien de ta vte veacutegeacutetate agrave ta Aurface du Aot en Aoutenant te ntveau de ta nappe - expanAlon humaine et industrielle de reacutegion jusqu atonA geacuteneacuteeA pan te manque

deau

LeA dispoAltlfA de recharge artificielle Aont principalement de deux tupes

infiltration danA deA baAAJnA ou eacutepandage Auperflclei teau pencole agrave tnaverA ta jone non Aatunee du Aot avant datteindre ta nappe Cette technique peut Ae pratiquer preAque AOUA touA teA ctimatA agrave condition cependant que cetul-cl ne Aolt paA agrave pluviomeacutetrie tnop eacuteleveacutee et dautant mieux A le climat eAt anlde ou Aeml-anide fan allteunA le AOI doiX avoir ceAtalneA caracteacuteristiques que nouA pneacuteclAeAonA

Lavantage pnlnclpal deA baAAins eAt de pouvoln recevoir deA eaux quasi-brutes en effet pan paAAoge danA le AOI teA eaux de nechange Aubi-AAent une eacutepuration naturelAgravee pratiquement totale

On^ection danA deA puitA leau eAt directement ameneacutee au niveau de ta nappe Ce pnoceacutedeacute eAt notamment utiAgravelseacute lonAqu il exlAte une couche impenmeacuteabte entre la Aurface du AOI et la nappe Laction eacutepwiatAlce du AOI Intervenant peu poui leA eaux dinfection le tnaltement de ceileA-ct doit ecirctre pliiA eacutelaboreacute que danA le CŒA de baAAinA

Le choix dun pnoceacutedeacute deacutepend de plusleiuiA paramegravetres dont leA pnlnclpaux Aont donc

- leA caracteacuterlAtlques hgdrogeacuteologiques du AOI - la qualiteacute deA eaux de nechange et leun compatibiliteacute vis-agrave-vis deA eaux natlveA

du gisement

bull bull bull bull bull bull

- 10 -

poundnpji ta zieacuteuA^lte dune opeacuteration de iechange eAt dAgraveJiectement Jjee au pheacutenomegravene de co-Lmatage qui tend agrave pietneA linpJJytation de -Leau de lechajige danA teA baAA-inA ou teA puLtA LeA oiLgineA du pheacutenomegravene de coMnatage Aont ta OUAAAgrave dAveA4est phuAiqueA chirniqueA bLoiogAjQjjeA NOUA LampnonA un LnventaJuie desi lemegravedeA contsie -Le colmatage malA -il jLaut deacutejagrave AOutigneA que chaque opeacuteration de Jiechaige eAt un CJXA paAtLcutLeA et que AeuAgraveA deA eAAaAgraveA agrave long ternie et in Aitu permettent den deacutegagent leA paAametAeA

- CHAPITRE I -

L E S E A U X DE R E C H A R G E

- 13 -

Avant dexposer lorigine des eaux de recharge et les traitements eacuteventuels que lon doit leur faire subir il serait utile dintroduire la notion de compatibishyliteacute entre les eaux de recharge et les eaux natives du gisement On peut deacutefinir trois domaines de compatibiliteacute physique chimique et biologique

compatibiliteacute physique elle concerne le pH la teneur en matiegraveres en suspension ou MES

compatibiliteacute chimique elle concerne laction des gaz dissous la teneur en MES en fer en manganegravese en calcium en magneacutesium en silice ainsi que la dureteacute de 1eau

compatibiliteacute biologique elle concerne la preacutesence de pathogegravenes susceptibles de polluer les eaux souterraines

Les traitements eacuteventuels des eaux de recharge visent agrave proteacuteger les eaux du gisement vis-agrave-vis de toute pollution pouvant entraicircner une deacutegradation irreacutevershysible de sa qualiteacute

A - RECHARGE PAR EAUX DE RIVIEgraveRE

1 ) RomanqueA piltLLLmJjriCLuiltZA

a) Lanalyse quantitative de la recharge naturelle de la nappe alluviale par la riviegravere elle-mecircme est essentielle pour pouvoir juger de lefficaciteacute dune recharge artificielle En effet cette analyse permet de deacuteterminer les deacutebits reacuteellement utiles parla recharge artificielle dun aquifegravere donneacute

b) Lanalyse qualitative des eaux de riviegravere permet den connaicirctre le degreacute de polshylution ainsi que la teneur en MES Il faut remarquer que ces deux facteurs peushyvent ecirctre directement influenceacutes par le reacutegime de la riviegravere elle-mecircme Ainsi

en peacuteriode deacutetiage la pollution des eaux peut ecirctre plus importante quagrave lorshydinaire

en peacuteriode de crue un transport solide important peut apparaicirctre augmentant du mecircme coup la teneur en MES (F 2028)

Les eacutetudes en vue dune recharge artificielle par des eaux de riviegravere doivent donc se faire sur une large plage de valeurs des deacutebits

La pollution et la teneur en MES jouant un rocircle tregraves important vis-agrave-vis du pheacutenomegravene de colmatage le pompage en riviegravere peut donc ecirctre intermittent ou conshytinu suivant les toleacuterances admises pour la pollution et la teneur en MES des eaux de recharge

2) Eaux dltZAtinecirceA agrave ampOie jjipoundJJJyieacuteesgt dan dzA baj4inA (F 2518 F 3469)

Suivant le degreacute de pollution et la teneur en MES de la riviegravere les eaux peuvent subir les traitement suivants

- 14 -

preacute-traitement deacutegrillage suivi dune simple deacutecantation Cest le cas des oueds et des cours deau ne preacutesentant pas de pollution notable

NB les anciennes sabliegraveres se preacutesentent comme eacutetant dexcellents bassins de deacutecantation

traitement primaire en station injection de coagulants deacutecantation et filtra-tion sur sable pour reacuteduire la teneur en MES et la demande biologique en oxygegravene des eaux

Exemple

Croissy (eau de Seine) - la figure 1 donne un scheacutema de linstallation (G 3663)

Moulle (eau de lAa) (6627873 6625917 6627956)

Appoigny(eau de lYonne) (G 1947)

Remarque dans le cas deacutepandage superficiel des eaux de recharge on ne procegravede pas agrave une steacuterilisation lors du traitement En effet la chloration aurait le grand inconveacutenient de deacutetruire dans les bassins laction eacutepuratrice des bacteacuteries diverses qui oxydent et mineacuteralisent les diffeacuterents produits organiques preacutesents dans les eaux (G 3459)

FIGURE 1

EXEMPLE DE CROISSY

(poundxiiaJJ du Document Ccedil 3663)

bull bull bull bull bull

- 15 -

3) Eaux desitlneacuteesi agrave linfection (F 3469 F 2028)

Remarque preacuteliminaire les eaux dinjection dune maniegravere geacuteneacuterale doivent ecirctre deacutebarrasseacutees de toute pollution susceptible dalteacuterer la qualiteacute des eaux du gisement et notamment des matiegraveres toxiques non eacuteliminables par filtration naturelle De plus les eaux dinjection doivent ecirctre chimiquement compatibles avec les eaux du gisement

En geacuteneacuteral en plus dun traitement primaire classique les eaux de riviegraveres desshytineacutees agrave linjection subissent un traitement secondaire plus ou moins eacutelaboreacute en fonction de leur degreacute de pollution Ce traitement vise principalement agrave deacutesaeacuterer leau et agrave la steacuteriliser avant injection

Exemples (F 2028)

En Israeumll (eaux du Lac de Tibeacuteriade)

En Californie (eaux des torrents de la Sierra Nevada)

3 - RECHARGE PAR EAUX USEacuteES

Le niveau de traitement des eaux useacutees destineacutees agrave la recharge artificielle deacutepend tregraves largement de lorigine de celles-ci (domestique ou industrielle) et aussi de la nature des terrains de recharge

Le tableau 1 (extrait de 6604561) rappelle la nature des pollutions en fonction de lorigine des eaux useacutees

Le tableau 2 (G 6501) donne agrave titre indicatif les recommandations du Service de Santeacute de la Californie pour lutilisation agrave des fins de recharge artificielle deaux useacutees

Le tableau 3 (G 6501) montre par des exemples la diversiteacute des traitements que lon peut appliquer suivant les paramegravetres de la recharge

ConcAgravewiioni

Comme nous lavons deacutejagrave souligneacute dans lintroduction chaque opeacuteration de recharshyge doit ecirctre traiteacutee comme un cas particulier Le niveau de traitement requis pour les eaux de recharge en est une preuve Aussi seuls des essais in situ et agrave long terme associeacutes agrave lexpeacuterience du professionnel peuvent deacutefinir les traishytements neacutecessaires des eaux de recharge Cette eacutetape est importante car elle conditionne la rentabiliteacute de lensemble de lopeacuteration de recharge le coucirct du traitement entrant pour une part importante dans le coucirct global (F 2028 G 6501)

bull bull bull bull bull bull

- 16

TABLEAU 1

Sources deaux useacutees

- Eaux useacutees urbaines

non traiteacutees

traiteacutees

fosses septiques

- Eaux useacutees industrielles

eau de refroidissement

industries alimentaires

industrie du papier

industrie chimique et traitement des meacutetaux

industrie du peacutetrole

- Irrigation

- Ruissellement urbain et nettoyage des

- Eau de crues

Types de pollution

composeacutes organiques et mineacuteraux matiegraveres en suspension faibles teneurs en meacutetaux lourds et en toxiques Tregraves forte teneur en DBO Biodeacutegradable ou non deacutegradabie

composeacutes organiques et mineacuteraux faibles teneurs en meacutetaux lourds et en toxiques Substances biodeacutegradables et non deacutegra-dables

surtout des matiegraveres organiques Biodeacuteshygradable

chaleur

composeacutes organiques et matiegraveres en susshypension surtout DBO eacuteleveacute Particuliegraveshyrement biodeacutegradables

composeacutes organiques et mineacuteraux En partie biodeacutegradable Quelques matiegraveres solides organiques en suspension

composeacutes organiques et mineacuteraux y compris des meacutetaux lourds des toxiques et des substances dangereuses Selon le proceacutedeacute certaines substances sont biodeacutegradables

composeacutes organiques biodeacutegradables et non biodeacutegradables surtout Nombreux toxiques et substances dangereuses

deacutechets organiques et mineacuteraux subsshytances nutritives sels de lessivage du sol substances biodeacutegradables ou non biodeacutegradables matiegraveres en suspenshysion

mers composeacutes organiques et mineacuteraux fortes charges en DBO substances nutritives pesticides matiegraveres en suspension en partie biodeacutegradables

composeacutes organiques et mineacuteraux matiegraveres en suspension en partie biodeacutegradables Eminemment variable selon lutilisation du sol

(tsiaducJUon du tableau 1 eyLtnaJut du Document 66OU561 )

bull bull bull bull bull

17 -

TABLEAU 2

NIVEAUX DE TRAITEMENT RECOMMANDES POUR LES EAUX USEES EPUREES

UTILISEES A LA RECHARGE DES NAPPES SOUTERRAINES

1

2

3

t

5

6

7

par eacutepandage superficiel

Veacuterification de linexistence de deacutecharges deffluent industriels toxiques dans les eaux useacutees utiliseacutees

Oxydation biologique normale (traitement secondaire)

Adsorption sur charbon actif (temps de contact 30 mn demande chimique doxygegravene reacutesiduelle moins de 5 mg1)

Epandage avec percolation de leffluent dans la zone aeacuterobie non satureacutee du sol non remanieacutee - profondeur minimale de la nappe 3 megravetres

- une semaine deacutepandage alterneacutee avec 2 semaines dassegravechement

Dilution par une quantiteacute eacutegale deau souterraine naturelle

Leau de recharge doit rester dans la nappe pendant un an avant decirctre extraite

La qualiteacute de leau souterraine doit ecirctre doit ecirctre reacuteguliegraverement surveilleacutee

l

2

3

A

5

6

7

8

9

10

11

12

ou par injection directe

Veacuterification de linexistence de deacutecharges deffluent industriels toxiques dans les eaux useacutees

Oxydation biologique normale (traitement secondaire)

Deacutesinfection correcte (chlorination)

Coagulation-floculation chimique

Deacutecantation

Filtration rapide sur sable

Adsorption sur charbon actif

Deacutemineacuteralisation par osmose inverse

Aeacuteration par aspersion pour leacutelimination des composeacutes organiques volatils

Dilution par une quantiteacute eacutegale deau souterraine naturelle

Leau de recharge doit rester dans la sapps pendant un an avant decirctre extraite

La qualiteacute de leau souterraine doit ecirctre recircguliegravereoent surveilleacutee

(acirc-x-ttalt du Document Ccedil 6501 )

bull bullbullbullbullbull

- 18 -

TABLEAU 3

PRINCIPALES INSTALLATIONS DE RECHARGES DE NAPPE SOUTERRAINES EN CALIFORNIE

UTILISANT LES EAUX USEES EPUREES

Nom de iumla station de reacutecupeacuteration

deaux useacutees San Joseacute Creek (Whittier)

Whittier Narrow

Water Factory 21 (Orange County)

Chino Basin (Ontario)

Palo Alto

Proceacutedeacutes de traitement =

Proceacutedeacutes de traitement

des eaux useacutees

Meacutethode de recharge des

eaux souterraines

Problegraveme agrave

reacutesoudre Deacutebit annuel reacutecupeacutereacute en millions de m-

DP BA CF FR Ch

DP BA CF FR Ch

DP BA CF FR AAeA ACA 01 Ch

DP LB

DPBACFFR Ch Ozonisation

Epandage superficiel

Epandage superficiel

Injection directe

Epandage superficiel

Injection directe

Deacutecantation primaire Boues activeacutees Coagulation floculation Filtration rapide Lits bacteacuteriens Adsoption sur charbon actif

Chloration Aeacuteration par aspersion pour leacutelimination de lamoniaque

DP BA CF FR LB

ACA Ch

AAeA

Reacutealimen-Cation de la nappe soushyterraine

Reacutealimentashytion de la nappe soushyterraine

Barriegravere contre linfiltrashytion deau marine (et reacutealimentashytion)

Reacutealimenta-tion de la nappe soutershyraine

Barriegravere contre linshyfiltration deaux marines

166

87

63

32

23

En ce qui concerne la station Water Factory 21 le traitement primaire et secondaire de leffluent a lieu preacutealablement a la station de traitement du Comteacute dOrange

(CxtAciut du Document Ccedil 6501 )

- 19 -

L I S T E B I B L I O G R A P H I Q U E

F 2028

F 2518

BIZE J BOURGUET L LEMOINE J Lalimentation artificielle des nappes souterraines Ed Masson amp Cie 1972 199 pages

HUISMAN L WOOD WE La filtration lente sur sable OMS Genegraveve 1975 133 pages

F 3469 Health aspects of wastewater recharge Water Information Center New-York 1978 240 pages

G 2264Bis

G 3459

La meacutecanique des fluides et lenvironnement - preacutevision et maicirctrise de la qualiteacute de leau et de lair 14egraveme Journeacutees de lHydraulique Paris Sept 1976 Question 4 les eaux souterraines 48 pages

DEVILLERS G Lalimentation artificielle des nappes souterraines - Exemple de la nappe de Croissy Journeacutees Information Eaux 1976 14 pages

G 3663

G 6212

G 6230

Plaquette de preacutesentation de linstallation de recharge artificielle de Croissy SLEE sd 16 pages

Wastewater reuse for groundwater recharge Symposium Office of Water Recycling Californie 1980 345 pages

Possibiliteacutes deacutepandage des eaux useacutees urbaines Rapport Agence RMC 1979 371 pages

G 6295 BRESSON G Injection dans le sous-sol des effluents traiteacutes agrave la station deacutepuration de la ville de St-Jean-de-Monts Rapport DDA Vendeacutee 1980 74 pages

G 6501 TAKASHI ASANO GHIRELLI R Reacuteutilisation des eaux useacutees pour la recharge des eaux souterraines et lirrigation agricole Confeacuterence OMS Alger 1980 p 1-15

G 7220 BIZE J Recharge artificielle des nappes PNUD Compte-rendu de missionraquo SeptmdashOct 1981 45 pages

bullbullbullbullbullbull

- 20 -

G 7221 Lameacutenagement dinfiltration des eaux useacutees de Port-Leucate Soc Ameacutenag Mixte dEquip et dAmeacutenag de lAude Novembre 1981 45 pages

6604561

6616815

CALLAHAN JT Recycling of fresh water - the management and protection of ground water Tireacute agrave part 16 pages

SCHMIDT CJ CLEMENTS EV SHELTON SP A survey of practices and reacutegulations for reuse of water by ground water recharge JAWWA 1978 70 ndeg 3 p 140-147

6623044

6625917

ASAN0 T GHIRELLI RP WASSERMANN KL Recharge de nappe par eaux useacutees eacutepureacutees JWPCF 1979 51 ndeg 9 24 pages

MARTIN F THEBAULT P Reacutealimentation de nappe par de leau de riviegravere traiteacutee Liaison Cortambert 1980 ndeg 10 p 31-36

6627873

6627956

MARTIN F THEBAULT P Reacutealimentation de nappe agrave lusine de Moulle (Dunkerque) Techniques Eau Assainissement 1981 ndeg 409 p 37-42

MARTIN F Flottation et traitement des boues Eau et Industrie 1981 ndeg 52 p 61-65

CASTANY G Conditions hydrogeacuteologiques de lalimentation artificielle des nappes deau souterraine BRGM 1970

- CHAPITRE I I -

H Y D R O G E O L O G I E

- 23 -

LEAU DANS LE SOL

Rappel de notion geacutenltpoundnaAgraveamp4 dhyccedilugraveiogeacuteologAgravee

La porositeacute la porositeacute dune roche est deacutefinie par le rapport du volume des vides au volume total de la roche

La figure 1 montre les divers types dinterstices et leur relation avec la texshyture du sol

FIGURE 1

Several types of interstices and the relation of rock texture to porosity (a) Well-sorted sedimentary deposit having high porosity (6) poorly sorted sedimentary deposit haviog low porosity (c) well-sorted sedimentary deposits consisting of fragments of rock that are themselve-s porous so that the deposit has a very high porosity (d) well-sorted sedimentary deposit whose porosity has been diminished by the deacuteposition of minerai matter in interstices (e) rock rendered porous by solution and () rock rendered porous by fraccuring (Front Meimer 1959)

(Extrait du Document h 204-5)

TABLEAU 1

REPRESENTATIVE POROSITY RANGES

FOR SELECTED ROCKS

Le- tableau 1 donne la valeur de la porositeacute pour diffeacuterentes roches

(ExtnaJjt du Document r 20+5)

Rocks

Clay Sand Gravel Sand and gravel Sandstone Shale Limestone

Porosity

45-55 35-40 30-40 20-35 10-20 1-10 1-10

- 24 -

TABLEAU 2

REPRESENTATIVE SPECIFIC YIELD

RANGES FOR SELECTED ROCKS

Rocks

Clay Sand Grave Sand and grave Sandstone Shale Limestone

Speacutecifie yield

1-10 10-30 15-30 15-25 5-15

05-5 05-5

Pour les mecircmes roches le tableau 2 donne la valeur de la porositeacute efficace deacutefinie comme la fraction de la porositeacute corresshypondant agrave la contenance en eau gravitaire

(Extrait du Document h 20k5 )

La permeacuteabiliteacute la permeacuteabiliteacute est laptitude dune roche agrave laisser passer iumleau sous leffet dun gradient de potentiel

Le tableau 3 donne la valeur de la permeacuteabiliteacute intrinsegraveque (ou permeacuteabiliteacute en petit) pour diverses roches (rappel 1 darcy = 0987 10-^ cm2)

TABLEAU 3

PERMEABILITE INTRINSEQUE DE DIVERS TYPES DE FORMATION

Type de formation

Roches meacutetamorphiques et plutoniques

Roches solides

Zones meacutetamorphiques et fortement fractureacutees

Sable agrave grains de grosseur moyenne

Limon (roche)

Calcaire dense riche en argile

Gregraves de grain moyen

Bregraveche calcaire grossiegravere partiellement cimenteacutee

Roche calcaire demeureacutee poreuse

Sables alluviaux (plaines littorales)

Alluvions dargile et de limon

Sables dunaires

Loess

Valeur du coefficient en

Proche de zeacutero

Proche de zeacutero

Plusieurs centaines de darcys

darcys

1000-30000 millidarcys

01 millidarcy

1 millidarcy

1-500 millidarcy

Plusieurs milliers de darcy

10-500 darcys

Moins de 1 darcy

Moins de 01 darcy

5mdash50 HarcvR

10-4 -1 darcy

(extrait du Document Ccedil 51351)

- 25 -

Remarque certaines roches denses telles que le calcaire ou le basalte ont une permeacuteabiliteacute en petit tregraves faible Cependant elles constituent dexcellents aquifegraveres lorsquelles sont fractureacutees leur permeacuteabiliteacute devenant alors imporshytante

c) La transmissiviteacute la transmissiviteacute est la grandeur mesurant laptitude dune couche de terrain permeacuteable agrave transmettre conduire leau La transmissiviteacute est deacutefinie comme le produit de la permeacuteabiliteacute par leacutepaisshyseur de la couche aquifegravere en un point consideacutereacute

d) Le coefficient demmagasinement ce coefficient est deacutefini par le rapport entre la hauteur de la tranche deau immeacutediatement libeacuterable par la roche aquifegravere sous leffet dune deacutepression et la hauteur dabaissement correspondant du niveau pieacutezomeacutetrique

Le darcy est une uniteacute de surface deacutefinie par

1 darcy = 0987 10 ~8 cm2

1 centipoise cm3s 1 cm2

et 1 darcy 1 atmosphegraverecm

2) ReacutepanAcircJjtlon de leau darvi le IO-L

Leau infiltreacutee agrave la surface du sol circule de haut en bas jusquagrave rencontrer une surface impermeacuteable Elle constitue alors une nappe deau dont le niveau supeacuterieur est appeleacute niveau pieacutezomeacutetrique ou encore surface hydrostatique

La figure 2 scheacutematise leacutetat deacutequishylibre vertical de leau dans le sol

FIGURE 2

NAPPE PHREATIQUE

lExtAaJJi du Documervt h 2189)

La nappe deau ainsi deacutefinie peut ecirctre

soit libre ou percheacutee (notamment en cas de la preacutesence dune lentille dargile dans le sol)(voir figure 3)

soit captive encore appeleacutee arteacutesienne (voir figure 4)

SurfocA |

s l

bull l

lt

bull - bull bull bull bull bull

bull bull laquo bull laquo bull bull 5^ Icirc v bull

urfoc fiy4ro)tcitkivraquo

bull EayxpHrrltliqiraquo4laquo - J

bull bull raquo bull bull bull bull bull bull

bull bull bull bull bull bull bull bull bull

Couche imptfweacutecbi

Zooraquo divcpctmmpirotiocraquo

Zonraquo draquo rrltntron

I

Francraquo dgt cnpidarltv

Nappraquo aquiflaquorr

- 26 -

FIGURE 3

NAPPE LIBRE ET NAPPE PERCHEE

TgtraquoL bullbullbull-bull j^zzsz^-r =i-^^gt^ bull bull V

bullbullbull bullbull-bulllaquoiiii ^iumlrtW-----1---1--V- bull bull bull ^N

bullbullVbull^gt^^^bullCvi^bullrSbullibull^V^^bullbullbullbullvbull V^72

^

(Extrait du Document h 2189)

FIGURE 4

FORAGE DANS UNE NAPPE ARTESIENNE

fl) Eaux jaillissantes - f2) et 13) Puits agrave eaux remontantes (en hachures les couches impermeacuteables)

(SXampKLUL du Document h 2k15)

- 27 -

Remarque un cas particulier est celui dune nappe phreacuteatique cocirctiegravere Leau saleacutee eacutetant plus dense que leau douce il se creacutee un biseau deau douce comme le montre la figure 5 Par un pompage excessif dans la nappe deau douce on engendre une avanceacutee des eaux saleacutees vers linteacuterieur des terres Cette progresshysion peut entraicircner une deacuteteacuterioration irreacutemeacutediable de laquifegravere Une recharge artificielle dans la zone littorale permet de combattre ce pheacutenomegravene

FIGURE 5

CxtnaLt du Document Ccedil 513^1)

3) Btlan dune nappe

Pour pouvoir juger de lopportuniteacute dune reshycharge artificielle il est important de pouvoir quantifier les entreacutees et les sorties deau dans la nappe consideacutereacutee (voir figure 6) sur une peacuteriode de temps donneacutee On peut alors eacutetablir le bilan hydrique de la couche aquifegravere et suishyvant lobjectif viseacute (reacuteeacutequilibrage de la nappe ou bien stockage) quantifier lopeacuteration de recharge

(CxtnaiJ du Document ucirc 580)

(S)

laquo o a a lt

c

z a ta Q

FIGURE 6

SCHEMA DES ELEMENTS PRINCIPAUX DU BILAN DE

LA COUCHE AQUIFERE

APPORTS

X gui lt tj

3 -

PRECIPITATION P

INFILTRATION

EFFICACE

APPORTS DES EAUX

SOUTERRAINES

APPORTS CES EAUX

OE SURFACE

RESTITUTIONS

INFILTRATION

EAUX DE SURFACE

EVAPOTRANSPIRATION

REacuteELLE

VARIATION CE LA RIcircSSRVH

EN EAUX SOUTERRAINES dW

(INVERSEMENT

OE LA C0UCH4 AOgtIIFecircRE

ECOULEMENT

EN SURFACE

PREacuteLEgraveVEMENTS

EXPLOITATION EacuteMERGENCES DES

EAIU SOUTERRAINES

D E P E N S E S

Iw+ lccedil+ l r qwgtqs = E + R + ^nt + CcedileQs +Qwraquoplusmn dw

- 28 -

U) CaiacJeacuteAAgraveyiatLon deA urtLteacuteA geacuteologiques avoiable^ pouA la iechaiae aAixfJ-CxeAXe de nappe

a) Nature cles_terrains

Les terrains destineacutes agrave la recharge artificielle doivent avoir une permeacuteabiliteacute suffisante (10~2 agrave 10-^ ms) En fait cest la valeur de la transmissiviteacute qui intervient et par lagrave la puissance ou encore leacutepaisseur de la couche aquifegravere (F 2028)=

Suite agrave de nombreuses expeacuteriences il apparait que les formations aquifegraveres favorables pour une recharge artificielle sont les roches carbonateacutees karsshytiques iumles basaltes (notamment lorsquils sont fissureacutes) les sables les allu-vions

b) Dimensions de l^aquifegravere

Ce sont les limites geacuteologiques et hydrauliques du reacuteservoir que constitue 1aquifegravere qui deacuteterminent sa structure Les nappes sont limiteacutees nous lavons vu dans leur partie infeacuterieure par une couche impermeacuteable de terrain ou encore par un fluide plus dense que leau du gisement

Quand la nappe est libre cest la surface hydrostatique qui la limite dans sa partie supeacuterieure

Quand la nappe est captive cest la couche impermeacuteable ou toit sous laquelle elle est emprisonneacutee qui constitue sa limite supeacuterieure

Remarque lorsque 1aquifegravere est profond cest alors les limites lateacuterales qui pour des raisons eacuteconomiques deacuteterminent les possibiliteacutes de stockage de 1aquishyfegravere consideacutereacute

La figure 7 donne des exemples de formations aquifegraveres favorables au stockage

Les structures hydrogeacuteologiques les plus favorables agrave la mise en oeuvre dopeacuterashytions de recharge artificielle sont les massifs de roches carbonateacutees karstiques ou fissureacutes les plaines alluviales les dunes littorales et les deltas les basshysins hydrogeacuteologiques et enfin les zones ougrave la surface pieacutezomeacutetrique est deacuteprimeacutee par surexploitation

Cependant on peut faire les remarques suivantes

mdash les massifs de roches carbonateacutees karstiques peuvent en geacuteneacuteral absorber beaushycoup deau mais cette eau est rapidement rejeteacutee par des grosses sources Le stockage deau ne pourra donc se faire que dans les parties profondes

- les plaines alluviales constituent des lieux privileacutegieacutes pour la mise en oeuvre de recharge artificielle mais le stockage y est en geacuteneacuteral limiteacute du fait de la position eacuteleveacutee des niveaux deacutequilibre pieacutezomeacutetrique quand les eaux dalimenshytation sont abondantes

Suivant le climat les sites de recharge artificielle peuvent ecirctre diffeacuterents ainsi

en reacutegion agrave climat tempeacutereacute et humide on choisira

- les alluvions anciennes - les lits fossiles enfouis

- 29 -

- les cocircnes deacuteboulis

- les alluvions interconnecteacutees des valleacutees principales et de leurs affluents

en reacutegion aride on choisira

- les deacutepocircts alluviaux reacutecents - les dunes cocirctiegraveres - les zones deltaiumlques

en reacutegion tropicale des roches qui eacutetaient compactes agrave lorigine ont pu sous laction des agents atmospheacuteriques ecirctre alteacutereacutees sur une certaine eacutepaisseur (par exemple les graniteacutes deviennent des lateacuterites) Si cette couche alteacutereacutee est sufshyfisamment eacutepaisse elle consiste alors un terrain favorable agrave la mise en oeuvre dune opeacuteration de recharge artificielle

FIGURE 7

EXEMPLES DE COUCHES AQUIFERES AYANT UN POTENTIEL

DEMMAGASINEMENT IMPORTANT

j Couche l i b r e sans reacuteserve constante mais alimenteacutee par un cours deau

B formations massives ayant des sources l e long de l e u r s l im i t e s

(Extrait du Document Ccedil 513^1) bull bull bull bull raquo bull

- 30 -

B - PHYSIQUE DUNE OPEacuteRATION DE RECHARGE

1 ) Ccedila de baA4irvj difijlLUyicutLon (G 5920)

Le systegraveme hydraulique que constitue une opeacuteration de recharge par bassin se deacutecompose en deux parties distinctes

- linfiltration proprement dite agrave travers la partie non satureacutee du sol cest le domaine des eacutecoulements verticaux (I sur la figure 8)

- le transfert de leau dans la zone satureacutee de laquifegravere cest le domaine des eacutecoulements horizontaux (II sur la figure 8)

FIGURE 8

EXEMPLE DE DISPOSITIF DINFILTRATION

NIVEAU I

NIVEAU II

^ ^ raquoraquo S SSS^N S^ ^ V-sgtsgtSSSilHgts

(dxfrialt du Document Ccedil 5920)

NB si la capaciteacute de transfert de laquifegravere est insuffisante la nappe se gonfle jusquagrave remonter agrave la surface stoppant ainsi toute infiltration (G 5S20 G 7221)

Pour une recharge artificielle par bassin dinfiltration les terrains ayant une texture sableuse ou sablo-limoneuse ou encore limono-sableuse conviennent bien Linfiltration agrave travers la couche non satureacutee du terrain jouant un rocircle eacutepura-teur important une texture trop grossiegravere nest pas agrave recommander le chemineshyment est alors trop rapide empecircchant les reacuteactions chimiques et biologiques de se produire complegravetement (G 6230)

- 31 -

2) CQA deA pultyj dinjecJugraveon

Le systegraveme hydraulique dans le cas dune recharge par injection est reacuteduit au transfert du volume deau injecteacutee (voir figure S)

FIGURE 9

RADIAL FLOW FROM RECHARGE WELLS PENETRATING (a) CONFINED

AND (b) UNCONTINED AQUIFERS

Li y Ground surface

k^^x^xmiampxvA VteampraquoraquoV4iuml^^ti^K

Fiezometric surface bullgt

y ^ i ^ ^ - ^ y gt f t ^ ^ ^ 0 g y ^ -

Conflned aquifer

mltpoundzmpoundmzMMmg

te)

Qr

Unconfinsd bull-aquifer

S Ground suiface

^^^m^smMm^rrm^^micirc^mmmm^i

Vate Ublaquolaquo

S^SS5^SS^S3laquo^2ggSSSSraquo^wS5^SS3S

(poundxampiaLt du Document t 275)

Les deacutebits dinjection sont limiteacutes par les caracteacuteristiques physiques de laqui-fegravere En effet au voisinage du puits la vitesse deacutecoulement des eaux soutershyraines ne doit pas deacutepasser la valeur au-delagrave de laquelle elles provoqueraient une eacuterosion du terrain Pour les nappes captives cette eacuterosion peut entraicircner leacutecroulement du toicirct (G 51341)

- 32 -

Pour une recharge par injection les calcaires notamment lorsquils sont profonshydeacutement enfouis sont favorables

C -MEacuteTHODES DINVESTIGATION DES PARAMEgraveTRES DUNE OPEacuteRATION DE RECHARGE

ARTIFICIELLE

(B 580 G 51341 6619100 G 5191 G 6212)

1) ftasiivie de la conduativlteacute hycOiaLUAque ou peAmeacuteabLLLteacute au lt4erui de Ocuicy (eacutecouleshyment s a t u i eacute

Il sagit dune mesure classique qui peut ecirctre mise en oeuvre par diffeacuterentes meacutethodes

a) essai de pompage linterpreacutetation des variations du niveau de la nappe en foncshytion du temps pendant une opeacuteration de pompage permet de deacuteduire la valeur de la permeacuteabiliteacute de laquifegravere

b) Essais geacuteophysiques le principe de ces meacutethodes est deacutetudier certaines caracshyteacuteristiques pTiysiques dun terrain et de les interpreacuteter afin dobtenir diffeacuteshyrents renseignements sur le sol Principalement on utilise les meacutethodes geacuteophysiques suivantes

- meacutethode des reacutesistiviteacutes comme son nom lindique cest une meacutethode eacutelectrique destineacutee agrave connaicirctre la reacutesistiviteacute des terrains concerneacutes

- meacutethode de sismique-reacutefraction cette meacutethode consiste en le calcul des vitesses de propagation dondes de choc dans le sol

c) Essais eh laboratoire on mesure directement la permeacuteabiliteacute sur un eacutechantillon de sol obtenu par carottage agrave laide dappareils speacuteciaux (permeacuteamegravetres par exemple)

2) fteAime de ta conducJJLvLteacute kydnauUque verticale (ecouJemerut non statuieacute)

Il nexiste pas de meacutethode parfaite pour calculer ce paramegravetre Citons tout de mecircme la meacutethode de Weeks dont le principe est une eacutetude de la pression de lair contenu dans la zone non satureacutee du terrain Quoique sujette agrave erreur cette meacutethode est malgreacute tout la plus preacutecise actuellement (G 5191 G 6212)

3) MeAwie de JJOL tAarvmJui4LvJjLeacute et du coefifJicAeruL demmaaaAuiement

Ces mesures se deacuteduisent des reacutesultats des essais de pompages (cf la)

4 DugravenenALorui et 4poundnuctuuie de taquLfLegravejie

La mesure de ces diffeacuterents paramegravetres peut ecirctre mise en oeuvre par des meacutethodes geacuteophysiques classiques telles que la meacutethode des reacutesistiviteacutes ou de sismique-

- 33 -

reacutefraction ou encore par des meacutethodes plus sophistiqueacutees utilisant les proprieacuteshyteacutes radioactives des constituants du sol citons pour meacutemoire la meacutethode dactivation des neutrons et celle de la spectromeacutetrie aux rayons gamma

5) Etude de -leacutecoulement

Les meacutethodes deacutetude des eacutecoulements souterrains ont longtemps eacuteteacute dordre physishyque avant de devenir plus reacutecemment aussi dordre numeacuterique gracircce au deacutevelopshypement de linformatique

a) Meacutethodes physiques

- Utilisation de traceurs les traceurs sont en fait des substances polluantes dorigines physique chimique ou radioactive que lon introduit dans les eaux de recharge et qui vont suivre sans les perturber les eacutecoulements souterrains En les suivant on pourra obtenir des indications sur la direction et le deacutebit des eacutecoulements Parmi les nombreux traceurs utiliseacutes on peut citer agrave titre dexemple la tempeacuterature (6617781) la levure de boulanger (6619100) le tritium (6604550)

- Utilisation de modegraveles reacuteduits en respectant des regravegles de similitude bien preacuteshycises on peut construire des modegraveles reacuteduits deacutecoulement souterrain donnant des reacutesultats acceptables (F 2028 G 4944)

- Utilisation de modegraveles analogiques physiques le principe de ces meacutethodes est de remplacer les paramegravetres de leacutecoulement par dautres paramegravetres physiques veacuterifiant des eacutequations analogues aux eacutequations de leacutecoulement On fait alors les mesures neacutecessaires sur ce modegravele et lon transfert les reacutesultats obtenus au problegraveme reacuteel Citons agrave titre dexemple les modegraveles analogiques eacutelectriques qui ont donneacute de bons reacutesultats(G 2729 F 2045)

b) Meacutethodes numeacuteriques

Les progregraves de linformatique permettent aujourdhui la reacutesolution directe de toutes sortes de problegravemes physiques et en particulier les problegravemes deacutecoulement souterrain (G 4944 G 51341 G 2264 bis F 2045 G 4329 F 3918)

D - POUVOIR EacutePURATEUR DU SOL

Le passage des eaux de recharge agrave travers le milieu poreux que constitue le sol deacuteclenche au sein de celui-ci diverses reacuteactions de caractegravere physique chimique ou biologique Ces reacuteactions deacuteterminent la capaciteacute de reacutetention des contamishynants par le sol Nous ne citerons que quelques cas de reacutetention

1) ReacutetervLLon deA raatJeAeyi en AUApenyjLon

Le premier processus qui intervient est la filtration les particules de dimenshysions supeacuterieures aux pores du sol sont rapidement stoppeacutees Cest ensuite

- 34 -

laction combineacutee de linterception des particules des forces dinertie du pheacutenomegravene de seacutedimentation et de diffusion qui assure la reacutetention des particules les plus fines

Ces processus entraicircnent la constitution dune couche colmatante qui freine le cheminement de leau dans leacute sol

Lefficaciteacute de leacutelimination des matiegraveres en suspension croicirct avec la distance parcourue De nombreuses eacutetudes en milieux non fissureacutes ont montreacute leacutelimination totale de la turbiditeacute apregraves seulement quelques megravetres de trajet des eaux dans le sol

2) HeacuteAgraveLeniugrave-on deA geAmeA pathogknesi

Les eaux notamment les eaux useacutees dorigine urbaine contiennent des germes pathogegravenes que les traitements en station neacuteliminent que partiellement Il est donc important pour des raisons sanitaires eacutevidentes deacutetudier la reacutetention des germes pathogegravenes dans le sol

Le meacutecanisme de 1eacutepuration des germes pathogegravenes par le sol est double

- tout dabord une reacutetention des germes par filtration ou adsorption dans le sol

- puis un deacutepeacuterissement i

Lefficaciteacute de leacutelimination des germes pathogegravenes par les sols est fonction de leur survie de la capaciteacute de reacutetention du sol

a) Survie des germes pathogegravenes le tableau 4 nous en donne des exemples

TABLEAU 4

Entamoeba histolytica

Oeufs dAscaris

Salmonella

Coliformes feacutecaux

Entero vicircrus

Survie dans le sol

8 jours

6 ans

9 mois

6 mois

12 jours

Source

DUNLOP (1968)

POUND et CRITES (1973)

VAN DONSEL et al (1967)

EDKONDS (1976)

DUNLOP (1968)

(ExticiLt du Document Ccedil 5920)

- 35 -

b) capaciteacute de reacutetention du sol elle est elle-mecircme fonction du climat de la nature du sol de la nature des microorganismes

- Climat (G 6212)

la tempeacuterature la survie des pathogegravenes est grandement prolongeacutee aux basses tempeacuteratures

la pluviomeacutetrie lhumiditeacute du sol favorise la survie des germes pathogegravenes

- Nature des sols (G 5920)

les terrains fissureacutes doivent ecirctre consideacutereacutes avec beaucoup de preacutecautions car de nombreuses expeacuteriences ont donneacute des reacutesultats totalement diffeacuterents

les sols granulaires sont en geacuteneacuteral de bon eacutepurateurs Cependant la capaciteacute de reacutetention des germes pathogegravenes est lieacutee agrave leacutecoulement au sein du sol Ainsi la reacutetention en milieu non satureacute est tregraves supeacuterieure agrave celle en milieu satureacute

- Nature des microorganismes nous distinguerons les bacteacuteries et les virus

Le tableau 5 reacutesume les facteurs geacuteneacuteraux qui conditionnent le cheminement des virus et des bacteacuteries dans le sol

TABLEAU 5

FACTORS THAT INFLUENCE THE MOVEMENT OF VIRUSES AND BACTERIA IN SOIL

1 Rainfall bull 2 pH I 3 Soil composition j h Flow rate 5 Soluble organics I 6 Cations bull 7 Adsorptiumlon characteristics of the virus and bacteriumla |

(Sxtnltxut du Document Ccedil 6212)

De nombreuses eacutetudes ont montreacute que

- les bacteacuteries sont eacutelimineacutees par filtration et adsorption dans les premiers deacutecishymegravetres du sol Leur cheminement vertical (en non satureacute) ne deacutepasse pas 2 agrave 3 m Par contre leur cheminement horizontal (en satureacute) peut atteindre 10 m

- les virus plus petits sont eacutelimineacutes principalement par adsorption dans les preshymiers centimegravetres du sol comme le montre la figure 10 pour trois virus diffeacuterents

bullbullbullbullbull

- 36 -

FIGURE 10

ADSORPTION OF DIFFERENT ENTEROVIRUSES BY A SOIL COLUMN

001 n U

mdash 40 e o i 80 1mdash CL LU

deg 120

160 J

mdash

VIRUSES 01

1

REMAINING ) 1 10 100

l ^ ^ f S p ^ ^

1

bull POLIO OECHO 1

AECHO 29

(Extrait du Document Ccedil 6212)

31 6-LugraveriLncution du cxjuibone oyjganique

Sous lappellation carbone organique sont regroupeacutees la DCO (demande chimique en oxygegravene) et la DBOf- (demande biologique en oxygegravene agrave 5 jours)

Leacutelimination du carbone organique ne peut se faire quen conditions aeacuterobies donc dans la tranche non satureacutee du sol Ainsi les eaux de recharge destineacutees agrave linjection doivent subir une oxydation biologique en station avant injection

- 37 -

De nombreuses eacutetudes ont montreacute que la DBO dune eau eacutepureacutee par passage agrave travers un sol convenablement aeacutereacute est quasiment nulle (G 6230 G 5920)

U) Reacutetention deA eacuteleacutements Viace^i N

Ils sont ainsi appeleacutes car leur concentration dans les eaux reacutesiduaires est geacuteneacuteshyralement faible Cette appellation regroupe des eacuteleacutements tels que les meacutetaux lourds le bore le fluor etc

Les eacuteleacutements traces preacutesents dans les eaux de recharge peuvent soit saccumushyler dansle sol soit rester dans leau eacutepureacutee (6619645)

La reacutetention dun eacuteleacutement trace deacutepend de sa nature ainsi que de la composition du sol (G 6230) Ainsi on peut souligner limportance des argiles dans ladsorp-tion des eacuteleacutements traces (G 6212) De mecircme la valeur du pH du sol conditionne la solubiliteacute des corps complexes creacuteeacutes et par lagrave leur mobiliteacute (G 5920)

- en sol calcaire ou crayeux (pH gt 8) la grosse majoriteacute des eacuteleacutements traces est immobiliseacutee

- en sol acide (pH ^ 7) laugmentation de la solubiliteacute entraicircne une migration des eacuteleacutements vers la nappe

On recommande donc deacuteviter les sols ayant un pH infeacuterieur agrave 65

5) Reacutetention CLQA -4eAgraveA ^oAgraveubteA

On a constateacute par des expeacuteriences in situ que les reacuteactions chimiques portant sur les ions mineacuteraux ordinaires de leau (Ca Mg Na) seacutequilibrent peu de temps apregraves le deacutebut de lalimentation artificielle (G 6501) Cependant une teneur trop eacuteleveacutee en sodium (Na) par exemple par rapport au calcium (Ca) et au magneacuteshysium (Mg) peut entraicircner une deacutegradation de la structure du sol et ainsi entraver linfiltration

Une importante concentration en sels solubles de leffluent peut se corriger par une dilution notamment par lintermeacutediaire des preacutecipitations (G 6230) En pays aride une deacutemineacuteralisation preacutealable peut simposer

6) Reacutetention de lazote

La quantiteacute dazote total ameneacutee par les effluents de recharge est souvent supeacuteshyrieure agrave la quantiteacute qui peut ecirctre exporteacutee par les cultures Il faut doncsous risque de pollution de la nappe opeacuterer une deacutenitrification dans le sol Ceci impose dapporter agrave la fois des nitrates et du carbone dans un milieu anaeacuterobie

La deacutenitrification maximum est lieacutee agrave la peacuteriode de submersion des bassins ainsi quagrave la quantiteacute des effluents infiltreacutes Ces deux facteurs deacutependent eux-mecircmes des paramegravetres suivants

- capaciteacute deacutechange du sol - pourcentage dammonium eacutechangeable - teneur en azote de 1effluent

bull bull bull bull bull

- 38 -

- taux de diffusion de loxygegravene dans le sol au cours de la dessication des bassins - tempeacuterature

On a constateacute une augmentation exponentielle de leacutelimination de lazote avec une diminution de la charge (G 6230)

En conclusion on peut simplement dire quil est neacutecessaire deffectuer de nomshybreux essais in situ afin de deacuteterminer la peacuteriodiciteacute des submersions-disseacuteca-tions optimales donnant une eacutelimination maximale de lazote total

71 deacutetention du pho-ophoie

Comme dans le cas de lazote le phosphore ameneacute par les eaux de recharge est tregraves supeacuterieur agrave la quantiteacute exportable par la veacutegeacutetation

Le seul meacutecanisme rentrant en jeu dans leacutelimination du phosphore est sa preacutecipishytation

Des eacutetudes ont montreacute que 90 du phosphore peut ecirctre eacutelimineacute apregraves un parcours de 100 m dans le sol Cependant pour un sol contenant peu de cations et ayant un pH acide le phosphore est tregraves mobile il est alors neacutecessaire deffectuer sa preacutecipitation preacutealablement en station avant linfiltration (G 6230)

Lefficaciteacute de la reacutetention du phosphore diminue comme dans le cas de lazote avec laugmentation des doses dinfiltration

8) Exemples) - Compcuiaision deA 4UAterneA de Lechcmge cuitlp-cJ-ette (ptibUi dbullinjection et baAAUiA dinp-AiMatioal

Les tableaux 6 et 7 reacutesument sur deux cas particuliers de recharge artificielle (lune par injection lautre par infiltration dans un bassin) leacutevolution des contaminants par passage de leau dans le sol en fonction de la distance de parcours

TABLEAU 6

Waler Quality of Percofaie at Whlttieacuter Narrows Test BasinmdashConcentration mgl

Conslitutent Constituent That Did Not Changa

Sodium Nraquo Sulate SO Chloride CI PH

Comtitucnts That Increaxd Calcium Ca Magneacutesium Mg Bicarbonate HCOa Nitrate N O T D S Hardneu total (as CaCO)

Comtituentraquo That Decreascd Potalaquoiurn K Ammonium N H Phosphate PO COO

Surface

152 164 126

802

laquo08 199

385 440

1011 234

145 40

54 393

2 f t

120 160 134

769

132 209

369 440

994 411

130 0 060

104

4 f t

142 164 131

787

127 194

336 104

10S0 393

154 0

100 97

6 f t

140 161 130

784

139 179

395 842

108raquo 422

126 0 0 3 0

170

Eft

138 168 126

778

158 301

487 880

1200 520

51 0 02

146

bullMcMcHiiu F C amp MCKEE J E Report of Research on Wastewater Reacuteclamation at Whittier Narreraquoraquo Pr-pand fer Rcioorccj Agency of Califomia State Wtr QC Bd Sacramento Calif (Sep 1965)

(Extrait du Document 6603313)

- 39 -

TABLEAU 7

Yater-Quality Changes al Orange County Coastal Sarrier Project Injection Wellmdashaig1

Constituent

Constituent That Did Nol Changa bull Chtorides

SuUato Magnewura Borna Nitrate Ocor threshold odor numberf Sodiusi

CoiMiituenuThat Increased Calcium Volatilraquo solids Bicarbonate Hardncu total T D S

ConstltuentsThat Cecreased Potassium Organif nitrogen Ammonium nitrogen Carbon dioxido

con Color

bull B U E raquo D C amp VesHEK G M sources Bull 75 (Oct 1971)

f T O N unitraquo

Injection Water

272 430

30 1

OJS 40

251

98 100 213 368

1220

30 1

19 69 5 15

Native Grottnd

Water

12 40

7 01 0 0

35

40 0

185

233

3 0 0 2 0 0

Distance From Injection Wellmdashft

100

293 405

31 1 0J

40 239

156 65

317 517

1330

22 0 134 30 27 13

245

288 445

28 1 OJS

40 243

164 125 293 385

1325

21 11 77

30 25

8

545

261 430

32 08 0 J

40 207

200 170 317 631

1290

9 0 00

10 22 i

0

Rcclaimed Waste Water lot Ground Water Recharge Wtr Fe-

1

(ExtnaLt du Document 6603313)

9) CoacAgravewiLon

Leacutepuration des eaux de recharge par les sols granulaires ayant une tranche non satureacutee est excellente ils permettent une eacutelimination importante des pollutions organiques phosphoreacutees et bacteacuteriologiques ainsi quune diminution de 30 agrave 40 de la pollution azoteacutee (G 7221 Doc Geacutenie Rural Dec 1977 voir page suivante)

La recharge artificielle par des bassins dinfiltration est un moyen deacutepuration des eaux en soi

La recharge artificielle par injection demande des eaux reacutepondant agrave des critegraveres aussi stricts que ceux dune eau potable La recharge par injection demande donc linstallation dune uniteacute de traitement agrave part ce qui peut mettre en balance la rentabiliteacute de lopeacuteration de recharge toute entiegravere

bullbullbullbullbullbull

- 40 -

FIGURE 11

PRESENTATION SCHEMATIQUE DU ROLE EPURATEUR DU SOL

oltra2r g g o n t e g d Wvdy bull-bull z-

amp ^ v

mf-

A S S I M I L A T I O N PAR L A

V E G E T A T I O N

f au -bull Selraquo Mineacuteraux N P K cfc-

gt-$[ FILTRATION Xamp^^^iumlacircdZl Arrecirct elt3 Germes Satfioocna

bull

bull - - bull lt bull ^ Jk y rCOa

- -- )rpoundsjkbull - - v v k - mdash O O

RETENTION

E A U

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MATIERES DfSSOUTES

Heoradalicircon des natiegraveres On

(action acs s rT coarr jomvno

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P E R C O L A T I O N

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M yccedilou ctltfuirerc

Na+CaV Nps~ Cl~S0f DifmrjenS

Fer

itxtAaAJi du CcedileacuteruLe liiuiaAgrave Nov-Deacutec 7977)

1 bull bull bull

- 41 -

E - CONCLUSIONS GEacuteNEacuteRALES

Dapregraves ce que nous venons de voir un sol ideacuteal pour la mise en oeuvre dune recharge artificielle aurait (F 3469)

1) des taux dinfiltration et de transmission eacuteleveacutes

2) au-dessus de lui un sol sans argile ou autres substances reacuteduisant linfiltrashytion

3) pas dargiles gonflantes ou contractantes qui creacuteent des fissures en seacutechant et permettent ainsi agrave leau de circuler rapidement pendant les premiegraveres phases de la recharge

4) suffisamment dargiles pour pouvoir adsorber les eacuteleacutements traces et les oligoshyeacuteleacutements et pour permettre aux microorganismes du sol de deacutecomposer les eacuteleacuteshyments organiques

5) du carbone pour favoriser une rapide deacutenitrification et pour supporter une popushylation microbienne active combattant les germes pathogegravenes et enfin pour favoshyriser une deacutecomposition rapide des substances organiques introduites

Il est clair que certaines de ces propositions sont contradictoires Une opeacuterashytion de recharge artificielle est donc le reacutesultat dun compromis entre la capashyciteacute dinfiltration du sol et sa capaciteacute deacutepuration

- 43 -

LISTE BIBLIOGRAPHIQUE

F 2189

F 2752

F 1605

F 2028

F 2045

F 2415

j bull bull bull

Livre de leau - volume I CEBEDEAU 1978 350 pages

TODD DK Groundwater hydrology J Wiley and Sons Ed 1980 546 pages

CASTANY G Prospection et exploitation des eaux souterraines Dunod Ed 1968 740 pages

BIZE Jf BOURGUET L LEMOINE J Lalimentation artificielle des nappes souterraines Ed Masson amp Cie 1972 199 pages

WALTON WC Groundwater resource eacutevaluation McGraw-Hill Book Company 1970 664 pages

LOUP J Les eaux terrestres - hydrologie continentale Masson et Cie Ed 1974 172 pages

F 3469

F 3884

F 3918

G 2264Bis

Health aspects of wastewater recharge Water Information Center New York 1978 240 pages

A bull bull

Waste disposai effects on groundwater Miller DW Ed 1980 512 pages

BEAR J Hydraulics of groundwater McGraw-Hill Book Company 1979 567 pages

X La meacutecanique des fluides et lenvironnement - preacutevision et maicirctrise de la qualiteacute de leau et de lair 14egraveme Journeacutees de lHydraulique Paris Sept 1976 Question 4 les eaux souterraines 48 pages

G 2729

G 4329

Artificial recharge of the London basin Reading Water Resources Board 1973 38 pages

W0LKER RE Numerical modelling of an aquifer System with intermittent recharge Dept of National Res Australian Water Res Council 1977 64 pages

bull bull bull bull bull bull

- 44 -

G 4944 KHANJI JD Etude de la recharge de nappes agrave surface libre par infiltration Thegravese Universiteacute Scient et Meacutedicale Grenoble 1975 252 pages

G 51341

G 5191

A bull bull bull

Emmagasinement souterrain des eaux et recharge artificielle Ressources NaturellesSeacuterie Eau ONU ndeg 2 1977 307 pages

BROWN RF SIGNOR DC WOOD wW Artificial groundwater recharge as a water management technique on the southern high plains of Texas and New Mexico Texas Deacutepart of Water Resources 1978 32 pages

G 5920 j bull bull bull

Lassainissement des reacutegions deacutepourvues de reacuteseau hydrographique et la protection des nappes - tome 1 Agence Fin de Bassin Seine-Normandie Dec 1978 107 pages

G 6212 Wastewater reuse for groundwater recharge Symposium Office of Water Recycling Californie 1980 345 pages

G 6230

G 6501

Possibiliteacutes deacutepandage des eaux useacutees urbaines Rapport Agence RMC 1979 371 pages

TAKASHI ASAN0 GHIRELLI R Reacuteutilisation des eaux useacutees pour la recharge des eaux souterraines et lirrigation agricole Confeacuterence OMS Alger 1980 p 1-15

G 7221

6603313

6604550

6604561

6617781

Lameacutenagement dinfiltration des eaux useacutees de Port-Leucate Soc Ameacutenag Mixte dEquip et dAmeacutenag de lAude Novembre 1981 45 pages

TOUPS JM Water quality and other aspects of groundwater recharge in southern California JAWWA Mars 1974 p 149-151

SMITH DB Tritium water tracing Water Treatment and Examination vol 22 1973 p 250-258

CALLAHAN JT Recycling of fresh water - the management and protection of groundwater Tireacute agrave part 16 pages

KEYS WS BROWN RF The use of tempeacuterature logs to trace the movement of injected water Groundwater Janv-Feacutev 1978 p 32-48

- 45 -

6619100 W00D WW EHRLICH GG Use of bakers yeast to trace microbial movement in groundwater Groundwater Nov-Deacutec 1S78 p 398-403

6619645 ROBERTS PV McCARTY PL Direct injection of reclaimed water into an aquifer J Environ Eng Div 1978 104 p 933-949

- CHAPITRE III -

DISPOSITIFS DALIMENTATION ARTIFICIELLE DE

NAPPE SOUTERRAINE

- 49 -

Pour la mise en oeuvre dune alimentation artificielle de nappe souterraine on distingue principalement les dispositifs dinfiltration et les dispositifs dinjection Ces deux types fondamentaux de dispositifs se diffeacuterencient nous allons le voir aussi bien par leur fonctionnement que par leur technologie et leur gestion

A - D I S P O S I T I F S D INFILTRATION

I - CONDITIONS GENERALES DUTILISATION

Les dispositifs dinfiltration sont utiliseacutes pour alimenter les nappes libres ou surmonteacutees dune eacutepaisseur de terrain impermeacuteable assez petite pour que lon puisse la deacutecaper

Il sagit essentiellement de bassins dinfiltration mais aussi de canaux fosseacutes fosses lits de cours deau ameacutenageacutes zones deacutepandage souterrain puits filshytrants

Ce sont en geacuteneacuteral des dispositifs de surface exception faite pour les disposishytifs deacutepandage souterrain par reacuteseau de drains

II - PRINCIPE GENERAL DE FONCTIONNEMENT CAS DUN BASSIN

1 ) fLoceA^uA cjomplampt de X infLLugravebiatLon provoqueacutee (F 2028)

Placcedilons nous dans le cas dun bassin dinfiltration que lon remplit

Lavanceacutee du front humide peut ecirctre deacutecomposeacutee en trois phases comme le montre la figure 1

FIGURE 1

SCHEMA DES TROIS PHASES DE LINFILTRATION PROVOQUEE

(poundxtLltzugravet du document 2028 )

- 50 -

1egravere phase avanceacutee du front humide vers la nappe

2egraveme phase eacutecoulement mixte (verticalement en milieu non satureacute horizontaleshyment en milieu satureacute)

3egraveme phase eacutecoulement en milieu satureacute aussi bien verticalement que horizonshytalement

2) AppaKJjtLon dune couche co-bnaiante agrave ta AwifLace du -ocircot pendant la jubmesiAton

Mis agrave part le cas ougrave lon utilise une eau tregraves pure et neutre vis-agrave-vis des consshytituants chimiques et biologiques du sol lexistence dans leau de recharge de toutes sortes dimpureteacutes entraicircne au contact de leau avec le sol des reacuteactions dorigine physique chimique et biologique

Le reacutesultat de ces diffeacuterentes reacuteactions est lapparition dune couche colmatante qui se comporte vis-agrave-vis de linfiltration comme une couche peu permeacuteable (parshytie C sur la figure 2)

FIGURE 2

EVOLUTION DE LINFILTRATION DANS UN BASSIN EN CAS DE SUBMERSION

PROLONGEE AVEC DES EAUX PEU COLMATANTES

Q (mj)

09-

0 8

07-

n fi_

n ccedil U 3

UJ 0

a

1

a

b

c

c

b

c

N d

2 3 4 5 6

= gonflement des colloiumldes du sol

= dissolut ion des bulles d a i r

= formation du voile bacteacuterien

1 = asphyxie du fond du bassin

i

mois

(Extrait du Document Ccedil 5920)

51 -

Si lon se place dans le cas ougrave la profondeur de laquifegravere ainsi que sa trans-missiviteacute sont suffisantes cest alors leacutecoulement mixte (phase ndeg2 dans le scheacutema preacuteceacutedent) qui constitue le reacutegime permanent deacutecoulement des eaux sous le bassin

Cest donc lexistence du pheacutenomegravene de colmatage du fond du bassin qui permet agrave leacutecoulement vertical en milieu non satureacute de se poursuivre

Nous deacutetaillerons le processus de colmatage plus loin On peut cependant deacutejagrave noter en observant- la figure 2 que le colmatage eacutevolue avec le temps et peut devenir intoleacuterable vis-agrave-vis du taux dinfiltration rechercheacute une vidange du bassin et une reacutenovation du sol constituant son fond simposent alors

La figure 3 donne une scheacutematisation de leacutecoulement de leau dans le sol avec existence dune couche colmatante agrave la surface

FIGURE 3

~~L

Eau

Colmatage ( 2 agrave 3 c m )

h = 1 m eacutepaisseur deau

t (succion)

4

S

JI7777777T777T77777m77777r

eacutecoulement vertical en milieu sature

eacutecoulement vprtica en milieu I non sature

eacutecoulement horizontal en milieu

satureacute (nappe)

IExtnaJjt du Document Ccedil 7220)

bull bull laquo bull

52 -

III - LES DISPOSITIFS DINFILTRATION

1 ) LeA ba^4inA dirLfJJjtAatiorL

a) Principe il peut sagir dune excavation faite dans le sol et pouvant avoir des origines diverses (anciennes carriegraveres par exemple) ou bien dun ouvrage de geacutenie civil comportant la construction de berges Le bassin ainsi formeacute reccediloit une certaine quantiteacute deau qui sous leffet de la charge hydraulique va peacuteneacuteshytrer dans le sol

La figure 4 donne un scheacutema densemble dune installation utilisant des bassins d infiltration

FIGURE 4

Ci) LoVe pump

( 2 ) Flocculanl-injection sysK

(3) Settling basi

Ccedil ) Clear-wafer pickup

(5) Sprecding basins

I d e a l i z e d S p r e a c s n g -Bas in I n s t a l l a t i o n W i t h V a t e r - icirc n i a k e Syste

(Lake Pump and C i e a r - W a t s r P ickup ]

F l o c c u l a n t - l n j e c t i o n System and Se t t l i ng Ba$ucircraquos

ms

(Extrait du Document Ccedil 5191 ) m bull bull bull bull bull

- 53 -

b) Forme dimensions des bassins la forme des bassins peut ecirctre quelconque Cepen-dacircnt_locircrsqueuml-T1l)7riJtrrrse~~plusieurs bassins on cherchera un encombrement au sol minimum

Le nombre de bassins deacutepend de la gestion de ceux-ci nous aborderons ce point plus loin

Dans la reacutealisation dun bassin dinfiltration ou plus geacuteneacuteralement dun disshypositif dinfiltration une contrainte importante est la distance entre le sol et le niveau de la nappe On estime quune distance de 3 agrave 5 m est un minimum pour assurer la bonne marche dun bassin

c) Construction dun bassin la construction dun bassin ne peut se faire que sur deumll-~teumlrracircins reTacirctfvement plats Sa mise en oeuvre peut se faire agrave laide dun bulldozer ou par des moyens plus simples Toutefois en cas dutilisation denshygins lourds il faudra prendre garde agrave ce que leurs passages successifs nentraicircshynent pas un tassement excessif du sol qui se traduirait par une reacuteduction signishyficative du taux dinfiltration

Les berges des bassins doivent ecirctre rendues impermeacuteables par beacutetonnage ou deacutepocirct de seacutediments tregraves fins ceci afin deacuteviter toute infiltration horizontale La pente recommandeacutee pour les berges dun bassin est de 2 pour 1 on limite ainsi leacuterosion due aux mouvements de leau dans le bassin Enfin pour faciliter la vidange du bassin on procegravede agrave la creacuteation dun point bas

d) Ameneacutee de leau lameneacutee de leau dans le bassin peut se faire par graviteacute ou par pompage Ces dispositifs sont en geacuteneacuteral aussi des dispositifs aeacuterateurs en favorisant les conditions aeacuterobies dans le bassin on permet une eacutepuration importante des eaux dans celui-ci

Cette aeacuteration se fait souvent agrave laide dune ou plusieurs cascades (figure 5)

FIGURE 5

lExiAcdA du Document t 2028)

e) Revecirctement du fond le revecirctement du fond peut ecirctre varieacute ainsi on distingue les bassins agrave fond nu agrave veacutegeacutetation agrave sable

bull raquo bull raquo raquo bull

- 54 -

Bassins agrave fond nu leur mise en oeuvre est simple car ils sont utiliseacutes tels quels Cependant ils sont soumis agrave un colmatage rapide Pour diminuer limporshytance de ce colmatage et pour assurer lentretien on peut utiliser divers proceacuteshydeacutes simples tels que le labourage ou leacutepandage de paille de bleacute (Confeacuterence AFEE Orleacuteans 1970) La lame deau dans ces bassins doit ecirctre de quelques deacutecimegravetres

Bassins agrave veacutegeacutetation leffet de la veacutegeacutetation est multiple (G 6230) - permeacuteashybiliteacute suppleacutementaire due aux racines protection du soi contre les gouttes deau lors des peacuteriodes pluvieuses exportation deacuteleacutements mineacuteraux si toutefois la veacutegeacutetation est reacutecolteacutee (5 environ) Par ailleurs elle favorise la deacutenitrifi-cation Cependant la preacutesence de veacutegeacutetation dans le bassin preacutesente certains inconveacutenients niveau assez faible deffluent dans le bassin (au printemps et en eacuteteacute notamment quelques centimegravetres seulement) assegravechement peacuteriodique du bassin pour permettre la reacutecolte

Malgreacute tous ces inconveacutenients de nombreuses eacutetudes ont montreacute linteacuterecirct de la veacutegeacutetation dans un bassin Le bermuda-grass geacuteant le riz et le souclan-grass paraissent bien sadapter agrave ces conditions de vie (G 6230 F 275)

Bassins agrave sable (Confeacuterence AFEE Orleacuteans 1970) Le fond du bassin est alors tapisseacute dune couche de sable rapporteacutee Le diamegravetre efficace du sable est en geacuteneacuteral compris entre 02 et 03 mm Cette couche sert de support meacutecanique et biochimique agrave leacutepuration des eaux Son eacutepaisseur doit ecirctre de lordre de 50 cm

Le sable agissant comme un filtre subit un colmatage progressif et demandedonc un entretien peacuteriodique apregraves vidange du bassin on procegravede agrave un remaniement du sable par diffeacuterents moyens allant du simple grattage agrave lexplosif ou bien on procegravede agrave un lavage du sable apregraves ramassage

Leacutepaisseur de la lame deau dans un tel bassin peut varier de quelques deacutecimegravetres agrave plusieurs megravetres

f) Taux dinfiltration dune maniegravere geacuteneacuterale on peut dire quil est impreacutevisible et que lon doit proceacuteder agrave des essais On dispose de deux types de meacutethodes pour ces essais (G 51341)

essais sur toute la zone deacutepandage cest cette meacutethode qui donne les reacutesultats les plus sucircrs mais sa mise en oeuvre neacutecessite des dispositions coucircteuses transport de leau acquisition des terrains

essais sur des mares deacutepandage cette meacutethode impose pour ecirctre fiable des essais de longue dureacutee ainsi que la connaissance des renseignements techniques tels que la geacuteologie du sous-sol la profondeur de la nappe etc

En geacuteneacuteral les taux dinfiltration se situent au-dessus de 015 - 030 m par jour (G 5191)

Le tableau 1 page suivante donne agrave titre dexemple la valeur des taux dinfilshytration de bassins reacutealiseacutes aux USA

NB du fait du colmatage le taux dinfiltration eacutevolue avec le temps pendant la submersion Il convient donc de parler de taux dinfiltration moyen

bullbullbullbullbullbull

- 55 -

TABLEAU 1

REPRESENTATIVE SPREADING BASIN RECHARGE RATES

Location

Sauta Cmz River-Ariz Los Angeles County Calif i Madera Colif San Gabriel River Calif Santa Ans River Calif Santa Clara Valley Calif Tulare County Colif Ventura County Calif Des Moines Iova NewtoD Mass East Orange N J Princeton N J Long Island N Y Richland TVash

Rateftday T

1 11-38 22-62 10-41 19-54 lS-96 14-73 04 12-1S i 15 l 43 04 | 01 31 77

(SxtAaJjt du Document t 275)

Suivant la nature du revecirctement du fond le taux dinfiltration est variable Ainsi (F 2028)

- pour les bassins nus 030 agrave 1 m par jour - pour les bassins agrave veacutegeacutetation 020 agrave 060 m par jour - pour les bassins agrave sable 2 agrave 5 m par jour

Des eacutetudes reacutecentes ont montreacute que dans le choix du revecirctement la veacutegeacutetation et le sable donnent les meilleurs reacutesultats ( G 6230)

g) Dispositifs de reprise des eaux trois dispositifs sont utiliseacutes pour reacutecupeacuterer les eaux apregraves leur infiltration dans la couche non satureacutee du terrain et leur transfert dans laquifegravere

les puits de pompage classiques

les drains placeacutes dans laquifegravere lui-mecircme

les exutoires naturels tels que les sources

Ces trois dispositifs sont repreacutesenteacutes sur la figure 5 bis

bullbullbullbullraquo

- 56 -

FIGURE 5 BIS

COLLECTION OF RENOVATED WATER FROM RAPID-INFILTRATION SYSTEMS WITH

WELLS (TOP) DRAINS (CENTER) OR VIA NATURAL SEEPAGE

INTO STREAMS (BOTTOM)

PUMPEO WELL - 0 8 3 WEU

IMPERMEABLE

bull- ygru ffi -

7 7 STREAM

rff

IMPERMEABLE v ^ v

(poundxampLltzugravet du Document Ccedil 62121

- 57 -

2) LeA poundcM^eacute4 XampA canaux leA jampM-ae-d

Ces dispositifs sont assez semblables aux bassins Neacuteanmoins on peut faire les remarques suivantes

- contrairement aux bassins sces dispositifs utilisent linfiltration horizontale agrave travers les berges Celles-ci sont en geacuteneacuteral tregraves releveacutees

- les fosseacutes de largeur plus reacuteduite (1 agrave 4 m) que les bassins sadaptent mieux aux variations de relief du terrain car ils peuvent eacutepouser sans difficulteacute les courbes de niveau

- les fosses sont caracteacuteriseacutees par une profondeur importante vis-agrave-vis de ses autres dimensions La charge hydraulique peut y ecirctre importante (plusieurs megravetres) Leur utilisation est particuliegraverement inteacuteressante pour linfiltration deaux brutes le fond et les bords jouant respectivement le rocircle de plage de seacutedimentation et de filtration

3) LAgraveJLA do AxvX0Ae ameacutenageai

a) Ppoundi|2poundiPpound le principe de ce dispositif est essentiellement damplifier artifishyciellement linfiltration naturelle des eaux de riviegraveres dans les terrains allushyvionnaires sous-jacents Pour cela on peut

soit augmenter la surface de contact entre leau et le sol cest le cas dun ameacutenagement dun lit mineur en chocircmage ou de leacutepandage des crues

soit augmenter la charge hydraulique en diffeacuterentes zones du lit cest le cas avec la construction de diguettes

soit les deux cestle cas avec la reacutealisation dune retenue

b) Les ameacutenagements (G 7220)

ameacutenagement dun lit mineur en chocircmage en dehors des peacuteriodes de crue par creuseshyment au bulldozer par exemple (figure 6)

eacutepandage des crues cette meacutethode ne peut ecirctre mise en oeuvre que dans des reacutegions peu habiteacutees Sa reacutealisation ne demande pas de moyens eacutelaboreacutes ni de main doeuvre qualifieacutee (figure 7)

construction de diguettes (G 7220) construites en travers du courant les diguettes permettent laugmentation de la charge hydraulique agrave lamont de celles-ci (figure 8)

bull bull bull bull bull

FIGURE 6

- 58 -

FIGURE 7

FIGURE 8

(poundxtnaAcircJA du Document Ccedil 72201

- 59 -

La hauteur des diguettes est de lordre de 150 m Pour ecirctre eacuteconomiques les diguettes doivent ecirctre reacutealiseacutees avec des mateacuteriaux locaux et des moyens simples

La figure 9 donne une coupe dune diguette

FIGURE 9

SEDIMENTS FINS PRE-DECANTES

TOUT-VENANT A OOMINANCE SABLEUSE

GALETS ET GRAVIERS

lSxiMalA du Document Ccedil 7220)

c) Construction dune retenue sa mise en oeuvre est coucircteuse car elle neacutecessite des eacutetudes eacutelaboreacutees ainsi que des moyens lourds

Remarque la construction de diguettes ou de barrages ne doit pas aggraver les crues ou bien deacutevier le fleuve de son lit naturel

U) poundpandage 4oupoundeAAain pan ieacuteAeau de diaisvocirc

Le principe de ce dispositif reste le mecircme que celui dun bassin mais la plage dinfiltration est alors constitueacutee par un drain permeacuteable enterreacute dans la partie supeacuterieure du sol

La figure 10 page suivante donne deux exemples de drains fonctionnant en disposhysitifs dinfiltration

Lavantage majeur de ce proceacutedeacute sur les bassins dinfiltration est de laisser les terrains libres en surface pour une autre utilisation (terrain de sports par exemple)

Le principal deacutefaut de ce proceacutedeacute est decirctre un dispositif souterrain donc decirctre deacutelicat agrave entretenir

bull bull bull

- 60 -

FIGURE 10

(Cxt^œU du Document 6608781 )

La figure 11 page suivante donne le plan dune reacutealisation dinfiltration par drains

5) PuLts) fJJjUiant

Le puitsfiltrant se diffeacuterencie du puits deau par le fait quil natteint pas la nappe Cest un proceacutedeacute assez peu utiliseacute

IV - COLMATAGE DES DISPOSITIFS DINFILTRATION

Le colmatage progressif du fond dun bassin par exemple se traduit comme nous lavons vu par une reacuteduction du taux dinfiltration

Le pheacutenomegravene de colmatage reacutesulte de la combinaison de deux meacutecanismes

- dune part deacutesorganisation de la porositeacute du sol

- dautre part bouchage des pores

bull bullbullbullbullbull

- 61 -

FIGURE 11

bullrO bullmdash bull - v - gt

5icirc4s-SIcirciumlSIcirc

PJan geacuteneacuteral deraquo installations de recircalimentation agravea la nappa souterrains agrave Vejsy Construction existante A digue B usin9 hydraulique ilouvellss construction l_ prisa deau i avec creacutepine laquo Hydromat raquo autonettoyante 2 conduitraquo 7 0 0 mm pour leau bruts 3 station de pompagraquo et de traitement dej bullaux 4 conduite de rejet agrave TArva 5 conduite 30O mm pour 1er eaux traiteacutees 6 aire dinfiltration dans le sol au moyen de tuyaux perforeacutes

1 ) CoAnatage pan deacute^origanAgravejiation de Xa pon-O^Lteacute du -OcircOJ

Cest le reacutesultat de divers meacutecanismes eacutelectrochimiques

- destruction des agreacutegats par un excegraves dions dispersant les argiles ou bien solu-bilisation du ciment liant ceux-ci en milieu reacuteducteur

- gonflement important des argiles

2) Co-ugravenatage pan bouchage deA posiez du AOX

Les origines de cette diminution de la porositeacute intrinsegraveque peuvent ecirctre diverses (physique chimique biologique) ou encore ecirctre dues agrave la preacutesence dalgues

bull bullbullbullbullbull

- 62 -

a) Colmatage dorigine physique le fond du bassin agit vis-agrave-vis des matiegraveres en sucircspeumlnsiuml8n~TM7Euml7s7 comme un filtre Limportance du colmatage dorigine physique est donc fonction de la concentration en MES des effluents (figure 12)

FIGURE 12

INFILTRATION SUR COLONNES DE SABLE - EVOLUTION DU COLMATAGE POUR

DIFFERENTES CHARGES EN MATIERES EN SUSPENSION

10 11 II

(CxiAaJJ du Document h 2028)

b) Colmatage dorigine chimique il est le reacutesultat de la preacutecipitation des sels contenus dans leffluent au contact de certains constituants du sol

c) Colmatage dorigine biologique le meacutecanisme exact du colmatage biologique nest pas entiegraverement connu mais on sait que le rocircle des bacteacuteries y est tregraves imporshytant (G 51341) Ainsi le deacuteveloppement des bacteacuteries et la production de proshyduits reacutesultant de leur meacutetabolisme peuvent entraicircner un colmatage par obstrucshytion des pores du sol

d) Colmatage par les algues la preacutesence deacuteleacutements nutritifs tels que le phosshyphore dans les eaux combineacutee avec un eacuteclairage suffisant permet si toutefois la tempeacuterature est assez eacuteleveacutee le deacuteveloppement des algues dans le bassin Laccumulation de celles-ci peut conduire au colmatage de la plage dinfiltration comme le montre la figure 13

bullbullbullbullbullbull

- 63 -

FIGURE 13

EFFECT OF OPEN RECHARGE ON RECHARGE RATE

dork recharge (no woter llaquovlaquol)

j

open recharge (50cm water levai) j

i

1 -j

O -j 1 I I 1 1 ~X 1 1 1mdash 1 p I

J F M A M J J A 5 0 N D

(CxtnaU du Docimervt 6610709)

La preacutesence dalgues dans un bassin apporte les avantages suivants

- les feutrages des algues favorisant la filtration de leau et la coagulation des particules en suspension

- la croissance algale preacutelegraveve des eacuteleacutements nutritifs dans le milieu et peut eacutegashylement concentrer dans la cellule veacutegeacutetale des substances nocives et en particushylier les meacutetaux lourds

Mais ces algues preacutesentent les inconveacutenients suivants

- le deacutegagement dodeurs deacutesagreacuteables

- la reacuteduction de la permeacuteabiliteacute des bassins par deacuteveloppement dun tapis dense agrave la surface du sol

En geacuteneacuteral le bilan global des actions dues agrave la preacutesence dalgues est nul ou neacutegatif

En conclusion on peut donc dire que le rocircle des algues est complexe Aussi chaque cas eacutetudieacute sera un cas particulier (6617223)

bulla

E

14 i 13

12

11

10

9

B-

7 -

6

5 -

4 bull

3

2 bulllt

star to f ctgal growthmdashj

start of woter Isvol -i t I

I

I I I I L

I l_ - t

I

ltSgt

bull bull raquo bull bull bull

- 64 -

V - REMEDES CONTRE LE COLMATAGE - GESTION DES DISPOSITIFS DINFILTRATION

1) Meacutethodes permettant de AeacuteduAgraveJie -Le cotmatage

a) Colmatage_par_les M E S _ on peut le reacuteduire par diffeacuterentes meacutethodes

- deacutecantation de leffluent ou filtration agrave travers un massif de graviers

- creacuteation dune couverture veacutegeacutetale dans le fond du bassin

- addition de matiegraveres organiques ou de produits chimiques dans la couche supeacuteshyrieure du- sol

b) Colmatage biol_ogique on peut le reacuteduire principalement par une javellisation de leffluent Mais ceci a linconveacutenient de supprimer leacutepuration biologique dans le bassin lui-mecircme

c) Colmatage par les algues le controcircle du deacuteveloppement des algues peut se faire

- par lemploi dalgicides mais avec un certain danger pour la qualiteacute future des eaux

- par une gestion approprieacutee des bassins

2) CcedileAtLon de dLipoj-LtLfLi dinp-AgravetsicutLon

Comme nous venons de le voir on ne peut et on ne veut pas annihiler complegravetement le pheacutenomegravene de colmatage En effet la toleacuterance dun certain colmatage est essentielle pour preacuteserver un eacutecoulement en milieu non satureacute sous le bassin Cet eacutecoulement reacutepeacutetons-le joue un rocircle deacuteterminant dans leacutepuration des eaux de recharge par le sol Le problegraveme est que le colmatage est un pheacutenomegravene qui samplifie avec le temps jusquagrave devenir inadmissible Il faut donc que les peacuteriodes dinfiltration alternent avec des peacuteriodes de dessegravechement afin de pouvoir dune part aeacuterer le sol et ainsi permettre agrave la vie microbienne dans le sol de se reconstituer et dautre part eacuteliminer les deacutepocircts de matiegraveres en suspension

Le dessegravechement des bassins permet une reacutecupeacuteration totale de la capaciteacute dinshyfiltration comme le montre la figure 14

Le problegraveme de gestion des systegravemes dinfiltration se reacutesume donc agrave la deacuteterminashytion du rythme dalternance entre les peacuteriodes de submersion et les peacuteriodes de seacutechage et dentretien pour que le rendement de linstallation soit optimum

La peacuteriode de submersion est deacutefinie par lapparition dun colmatage inacceptable

La dureacutee du seacutechage est fonction du climat et de la saison (cf figure 14)

copy bull raquo bull bull bull

- 65 -

FIGURE 14

AMENAGEMENT DE PHOENIX

EVOLUTION DE LA CAPACITE DINFILTRATION EN FONCTION DU COLMATAGE ET TAUX

DE RECUPERATION AU COURS DES PERIODES DE CHOMAGE DES BASSINS

degh de reacutecupeacuteration de la capaciteacute dinfiltration

40

Nombre de Jours

(Extrait du Document Ccedil 5920)

Examinons divers cas

a) Cas des bassins la peacuteriode dinfiltration doit ecirctre en principe de moitieacute par rapport agrave la peacuteriode de seacutechage

La figure 15 donne un exemple du fonctionnement dans le temps dun bassin

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- 66 -

FIGURE 15

EXAMPLE OF VARIATION OF INFILTRATION RATE WITH TIME

sect 30

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1 10

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1 Drying period

i t l 1 II l l 100

Titns (days)

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ltxtnaijt du Document F 3918)

Dans le cas ougrave lon veut un fonctionnement en continu de linstallation il est donc neacutecessaire de preacutevoir la construction de trois bassins au moins (en geacuteneacuteral plus de trois dans les reacutegions agrave climat humide ou tempeacutereacute) Le fonctionnement de ces bassins se fait alors en deacutephasage

b) Cas des ameacutenagements en lit de riviegravere la peacuteriode de submersion est alors conshyditionneacutee par le reacutegime deacutecoulement du fleuve

B - D I S P O S I T I F S D I N J E C T I O N

Il sagit principalement des puits dinjection

CONDITIONS GENERALES DE FONCTIONNEMENT

Les dispositifs dinjection sont utiliseacutes lagrave ougrave les dispositifs dinfiltration sont impossibles ou difficiles agrave mettre en oeuvre

cas ougrave la nappe phreacuteatique est captive (F 3918) existence dune couche dargile entre le sol et le niveau de la nappe (F 3918) cas ougrave le sol est alcalin (F 3969) existence de terrains en couches superposeacutees seacutedimentaires ou alluviaux ayant

bull bullbullbullbullbull

- 67 -

une conductiviteacute hydraulique horizontale beaucoup plus eacuteleveacutee que la conductiviteacute verticale (G 51341)

- neacutecessiteacute dun encombrement reacuteduit

El _ PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT DES PUITS DINJECTION

Comme nous lavons vu plus haut un puits dinjection est un forage plongeant dans la nappe Son principe est donc tout agrave fait semblable en premiegravere approxishymation agrave celui dun puits de pompage fonctionnant en sens inverse

Enfin contrairement au cas des dispositifs dinfiltration le colmatage mecircme leacuteger na aucune fonction eacutepuratrice dans le cas dun puits dinjection Il devra donc ecirctre eacuteviteacute agrave tout prix

II - LES PUITS DINJECTION

1) CorvitnucJuon

Dans leur construction les puits dinjection sont des forages classiques

La figure 16 donne le scheacutema dune installation complegravete dinjection FIGURE 16

(euroxtnc-ut du Document Ccedil 5191 ) bull bull bull bull bull bull

68 -

La figure 17 montre sur un exemple la coupe dun puits dinjection

FIGURE 17

PUITS DINJECTION DE LA VALLEE DE LA DURANCE

Arriveacutes deau provenant du bassin ite decirccantutioci

bull~X_ Buses ccediljOacircO non iointivas

FI Sable oM F^ Gravierraquo fe^-Wraquo-mdash

iumlMM Sraquo 203 - j -

Wf

bulllaquolaquobullraquo | p -

bullT 3350

te2 ^ bull bull bull V -

rampt

Niveau de la nappe

lExtnaAJi du Document F 2028)

Pour les puits dinjection il nexiste pas de dessin optimum mais certaines techniques de construction donnent manifestement de meilleurs reacutesultats que dautres Toute technique de construction qui reacuteduit la permeacuteabiliteacute du terrain comme cela est le cas avec linvasion des terrains entourant les puits par les boues de forage ou bien avec leffondrement des particules fines dans le puits peut conduire agrave une perte deacutefinitive de permeacuteabiliteacute (G 5191)

Lenvahissement du puits par des particules fines peut ecirctre contrecarreacute par la constitution autour du trou de forage dun eacutecran de graviers suffisamment petits pour empecirccher la migration des fines particules et assez gros pour ne pas gecircner leacutecoulement La figure 18 donne une coupe de cet eacutecran

Enfin la circulation de leau dans le puits dinjection doit ecirctre eacutetudieacutee pour ne produire ni eacuterosion ni effondrement des terrains qui pourrait se traduire par un colmatage du puits par les mateacuteriaux fins

bull bull bull bull bull bull

- 69 -

FIGURE- 18

FUNCTION OF A GRAVEL PACK IN RETARDING THE MIGRATION

OF FINE SAND TO A WELL SCREEN

(Sxtnalt du Document Ccedil 5191 )

2) Ameneacutee de leau darv4 le puAgraveJbs

Lintroduction de leau de recharge dans laquifeumlre peut se faire sous la presshysion atmospheacuterique ou sous une pression plus eacuteleveacutee

Contrairement au cas des dispositifs dinfiltration lair contenu dans leau doit ecirctre eacutelimineacute au maximum En effet lentraicircnement de bulles dair ou de gaz dissous joue un rocircle capital vis-agrave-vis du colmatage Certaines preacutecautions sont agrave prendre nous les examinerons plus loin

3) Taux dinfection

La preacutevision du taux dinjection peut se faire agrave partir dessais de pompage Cependant diffeacuterents facteurs rendent souvent peu fiables les extrapolations agrave partir de ces essais En effet la diffeacuterence entre une injection et un pompage ne se limite pas agrave un changement de sens du flux deau des problegravemes lieacutes agrave la preacutesence de MES dair de substances chimiques et organiques interviennent Cest pourquoi les deacutebits dinjection sont toujours plus faibles que les deacutebits du pompage (F 275)

Une autre meacutethode de preacutevision est lutilisation dune loi statistique donneacutee par la figure 19

bull bull bull bull bull bull

- 70 -

FIGURE 19

F O R A Q E S

DEacuteBIT INJpoundCTacirc MOTIN

bull M roHCTtOH pu m o o u l iuml

H x TTx P X P

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O bull K1TDI raquoartraquo t x p i m t l raquon I0~ 3 n) laquo

Lraquo c M H i e i t M tt colaquolaquo lo t ioraquo P q 9 7 9

L E G E N D E

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| j 1 1 Ml 100 raquobull-bullbull laquo bull r laquo o raquo raquo [raquoraquo bull bull bull

(ExtgtiaJjt du Document 6600637)

Le tableau 2 donne agrave titre dexemple la valeur du taux dinjection obtenue pour diffeacuterentes reacutealisations au USA

IV - COLMATAGE DES DISPOSITIFS DINJECTION

Le colmatage des puits dinjection a trois origines principales (F 2028)

- preacutesence de gaz dissous dair et de particules en suspension dans les eaux dinshyjection

- reacuteactions entre les eaux dinjection et les eaux du gisement

- reacuteactions entre les eaux dinjection et certains constituants du sol bull bull bull bull bull t

- 71 -

TABLEAU 2

AVERAGE WELL RECHARGE RATES

Location

Fresno Caliicirc Los Angeles Calif Manhattan Beach Calif Orange Cove Calif San Fernando Valley Calif Tulare County Calif Orlando Fia Mud Lake Idaho Jackson County Mich Newark N J Long Island N Y El Paso Texas Williarosbtirg Va

Rate cfs 1

02-09 12 1 04-10 1 07-09 03 | 012 02-21 02-10 01 06 02-22 23 03

(

(ExtnaLt du Document F 275)

Les processus de colmatage

Comme dans le cas des dispositifs dinfiltration les processus du colmatage sont dordre physique chimique ou biologique

1 ) TioceAsiuA meacutecaniques

- deacutepocirct des MES qui forme un eacutecran impermeacuteable

- entraicircnement dair et libeacuteration des gaz dissous Les bulles de gaz ainsi formeacutees peacutenegravetrent dans laquifegravere et en obstruent les pores ceci entraicircne une reacuteduction de la permeacuteabiliteacute Par ailleurs un autre pheacutenomegravene lieacute agrave la preacutesence dair dans les eaux dinjection est agrave craindre il sagit de la formation de poches de gaz sous pression qui par deacutetente lors de larrecirct de linjection peut entraicircner la destruction complegravete de louvrage La fig 20 illustre ce dernier pheacutenomegravene sur un exemple

2) VsioceAALLA chAgraventlque

- dispersion et gonflement des a rg i l e s

- preacutec ip i ta t ion de se ls meacutetalliques ou a lca l ino- ter reux

3) ioceAMA bLoioglqaeA

- pro l i feacutera t ion des bac teacuter ies

- production par l a c t i v i t eacute microbienne de substances chimiques colmatantes

FIGURE 20

PHENOMENE DENTRAINEMENT DAIR AU COURS DE LINJECTION DANS LES DOLOMIES

ET CALCAIRES KARSTIQUES DbullISRAEumlL

(poundxampiaLpound du Document h 2028)

V - REMEDES CONTRE LE COLMATAGE ET GESTION DES DISPOSITIFS DINJECTION

1 ) Meacutethodesi pousi la idducjtLon du colmatage

a) Cas des MES la concentration en MES des eaux dinjection peut ecirctre reacuteduite par un traitement preacutealable comme nous lavons vu dans la premiegravere partie de ce travail

k) pound^_Eumlpound_i ficirciiumlL es Iz dissous un traitement preacutealable permet une deacutesaeacuteration de leau dinjection Par ailleurs pour eacuteviter lentraicircnement dair on peut prendre les preacutecautions suivantes

le tube dameneacutee deau doit toujours ecirctre noyeacute Aussi lintroduction en chute libre est agrave exclure

la construction du puits doit ecirctre telle que tous ces eacuteleacutements soient agrave une pression supeacuterieure agrave la pression atmospheacuterique On eacutevite ainsi tout pheacutenomegravene de succion le long du puits dinjection Ce problegraveme peut ecirctre reacutesolu en utilishysant en pied de forage une valve antisuccion La figure 21 donne la coupe dun tel dispositif

- 73 -

FIGURE 2i

FOOT VALVE USED FOR CONTROLLING RATES OF RECHARGE

THROUGH AN INJECTION UELL

bullRECHARGE PIPE

DISCHARGE SLOTS

bullPISTON

-CYUNDER

-COMPRESSION SPRING

bullSPRING END DISC

SPRING TENSION SPACER

^SPRING RETAINER END PLUG

LxtnaU- du Document Ccedil 5191 )

les deacutebits doivent ecirctre limiteacutes ce controcircle peut se faire en utilisant des tubages ayant un faible diamegravetre ou encore ayant une rugositeacute suffisante

La figure 22 donne

dune part leacutevolution des deacutebits dinjection avec le diamegravetre du tubage

dautre part leacutevolution de ces deacutebits avec la rugositeacute du tubage

- 74 -

FIGURE 22

GRAPH OF FLOW RATES IN SMALL PIPES WITH UNIT HEAD LOSS

PER UNIT LENGTH OF PIPE

INS1DE DIAMeacuteTER OF PIPE IN MllUMETRES 20 40 60 80 J _1 L

2 3 IHS1DE DIAUETEacuteR OF PIPE IN INCHES

(CxtnaLt du Document 6607^39)

c) c3pound_du_colmatage_chimique pour reacuteduire le colmatage chimique lors de linjecshytion on peut suivant le cas

effectuer une deacutemineacuteralisation partielle ou complegravete lors dun traitement preacuteashylable

diluer les eaux dinjection avec une eau neutre vis-agrave-vis du gisement

^ poundpound_^_pound2imaicirclpound_BE_^es bacteacuteries une chloration des eaux dinjection permet en geacuteneacuteral de reacuteduire iumleumlffeumlt_deumls bacteacuteries

bull bull bull bull bull bull

- 75 -

2) CcedileAtLon dltiA puLtt dijyectLon

Comme dans le cas des dispositifs dinfiltration il apparait lors dune recharshyge artificielle de nappe par injection un colmatage progressif Lorsque celui-ci a atteint une valeur inadmissible on doit proceacuteder agrave un deacutecolmatage

La figure 23 montre leacutevolution du taux dinjection avec le temps ainsi que la reacutenovation de ce taux apregraves deacutecolmatage

FIGURE 23

INJECTION RATE VERSUS TIME FOR SHAFT

12

sectraquo o laquo_gt UJ ta 10

T 1 1 1 r~- r

Racharga ahoft

T_

16 24 32 40 48 TIME - DAYS

56 _1_ 64

MlxtnaUL du Document 6607790)

La freacutequence des deacutecolmatages est extrecircmement variable suivant les installations

Les proceacutedeacutes de deacutecolmatage les plus employeacutes sont le pistomage et le repompage dans ce dernier cas la pompe de nettoyage est geacuteneacuteralement laisseacutee agrave demeure dans louvrage (6600637) En effet le deacutemontage de la pompe est coucircteux et deacutelicat Toutefois il faut noter que la preacutesence de la pompe induit une reacutesisshytance hydraulique dans le circuit qui peut reacuteduire dun tiers la capaciteacute deacutecoushylement (G 51341)

La figure 24 donne les deacutetails dun puits dinjection ougrave le systegraveme de nettoyage est inteacutegreacute agrave lensemble de linstallation

- 76 -

FIGURE 24

SCHEMATIC OF INJECTION - WELL COMPLEX

EXTERIOR VIEW OF INJECTION-WELL COMPLEX (from Cohen and Durfor 1956 P D254)

18-ln-diamstelt ffbergtajs injection casing

Dopth below land surface In fost

36-in-diametraquor dritl hotraquo

3-ln-diamater liberglass treacutemie pipe

1 9 2

4-in-diumlamete annuiumlar-space observation wall casing

5-in-X62-f t- _ long scainlesJ Steel annular-space observa-tion-wall scroen

TO-ft-long statn less-steel sand traps

4-In-diamraquoter fibargtass injection pipraquo

1-in-diamraquoter fiberglass pressure-measuring pipraquo

3-in-diemeter fibargtass tromio pipraquo

Cernant grout

2-ft-thick layer of fine sand

16-iumln-X62-fr-long staintess-steel injection screen

Filtsr pack

Ceacutement grout

PLAN VIEW OF INJECTION-WELL COMPLEX

3-in-diameter treacutemie pipe 6-in-diameter opening

18-in-aiameter casing

6-in-diameter pump column

Q 4-in-diameter annular-space

well 4-in-diameter

instrurnent-

192 - f t - deep -^ ) Q-3-in-diameter injection pipe treacutemie pipe

WELL-HEAD FFATURES LOOKING NORTHEAST

50-hp redevelopment-pump motor

Support grate

6-in-diameter pump column-

Main casing access hole

4-iumln-diameter annular-space well

3-jn-diameter -treacutemie pipe

18-in-diameter 53 fiberglass casing^ 5

floor

A-in-diameter instrument-access pipe

Redevelopment lioe

diameter treacutemie pipe

4-in-diameter shaljow-

lnjectiocirc~npipe

4-in-diameter deep-injection pipe

(ExtsiaLt du Document Ccedil 1787b)

- 77 -

Le reacutesultat du deacutecolmatage des puits est en geacuteneacuteral une reacutecupeacuteration quasi-complegravete de la capaciteacute dinjection initiale Mais on peut dire dune maniegravere geacuteneacuterale que les ouvrages dinjection sont dune gestion deacutelicate et que leur dureacutee de vie est impreacutevisible mais de toute faccedilon infeacuterieure agrave celle des disposhysitifs dinfiltration

- 79 -

LISTE BIBLIOGRAPHIQUE

F 2752 TODD DK Groundwater hydrology J Wiley and Sons Ed 1980 546 pages

F 2028 BIZE J BOURGUET L LEMOINE J Lalimentation artificielle des nappes souterraines Ed Masson amp Cie 1972 199 pages

F 3469

F 3918

G 1681519

G 17874

G 51341

A bull bull bull

Health aspects of wastewater recharge Water Information Center New York 1978 240 pages

BEAR J Hydraulics of groundwater McGraw-Hill Book Company 1979 567 pages

SMITH DG LINSTEDT KD BENNETT ER Treatment of secondary effluent by infiltration-percolation EPA-6002-79-174 Aoucirct 1979 103 pages

KOCK E GIAIMO AA SULANN DJ Design and opeacuteration of the artificial-recharge plant at Bay Park New York US Geologicagravel Survey Washington sd

A bull bull bull

Emmagasinement souterrain des eaux et recharge artificielle Ressources NaturellesSeacuterie Eau ONU ndeg 2 1977 307 pages

G 5191 BROWN RF SIGNOR DC WOOD WW Artificial groundwater recharge as a water management technique on the southern high plains of Texas and New Mexico Texas Deacutepart of Water Resources 1978 32 pages

G 5920

G 6230

Lassainissement des reacutegions deacutepourvues de reacuteseau hydrographique et la protection des nappes - tome 1 Agence Fin de Bassin Seine-Normandie Dec 1978 107 pages

Possibiliteacutes deacutepandage des eaux useacutees urbaines Rapport Agence RMC 1979 371 pages

G 7220 BIZE J Recharge artificielle des nappes PNUD Compte-rendu de mission Sept-Oct 1981 45 pages

bull bullbullbullbull

- 80 -

6600517 M0RAVC0VA V Clogging of open air artificial recharge reacuteservoirs by heavy overgrowth of algae Wat Treat and Exam 1971 p 245-252

6600637

6607439

6608781

B0URGUET L Inventaire international des ameacutenagements dalimentation artificielle - deacutepouillement et synthegravese des reacuteponses Hydrologie ndeg 3 1971 80 pages

REEDER H0 Injection-pipe System for artificial recharge Jour Research US Geol Survey vol 3 ndeg 4 1975 p 501-503

TRUEB E BIZE J HZBERER K Kunstliche Grundwasseranreicherung Gas Wasser Abwasser 1975 vol 55 ndeg 12 p 805-815

6610709 ZOETEMAN BCJ HRUBEC J BRINKMANN FJJ The Veluwe artificial recharge plan water quality aspects JIWES 30 ndeg 3 1976 p 123-137

6617223

6619065

6626930

6628281

PIERRE J-F Etude de la veacutegeacutetation algale dune installation dalimentation artificielle dune nappe alluviale de la Moselle Tech Eau et Assainis ndeg 380-381 Aoucirct-Sept 1978 p 47-52

BARONI D La protection des eaux souterraines par la reacutealimentation artificielle - Cas de la nappe franco-suisse de lArve TSM Eau 74 ndeg 3 Mars 1979 p 123-130

TZIMOPOYLOS C TOLIKAS P Technical and theoretical aspects in artificial groundwater recharge ICID Bull 29 ndeg 2 1980 p 40-44

OLSON JV CRITES RW LEVINE PE Groundwater quality at rapid infiltration site J Environ Eng Div 106 1980 EE5 p 885-899

- CHAPITRE IV -

DONNEES ECONOMIQUES DUNE OPERATION DALIMENTATION

ARTIFICIELLE DE NAPPE SOUTERRAINE

- 83 -

La faisabiliteacute technique (existence de conditions geacuteologiques et hydrogeacuteologiques favorables) dune opeacuteration dalimentation artificielle ayant eacuteteacute prouveacutee il convient alors den veacuterifier lopportuniteacute eacuteconomique Pour cela une analyse minutieuse de tous les facteurs entrant dans la composition dune part du revenu et dautre part du coucirct doit ecirctre faite La comparaison de ces deux derniers points permet de deacuteterminer le beacuteneacutefice que peut apporter une telle opeacuteration

La suite du travail consistera alors agrave comparer le prix de revient de lopeacuteration de recharge avec le prix de revient dautres meacutethodes reacutepondant au mecircme objectif (agrave condition bien sucircr que ces autres meacutethodes soient techniquement reacutealisables) Par exemple

- choix entre une opeacuteration de recharge par bassin dinfiltration ou bien par puits dinjection

- choix entre une opeacuteration de recharge par bassin dinfiltration et une uniteacute de traitement des eaux

- choix entre une opeacuteration de recharge par puits dinjection et la construction dune adduction deau

- choix entre un stockage en surface et un stockage souterrain

Nous donnerons un deacuteveloppement de ces diffeacuterentes comparaisons dans le parashygraphe III de cette partie

- REVENUS APPORTEacuteS PAR UNE OPEacuteRATION DE RECHARGE

Ces revenus peuvent ecirc t re d i rec ts ou ind i r ec t s

1 ) RevemiA dLuiecJ^i

Les revenus directs sont le reacutesultat de la vente des eaux de recharge apregraves passage dans le sol et pompage Cette vente se fait suivant la tarification en vigueur des eaux Il faut noter que le prix de leau varie suivant lendroit et dans le temps et que par conseacutequent lestimation des revenus directs dune opeacuteration de recharge suppose la connaissance agrave long terme de la politique de tarification de leau

2) Revenue indiAecJ^i

Les revenus indirects sont le reacutesultat de limpact dune opeacuteration de recharge sur la vie eacuteconomique dune reacutegion ou dun Etat Par exemple

- si lobjectif de lopeacuteration de recharge est la suppression dune surexploitation de la nappe le revenu apporteacute par une telle opeacuteration reacutesultera de la diminution des coucircts de pompage mais aussi de leacuteconomie de travaux dapprofondissement des puits

- si lobjectif de lopeacuteration de recharge est le stockage deau pour une utilishysation posteacuterieure le revenu apporteacute viendra de laccroissement du revenu agrishycole ainsi que de lexpansion humaine et industrielle de la reacutegion concerneacutee

bullbullbullbullraquobull

- 84 -

Compte tenu de la multipliciteacute et de la complexiteacute des paramegravetres entrant dans la composition du revenu indirect apporteacute par une opeacuteration de recharge lestishymation de ce revenu est assez difficile

B - COUcircTS DUNE OPEacuteRATION DALIMENTATION ARTIFICIELLE DE NAPPE

La reacutepartition des coucircts se fait en trois eacutetapes

- coucircts des eacutetudes - coucircts de construction - coucircts de fonctionnement et dentretien

11 COLUA desi ltipoundudampsj

Les eacutetudes comprennent (G 51341)

les travaux de recherche des caracteacuteristiques geacuteologiques et hydrogeacuteologiques des terrains les reacutesultats de ces travaux permettent de conclure agrave la faisabishyliteacute technique ou non dune telle opeacuteration Cette eacutetape conditionne bien sucircr la suite des opeacuterations

le traceacute de cartes

les travaux de conception de linstallation de recharge

la recherche et lachat des terrains

les proceacutedures juridigues si lon doit recourir agrave lexpropriation

2) Travaux de cori4tnucJJoa

Le deacutetail des diffeacuterents points intervenant dans le coucirct dun bassin dinfiltrashytion et dun puits dinjection est donneacute par la figure 1

La figure 2 repreacutesente sur un diagramme le coucirct de certains eacuteleacutements de ces deux dispositifs de recharge artificielle Lanneacutee de reacutefeacuterence est 1975

Chaque installation de recharge est reacutepeacutetons-le un cas particulier Aussi ce sont les conditions locales qui dicteront leacutequipement neacutecessaire si par exemshyple tous les eacutecoulements agrave linteacuterieur de linstallation peuvent se faire par graviteacute le nombre total de pompes neacutecessaires sera reacuteduit ce qui aura pour effet de diminuer le coucirct global de leacutequipement de linstallation (G 5191)

bullbullbullbullbullbull

- 85 -

FIGURE 1

TRAVAUX DE CONSTRUCTION

1 Installations deacutepandage

a) Terrains ou bassins

- leveacutees ou digues - canaux dameneacutee - canaux deacutevacuation

b) Appareils enregistreurs

c) Installations de deacuterivation

d) Dispositifs de controcircle

e) Voies daccegraves

f) Clocirctures

g) Abris

h) Mateacuteriel de traitement de leau

2 Installations dinjection

a) Construction du puits dinjection

- colonne de tubage - compactage du gravier ou de la gravette-filtre

- injections pour eacutetancheacuteiteacute - packers - meacutethode de forage (rotation avec circulation de boue inverseacutee rotation normale battage au cacircble autres meacutethodes)

- perforations

b) Puits dobservation

- tubage - massif de gravette-filtre - injection pour eacutetancheacuteiteacute - meacutethode de forage (rotation avec circulation de boue inverseacutee rotation normale battage au cacircble autres meacutethodes)

- travaux dachegravevement (perforation dispositifs pour leacutetude du puits par la meacutethode du carottage geacuteophysique)

- installations de controcircle des expeacuteriences

- 86 -

c) Puits dextraction mdash mecircmes opeacuterations que pour les puits expeacuterimentaux avec en plus

- mateacuteriel de pompage - eacutenergie (eacutelectriciteacute moteurs agrave combustion interne)

d) Installations de controcircle de lexploitation

- poste de reacutegulation de la pression - compteurs - vannes (de fermeture controcircle soupape de seacutecuriteacute de purge soupape agrave vide)

e) Installations de traitement de leau

- javellisation - acidification - autres proceacutedeacutes

f) Conduites

- mateacuteriaux (buses en beacuteton acier recouvert et doubleacute de beacuteton amiante-ciment matiegraveres plastiques)

g) Bacirctiments

h) Appareillage de controcircle

- enregistreurs - sondeurs - eacutechantillonneurs (pompe submersible eacutechantillonneur aleacuteatoire pompe eacuteleacutevatoire agrave air conductiviteacute eacutelectrique)

(CxampiaU du Document Ccedil 513^1 )

- 87 -

FIGURE 2

DIAGRAM SHOWING COST FACTORS OF AN ARTIFICIAL-RECHARGE INSTALLATION

Playa lake

Screen wire enclosure styrofoam floating inlef

Flexible suction hose 50 et S 8 0 0 per foot

Chemical feed pump and tank capacity 03-2 galhr S 210 Chemical flocculant S 3 - S 3 0 acre-foot

reg

Q Pump-capacity 500 galmin at 80 head

Aluminum irrigation picircpe 6 at S 105 per foot 100 feet

Excavation of settling basiumln 10x 10x 100

Screen wire baffles I 14 pipe frames

Pump-capacity 500 galmin at 80 head __

Aluminum irrigation pipe g 6 o t S 105 per foot 100 feet

Excavotion of spreading basin

Flexible suction hose 20 at S 8 00 per foot

Injection well 200 depth =deg I0diamefer 150 wire

wrapped screen 50casicircng 30 yds gravel pack

Spreading basin

S 150 2 0

4 0 0

1800

105

80O

20O

160 1800

105 S540O

StOOO

Not to scate

lpoundxtnaAgraveJL du Document Ccedil 5191 ) - Anneacutee de sieacutepoundeacutesience 1975 -

- 88 -

3) Fonctionnement et entnetien

La figure 3 donne la liste des diffeacuterents eacuteleacutements constituant le coucirct du foncshytionnement et dentretien pour des bassins dinfiltration ou des puits dinjecshytion

U) Coucirct gj-obat

La reacuteunion des coucircts preacuteceacutedents deacutetermine le coucirct global dune opeacuteration de recharge Ce coucirct calculeacute sur une anneacutee de fonctionnement et rapporteacute au volume deau annuel ainsi utiliseacute donne le prix de revient du m3 deau de recharge

Lexamen de plusieurs installations montre que ce prix de revient est variable neacuteanmoins en utilisant les reacutesultats dune enquecircte faite il y a quelques anneacutees on peut deacutefinir les valeurs moyennes pour les diffeacuterents facteurs eacuteconomiques dune recharge artificielle Ainsi le tableau 1 donne la valeur moyenne des investissements neacutecessaires pour diffeacuterents dispositifs de recharge

TABLEAU 1

INVESTISSEMENT EN FRANCS PAR M3AN INFILTRE

Prctrait

Moyennes

Bassins et canaux

avec

0362

sans

0139

Puits ou forages

avec

0125

sans

0052

(Extrait du Document 6600637) - Anneacutee de AeacutefLeacutenence 1971 -

Lexamen du tableau 1 suggegravere les remarques suivantes

- le coucirct moyen des investissements par m3 et par an semble 2 agrave 3 fois plus eacuteleveacute pour les canaux et bassins que pour les puits et les forages dinjection Cette importante diffeacuterence dans les investissements sexplique en grande partie par la neacutecessiteacute dans le cas dun bassin ou dun canal dacheter une importante superficie de terrain Ainsi en zones urbaines lacquisition des terrains peut repreacutesenter jusquagrave 50 des investissements

mdash le coucirct dinvestissement du preacutetraitement constitue une part importante du coucirct total dinvestissement Le tableau 2 montre lincidence dun preacutetraitement sur le prix de revient moyen dun m3 deau (reacutesultats pour les dispositifs dinfilshytration seulement)

laquobullbullbullbullbull

- 89 -

FIGURE 3

FONCTIONNEMENT ET ENTRETIEN

1 Installations deacutepandage_

a) Nivellement eacutegalisation des surfaces

b) Protection contre les orages

c) Reacuteparation et remplacement des structures

d) Entretien du mateacuteriel

e) Combustible pour le mateacuteriel

f) Location du mateacuteriel

g) Ponccedilage et ramassage de la boue

h) Protection contre les insectes

i) Lutte contre la veacutegeacutetation parasite

j) Ameacutelioration de lapparence estheacutetique des installations (notamment plantation de rideaux darbres et systegraveme darrosage)

k) Protection contre les rongeurs

1) Patrouilles de surveillance

m) Traitement de leau (floculants)

n) Entretien des pentes

o) Actes de vandalisme

2 Installations dinjection

a) Appareillage dobservation et de controcircle

b) Appareillage pour la mesure du niveau deau

c) Echantillonnage de leau

d) Remise en eacutetat des puits et enlegravevement des deacutechets

e) Traitement de leau

- javellisation - acidification - autres proceacutedeacutes

f) Entretien du mateacuteriel

g) Reacuteparation des structures

- 90 -

h) Combustibles

i) Location de mateacuteriel

j) Patrouilles de surveillance

k) Analyses de leau

1) Acte de vandalisme

3 Bureaux

a) Controcircle et surveillance

b) Administration

c) Paiement des salaires et reacutemuneacuteration

d) Frais geacuteneacuteraux (bureaux et services locaux)

- location et services publics - teacuteleacutephone - fournitures

- entretien de leacutequipement de bureau

e) Salaires et traitements

f) Responsabiliteacute civile (assurances)

g) Impocircts et taxes

h) Inteacuterecircts

(poundxampiaLt du Document Ccedil 513^1 )

- SI -

TABLEAU 2

INCIDENCE DU PRETRAITEMENT SUR LE PRIX DU M3 DEAU

Moyennes

Prix du m3

en F F

0249

Incidence du

preacutetraitement

27

Prix du preacutetraitement par m5 (FF)

00787

(6xtnaLt du Document 6600637 ) - Anneacutee de ieacuteLeacutenence 1971 -

Le coucirct du preacutetraitement eacutetait donc en 1971 en moyenne de 8 centimes par m3

Nous avons vu que le preacutetraitement des eaux dinfiltration retarde lapparition dun colmatage inadmissible et donc reacuteduit lentretien du dispositif concerneacute Un calcul rapide montre cependant que leacuteconomie ainsi reacutealiseacutee est loin de venir compenser les deacutepenses dues au preacutetraitement de leau On cherchera donc dans le cas dun dispositif dinfiltration agrave reacuteduire au maximum le preacutetraitement des eaux de recharge

La figure 4 donne les reacutesultatsde correacutelations statistiques eacutetablies entre linshyvestissement neacutecessaire agrave la reacutealisation dune opeacuteration dalimentation artifishycielle de nappe et le volume annuel introduit par ce moyen dans laquifegravere

FIGURE 4

INVESTISSEMENT ET VOLUME

ANNUEL INTRODUIT DANS LAQUIFERE

-Don I raquo eacuteqootionraquo claquo tfroicircfraquoraquo draquo recircccediltbullgt

2 bullbullraquo bulltpfinegrave bullraquo | 0 Fiones

V bullbullraquo apgtrtmraquo raquon tOS ttram

mdashLlaquoraquo coMcirraquotraquo poundbull corttal ioraquo obtraquoraquoraquo

t E C E N D E

H+f+ nraquowl

p a raquo t t i laquoalelaquof

bull bull bull laquo

A m bull

i bull

raquobullbullraquo

A a o

o o

lSxtnait du Document h 2028) - Anneacutee de leacutefLeacutenence 1971 -

A Forage P 3 raquolaquo Cooi o DruI

IOraquo i o lO

Vol me AIMCCcedilI tulro-Stucirct 4raquouraquo IV^utfire Inraquo)

- 92 -

Sur la figure preacuteceacutedente on peut remarquer quune installation de recharge a un coucirct dinvestissement qui en moyenne croicirct plus vite que le volume annuel introduit Pour une installation sans preacutetraitement cest linverse

- ETUDE DE LOPPORTUNITEacute EacuteCONOMIQUE DUNE OPEacuteRATION DE RECHARGE

ARTIFICIELLE - COMPARAISON AVEC DAUTRES MEacuteTHODES DE MISE EN VALEUR

DES RESSOURCES EN EAU

Lalimentation artificielle de nappe est une opeacuteration rentable pour autant quelle soit moins coucircteuse que les autres meacutethodes de mise en valeur des ressou-ces en eau (G 51341) Il convient donc avant de choisir une meacutethode deacutetablir une comparaison de coucirct avec les autres meacutethodes (agrave condition bien sucircr que celles-ci soient techniquement reacutealisables)

Nous donnons ci-dessous quelques cas de comparaisons qui peuvent se preacutesenter

) CompcuiaLion enjQie un basi^in dinfJJjjtnaAlon et un puiAsi din^ecAion

Nous avons vu que agrave deacutebit annuel fixeacute le coucirct dinvestissement moyen dans le cas dun bassin dinfiltration est 2 agrave 3 fois plus eacuteleveacute que dans le cas dun puits dinjection Cependant le prix de revient dun m3 deau infiltreacute dans un bassin est en geacuteneacuteral un tant soit peu moins eacuteleveacute quun m3 deau injecteacute dans un puits Ceci sexplique par trois faits (6622466)

les coucircts de traitement sont reacuteduits dans le cas dune installation de recharge fonctionnant avec des bassins

lentretien des bassins est beaucoup plus aiseacute que celui des puits dinjection les frais dentretien des bassins sont donc moindres

la dureacutee de vie des ouvrages dinjection est en geacuteneacuteral beaucoup plus courte que celle des bassins Par conseacutequent lamortissement des premiers doit se faire plus rapidement que celui des seconds

Pour ecirctre compeacutetitifs vis-agrave-vis des bassins dinfiltration les puits dinjection doivent donc ecirctre conccedilus et geacutereacutes de maniegravere rigoureuse Cest pourquoi dans bien des cas on a preacutefeacutereacute malgreacute leur prix les bassins aux puits dinjection

2) CompcuiaLion entie une insitaUAation de Aechange anAAficJ-eAAcirce et une uniteacute de tnaAjtement damp4 eaux

Placcedilons nous dans le cas ougrave linstallation de recharge est un bassin Nous avons vu que par passage dans le sol leau dun bassin peut ecirctre grandement purifieacutee Ce traitement par le sol vient donc concurrencer techniquement le traitement en station

Examinons alors les eacuteleacutements de comparaison suivants (5600836)

a) implantation lespace neacutecessaire pour la construction dune uniteacute de traitement est infeacuterieur agrave celui neacutecessaire pour une recharge par bassin

b) besoin en eau dans le cas dune recharge les pertes en eau peuvent seacutelever a 40 du volume introduit

- 93 -

c) estheacutetique dans un cas comme dans lautre les installations paraicirctront inesshytheacutetiques

d) seacutecuriteacute de lexploitation dans le cas dune recharge par bassin on doit sattendre agrave des variations des deacutebits dinfiltration (colmatage fluctuations saisonniegraveres agissant sur la viscositeacute de leau) Mais la simpliciteacute des instalshylations avec bassins fait quelles sont moins exposeacutees aux pannes Pour ecirctre fiables les uniteacutes de traitement exigent pour leur part une gestion et un entretien rigoureux mis en oeuvre par un personnel qualifieacute

e) Possibiliteacute de surcharge les uniteacutes de traitement peuvent supporter jusquagrave 25 de surcharge Par contre la possibiliteacute de surcharge pour les bassins est faible En effet les bassins ont des dimensions fixeacutees et par conseacutequent ils ne peuvent recevoir plus deau quils peuvent en contenir

f) possibiliteacute dagrandissement les uniteacutes de traitement peuvent ecirctre facilement agrandies ce qui nest pas le cas pour les bassins

g) constitution de leau eacutepureacutee leau reprise apregraves infiltration dans le sol est agrave condition de respecter certaines conditions (cf 2egraveme partie de cette eacutetude) toujours claire et saine Leau traiteacutee pose souvent des problegravemes dodeur de saveur et de tempeacuterature

La comparaison eacuteconomique entre une installation de recharge par bassins et une uniteacute de traitement des eaux a souvent montreacute lagrave ougrave les conditions geacuteologiques et hydrogeacuteologiques sont favorables et le prix des terrains pas trop eacuteleveacute la rentabiliteacute de cette premiegravere meacutethode de traitement et de reacutegeacuteneacuteration des eaux

3) CompgiltxLion entte une i-nAtaAAaALon de iechaAge antAfcAcieMle et une adducJLJon deau (66025W7 ^

Placcedilons nous dans le cas ougrave linstallation de recharge est un puits dinjection

Pour ces deux installations on peut en premiegravere analyse confondre les frais de production et de pompage Si par ailleurs on neacuteglige les autres frais dexploishytation tels que lentretien la comparaison eacuteconomique entre les deux installashytions est alors rameneacutee agrave la comparaison des coucircts dinvestissement

pour les puits dinjection les coucircts dinvestissement sont composeacutes principaleshyment du coucirct du forage et du coucirct de la station de pompage

pour ladduction les coucircts dinvestissement sont reacuteduits aux coucircts de la canashylisation et des ouvrages annexes

La figure 5 donne un exemple chiffreacute dune telle comparaison pour lalimentation dune agglomeacuteration situeacutee au-dessus de la nappe souterraine de lAlbien (Reacutegion Parisienne)

Le coucirct dinvestissement pour une adduction deau eacutetant fonction de la longueur de la canalisation il apparaicirct donc quil existe une distance optimum au-delagrave de laquelle une installation de recharge est moins oneacutereuse quune adduction deau

bull bullbullbullbullraquo

- 94 -

FIGURE 5

ALIMENTATION A PARTIR DE LA NAPPE DE LALBIEN COMPARAISON AVEC UNE

SOLUTION DE TRANSPORT DEAUX DE SURFACE

exemple Lapprovisionnement en eau potable dune aggloshymeacuterat ion de 25 000 habitants dont les besoins atteishygnent laquon peacuteriode de pointe 7 000 m3jraquo peut ecirctre assureacute

soit p a r u n e adduct ion directe en premiegravere ecirclegrave-vation d eaux de surface depuis la plus proche usine de trai tement

soit par -des preacutelegravevements dans TAlbicircen effectueacutes sur place et compenseacutes pa r linjection simultaneacutee bullau niveau de la mecircme usine de Yolumes eacutequishyvalents

En premiegravere approximation l a comparaison entre ces deux solutions peut ecirctre rameneacutee agrave la comparaishyson des investissements correspondants

mdash lthuucircgt le ynetuief cas agrave une conduite de 350 mm de diamegravetre (1) soit environ 035 MFkm

(1) Coucirct moyen approximatifraquo au megravetre lineacuteaire en TOAC scmiuml-urbanicircseacutee y comprisregards ouvrages et toutes sujeacutetions r 350 F

dans le second cas agrave la reacutealisation d un doublet de forages agrave lAlbien

Forage dinjection 09011F Forage de preacutelegravevements 090Icirc1F Geacutenie Civil station de pompage et de tfeacuteferrisaticircon _ 035MF Equipements de pompage 015MF Equipements de deacutefcrrisatioR 015 MF

soit environ 2-15 MF

Comparaison des dsua solutions

Compte tenu des hypothegraveses adopteacutees la solution du doublet de forages agrave lAlbien parait la plus avanshytageuse si la longueur de ladduction directe excegravede 7 km (215035)

(Existait du Document 6602587) - Anneacutee de leacute^eacuteience 197b -

Le c a l c u l p reacuteceacuteden t e s t une s i m p l i f i c a t i o n du c a l c u l r eacute e l q u i en f a i t e s t p lu s complexe En dehors de t o u t e c o n s i d eacute r a t i o n eacuteconomique une opeacute ra t ion de recharge a r t i f i c i e l l e peut s imposer l agrave ougrave l e s r e s s o u r c e s n a t u r e l l e s d a l i m e n t a t i o n en eau s a v egrave r e n t i n s u f f i s a n t e s pour s a t i s f a i r e l e s b e s o i n s Exemple dans l e s icirc l e s ougrave l e s r e s s o u r c e s n a t u r e l l e s son t f a i b l e s e t ougrave l e p r i x du dessalement de l e a u de mer e s t souvent p r o h i b i t i f

- 95 -

U) Compcuiabbion ervUie le ^tocAage de siUAjlace et te 4tockage 4oideAAaln

Lfraquo figure 6 donne les reacutesultats dune correacutelation statistique entre le montant des investissements et le nombre de m3 deau stockeacutes par an pour un reacuteservoir de surface et un reacuteservoir souterrain

FIGURE 6

COMPARAISON DES COUTS DES STOCKAGES SUPERFICIEL ET SOUTERRAIN

1310raquo

I I

T3103

13107

TTykAT-STt 44-

rlt^r~^Trrttr

MaouM

IW3raquo 1V10raquo IVW

(ExtAaLt du Document f- 2028) - Anneacutee de ieacuteeacuteAence 1971 -

A partir de la figure preacuteceacutedente on peut donc deacuteduire que pour des volumes infeacuterieurs agrave environ 30 millions de m3 par an le stockage souterrain est plus inteacuteressant financiegraverement que le stockage de surface

bull bullbullbullbullbull

- S6 -

Par ailleurs le stockage souterrain preacutesente les avantages suivants

- disponibiliteacute de reacuteserve en cas de catastrophe stoppant les possibiliteacutes dimporshytation deau

- eacutelimination des pertes par eacutevapotranspiration

- pas de problegraveme dalgues et moins de risques de contamination

- reacuteduction des risques daffaissements dus agrave une baisse du niveau de la nappe

- possibiliteacute de traiter et de purifier leau par passage dans le sol

- 97

LISTE BIBLIOGRAPHIQUE

F 2028

G 1681506

BIZE J BOURGUET L LEMOINE J Lalimentation artificielle des nappes souterraines Ed Masson amp Cie 1972 199 pages

REED SC CRUES RW THOMAS RE HAIS AB Cost of land treatment Systems EPA-4309-75-003 Septembre 1979 135 pages

G 51341

G 5191

Emmagasinement souterrain des eaux et recharge artificielle Ressources NaturellesSeacuterie Eau ONU ndeg 2 1977 307 pages

BROWN RF SIGNOR DC WOOD WW Artificial groundwater recharge as a water management technique on the southern high plains of Texas and New Mexico Texas Dept of Water Resources 1978 32 pages

G 6230

5600836

6600449

6600637

6601974

6602587

Possibiliteacutes deacutepandage des eaux useacutees urbaines Rapport Agence RMC 1979 371 pages

GANDENBERGER W Principes de lalimentation artificielle des nappes souterraines Bull BRGM III Janvier 1968 p37-50

SAINT-PE MA Alimentation artificielle des nappes Bull of the Int Assoc of Scientific Hydrology XVI 2 Juin 1971 p 7-25

BOURGUET L Inventaire international des ameacutenagements dalimentation artificielle - deacutepouillement et synthegravese des reacuteponses Hydrologie ndeg 3 1971 80 pages

WESNER GM CULP RL Wastewater reacuteclamation and seawater desalination JWPCF vol 14 ndeg 10 Octobre 1972 p 1932-1939

GIRARD0T PL KESTER M Lesquichage de la nappe albienne en reacutegion parisienne TSM LEau Avril 1974 p 141-152

6610203 WILLIS R Optimal groundwater quality management well injection of waste waters Water Res Res Feacutevrier 1976 vol 12 p 47-53

bull bullbullbullbullbull

- 98 -

6613978

6614931

Divers auteurs Les problegravemes de leau Geacutenie Rural ndeg speacutecial Nov-Deacutec 1977 ndeg 11-12 158 pages

BUROSOK Wastewater reacuteclamation in St Croix JWPCF 1977 49 ndeg 3 p 429-435

6616816 BIANCHI WC NIGHTINGALE HI McCORMIGK RL A case history to evaluate the performance of water-spreading projects JAWWAMars 1978 p 176-180

6621087

6622466

ARGO DG The cost of water reacuteclamation by advanced wastewater treatment 51st Ann Conf WPCF Anaheim 1978 13 pages

EDWORTHY KJ Artificial groundwater recharge and its relevance in Britain JIWES 1979 33 ndeg 2 p 151-172

- CHAPITRE V -

LES INSTALLATIONS DE RECHARGE ARTIFICIELLE DE

NAPPE DANS LE MONDE

- 101 -

Les reacuteserves deaux souterraines constituent une immense ressource En effet on estime agrave 4 millions de km3 la quantiteacute des eaux souterraines situeacutees entre la surface du sol et la profondeur de 800 m agrave titre de comparaison le volume total des lacs deau douce est denviron 120000 km3

Cette ressource en eau souterraine est par ailleurs omnipreacutesente et peut donc ecirctre mis agrave part dans quelques reacutegions du globe exploiteacutee

Dans de larges reacutegions du monde les preacutecipitations sont insuffisantes pour pouvoir couvrir les besoins en eau A titre dexemple la figure 1 donne la carte des reacutegions du globe ougrave les preacutecipitations sont insuffisants vis-agrave-vis des besoins agricoles

FIGURE 1

Waiet-dejiciency (-) and valet-surplus (+) zones in ihe vorld A water deficiency exisls if preacutecipitation supplies less ztiater than would be nrrdedjor vellutatered vrgelalian In the reverse circumslcnccs ihere is a wzter surplus

((L-xtnaJut du Document Z 49 )

En comparant la figure 1 avec la figure 2 on peut se rendre compte que les zones ougrave on constate un manque en eau agricole sont naturellement les reacutegions arides ou semi-arides mais aussi certaines reacutegions tempeacutereacutees

bull bullbullbullbullbull

FIGURE 2

o ru

(euroxpoundnalpound du WoJild Atia by Bantholomew)

- 103 -

Pour situer le rocircle de la recharge artificielle dans la gestion globale des resshysources en eau nous allons eacutetudier deux cas

- cas des zones arides et semi-arides - cas des zones tempeacutereacutees

1 ) CaS desi gonampA avide^ et somL-cuiidesi

Dans ces reacutegions lexploitation des eaux souterraines est souvent la seule solushytion dapprovisionnement en eau Aussi la recharge artificielle vise dans ces reacutegions agrave augmenter la recharge naturelle lors des rares preacutecipitations afin de limiter les pertes par eacutecoulement de surface ainsi que par eacutevapotranspiration Il est possible de faire ainsi un stockage deau dans le sol

Il faut tenir compte du fait que la majoriteacute des pays situeacutes dans les zones arides du globe sont le plus souvent des pays en voie de deacuteveloppement donc dans lesquels on doit utiliser une technologie adapteacutee aux moyens locaux

Prenons lexemple de lAfrique et plus particuliegraverement les pays du Sahel

La figure 3 situe les zones arides et semi-arides dAfrique

Les pays du Sahel sont situeacutes au nord des deacuteserts du Sahara et du Fezzan dans des zones extrecircmement arides Parmi ces pays seules lAlgeacuterie et la Libye disposhysant de revenus peacutetroliers ont un niveau deacuteducation et deacuteconomie suffisant pour pouvoir mettre en oeuvre des techniques sophistiqueacutees de mise en valeur des resshysources en eau et ainsi assurer leur expansion humaine et eacuteconomique

2) CQA desi pay-si tompeacuteAeacuteA_

Laugmentation croissante des besoins en eau combineacutee avec la deacuteteacuterioration de la qualiteacute des eaux de surface ont entraicircneacute le deacuteveloppement de lexploitation des eaux souterraines

La recharge artificielle permet dans les reacutegions tempeacutereacutees

- dune part le soutien et la restauration de nappes surexploiteacutees

- dautre part lameacutelioration de la qualiteacute des eaux de surface par passage dans le sol

Ces deux points visent donc agrave ameacuteliorer en quantiteacute et en qualiteacute les eaux consommeacutees

Afin de preacutesenter les diffeacuterentes reacutealisations dans le monde nous allons les classer en fonction de lobjectif principal viseacute par ces installations

Principalement on distingue 4 objectifs

I - Stockage deau en peacuteriode humide pour utilisation en peacuteriode segraveche I - Soutien et restauration dune nappe surexploiteacutee I -Constitution dune barriegravere hydraulique contre lintrusion deaux saleacutees (ce

point est souvent une conseacutequence du point preacuteceacutedent) V - Ameacutelioration de la qualiteacute de leau par filtration dans le sol

- 104 -

FIGURE 3

TERRES ARIDES DAFRIQUE

E

A

S

rii bull i ri

i i

_

A n d raquo

Trontliraquo im plaquoV

1000 KIUX5

WOJtoeh

lpoundicOixLUt du Document I 1021)

bull bull bull bull bull

- 105 -

- INSTALLATIONS DE RECHARGE ARTIFICIELLE AYANT POUR OBJECTIF

LE STOCKAGE DEAU

1 ) Liacircte de^i in^taM-atlorvi

(1

(2

(3

(4

(5

(6

(7

(8

(9

(10

(U

(12

(13

Valleacutee du Danube Roumanie - Bulgarie

Valleacutee de la LeeGrande-Bretagne

Camp Peary USA

Valleacutee de la Prut Ukraine

Wroclaw Pologne

Comteacute de Los Angeles USA

Massif de Zaghouan Tunisie

Plaine cocirctiegravere dIsraeumll

Source de Yarkon Israeumll

Dan Project Israeumll

URSS

Valleacutee de lOued Biskra Algeacuterie

Plaine de Karakoum Turkmeacuten

Ahmedabad Inde

istan URSS

(G 51341)

(F 2028)

(F 2028)

(G 51341)

(6609067)

(G 51341)

(G 51341)

(G 51341 F 2028)

(G 51341)

(G 6230 G 6212)

(G 51341)

(G 51341)

(Z 13312c)

2) Le tablexiu 1 donne la reacutepartition suivant le climat et le niveau de deacuteveloppeshyment des pays concerneacutesdes installations preacuteceacutedentes

TABLEAU 1

- _ -NIVEAU DE

C L l r^-C^EVELOPPEM

TEMPERE

CONTINENTAL

MEDITERRANEEN

SEMI-ARIDE

ARIDE

TROPICAL

INDUSTRIALISE

(1) (2) (3) tableau 2

(4) (5) tableau 3

(6) tableau 4

(12) tableau 5

EN VOIE DE DEVELOPPEMENT

(7) (8) (9) (10) tableau 6

(11) tableau 7

(13) tableau 8

- 106 -

3) Lampi tableaux 2 agrave 8 donnent pour chaque cas particulier de climat et de niveau de deacuteveloppement quelques caracteacuteristiques des installations correspondantes

- tableaux 2 agrave 5 reacutealisations en pays industrialiseacutes

- tableaux 6- agrave 8 reacutealisations en pays en voie de deacuteveloppement

TABLEAU 2 REALISATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT TEMPERE

PAYS

Roumanie -Bulgarie

GBretagne

USA

1 j LOCALISATION

I 1 j Valleacutee du Danube | (voir fig 4) 1 1 j Valleacutee de la Lee

1 1 J Camp Peary 1 1

EAU

R

R

bull

1 1 | GEOLOGIE |

| 1 | Valleacutee alluviale | j (sables et graviers)j 1 1 1 l j Craie j j(voir fig 5) j 1 1 1 1 (Lentille deau dans | jeau saleacutee j

1 1

VOL

2109

AQUI

m3

DISPOSITIFS

bassins

bull puits

puits

1 ICOLMA

I 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

1 | TRAIT

| Preacute

1 1 1 1 2 1 1 1 j Preacute 1 1

1 | PERFORMANCES r i i i i j12 millions de j m3an

1 1 | entre 45 et 20 j m3h

1 bull

1 1 1 PRIX |

1 1 i i i i i i i i icirc 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

Notations

R e eau de riviegravere Preacute= preacutetraitement des eaux 2 raquo traitement secondaire des eaux

FIGURE 4

- VALLEE DUDANUBE - ROUMANIE-BULGARIE

(HODHAHIB)

m - d CALAT

MAJUk

Belgrade SEVEXraquo bull laquo bull 8L

Bucarest deg

(BULGARIE)

(Extrait du Document Ccedil 5 i47 ) bull bull bull bull bull bull

- 107 -

FIGURE 5

VALLEE DE LA LEE - GE0L0GIE-PIEZ0METRIE AVANT ET APRES ALIMENTATION

ARTIFICIELLE DURANT LA PERIODE 1954-1955

1 mite gt 1

Terrains superficiels

Eii3 Argiles de Londres

KiZij VoohvJch e t Reading beds (5mper7traquosbFe

Pampi Sables thanegravetiens

P 3 Craie

mdashmdash Njyrau piucircrorpucirclricircque en octobre 1953

(svanL DIcircirrcntattoT OftificicirccIIe) -~mdash Niveau piumlocircromstriqus maximum apregraves rnjrciian

durant la peacuteriode lS5f-19S5

Sx-Oiaugravet du Document t 2028)

TABLEAU 3 REALISATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT CONTINENTAL

i PAYS

| URSS

| Pologne

| LOCALISATION

| I | Valleacutee de la | Prut

I | Wroclaw

i

EAU

R

R

I | GEOLOGIE

iPlaine alluviale |(voir fig 6)

ISeacutediments tertiaires

I I

VOL AQUI I | DISPOSITIFS

|bassins agrave

I I I |fosseacutes et (eacutetangs

i

I |C0LMA

sable| P I I 1 |PCB 1 1

1 1 | TRAIT

I

1 | Preacute

1 1 1 | Preacute

1 1 1

PERFORMANCES

12S0OO m3jour

PRIX

Notations

H = eau de riviegravere P ~ physique C raquo chimique B = biologique

Preacute = preacutetraitement des eaux

- 108 -

FIGURE 6

VALLEE DE LA PRUT

l l t 1 T

A r g i l e du miocegravene

i _ i J - i J i laquov t iuml j 100 200 300 400 500

P i s t a n e e (en megravetres) 6 0 0

lHxtrialt du Ucircocumervt Ccedil 513^1 )

TABLEAU 4 REALISATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT MEDITERRANEEN

PAYS

USA

1 | | LOCALISATION | EAU

GEOLOGIE 1 I (VOL A8UI | DISPOSITIFS

jComte de Los I Angeles |(voir fig 7) I I

(Bassins remplis de (seacutediments mal |consolideacutes i i

gt agrave 12 10s m3

|bassins et |terrains |deacutepandage I

j COLMA | TRAIT | PERFORMANCES j PRIX

I Preacute | 60 m3s jde re-|vient [de 4 agrave |242 pou H (icirceee n3 I

Notations

R = riviegravere P = physique

Preacute = preacutetraitement

- 109 -

pound O

- H -M

a a

O gtrt bullXi rH a -H o bullraquo-gt

K 3

bull S bull 0)

-=f G rH O

ta

ta 0)

raquoltD 4-raquo bull H KJ u +gt X

d o

n o bulla

a a

ta

o bulla 6raquor4 p O

bullbullgt laquo ta a fcgtd

irvviraquo bullH ni

- 110 -

TABLEAU 5 REALISATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT ARIDE

PAYS

U R S S

1 | LOCALISATION

1 1 |P la ines de jKarakourt

l

EAU

R

1 | GEOLOGIE

1 1 JAlluvions forma-j t i o n s de l ta iumlques

1

I |VOL

1 i 1

AQUI 1 | DISPOSITIFS

| Pui t s 1 1

1 ICOLHA

1 1 1 P 1 1

1 |TRAIT

1 1 1 1 1

PERFORMANCES 1 | PRIX

1 1

Notations

R raquo riviegravere P = physique

TABLEAU 6 REALISATIONS EN PAYS EN VOIE DE DEVELOPPEMENT A CLIMAT MEDITERRANEEN

1 1 I I I I 1 1 PAYS j LOCALISATION EAU j GEOLOGIE |VOL AQUI | DISPOSITIFS |COLMA |TRAIT j PERFORMANCES j PRIX j

1 I I 1 I I 1 1 I I i i l 1 1 1 1 1 bdquo I I

Tunisie |Massif de | R | Calcaires | | P e t i t s barrages| P | Preacute 132 10deg m3an | | Izaghouan | j (voir f i g 8) j | l l l i l j ( v o i r f i g 8) | j j | I I I I I

1 1 1 1 1 1 1 i l I I 1 1 1 1 1 I sraeuml l |P la ine c S t i egrave r e | R | Pla ine l i t t o r a l e | |Pu i t s | PB | 2 | gt 10 10deg m3an | |

| ( v o i r f i g 9) j j (vo ir f i g 9) j j I I I i l

1 1 I I 1 1 1 1 1 i l 1 1 l l l I I I s r a euml l |Source de Yarkon | R | Roches carbonateacutees |900 10deg m3 |Puits mixtes | PB | 2 |entre 500 e t 1000 |de r e - |

1 I 1 p l i s s eacute e s j j l i t 3h jvient j I I I (voir fig 10) | j l l l I001S2 | 1 I I I I l l l Ipar n3 | 1 I l 1 1 i l I I l l l I I

I s r a euml l |Dan Projet (Tel | U | Dunes de sab le s | |Bass ins |PCB | 2 |300000 m3jour |de r e - | 1 Aviv) i l i l l l l jv ient j I i l I I i 1 1 i00262 | j i l i l I I jpar m3 i 1 I I I I l l l I I

Notations

R = riviegravere U = useacutee P = physique C = chimique B = biologique 2 = secondaire

- 111 -

FIGURE 8

MASSIF CALCAIRE DE ZAGHOUAN (Tun i s i e )

fmdash bull (n 1 f F H r

f Hammamet

SOUSSE --

5gt

+gtmdash mdashmdash mdash

^-a mdash

bull bull

9 - c a l c a i r e s du j u r a s s i q u e s u p eacute r i e u r

5 e t 1 - c a l c a i r e s djj l i a s

N-O m s-o

DJSBJL r i A H N C a

ampEacuteEacuteEacuteamp5

lLxtnaJjt du Document Ccedil 513^11 bull bull bull bull bull bull

- 112 -

FIGURE 9

FORMATION AQUIFERE DE LA PLAINE COTIERE

ISRAEumlL

Echelle

Limites des collines et raquoraquogtmdash des montagnes

Canalisations nationales bull deau laquo -Source raquo Ville

Direction de 1raquoeacutecoulement ~- ~ eaux souterraines

Zone de forages dexploitation

N n

Mer Zone de PLAINE COTIERE D1ISRAEumlL - PBOFIL SCHEMATIQUE

Z Z 7 Z ^ 7 7 Z Z Z Z Z Z pound ^ g f l a nappe ^T (ampgtgt p h r eacute a t i q u e bullpoundamp

iuml i d eacute s

S c h i s t e s a rg i l eux

(extrait du Document Ccedil 513U1 ) bull bull bull bull bull

- 113 -

FIGUREacute 10

SOURCE DE YARKON ISRAEumlL

ONO

PROFIL TRANSVERSAL DE LA FORMATION DANS LES MONTS DE JUDEE

Meacute ri i terraneacute e VAVHE

Plsst

J Aquifegravere

(Pleacuteistocegravene (Gregrave

Roches

es M (Neogene Neogsh _ deg

(Schistes

Sench

CeLraquostdol

2J impermeacuteables

(Seacutenonien

raquoraquoraquobull

Eocch

(Marnes crayeuses

(Turonien-Ceacutenomanien (calcaires et dolomites

(Craies (eacuteocegravenes (semi-(impermeacuteables

Q - (Ceacutenomanien infeacuterieur 1 (Dolomites

L e s h (Creacute t aceacute i n f eacute r i e u r ( S c h i s t e s

(dxtAaUL du Document Ccedil 513^1 )

TABLEAU 7 REALISATIONS EN PAYS EN VOIE DE DEVELOPPEMENT A CLIMAT SEMI-ARIDE

i r~ I I i l I I I i l I PAYS LOCALISATION | EAU | GEOLOGIE | VOL AQUI| DISPOSITIFS |COLMA |TRAIT | PERFORMANCES | PRIX |

i I I I lt i I i I I I I I l i i j Algeacuterie jvalleacutee de loued | R |deacutepots alluviaux | 20 agrave 30 (ameacutenagements du | P | I 510deg m3an | |

iBiskra I I 1 n6 bdquo | H t de loued I I I i l | |(voir fig 11) | | 10 m3 I I I I I 1 1 I I I I I I I I I

Notations

R = eau de riviegravere p = colmatage physique

114

FIGURE 11

VALLEE ALLUVIALE DE BISKRA (ALGERIE)

^r Meacutediterrans

Figure 11 Valleacutee a l luv ia le de Biskra

Echelle

bull M M iumllaquoklaquo

((LxtnaLt du Document Ccedil 513^1)

TABLEAU 8 REALISATIONS EN PAYS EN VOIE DE DEVELOPPEMENT A CLIMAT TROPICAL

l i t i i | PAYS | LOCALISATION | EAU | GEOLOGIE |VOL AQUI | DISPOSITIFS ICOLMA (TRAIT j PERFORBANCES | PRIX |

i i i l i l i i I I 3 I I Inde |Ahmedabad | R | sable (voir f i g 12) | Ipuits dans l e | PB | 1 | 4 5 10 m3jour dinves-| I I I I i 1 l i t de la j j | [ t i s se - | I l I I 1 Iriviegravere | j j jment | I l I I 1 |(voir fig 13) | j j (faible |

1 1 1 I l I I I I

Notations R = eau de riviegravere P = colmatage physique B = crvlmatagccedil hi ni odegique

1 = traitement primaire

bull bull bull bull bull bull

- 115 -

Crosraquo Stetions or tnraquo Sobormali Rivraquor Ot Ahmlaquodotgtod

Aerosi SubhojSBridnt MorScolraquo llOO O lOO 200

O _ 1 _

IO 20

Ver Scolt

SuSfiojhBridsraquo^

RraquofraquorraquofHraquo I I Riraquo to cucircc

groicircnraquod aond lil Sandvrm sill

E 3 Qov wlth raquoirt

Acraraquo Gond 8ridyraquo

J FIGURE 1 2

Sub-surface section or the Sabarmati River bed poundt Ahmedabad as seen in boring during_ the construction of road bridges across the river Data supplied by Ahmedabad Municipal Corshyporation and PWD Govt of Gujarat

FIGURE 1 3

Map of Ahmedabad city shorring locations of Municipal tubcwcll stations (open circlcs) and privatc tubcwclls (closcd circlcs) In the inset a schematic diagram or the suggested injection rcchargicircng scheme is stiown Pairs of double circlcs along the river indicnc pairs of vater supply and injection wclls

Schcmofic diogrom of tbe propoj icircd siphon rechorge schsrae for-tt)8 Ahmtdobod City

-Injection well -Cblorinofor

Ahmedobod City location pion o f tubewolU

Raferlaquoncel Roilwoy lene

mdash AbodMunlimit bull Privofetubewella 0 Mun Corpo

tubraquowlaquoij Sets orwot^r supply and injac-

AirPOrtA lonwlaquoH

(poundxtjiaJjt4 du Document Z 13312c) bull bull bull bull bull bull

- 116 -

B - INSTALLATIONS DE RECHARGE ARTIFICIELLE AYANT POUR OBJECTIF LE

SOUTIEN DUNE NAPPE DEAU SOUTERRAINE

1 ) LLite de jjz^tallatioiV4

(1

(2

(3

(4

(5

(6

(7

(8

(9

(10

(U

(12

(13

via

(15

(16

(17

(18

(19

Lettonie URSS

Lituanie URSS

Bacircle Suisse

Nappe du canton de Genegraveve Suisse

Donzegravere Mondragon France

Appoigny France

La Moulle France

Menuma Japon

Niigata Japon

Hodcgaya Japon

Wiesbaden RFA

Dortmund RFA

Haltern RFA

Hardham Grande-Bretagne

Peacuteoria USA

Valleacutee de la Durance France

Flushing Meadows USA

Fresno USA

St Croix Virgin Islands

(G 51341)

(G 51341)

(G 51341 F 2028)

(6618945)

(G 51341 F 2028)

(G 51341 F 2028)

(6627873)

(G 51341)

(G 51341)

(G 51341)

(G 51341)

(G 51341)

(G 51341)

(6622466)

(F 2028)

(G 51341 F 2028)

(G 6230)

(6616816)

(6614931)

2) Le tab-leau cL-apie donne la reacutepartition suivant le climat et le niveau de deacuteveshyloppement des pays concerneacutes des installations preacuteceacutedentes

NB il est inteacuteressant de remarquer que toutes les installations reacutepertorieacutees ont eu lieu en pays industrialiseacutes ce qui est logique car ces pays ont des besoins en eau tregraves importants donc exploitent largement leurs reacuteserves soutershyraines

Les installations de recharge artificielle pour le soutien de nappe dans le pays en voie de deacuteveloppement ne sont quagrave leacutetat du projet qui verront certainement le jour avec laugmentation des besoins en eau de ces pays

3) LeA tableaux 9 agrave 13 donnent pour chaque cas de climat et de niveau de deacuteveloppeshyment quelques caracteacuteristiques des installations correspondantes

- 117 -

NIVEAU DE CLIMAT ^ P J L V E L O P P E M

TEMPERE

CONTINENTAL

MEDITERRANEEN

SEMI-ARIDE

ARIDE

TROPICAL

INDUSTRIALISE

(1) (2) (3 ) (4 ) (5 ) (6 ) (7) (8) (S) (10) (11) (12) (13) (14) ( t a b l e a u x 9 e t 9 b i s )

(15) ( t a b l e a u 10)

(16) ( t a b l e a u 11)

(17) (18) ( t a b l e a u 12)

(19) ( t a b l e a u 13)

EN VOIE DE DEVELOPPEMENT

TABLEAU S REALISATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT TEMPERE

I l I I I I I I I 1 j PAYS | LOCALISATION | EAU | GEOLOGIE |VOL AQUI | DISPOSITIFS |C0LMA |TRAIT | PERFORMANCES | PRIX 1 1 1 1 1 I l i l i l 1 1 1 1 | URSS iLettonie | L lAlluvions e t deacutep6ts | |Bass ins 1 P-C | Preacute | 0 7 agrave 10 mjour | j | 1 |morainiques 1 | ( v o i r f i g 14) | | | | 1 1 1 1 i i i i I I I I I 1 | URSS iKaunas (Lituanie)1 R |Plaine a l l u v i a l e | |Bass ins | P | P r eacute agrave l | 2 8 agrave 005 njour | | | j i ( v o i r f i g 15) j j ( vo i r f i g 15) j j j j I l I I 1 I I I 1 1 1 I I 1 1 1 1 fi 1 | Suisse |Bacircle 1 R |Pla ine d a l luv ions | |Fosseacutes 1 P | 1 | 65 x 10 m3an |de r e -j j | | f l u v i o - g l a c i a i r e s | | (vo ir f i g 17) | j | | v i e n t j 1 i j (vo ir f i g 16) j j I I I |0 0242 1 I I I I I I I I Ipar m5 1 1

| Suisse j Canton de Genegraveve 1 R 1 Deacutepocircts morainiques j 18 10s ra3 JBassins et j P j 1 j 13 x 106 m3an jde re-| |(voir f ig 18) | | | jdrains | j j jvient 1 1 I I I I I I I j10 agrave 14 1 1 I I i l I I I Icent 1 1 I I I I l i t |suisses 1 1 I I I I 1 1 1 Ipar n3 1 1 1 i l i i 1 1 I I I 1 | France |Donzere-Mondragon| R lAlluvions f l u v i a - |105 10 m3 |Fosses d i n j e c - | P | Preacute | 8 5 m3s |charges I i I j t i l e s (vo ir f i g l 9 ) i j t ion 1 | j jd expl I I I I j j(voir f ig 20) j j j J400000F 1 1 I I I I I I I Ipar an 1 1 1 1 1 1 3 1 I 1 | France |Appoigny 1 R lAlluvions f l u v i a l e s 1180 10 m3 |Bass ins agrave s a b l e | P | Preacute |1000 m3jour | i l i i i j l v o i r f i g 21) j i j | 1 1 I I I I 1 1 1 1 France La Moulle R iCraie fissureacutee Bassins agrave sablei P 1 16IO6 m3an

(voir fig 22) (voir f ig 23) (10000 m2) J

- 118 -

FIGURE 14

PLAN DES OUVRAGES HYDRAULIQUES DE BALTEZERS REPUBLIQUE SOCIALISTE

SOVIETIQUE DE LETTONIE

(SxtnaJJ du Document Q 513^1 )

- 119 -

FIGURE 15

INSTALLATIONS DALIMENTATION ARTIFICIELLE DEIGULAI REPUBLIQUE SOCIALISTE

SOVIETIQUE DE LITUANIE

Legeiuiuml

1 Puits dexploitation 2 Puits dobservation 3 Station de pompage h Bassin dinfiltration

aglQ23 ^

A VA l

tma

Gravxer

S a b l e

Y777 T e r r e g r a s s e

7 Sab le mecircleacute de t e r r e g r a s s e j

(ExtAaJut du Document Ccedil 513^1 )

bull bull bull

- 120 -

FIGURE 16

COUPE HYDROGEOLOGIQUE DU SITE DE LA HARD (MUTTENZ-BALE)

giicircpositif tjltgtfitrjtun

II l VV95m v -bull bullbullbullbull

bullbull- bullbull -yf---w ^ ltbullraquo bullbull(vs5 bullbull A--raquo-

FIGURE 17

PLAN DE LAMENAGEMENT DALIMENTATION ARTIFICIELLE DE LA

NAPPE DE LA HARD (MUTTENZ-BALE)

OAcircUE Ccedily Prise en r7ytera

copy_ Station filtrante

(D_ Conduite dteu fiitrio

QFossucircn dinnltrction

_ Puits diuml repreumlso

copy Reacuteservoir deau poiumltUe et stetion de pampago

_ raquo _ l^ tajw _ J I _ 2Ttftipe

ttUTTENZ PHATTELH

leuroxtnaAgravejLi du Document h 2028)

- 121 -

FIGURE 18

PLAN DE SITUATION DE LA NAPPE DE LARVE ET DES OUVRAGES

I Fronlentx 2 Florencs 3 Corouga 4 Vmty (pont) S Veuy (uagravenraquo) 6 Trains

7 SooMnraquo dAnraquo 8 Perly 9 Sorol 10 Veyriat (Franc) il Gcitlard (F) 12 Crochu (F) 13 Veiraquo (F) bull Pulrs -J- PirKgtfnagravegtrraquo

x x

^ f Noppe deacute ^ rAilordonV x+ +

(E-xtnaiA du Document 66189^5)

Echees _ J l C T

lOOm

iroo-iVraquo SOCn-Vs

FIGURE 19

SCHEMA DE LALIMENTATION

ARTIFICIELLE A DONZERE-MONDRAGON

(ampctnaLt du Document h 2028)

m bull bull bull bull bull

- 122 -

FIGURE 20

DISPOSITIF DINJECTION

G r i l l e de f i l t r a t i o n Canal

d a l i m e n t acirc t P u i t s d i n f i l t r a t i o n

Gravier compacteacute bull-v ( 1 0 - 3 0 mm) --- -s

-~ii

Tuyau p e r f o r eacute - - iicirc TE ( D i a m egrave t r e bullbull - ^ -^ 056 m) bullbullbullbullf-_-_-|

bullAlluvions -(profondeurr 8 -18 megravetres)

^S^UMSIumlEATUi-l IMPERMEABLE

lCxtnoJJ du Document Ccedil 513^1)

123 -

FIGURE 21

NAPPE DE LA VALLEE DE LYONNE A APPOIGNY FRANCE

bulllt

Station de pompage - M

JC3 puits raquoP

Prise deau

Bac de deacutecantation

bull

laquo i

laquoiuml bullOi

Pompe de r e p r i s e

bullQtrademdashpieacutezomegravetre No

(ExtAOAgraveA du Document Ccedil 513^1)

FIGURE 22

GRAVELKES bull^IumlOUNKERQUS

bullEAU INDUSTRIELLE i l ] LAC DE BELLEVUE

LILLE

USINE DE FABRICATION DEAU POTABLE DcMOULLE

VALENClHWNHS^raquo

OOUAraquo tk^in y v

(poundxtsi(LUt du Document 6627873) bull bull bull bull

- 124 -

FIGURE 23

COUPE GEOLOGIQUE DU BASSIN VERSANT DAPRES BRGM

20N5 OAV5 lAOJElLE LA -1APPE DE IA CH-OE EST CAPtlVc SOUS IcircE TEfWKJraquo TEariUSH

Surface d la nap4 en mars-avril 1357

la nappa en mai 1072

TABLEAU 5 BIS REALISATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT TEMPERE

| PAYS | LOCALISATION | EAU j GEOLOGIE jvOL AQUI | DISPOSITIFS |COLHA jniAIT j PERFORMANCES | PRIX |

j Japon JMenuma | R JDiluvium j |Pu i t s d i n - | P-C | 2 |4 000 m3Jour j j j j t vo i r f i g 24) j j t vo i r f i g 24) j j j e c t i o n I I I i l

j Japon JNiigata 1 R JDiluvium j gt 120 10 5 m3 jPui t s d i n j e c - | P-C j 2 j20000 m3Jour jde r e - j j j t vo i r f i g 25) | j t vo i r f i g 25) j j t ion j j j jv ient j i l i l j j tvo ir f i g 2 5 ) | j j |0 02 $ j j j I I 1 1 1 1 j 1 i3 |

j Japon JHodogaya j U JDiluvium | |Pu i t s d i n j e c - j C | 2 J35 m3h j j i l j j 1 U i o n 1 I i j j i i i l j j tvo ir f i g 26)j j j j j

j RFA IWiesbaden | R JAlluvions f l u - j jflassins |P-C-B j 1 jlOO 10 6 m3an i I j i i j v i a l e s j j tvo ir f i g 27)j j j j j i l i j t v o i r f i g 27) j j j i j j j

| RFA JDortmund j R JAlluvions f l u v i a - j JBassins j P-B j Precirc jlOO 10 6 m3an jde r e - j j | j j t i l e s j j tvo ir f i g 28 ) j j j jv ient j j | | j t vo i r f i g 28) j j 1 i | |entre | j i i l i l i i i i deg gt 0 3 e t i i i i i i i i i i i 0 raquo 0 9 i 1 j I I j 1 i i |Par bull i

RFA Sables de Haltern L Sables profonds e t 108 10 s m3 Bassins Preacute 44 10 6 ngt3an (vo ir f i g 29) a l luv ions de (voir f i g 29)

1 t recouvrement [ I I I l

1 CB lHardham (Sussex) j R jSable-limoneux j |Bass ins j P j Precirc J26OO0 m3jour j j 1 1 I I I I I I I I I

Notations

Eau R raquo= eau de riviegravere U s eaux useacutees

Colmatage P raquo colmatage physique C raquo chimique B - bull bol ialt

Traitement Preacute = preacutetraitement 1 primaire 2 s secondaire

- 125 -

FIGURE 24

PROJET DINJECTION DE MENUNA JAPON

CARTE HYDROGEOLOGIQUE DE LA PLAINE DE KVANTO

Zone d a l i m e n t a t i o n des nappes c a p t i v e s

Zone de c i r c u l a t i o n des eaux douces c a p t i v e s

Zone d e a u x s o u t e r r a i n e s s e m i - c o n n eacute e s

TTTT-

200

Eaux souterraines coloreacutees du groupe de Kazusa Direction principale du courant des eaux douces souterraines

Limite infeacuterieure des deacutepocircts du plio-pleacuteistocegravene du groupe de Kazusz

Aluvions

Roches preacuteshytertiaires

PROFIL GENERALISE AB Groupe Kazusa

(Plio-pleacuteistocegravene)

(ExtnaiA du Document Ccedil 513b1) bull bullbullbullbull bull

- 126 -

FIGURE 25

PROJET DINJECTION DE NIIGATA - JAPON

C a r t e i n d i q u a n t l e m p l a c e m e n t d e s d i s p o s i t i f s d i n s e r t i o n

J D i s p o s i t i f s d i n j e c t i o n

B a s s i n de d eacute c a n t a t i o n

P r o d u i t s c h i m i q u e s p o u r l e t r a i t e shyment

^V^AJi-^r 1^^ 6 ^ e ^ e a u b r u t e

C ugrave-

i l i Vlaquo

I1III

P l a i n e c ocirc t i egrave r e Beacutegions montagneuses

(C-xJjiaUi du Document Ccedil 513U1 ) bull bull bull bull bull bull

- 127 -

FIGURE 26

INSTALLATION DINJECTION DE HODOGAYA

cp Vanne darrecirct ^

Pompe

R eacute s e r v o i r d e a u

G r a v e t t e f i l t r e compacteacute

Figure puit

JAPON

montrant la s dinjection

Tokyo zone m

struc Mo 1

eacutetrop

ture des et 2

olitaicircne

(ExtaaU du ucircocumertf Ccedil 51)^1 ) bull bull

- 128 -

FIGURE 27

POMPAGE DEAUX SOUTERRAINES ARTIFICIELLES A SCHIRSTEIN WIESBADEN

r JD

s u r l e Rhin

copy S t a t i o n de pompage copy P u i t s copy B a s s i n de d eacute c a n t a t i o n copy B a s s i n d i n f i l t r a t i o n copy Leveacutee

VALLEE DU BHIN WIESBADEM REPUBLIQUE FEDERALE DALLEMAGNE

lpoundxtAaJJL du Document Ccedil 57J47 )

- 129 -

FIGURE 28

INSTALLATIONS DALIMENTATION ARTIFICIELLE DE DORTMUND

BaBs in de d eacute c a n t a t i o n

P r eacute f i l t r e agrave g r a v i e z

mmmzm Substratum impermeacuteable

YSSSSSS Surfaccedile de la nappe phreacuteatique avant

bullbullbull 1 alimentation artificielle bull Surface de la nappe phreacuteatique apregraves lalimentation artificielle

bdquo+teacirce 1 a Lippeltx

N o t e laquobullmdash iy

Pour approvisionner les villes ~ bullgtegt G-Agrave et les industries on pompe dans la valleacutee de la Ruhr hlO millions de m-2 deau par an dont

320 millraquo de m2 dans lEnvscher 82 mill de m^ dans lu Lippe 6 millraquo de nvi dans la Vupper

et 2 millraquo de m dans la cuvette dEms

VALLEE DE LA RUHR REPUBLIQUE FEDERALE DALLEMAGNE

ouvrages hydrauliques

lx+ialt du Document Ccedil 513^1)

Lac artificiel

Bassin draquoinfiltra- puits de

tion pompage

Bassin dinfiltrashytion

I I

Surface pieacutezomeacutetrique avant lalimentation artificielle

Surface pieacutezomeacutetrique apregraves lalimontation artificielle

~

Sables de Haltorn

Carte de la reacutegion

DISPOSITIF DALIMENTATION ARTIFICIELLE DE HALTERN

REPUBLIQUE FEDERALE DALLEMAGNE

Cologne (K51n)

DlaquossEicanrgt

lExtnaAJi du Document Ccedil 513^1 )

- 131 -

TABLEAU 10 REALISATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT CONTINENTAL

I PAYS j LOCALISATION | EAU | GEOLOGIE | VOL AQUI | DISPOSITIFS | COIJU | TRAIT j PERFORMANCES I PRIX

T USA Peacuteoria (Illinois) R sables et graviers

(voir fig 30) Bassins agrave sable (voir fig 30)

AP Preacute JlO000 m3jour |de re-|vient 10008 FF| jpar rn3

Notations

R = eau de riviegravere P = colmatage physique A = colmatage ducirc aux algues

Preacute = preacutetraitement

FIGURE 30

PLAN ET COUPE DUN BASSIN DINFILTRATION DE PEORIA

Oacsm

mm f^-C^t

i - j laquo m r vsi bullbull bull bullgtraquo bullbullbull gt-r-mdash ~T -- -v bullbull-

JiiC^U-1 vv-------- bull t )- c bullbullsvcbullbull - bull bullbull -bullbull ^Vbullbullbull^bull^iT v^gt^7bull^^T-~----Trrbull^^-^-^-J-C^bullbullbull

Echelles United)

Arriveacutee dcui- Ijriiire

(Existait du Document t 2028)

- 132 -

TABLEAU 11 REALISATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT MEDITERRANEEN

PAYS I I I I I I j LOCALISATION | EAU | GEOLOGIE | VOL AOUI | DISPOSITIFS j COLHA

1 1 1 TRAIT | PERFORMANCES | PRIX |

Valleacutee de la Durance (Voir fig 31)

R Alluvions fluvia- gt 800 10 m3 Puits dinjec- P tiles tion

(voir fig 31)

830 1s

I

Notations

R raquo riviegravere P = colmatage physique 1 = traitement primaire

TABLEAU 12 REALISATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT ARIDE

| PAYS

USA

| USA

1 | LOCALISATION

Flushing Meadows

1 1

JFresno |(voir fig 33) 1 1 1

EAU

bull

R

1 | GEOLOGIE

Sable grossier et graviers

1

|Alluvions reacutecen-jtes dorigine |granitique 1 1

1 | VOL

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

AQUI 1 | DISPOSITIFS

Bassins (voir fig

1

|Bassins 1 1 1 1

32)

1 |COLMA

PB

1 1 1 1 1 P 1 1 1 1

1 |TRAIT

gt 1 1 | 1 | Preacute 1 1 1 1

1 | PERFORMANCES

35 m3s

1 1

|15 10 m3an 1 1 1 1

1 1 | PRIX j

1 1 1 1 de re- j vient 000432 jpar m3 j

1 i |de re- | jvient j |00142 | jpar m3 | 1 1

Notations

R laquo eau de riviegravere U = eaux useacutees

P =raquo colmatage physique B = colmatage biologique

2 raquo traitement secondaire Preacute = preacutetraitement

bullbullbullbullbulllt

- 133 -

FIGURE 31

BASSE VALLEE DE LA DURANCE - FRANCE

TARASCON

Limi t e s de l a p a r t i e c a p t i v e de l a format ion a q u i f egrave r e ( sous des d eacute p ocirc t s a r g i l e u x s u p e r f i c i e l s )

I n s t a l l a t i o n s d i n j e c t i o n ~^mdash P r o f i l eacute t u d i eacute

ipoundxtncuit du Document Ccedil 513^1 ) bull bull bull bull bull bull

- 134 -

FIGURE 32 SCHEMA DU PROJET DE FLUSHING MEADOWS ^-x

R eacute g u l a t e u r d e p r e s s i o n

A l i m e n t a t i o n

Canal dameneacutee Digue

Bassin V T

IOI JΠJLIumlL

=r~w5i bd alt

bull

Puits Ndeg bull 1

50

bull -ltgt

bullbull 3-4

5-6

100 megravetres

I

B _

3=

Tuyau de drainage

J^ Puits Est

Puits

FIGURE 32 BIS SYSTEME DES BASSINS DINFILTRATION SUR CHAQUE COTE DU LIT DE LA RIVIERE ET DES PUITS AU CENTRE POUR POMPER LEAU REGENEREE

Lit de la rivi egravere

horizon imperxeacuteable

(poundXpoundACLUgraveL4 du Document Ccedil 6230) bull bull bull bull

- 135 -

FIGURE 33

ZONAL RESPONSE IN WATER TABLE HYDRAULIC HEAD AND WATER QUALITY

AROUND THE CITY OF FRESNO CALIFORNIE

(poundxtnltzijt du Document 6616816)

TABLEAU 13 REALISATION EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT TROPICAL

i PAYS

USA

i | LOCALISATION |

St Croix (Virgin Islond)

Notations

EAU

U

| GEOLOGIE

Alluvions (voir fig 33 Bis

1

VOL AQUI DISPOSITIFS

Bassins (voir fig

33 Bis)

1 ICOLMA

1 1 PB

1 1 1

1 | TRAIT

1 1

1 1 1 1

PERFORMANCES

38000 n3jour

1 1 1 PRIX |

[de re- [ vient 05602 [par m3

U = eaux useacutees

P = colmatage physique 8 = colmatage biologique

1 = traitement primaire

- 136 -

FIGURE 33 BIS

GEOLOGY OF THE GOLDEN AND NEGRO BAY RECHARGE SITES

i ^ mdash E i f t t a N laquo y o Bay gt ^ bullbull bull Esurraquo Goldltn Grcraquoraquo bull gt

rtorironiai ugraveiitanc ifti

(poundxtialt du Document 661^931 )

bull bull bull bull bull bull

- 137 -

- INSTALLATIONS DE RECHARGE ARTIFICIELLE AYANT POUR OBJECTIF LA

CONSTITUTION DUNE BARRIEgraveRE HYDRAULIQUE CONTRE LINTRUSION

DEAUX SALEacuteES

1 ) L-Lite deA inAtaHaiJonA

(1

(2

(3

(4

(51

(6

(7

(8

(9

(10]

(11

(12)

Long Island USA

Zandvoort Pays-Bas

Tokushima Japon

Water Factory 21 USA

Palo Alto USA

Burdekin Australie

Kalauoo Hawaiuml USA

Dashte Naz Iran

Tanger Maroc

Telbaulba Tunisie

Sebikotane Seacuteneacutegal

Bas Togo Togo

(F 2028 G 51341 G 17874)

(F 2028 G 51341)

(G 51341)

(G 6212 5603546)

(G 6212)

(F 40332 G 51341)

(G 51341)

(Ground Water Ja-Fe 1977)

(F 2028 G 51341 6600101)

(G 6757)

(G 51341 5600835)

(G 51341)

2) Le tabMeau cL-apieA donne la r eacutepar t i t ion des i n s t a l l a t i ons preacuteceacutedentes suivant l e climat et l e niveau de deacuteveloppement des pays concerneacutes

3) LeA tabteaux 1b agrave 19 donnent pour chaque cas p a r t i c u l i e r de climat et de niveau de deacuteveloppement quelques carac teacuter is t iques des i n s t a l l a t i o n s correspondantes

Tableaux 14 agrave 16 r eacutea l i s a t ions en pays indus t r i a l i seacute s

Tableaux 17 agrave 19 r eacutea l i sa t ions en pays en voie de deacuteveloppement

- 138 -

- ______^ NIVEAU DE CLIMAT -^CEVELOPPEM

TEMPERE

CONTINENTAL

MEDITERRANEEN

SEMI-ARIDE

ARIDE

TROPICAL

INDUSTRIALISE

(1) (2 ) (3 ) t a b l e a u 14

(4 ) (5 ) t a b l e a u 15

(6) (7) t a b l e a u 16

EN VOIE DE DEVELOPPEMENT

(8) t a b l e a u 17)

(9 ) (10) t a b l e a u 18

(11) (12) t a b l e a u 19

TABLEAU 14 REALISATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT TEMPERE

C I I I I I I I I I I PAYS | LOCALISATION | EAU | GEOLOGIE | VOL AQUI | DISPOSITIFS |COLHA |TRAIT | PERFORMANCES | PRIX |

1 1 I I I I I 1 1 1 I I I I I I I I I | USA | Bay Park | U |Sable a r g i l e | gt 1200 10 9 m3|Puits d i n j e c - | PCB | 3 |13 agrave 25 1s | | | | Long Is land j | sab le argi leux j | t i o n I I I 1 | | (voir f i g 34) | | ( v o i r f i g 35) | | I I I I I

| Pays-Bas | Zandvoort j R |Plaine l i t t o r a l e | ) 4 5 10 9 m3 jcanaux e t j P j Preacute j 70 10 m3an jde r e -| j | | e t dune | jbass ins | | j | v i en t | | | j (vo ir f i g 36) j j fvo ir f i g 36) j j j |0 245

1 I I I I I I I lFFn3 1 1 1 1 II 1 1 1 II 1 1 1 1 1 1 1

Japon | Tokushima | R |Plaine l i t t o r a l e | |Pu i t s d i n j e c - | P | 2 | 20-25 n3heure | j (vo ir f i g 37) j jdiluvium | j t ion I I I 1 | | |(voir fig 37) | | I I I 1 1 I I I I I I I 1 Notations

R = eaux de riviegravere U = eaux useacutees

P = colmatage physique C = colmatage chimique B = colmatage biologique

Preacute = preacutetraitement des eaux 2 = traitement secondaire 3 = traitement tertiaire

- 139 -

FIGURE 34

LOCATION OF THE BAY ARTIFICIAL-RECHARGE SITE

(C-xtnaAJL du Document Ccedil 5211 )

FIGURE 35

Nord Sud Atlantioue

A r g i l e

^Zdia^) cfe fBe c 0

G r a v i e r

Sable argile sable argileux et limon S a b l e

Roche c o n s o l i d eacute e

lCxtaaJJ- du Document Ccedil 513^1 )

- 140 -

FIGURE 36

NI

n

Limite de la zone s captage

Limite des dunes

i

gt

Mer du Nord Dunes Polder du Lac de Haarlem

urbe ^^y-Lentilles Sables du plexs^ - T tocene ^ ^^aargile

---bullbullbullbull bull-bull-bullbullbullbull ejjgt---gt ltamp ltbull bull v- bullbullbullbull

gt--gtV^

^ampm$^amp^3^amp$^

ZANDV00RT PAYS-BAS

(CxtAaU du Document Ccedil 513^D bull bull bull bull bull

- 141 -

FIGURE 37

Aff l eu remen t s du s u b s t r a t r ocheux

_ _ p r o f o n d e u r du s o c l e rocheux ~ ( c o u r b e de n iveau ) 1ampampampVJ-~- Teneur en Ci s u p eacute r i e u r e agrave

bull Fo rage

copy P u i t s d i n j e c t i o n

TAKASE Deacutepocircts argileux superficiels HATSUMO

icirc l e r

PROJET DINJECTION DE TOKUSHIMA JAPON

fts^ k=eacutepoundagrave amp ^

Tokushima (sur Shikoku)

(6x-tzltzlt du Document Ccedil 513U1 )

- 142 -

FIGURE 38

ORANGE COUNTY CALIFORNIE

bullv KCCU CQ

5Au BtewAepiuo co

raquo _

eiVcZ^iPE- co

0

PIE60 1 l [ IMPERIAL CO i

_ 1 -T-

A i

(CxtacuJ du Document 56035^6)

TABLEAU 15 REALISATIONS EH PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT MEDITERRANEEN

r 1 i PAYS | LOCALISATION | EAU | GEOLOGIE

1 1 1 1 1 1 |VOL AQUI | DISPOSITIFS |COLMA | TRAIT | PERFORMANCES | PRIX

Water Factory 21 U Deacutepocircts marins et Californie continentaux mal (voir fig 38) consolideacutes

Puits dinjecj PB 3

(voir fig39)

066 IJI33

USA Palo Alto (voir f ig 40)

U Sables et jgraviers

I Puits dinjecj PB 6 1s

|(voir fig40)| I I

Notations

U = eaux useacutees

colmatage physique colmatage biologique

3 = traitement tertiaire

bull bull bull bull i

- 143 -

FIGURE 39

FLOW SCHEMATIC AND SAMPLING LOCATIONS FOR WATER FACTORY 21

LIQUID PROCES3IWG

C H E M C A L K I T R O S c N RECARSON-I __ _ icirc ACTIVATES bullDiSlNFECIiCV amp j CLARIFICATION j REMCVAL ATCN [ FILTr^siO^I CARBON 0poundMIKERASJZpound7Gricirc

t t fAOSQPPTiCtt

CAP80H 70 HIcircUSr

bull lt

lJCCTtOlaquolaquo wCLLS

bull laquo C Y C L E

PUMraquoS

S0L1DS HANOLING INJECTIONraquo SYSTEM

bull bull bull bull bull bull

- 144 -

FIGURE 40

PLAN 0F GROUNDWATER RECHARGE FACILITY IN THE PALO ALTO BAYLANDS

msmm FRAgraveSCISCOcircI

0 u

El 6k

PALO ALTO

copy

-e-o

LEGEND

EXTRACTION WELL

INJECTION WELL

MONITOft WELL

lpoundyLtnaLt du Document Q 6212)

- 145 -

TABLEAU 16 REALISATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT TROPICAL

1 f~^ 1 1 1 1 PAYS | LOCALISATION | EAU | GEOLOGIE | VOL AQUI | DISPOSITIFS |COLMA |THAIT j PERFORMANCES | PRIX

Australie Delta du Burdekin Delta avec 345 109 m3 Trancheacutees agrave Preacute (voir fig 41)

-h i

JKalauao Hawaiuml

deacutepocircts alluviaux

I I I I

sable (voir fig41

I Bta2) I H

40 agrave 100 106

m3an des in-vestis-jsements 2 106$

USA jcocircne volcanique 4800 10 in3 Retenue deau (basalte) (voir fig43) (voir fig 43)

120000 m3jour

Notations

R = eaux de riviegravere

P w colmatage physique

Preacute = preacutetraitement

FIGURE 41

CARTE GENERALE

bull Ui KlaquoraquokM

(ExtzaLt du Document Q 513^1 )

- 146 -

FIGURE 42

LOCALITIES OF RECHARGE TRENCHES IN BURDEKIN DELTA

FIGURE 43

TYPICAL CROSS SECTION OF A TRENCH

IpoundxtnaAgraveJbi du Document h U0332)

- 147 -

FIGURE 44

COUPE SCHEMATIQUE MONTRANT LES SOURCES DEAU DE HONOLULU

P u i t s d e K a l a u a o H a w a i i E t a t s - U n i s d A m eacute r i n u e

E c h e l l e

-2snmdash P r eacute c i p i t a t i o n (rrr)

- laquo laquo - - L i g n e s d e n i v e a u p i eacute z o m eacute t r i q u e ( c m )

(SxiAaJJ du Document Ccedil 513^1 )

- 148 -

TABLEAU 17 REALISATIONS EN PAYS EN VOIE DE DEVELOPPEMENT A CLIMAT TEMPERE

1 PAYS | LOCALISATION

j r

GEOLOGIE | VOL AQUI | DISPOSITIFS | COLHA | TRAIT | PERFORMANCES | PRIX

Iran iDashte Naz | N |Sables | jtvoir f ig 45) bull j jtvoir f ig 46) j

I I I I

|Puits din- j jjection j |(voir f ig 47) |

|200 1s I I

N = eau de nappe

FIGURE 45

DASHTE-NAZ FARM AREA

V--

I R A Q

S A U 0 1 A R A 8 I A

MIOOLE EAST AREA

(poundxpoundnaUt4 de VattLcAe do OS W-LLLLaniA pcuiu darvi Qiound Wateji Qa-Fe 1977)

- 149 -

FIGURE 47

CROSS SECTION OF TYPICAL INJECTION WELL

FIGURE 46

RELATION BETWE FRESH AND SALINATED

AQUIFERS IN DASHTE-NAZ

CAS-OH I f A

-bull C -r- ~ - = S ^ trade j f - iuml x bull bull 0 L

_ _ - ^ Fgtistoi cdHgtjkta wi(raquo gtlaquo-raquoai

fx-6iltxiXltJ de VantXcle de pound)poundbull WLilLami paMu dan Ccediliound Wateji Ccedila-Fe 1977 )

bull bull bull bull bull bull

- 1 5 0 -

CARTE GEOLOGIQUE DU CHARF-EL-AKAB

Echelle - ltm

QUATERNAIRE

Allumions

1 I Sable Je couverture

~gt---iuml 1 Sable de phje

1degdegdeg1 Gregraves marin

ANTEQUATERNAIRE

- j Gregraves lortonhn

bullpound3 Gregraves 1 vmucirc Arjiitesj

F-^- Marnes eacuteocegravenes

ugravediens

Mcrres schisteuses secircnonicircennss

bullif- ocircondacss dexploitation t Fesseacutes dabsorption

copy Pieacutezomtlrts G Diachse dinjection

evccedilraquo V^=gt-iuml

EXHAURE ET REALIMENTATION

ARTIFICIELLE DE LA NAPPE DE

CHARF-EL-AKAB (TANGER)

SCHEMA DE PRINCIPE

(poundxJyiaUA du Document 6600101 ) bullbullbullbullbullbull

- 151

TABLEAU 16 REALISATIONS EN PAYS EN VOIE DE DEVELOPPEMENT A CLIMAT MEDITERRANEEN

1 | PAYS

1 1 1 Maroc 1 1 1 1 1 Tunisie 1 1

1 | LOCALISATION

1 1 |Tanger 1 1 |Telboulba 1 1

1 | EAU

1 B 1 1 I 1 1 F 1 1

1 1 | GEOLOGIE | VOL

I 1 1 1 s ICuvette littorale|6 10 Iseacutedimentaire | |(voir fig 48) | | 1 i |Sables fins avec | (couches dargile | i i

AQUI

m3

1 1 | DISPOSITIFS |

1 1 1 |Fosses din- | Ifiltration | |(voir fig48)|

| i 1 i |Pults din- | Ijection | 1 1

COLMA

P

P

1 | TRAIT

I 1 1 1 1 1

1 1-2 1 1

1 | PERFORMANCES

I

1 |106 m3an 1 1 1 1 -|05 10deg ngt3an 1 1

1 1 1 PRIX | 1 1 t 1 1 1 1 1 1 1

1 1 1 1 1 1

Notations R = eau de riviegravere

P = colmatage physique

1 = traitement primaire 2 = traitement secondaire

TABLEAU 19 REALISATIONS EN PAYS EN VOIE DE DEVELOPPEMENT A CLIMAT TROPICAL

1 1 1 1 | VOL AQUI | DISPOSITIFS | COLMA |TRAIT PAYS | LOCALISATION | EAU GEOLOGIE PERFORMANCES | PRIX

Seacuteneacutegal | Sebikotane IRoches carbona- 6010 m3 jRetenue |teacutees karstiques | j(voir fig4SIuml| |(voir fig 49) j | |

+ -+- 4-I

1depandage j

34 10 n3an

Togo Bassin du Bas Togo

Sables dunaires (voir fig SO)

gt 1 4 1 0 S m3 jTerrains 5 6 10 m3an

Notation

R = Eau de r i v i egrave r e

- 152 -

FIGURE 49

ECORCHE DU COMPARTIMENT DE SEBIKOTANE

ECORCHE DU COMPARTIMENT

DE SEBIKOTANE

Rosine infeacuterieur supposa en levraquoJ

i JIumlAMirretir

F N Cad m rcreujf

i rjJ 5AAV t 7srracirces

iKf[^|rT bull | ^T7^WL T Icirc j-r-- r- i - F

jt|l-k bull i T i ^ ^ J iiuml S t e k y X MaUr Guey

(poundxtaU du Document 5600835)

- 153 -

FIGURE 50

PLAINES LITTORALES DU TOGO

Limi te des p eacute n eacute t r a t i o n s UJJJplusmn-LLL d e a u s d e mer ^o

tf C o u r b e s de n i v e a u de l a pound I iuml m i t e iuml h f eacute r i e u r e de l a q u i - ^ bull bull

f egrave r e du c o n t i n e n t a l t e r m i n a l v

E a u de ui(

Oceacutean o

P r o f i l

C o n t i n e n t a l t e r m i n a l

( ^S ta t ion de pompage) T a b l i g b o

Eaux

S-ogt6 W ^

(poundxfrialpound du Document Ccedil 513^1) bull bull bull bull

- 154 -

D - INSTALLATIONS DE RECHARGE ARTIFICIELLE AYANT POUR OBJECTIF

LEacutePURATION NATURELLE DES EAUX PAR PASSAGE DANS LE SOL

1 ) Lutte deA inAtaLlampLLorvi

(1) Bertrange France

(2) Blagnac France

(3) Dangeacute - St Romain France

(4) Ginasservis France

(5) Nancy France

(6) Croissy France

(7) Karlskoga Suegravede

(8) Goteborg Suegravede

(S) Port Leucate France

(10) Boulder USA

(G 2264 bis)

(G 2264 bis)

(G 2264 bis)

(5605250)

(F 2028)

(G 51341 G 3663)

(G 51341 F 2028)

(G 51341 F 2028)

(G 7221)

(G 1681519)

2) Le tabZeau cx-de440uA donne la reacutepartition des installations preacuteceacutedentes suivant le climat et le niveau de deacuteveloppement des pays concerneacutes

mdashbullmdash-___ NIVEAU DE CLIMAT -^DEVELOPPEM

TEMPERE

CONTINENTAL

MEDITERRANEEN

SEMI-ARIDE

ARIDE

TROPICAL

INDUSTRIALISE

(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) Tableaux 20 et 20 bis

(S) Tableau 21

(10) Tableau 22

EN VOIE DE DEVELOPPEMENT

bullbullbullbullbullbull

- 155 -

NB Toutes les installations reacutepertorieacutees ont eacuteteacute construites dans des pays industrialiseacutes Ceci montre bien que face dune part agrave laugmentation des besoins en eau et face dautre partagrave limportance de la quantiteacute deaux useacutees rejeteacutees lalimentation artificielle apparait comme eacutetant un moyen de gestion bien approprieacute

N

3) LampA tableaux 20 agrave 22 donnent pour chaque cas particulier de climat et de niveau de deacuteveloppement quelques caracteacuteristiques des installations correspondantes

TABLEAU 20 INSTALLATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT TEMPERE

| PAYS | LOCALISATION | EAU | GEOLOGIE j VOL AQUI j DISPOSITIFS | COLMA | TRAIT | PERFORMANCES | PRIX

France Bertrange R Alluvions gros- bullBassins agrave PB Preacute 800 m3jour bull 1siegraveres bull bullsable j j Jenviron j

(sables et gra- i itvoir fig51)

1 I I vieuro r s) | i 1 1 I 1

j France 1 Blagnac 1 R JAlluvions gros- | iBassins agrave j PB j Preacute |800 m3jour j | 1 1 Isiegraveres 1 Isable | j lenviron i j j I ((sables et gra- | |(voir figbllj j j j 1 1 I I viers) 1 1 I I I I

France Dangeacute Saint R Alluvions gros- Bassirs agrave PB Preacute 800 n3jour

Romain siegraveres isable [ [environ

(sables et gra- (voir fig51)

r 1 v i e r s ) bull I

j France | Ginasservis j U | 1 |Lagune j PB | 3 |50 m3heure j 1 I (Var) | | 1 Kvoir fig52)| | j |

France Nancy R Alluvions bull Bassins p Preacute 100000 m3j

(voir fig53)

| France j Croissy j R |Craie fissureacutee | |Bassins j PB j 1 |3010 m3an jde revient

| | (voir fig 54) | |sous alluvions | |(voir fig55lj | j |0062 par

1 1 1 |(voir fig54) | | I I I I m3

j | I l 1 9 1 I j I i Suegravede Karlskogo R Alluvions (sables 2 10 m3 Bassins agrave 1 15000 mSjour

(voir fig 56) [et graviers) [ [sable [ [ J J

(voir fig 56) (voir fig56)] j

Notations

R = eaux de riviegravere

U = eaux useacutees

P = colmatage physique

B ~ colmatage biologique

Preacute = preacutetraitement des eaux 1 = traitement primaire 3 = traitement tertiaire

bullbullbullbullbullbull

- 156 -

FIGURE 51

Pt eacute iome t r cm

4 3

4 2 Stiagravettrotum de cateotres marneux tm peu permtobtn ^ -IMPLANTATION -

EcheteViOOO

SP I I I I I I I I I t I rr BOMilt 4raquoJtrotlaquoii

1gtIuml I I M J I I I M I A B

bull Fore 9 bull tf rlaquopi i

laquoraquooo l _ 1 2 0 O

J-raquoraquo

lLxtnaiA du Document Ccedil 226k b-Li)

FIG-52

T iu i teumlu ien t d eacutepuiut iou degraves fcJUii Utgteacutees Urbaines

en vus de Leur recyclage pour la consommation

Scheacutema deprincipe de l installation pilote de GINASSERV1S

ChXraquot olaquoJraquolaquolraquoraquo Otcf lntr iictgtpiraquolraquoraquo

v bull T R A I T E M E N T PRIMAIRE laquot SECONDAIRE

TRAI1EHENT TERTIAIRE

ur

raquo ^ ^ ~ i

C3 J ya amdashraquo f

^ mdash - feu eraquor gtbull bull bull bull bull bull

LACUNE dlaquo r i mj action

(poundxUaU du Document 5605250

- 157 -

FIGURE 53

SCHEMAS EN PLAN ET EN COUPE DE LALIMENTATION ARTIFICIELLE DE LA NAPPE

DE LA MOSELLE A MESSEIN (NANCY)

MoseUe

vers trai

Barrage

25-3 Om | 25-30trade

gt^ |2a3nraquo

f Galerie L J captante

77777777-7777777 Subslratum impermeacuteable

(LxJjiaAgraveJ du Document h 2028)

FIGURE 54

NAPPE SOUTERRAINE DE LA VALLEE DE LA SEINE A CROISSY (FRANCE)

S e i n e Deacutecanteurs

U

P r i s e d eau

F i l t r e s agrave s a b l e

B a s s i n S t a t x o n r _ V e r s l e d m f i l - de _ reseau de t r a t x o n pompage l - d i e t r - i -

1 bution

Craie f i s s u r eacute e

(ExtAcujt du Document Q 513^1 )

- 158 -

FIGURE 55

Usine du PECQ

Prise deau de CROISSY

Chatou 9

bull bull lt - - bull lt iuml gt

FORAGES SLEE bull FORAGES fslJFTl

coupe des terrains suivant A B

a Meuliegraveres e Calcaire grossier b Sables du Stampien f Argiles et sables du Sparnacien c Gases vertes du Sarncisien g Craie blanche Seacutenonienne d Marnes et caillasses h Sables et graviers

(6xtAalt du Document Ccedil 3663)

- 159 -

RESERVOIR DEAU SOUTERRAINE DE KARLSKOGA SUEDE

Carte de l a reacuteg ion

bull w

(ExtnaLt du Document Ccedil 513^1 )

FIGURE 56

SCHEMA DE LALIMENTATION ARTIFICIELLE A KARLSKOGA

(Extnatt du Document t 2028)

- 160 -

TABLEAU 20 BIS INSTALLATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT TEMPERE

1 1 I LOCALISATION | EAU | GEOLOGIE | VOL AQUI

1 1 1 r~ DISPOSITIFS | COLMA | TRAIT | PERFORMANCES | PI

PAYS

Suegravede | Goteborg I I

R |AlIuvlons (sables | jet graviers) | j(voir fig 57) |

Bassins | (voir fig 57) j

| 1 |12000 m3jour I I

Notations

R = eaux de riviegravere

1 = traitement primaire

FIGURE 57

SCHEMA DE LALIMENTATION ARTIFICIELLE A GOTEBORG

Bass in d raquo i n j e c t i o n

Nivlaquo p i eacute z on eacute triccedilju^

v v v V

vSocle cristallin

n M bull

(Cxtnaijt du Document Q 513^1 )

bull

NW Echelle horizontale 1500

PZ5

488 529

590 622-6 28

249-250 HV

360-364-k

482-484

Golel dorgile humifecircre 03cm + golels oxydes

602

690

775-784 810

Lentille dorgile humifecircre 02cm ggft

l ^ g S S J Forte dodeur H2 S 75 926 944

10-1018

1086 bull

1168-12-

1540 L-J

w

Argile humifecircre sableuse

Argile sableuse humifecircre oxydotion ferrique 10

Argile sableuse humifecircre

Deacutebris de- vecircgeacutetoux 10 Traces oxydation 1

Sable tourbeux Deacutebris de bois Soble fin tourbeux

Sable fin tourbeux

Amas de soble argileux humifecircre Soble partiellement tourbeux

054 bullbullbull 089-071

240

354-360

425-428

517

610

9 936

arc

515

Lentille dorgile tourbeuse 1cm Toches doxyde ferrique

Golel dorgile sableuse

Galets dargile sableuse brun-rouge 01 cm Toches humifegraveres Bois en deacutecomposition Soble ovec oxyde ferrique 20 Soble humifecircre H2S Soble humifecircre ovec racines

LEacuteGENDE

] Soble grossier moyen

Soble fin

FIGURE 59 PORT LEUCATE

PLAN DE SITUATION DE LA DUNE DE LA CORREGE

Echelle M 15 000

bullbullbullv Zoneeacutequipeacutee pour l i r r i g a t i o n acirc p a r t i r des ef f luents en 1980

Zone basse planteacutee (+ 2 NGF)

Conduite 0 400

Bassins d i n f i l t r a t ( 1981)

Zone haute non anteacutee (+7NG

M E R bullbull M E D I T E R R A N E E

- 163 -

TABLEAU 21 INSTALLATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT MEDITERRANEEN

j VOL AQUI | DISPOSITIFS |COLMA |TRAIT | PERFORMANCES | PRIX PAYS LOCALISATION EAU j GEOLOGIE

] 1 h Port Leucate U Dunes cStiegraveres

(voir fig 58) Bassins din- PB filtration (voir fig 59)

Preacute 1500 m3Jour

Notations

U = eaux useacutees P = colmatage physique B = colmatage biologique

Preacute = preacutetraitement des eaux

TABLEAU 22 INSTALLATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT SEMI-ARIDE

i 1 r | LOCALISATION | EAU |

PAYS GEOLOGIE VOL AQUI 1 1 1

DISPOSITIFS ICOLMA |TRAIT | PERFORMANCES

1 1mdash4 PRIX

SA Boulder (Colorado)

I bdquo I U jAlluvions (sables et graviers)

Bassins din- j PB filtration

I entre 50000 e t ( f ig 60 ) 200000 m3an

Notations

U = eaux useacutees P = colmatage physique B = colmatage biologique 2 raquo traitement secondaire

bullbullbullbullbullraquo

FIGURE 60

SCHEMATIC 0F BOULDER WASTEWATER TREATMENT PLANT

M

Flow Prlmagravery Diversion Clarifiers

Iteadworks Oox

r L

Trfckling Ti t ters

Secondary Clarifiers Chlori nation

City Collection

System

V

Grit to Land Disposai

Site

Kl

bulla

o a v

Infiltration-Percolation Basins

1 mdash lt To Land

~ Disposai Site

Sludge Vacuum Holding Filters Tanks

(ExtnaU du Document Q 1681519)

- 165 -

L I S T E B I B L I O G R A P H I Q U E

F 2028 BIZE Jf BOURGUET L LEMOINE J Lalimentation artificielle des nappes souterraines Ed Masson et Cie 1S72 199 pages

F 3091

F 40332

FALKENMARK M LINDH G Water for a starving world Westview Press Boulder Colorado Feacutev 1977 204 pages

Proceedings of the groundwater recharge confeacuterence - 1980 Australian Water Resources Council Confeacuterence Seacuteries ndeg 3 281 pages

F 4443 MATHEW K NEWMAN PWG HO GE Groundwater recharge with secondary sewage effluent Australian Water Resources Council 1982 167 pages

F 44521 agrave 4 Artificial groundwater recharge International Symposium - Research results and practical applic Dortmund 1979 Publication 1982 1500 pages environ

F 4462 HUISMAN L 0LSTH00RN TN Artificial groundwater recharge Pitman Advanced Pub Program Ed 1983 320 pages

G 1681519 SMITH DG LIumlNSTEDT KD BENNETT ER Treatment of secondary effluent by infiltration-percolation EPA-6002-79174 Aoucirct 1979 103 pages

G 17874 KOCH E GIAIMO AA SULAM DJ Design and opeacuteration of the artificial-recharge plant at Bay Park New York US Dept of the Interior Geol Survey 1973 14 pages

G 2264 Bis La meacutecanique des fluides et lenvironnement - Preacutevision et maicirctrise de la qualiteacute de leau et de lair Socieacuteteacute Hydrotechnique de France 14egravemes Journeacutees de lHydraulique Paris Sept 1976 Question 4 les eaux souterraines 48 pages

G 3663 A bull bull bull

Plaquette de preacutesentation de linstallation de recharge artificielle de Croissy SLEE sd 16 pages

G 51341 Emmagasinement souterrain des eaux et recharge artificielle Ressources NaturellesSeacuterie Eau ONU ndeg2 1977 307 pages

bullbullbullbullbullbull

- 166 -

G 6094

G 6212

G 6230

G 7221

A bull bull bull

World climate confeacuterence Organisation Meacuteteacuteorologique Mondiale Confeacuterence Feacutevrier 1977 Genegraveve 791 pages

A bull bull bull

Wastewater reuse for groundwater recharge Symposium Office of Wat Recycling Californie 1980 345 pages

A bull bull bull

Possibiliteacutes deacutepandage des eaux useacutees urbaines Rapport Agence RMC 1979 371 pages

A bull bull bull

Lameacutenagement dinfiltration des eaux useacutees de Port-Leucate Socieacuteteacute dEconomie Mixte dEquip et dAmeacutenag de lAude Nov 1981 45 pages

5603546 COFER JR Orange county water districts Water Factory 21 Journ of the Irrigation and Drainage Div Dec 1972 p 553-567

5605250 ALEXANDRE D De leau potable agrave partir des eaux useacutees urbaines Nuisances et Environnement Oct 1973 p 368-374

6600101 MAHI LARAKI M Recircalimentation artificielle de la nappe aquifegravere de Charf-el-Akab TSM LEau Aoucirct-Sept 1970 p 355-359

6609067 JASINSKI B Captages deau dinfiltration du reacuteseau de distribution de Wroclaw (Pologne) TSMLEau Feacutevrier 1976 ndeg 2 p 88-92

6614931 BURAS OK Wastewater reacuteclamation in St Croix JWPCF 1977 49 ndeg 3 p 429-435

6616816 BIANCHI WC NIGHTINGALE HI McCORMICK RL A case history to evaluate the performance of Water-Spreading projects JAWWA Mars 1978 p 176-180

6618945

6622466

CARSAT G Quelques eacutequipements publics de Genegraveve Equip Eur 1978 2 ndeg 98 p 59-67

EDWORTHY KJ Artificial groundwater recharge and its relevance in Britain JIWES 1979 33 ndeg 2 p 151-172

6627873 MARTIN F THEBAULT P La flottation agrave lusine de Moulle Techniques Eau Ass 1981 ndeg 409 p 37-42

6628231 Water for human needs Ass Int Ress en Eau Vol 3 1975 413 pages

bull bull bull t

- 167 -

BARTOLOMEW JC World Atlas Edinbourgh John Bartholomew and Son 1974 167 pages

MARTIN A MOUSSU H Alimentation artificielle de la nappe de Sebikotane (Seacuteneacutegal) par creacuteation dune retenue deau Bull BRGM 1S68 ndeg 1 p 79-88

WILLIAMS DE The Dashte-Naz groundwater barrier and recharge project Groundwater Janvier-Feacutevrier 1977

C O N C L U S I O N

- 171 -

La consommation croissante deau dans tous les paus conduit parfois agrave une surexshyploitation des ressources naturelles le manque deau dans certains paus en deacuteveloppement et la po-Llution de leau dans les paus Industrialiseacutes ont fait que les aestlonnaLnes de leau ont eacutetudieacute toutes les possibiliteacutes de conserver leau quantitativement et qualitativement

Lalimentation artificielle des nappes paiait ecirctie une solution judicieuse agrave ces problegravemes de ressource en eau

Tout au long de cette eacutetude on a miA en eacutevidence les questions techniques et eacuteconomiques

meacutethodes dinflltratlon qualiteacute de leau agrave infecter colmatage de la one dinfiltration coucirct des tiavaux coucirct dexploitation

De nombreux exemples pais tant dans les paus deacuteveloppeacutes que dans les paus du tiers monde aussi bien en climat humide quen gone aiide ou senti aride ont permis de mettre en eacutevidence les avantages et les inconveacutenients de cette techshynique Un bilan eacuteconomique montre que dans de nombreux cas la reacuteallmentatlon artificielle des nappes peut ecirctre consideacutereacutee comme un dispositif efficace dans la gestion de leau dun paus

Cette synthegravese montre aussi le soin quil faut apporter aux eacutetudes preacutealables pour ne pas se heurter agrave de giaves pnoblemes en cours dexploitation

Un autre enseignement tireacute de la lecture des documents est le fait que chaque cas est unique leacutetude dexemples similaires est eacutevidemment Importante mais elle ne leacutesoud pas tous les problegravemes 31 faut en particulier une eacutetude hudiogeacuteologishyque seacuterieuse de la jone

Laction eacutepuratrlce des sols ameacuteliore grandement la qualiteacute de leau ma-ls ce nest pas une seacutecuriteacute suffisante et dans le cas de lutilisation dune eau infiltreacutee pour la consommation animale ou humaine il est neacutecessaire de proceacuteder agrave des controcircles et eacuteventuellement agrave des traitements

La reacutealimentation des nappes permet laugmentation de la quantiteacute deau disponible et en ameacuteliore souvent la qualiteacute cest donc un proceacutedeacute inteacuteressant pour les ones arides et seml arides car leacutevaporatlon Intervient moins que pour un reacuteservoLr deau agrave ciel ouvert 01 est aussi avantageux pour les paus deacutevelopshypeacutes puisquil permet de deacutevelopper la ressource en eau tout en assurant une certaine eacutepuration des eaux brutes ou useacutees que lon infiltre

Page 4: AMELIORATION DE LA RESSOURCE EN EAU LA REALIMEIMTATION DES …

- 4 -

7 ) fieacute tention du pho^ptiote 35 8) Exemples - Compaiaugraveton de iultitemesi de lechasige

anjtipclelle (puitA dInfection el baAAinsi dlAcircfJJJUiatLon) 38 9 ) ConcMviAon 39

bull E - CONCLUSIONS GENERALES 41 bull N

LISTE BIBLIOGRAPHIQUE 43

CHAPITRE III DISPOSITIFS DALIMENTATION ARTIFICIELLE DE

NAPPE SOUTERRAINE

A - DISPOSITIFS DbullINFILTRATION 49

I - CONDITIONS GENERALES DbullUTILISATION 49

I I - PRINCIPE GENERAL DE FONCTIONNEMENT CAS DUN BASSIN 49 7 ) TioceA4uAgrave complet de 1 Inclination psiovoquee 49 2) Appanltlon dune couche colmatante agrave la -oun^ace du AO pendant

la yiubmeA4ion 50

I I I - LES DISPOSITIFS D bull INFILTRATION 52 ) Le baAyiifiA d hx^ilinallon 52 2) Lesi fLosisieacute^ le canaux leA LoMeA 57 3 ) LLLi de ilvlegravene ameacutenageacutesi 57 4 ) poundpandage sioutesuialn pan leacutesieau de analnA 59 5) fwubi pUtnant 60

IV - COLMATAGE DES DISPOSITIFS DINFILTRATION 60 1 ) Colmatage pan deacuteAoiumlaanlAatlon de -la poio^Lleacute du AO 61 2) Colmatage pan bouchage deA poieA du AO 61

V - REMEDES CONTRE LE COLMATAGE GESTION DES DISPOSITIFS DINFILTRATION 64

1 ) fteacuteihodeA penmeiAant de neacutedulne -Le colmatage 64 2) CcedileAtlon deA dlApoA-itlpi d IniLugraveOialion 64

B - DISPOSITIFS DINJECTION 66

I - CONDITIONS GENERALES DE FONCTIONNEMENT 66

I I - PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT DES PUITS DINJECTION 67

I I I - LES PUITS Dbull INJECTION 67 1 ) ConAtnuctlon 67 2) Ameneacutee de 1 eau dan le pulAgraveA 69 3 ) Taux d injectlon 69

IV - COLMATAGE DES DISPOSITIFS DINJECTION 70 1 ) fioceAAUA meacutecanAgraveaueA 71 2) fiocesiiuA chlmlqueA 71 3 ) TiocesiiUsi bioloalqueA 71

V - REMEDES CONTRE LE COLMATAGE ET GESTION DES DISPOSITIFS DINJECTION 72 ) (AeacutethodeA poun la teacuteduction du colmatage 72 2) CcedileAtlon deA puLampi dinfection 75

LISTE BIBLIOGRAPHIQUE 79

bull bull bull bull bull bull

- 5 -

CHAPITRE IV DONNEacuteES EacuteCONOMIQUES DUNE OPEacuteRATION DALIMENTATION

ARTIFICIELLE DE NAPPE SOUTERRAINE

A - REVENUS APPORTES PAR UNE OPERATION DE RECHARGE 83

1 iumllevenu4 directs 83 2) llevenusi induuiectA 83

B - COUTS DUNE OPERATION DALIMENTATION ARTIFICIELLE DE NAPPE 84

7 ) Coucirct delti eacutetude 84 2) Travaux de conAtAJUction 84 3 ) F0nctj0nnemejvt et entretien 88 4 ) Coucirct gAobal 88

C - ETUDE DE LOPPORTUNITE ECONOMIQUE DUNE OPERATION DE RECHARGE ARTIFICIELLE - COMPARAISON AVEC DAUTRES METHODES DE MISE EN VALEUR DES RESSOURCES EN EAU 92

1) Comparaison entne un baA^in dinfLLltnation et un puitgti dinjectJon 92 2) CompaiaLion entre une ivitattation de yiechaAae aAcirctipoundiciette

et une uniteacute de traitement deA eaux 92 3) Comparaison entre une isusta-Uation de siecharae anttfLicietle

et une adduction d eau 93 k) Campatoison entre te stockage de surface et te stockage

souterrain 95

LISTE BIBLIOGRAPHIQUE 97

CHAPITRE V - LES INSTALLATIONS DE RECHARGE ARTIFICIELLE DE

NAPPE DANS LE MONDE

A - INSTALLATIONS DE RECHARGE ARTIFICIELLE AYANT POUR OBJECTIF LE STOCKAGE D EAU 105

B - INSTALLATIONS DE RECHARGE ARTIFICIELLE AYANT POUR OBJECTIF LE SOUTIEN DUNE NAPPE DEAU SOUTERRAINE 116

C - INSTALLATIONS DE RECHARGE ARTIFICIELLE AYANT POUR OBJECTIF LA CONSTITUTION DUNE BARRIERE HYDRAULIQUE CONTRE LINTRUSION DEAUX SALEES 137

D - INSTALLATIONS DE RECHARGE ARTIFICIELLE AYANT POUR OBJECTIF LEPURATION NATURELLE DES EAUX PAR PASSAGE DANS LE SOL 154

LISTE BIBLIOGRAPHIQUE 165

CONCLUSiON 171

I N T R O D U C T I O N

- s -

Face aux beAoinA en eau AWXA ceAAe gAandlAAanlA -Le concept de rechange antljtl-clelie deA napper yiouteMAatneyi appanalt comme eacutetant un mouen epoundpoundtcace deacutetabliA une meLlieune gestion deA sieAAOUAceA en eau

poundn ejLfcet te objectlpoundA viseacuteA pan une rechange antifciclette de nappe peuvent ecirctie mioLtipleA

- neAtaunation dune nappe Ausiexplotteacutee - Atockage deau en vue dune utiliAotlon ulteacuterieure - eacutepuration naturelle de eaux uAeacuteeA pan te AOI - barriegravere hudnaullque contre ta pnogreAAion deA eaux AaleacuteeA notamment dorigine

marine en exploitation cocirctlegravere - reacutegularisation thermique deA eaux dun circuit de repioidlAAement - Atockage deacutenergie AOUA fLonme deau chaude

Remanque teA deux dernier A pointA fLalAont intervenir teA capaclteacuteA thermlqueA du AOI (diffjjAlon emmagaAinement) ne Aont poA tralteacuteA danA cette eacutetude

poundn contnecaAAant te deacuteficit en eau dorigine Aouternalne ta recharge anttfl-cteLie apporte teA beacuteneacutefices Aulvants

- mise en valeur deA tenjteA pan augmentation deA disponlbLLiteacuteA en eau (notamment pendant teA peacuteriodes de AeacutecheAeAAe en payA Aeml-arlde et aride)

- maintien de ta vte veacutegeacutetate agrave ta Aurface du Aot en Aoutenant te ntveau de ta nappe - expanAlon humaine et industrielle de reacutegion jusqu atonA geacuteneacuteeA pan te manque

deau

LeA dispoAltlfA de recharge artificielle Aont principalement de deux tupes

infiltration danA deA baAAJnA ou eacutepandage Auperflclei teau pencole agrave tnaverA ta jone non Aatunee du Aot avant datteindre ta nappe Cette technique peut Ae pratiquer preAque AOUA touA teA ctimatA agrave condition cependant que cetul-cl ne Aolt paA agrave pluviomeacutetrie tnop eacuteleveacutee et dautant mieux A le climat eAt anlde ou Aeml-anide fan allteunA le AOI doiX avoir ceAtalneA caracteacuteristiques que nouA pneacuteclAeAonA

Lavantage pnlnclpal deA baAAins eAt de pouvoln recevoir deA eaux quasi-brutes en effet pan paAAoge danA le AOI teA eaux de nechange Aubi-AAent une eacutepuration naturelAgravee pratiquement totale

On^ection danA deA puitA leau eAt directement ameneacutee au niveau de ta nappe Ce pnoceacutedeacute eAt notamment utiAgravelseacute lonAqu il exlAte une couche impenmeacuteabte entre la Aurface du AOI et la nappe Laction eacutepwiatAlce du AOI Intervenant peu poui leA eaux dinfection le tnaltement de ceileA-ct doit ecirctre pliiA eacutelaboreacute que danA le CŒA de baAAinA

Le choix dun pnoceacutedeacute deacutepend de plusleiuiA paramegravetres dont leA pnlnclpaux Aont donc

- leA caracteacuterlAtlques hgdrogeacuteologiques du AOI - la qualiteacute deA eaux de nechange et leun compatibiliteacute vis-agrave-vis deA eaux natlveA

du gisement

bull bull bull bull bull bull

- 10 -

poundnpji ta zieacuteuA^lte dune opeacuteration de iechange eAt dAgraveJiectement Jjee au pheacutenomegravene de co-Lmatage qui tend agrave pietneA linpJJytation de -Leau de lechajige danA teA baAA-inA ou teA puLtA LeA oiLgineA du pheacutenomegravene de coMnatage Aont ta OUAAAgrave dAveA4est phuAiqueA chirniqueA bLoiogAjQjjeA NOUA LampnonA un LnventaJuie desi lemegravedeA contsie -Le colmatage malA -il jLaut deacutejagrave AOutigneA que chaque opeacuteration de Jiechaige eAt un CJXA paAtLcutLeA et que AeuAgraveA deA eAAaAgraveA agrave long ternie et in Aitu permettent den deacutegagent leA paAametAeA

- CHAPITRE I -

L E S E A U X DE R E C H A R G E

- 13 -

Avant dexposer lorigine des eaux de recharge et les traitements eacuteventuels que lon doit leur faire subir il serait utile dintroduire la notion de compatibishyliteacute entre les eaux de recharge et les eaux natives du gisement On peut deacutefinir trois domaines de compatibiliteacute physique chimique et biologique

compatibiliteacute physique elle concerne le pH la teneur en matiegraveres en suspension ou MES

compatibiliteacute chimique elle concerne laction des gaz dissous la teneur en MES en fer en manganegravese en calcium en magneacutesium en silice ainsi que la dureteacute de 1eau

compatibiliteacute biologique elle concerne la preacutesence de pathogegravenes susceptibles de polluer les eaux souterraines

Les traitements eacuteventuels des eaux de recharge visent agrave proteacuteger les eaux du gisement vis-agrave-vis de toute pollution pouvant entraicircner une deacutegradation irreacutevershysible de sa qualiteacute

A - RECHARGE PAR EAUX DE RIVIEgraveRE

1 ) RomanqueA piltLLLmJjriCLuiltZA

a) Lanalyse quantitative de la recharge naturelle de la nappe alluviale par la riviegravere elle-mecircme est essentielle pour pouvoir juger de lefficaciteacute dune recharge artificielle En effet cette analyse permet de deacuteterminer les deacutebits reacuteellement utiles parla recharge artificielle dun aquifegravere donneacute

b) Lanalyse qualitative des eaux de riviegravere permet den connaicirctre le degreacute de polshylution ainsi que la teneur en MES Il faut remarquer que ces deux facteurs peushyvent ecirctre directement influenceacutes par le reacutegime de la riviegravere elle-mecircme Ainsi

en peacuteriode deacutetiage la pollution des eaux peut ecirctre plus importante quagrave lorshydinaire

en peacuteriode de crue un transport solide important peut apparaicirctre augmentant du mecircme coup la teneur en MES (F 2028)

Les eacutetudes en vue dune recharge artificielle par des eaux de riviegravere doivent donc se faire sur une large plage de valeurs des deacutebits

La pollution et la teneur en MES jouant un rocircle tregraves important vis-agrave-vis du pheacutenomegravene de colmatage le pompage en riviegravere peut donc ecirctre intermittent ou conshytinu suivant les toleacuterances admises pour la pollution et la teneur en MES des eaux de recharge

2) Eaux dltZAtinecirceA agrave ampOie jjipoundJJJyieacuteesgt dan dzA baj4inA (F 2518 F 3469)

Suivant le degreacute de pollution et la teneur en MES de la riviegravere les eaux peuvent subir les traitement suivants

- 14 -

preacute-traitement deacutegrillage suivi dune simple deacutecantation Cest le cas des oueds et des cours deau ne preacutesentant pas de pollution notable

NB les anciennes sabliegraveres se preacutesentent comme eacutetant dexcellents bassins de deacutecantation

traitement primaire en station injection de coagulants deacutecantation et filtra-tion sur sable pour reacuteduire la teneur en MES et la demande biologique en oxygegravene des eaux

Exemple

Croissy (eau de Seine) - la figure 1 donne un scheacutema de linstallation (G 3663)

Moulle (eau de lAa) (6627873 6625917 6627956)

Appoigny(eau de lYonne) (G 1947)

Remarque dans le cas deacutepandage superficiel des eaux de recharge on ne procegravede pas agrave une steacuterilisation lors du traitement En effet la chloration aurait le grand inconveacutenient de deacutetruire dans les bassins laction eacutepuratrice des bacteacuteries diverses qui oxydent et mineacuteralisent les diffeacuterents produits organiques preacutesents dans les eaux (G 3459)

FIGURE 1

EXEMPLE DE CROISSY

(poundxiiaJJ du Document Ccedil 3663)

bull bull bull bull bull

- 15 -

3) Eaux desitlneacuteesi agrave linfection (F 3469 F 2028)

Remarque preacuteliminaire les eaux dinjection dune maniegravere geacuteneacuterale doivent ecirctre deacutebarrasseacutees de toute pollution susceptible dalteacuterer la qualiteacute des eaux du gisement et notamment des matiegraveres toxiques non eacuteliminables par filtration naturelle De plus les eaux dinjection doivent ecirctre chimiquement compatibles avec les eaux du gisement

En geacuteneacuteral en plus dun traitement primaire classique les eaux de riviegraveres desshytineacutees agrave linjection subissent un traitement secondaire plus ou moins eacutelaboreacute en fonction de leur degreacute de pollution Ce traitement vise principalement agrave deacutesaeacuterer leau et agrave la steacuteriliser avant injection

Exemples (F 2028)

En Israeumll (eaux du Lac de Tibeacuteriade)

En Californie (eaux des torrents de la Sierra Nevada)

3 - RECHARGE PAR EAUX USEacuteES

Le niveau de traitement des eaux useacutees destineacutees agrave la recharge artificielle deacutepend tregraves largement de lorigine de celles-ci (domestique ou industrielle) et aussi de la nature des terrains de recharge

Le tableau 1 (extrait de 6604561) rappelle la nature des pollutions en fonction de lorigine des eaux useacutees

Le tableau 2 (G 6501) donne agrave titre indicatif les recommandations du Service de Santeacute de la Californie pour lutilisation agrave des fins de recharge artificielle deaux useacutees

Le tableau 3 (G 6501) montre par des exemples la diversiteacute des traitements que lon peut appliquer suivant les paramegravetres de la recharge

ConcAgravewiioni

Comme nous lavons deacutejagrave souligneacute dans lintroduction chaque opeacuteration de recharshyge doit ecirctre traiteacutee comme un cas particulier Le niveau de traitement requis pour les eaux de recharge en est une preuve Aussi seuls des essais in situ et agrave long terme associeacutes agrave lexpeacuterience du professionnel peuvent deacutefinir les traishytements neacutecessaires des eaux de recharge Cette eacutetape est importante car elle conditionne la rentabiliteacute de lensemble de lopeacuteration de recharge le coucirct du traitement entrant pour une part importante dans le coucirct global (F 2028 G 6501)

bull bull bull bull bull bull

- 16

TABLEAU 1

Sources deaux useacutees

- Eaux useacutees urbaines

non traiteacutees

traiteacutees

fosses septiques

- Eaux useacutees industrielles

eau de refroidissement

industries alimentaires

industrie du papier

industrie chimique et traitement des meacutetaux

industrie du peacutetrole

- Irrigation

- Ruissellement urbain et nettoyage des

- Eau de crues

Types de pollution

composeacutes organiques et mineacuteraux matiegraveres en suspension faibles teneurs en meacutetaux lourds et en toxiques Tregraves forte teneur en DBO Biodeacutegradable ou non deacutegradabie

composeacutes organiques et mineacuteraux faibles teneurs en meacutetaux lourds et en toxiques Substances biodeacutegradables et non deacutegra-dables

surtout des matiegraveres organiques Biodeacuteshygradable

chaleur

composeacutes organiques et matiegraveres en susshypension surtout DBO eacuteleveacute Particuliegraveshyrement biodeacutegradables

composeacutes organiques et mineacuteraux En partie biodeacutegradable Quelques matiegraveres solides organiques en suspension

composeacutes organiques et mineacuteraux y compris des meacutetaux lourds des toxiques et des substances dangereuses Selon le proceacutedeacute certaines substances sont biodeacutegradables

composeacutes organiques biodeacutegradables et non biodeacutegradables surtout Nombreux toxiques et substances dangereuses

deacutechets organiques et mineacuteraux subsshytances nutritives sels de lessivage du sol substances biodeacutegradables ou non biodeacutegradables matiegraveres en suspenshysion

mers composeacutes organiques et mineacuteraux fortes charges en DBO substances nutritives pesticides matiegraveres en suspension en partie biodeacutegradables

composeacutes organiques et mineacuteraux matiegraveres en suspension en partie biodeacutegradables Eminemment variable selon lutilisation du sol

(tsiaducJUon du tableau 1 eyLtnaJut du Document 66OU561 )

bull bull bull bull bull

17 -

TABLEAU 2

NIVEAUX DE TRAITEMENT RECOMMANDES POUR LES EAUX USEES EPUREES

UTILISEES A LA RECHARGE DES NAPPES SOUTERRAINES

1

2

3

t

5

6

7

par eacutepandage superficiel

Veacuterification de linexistence de deacutecharges deffluent industriels toxiques dans les eaux useacutees utiliseacutees

Oxydation biologique normale (traitement secondaire)

Adsorption sur charbon actif (temps de contact 30 mn demande chimique doxygegravene reacutesiduelle moins de 5 mg1)

Epandage avec percolation de leffluent dans la zone aeacuterobie non satureacutee du sol non remanieacutee - profondeur minimale de la nappe 3 megravetres

- une semaine deacutepandage alterneacutee avec 2 semaines dassegravechement

Dilution par une quantiteacute eacutegale deau souterraine naturelle

Leau de recharge doit rester dans la nappe pendant un an avant decirctre extraite

La qualiteacute de leau souterraine doit ecirctre doit ecirctre reacuteguliegraverement surveilleacutee

l

2

3

A

5

6

7

8

9

10

11

12

ou par injection directe

Veacuterification de linexistence de deacutecharges deffluent industriels toxiques dans les eaux useacutees

Oxydation biologique normale (traitement secondaire)

Deacutesinfection correcte (chlorination)

Coagulation-floculation chimique

Deacutecantation

Filtration rapide sur sable

Adsorption sur charbon actif

Deacutemineacuteralisation par osmose inverse

Aeacuteration par aspersion pour leacutelimination des composeacutes organiques volatils

Dilution par une quantiteacute eacutegale deau souterraine naturelle

Leau de recharge doit rester dans la sapps pendant un an avant decirctre extraite

La qualiteacute de leau souterraine doit ecirctre recircguliegravereoent surveilleacutee

(acirc-x-ttalt du Document Ccedil 6501 )

bull bullbullbullbullbull

- 18 -

TABLEAU 3

PRINCIPALES INSTALLATIONS DE RECHARGES DE NAPPE SOUTERRAINES EN CALIFORNIE

UTILISANT LES EAUX USEES EPUREES

Nom de iumla station de reacutecupeacuteration

deaux useacutees San Joseacute Creek (Whittier)

Whittier Narrow

Water Factory 21 (Orange County)

Chino Basin (Ontario)

Palo Alto

Proceacutedeacutes de traitement =

Proceacutedeacutes de traitement

des eaux useacutees

Meacutethode de recharge des

eaux souterraines

Problegraveme agrave

reacutesoudre Deacutebit annuel reacutecupeacutereacute en millions de m-

DP BA CF FR Ch

DP BA CF FR Ch

DP BA CF FR AAeA ACA 01 Ch

DP LB

DPBACFFR Ch Ozonisation

Epandage superficiel

Epandage superficiel

Injection directe

Epandage superficiel

Injection directe

Deacutecantation primaire Boues activeacutees Coagulation floculation Filtration rapide Lits bacteacuteriens Adsoption sur charbon actif

Chloration Aeacuteration par aspersion pour leacutelimination de lamoniaque

DP BA CF FR LB

ACA Ch

AAeA

Reacutealimen-Cation de la nappe soushyterraine

Reacutealimentashytion de la nappe soushyterraine

Barriegravere contre linfiltrashytion deau marine (et reacutealimentashytion)

Reacutealimenta-tion de la nappe soutershyraine

Barriegravere contre linshyfiltration deaux marines

166

87

63

32

23

En ce qui concerne la station Water Factory 21 le traitement primaire et secondaire de leffluent a lieu preacutealablement a la station de traitement du Comteacute dOrange

(CxtAciut du Document Ccedil 6501 )

- 19 -

L I S T E B I B L I O G R A P H I Q U E

F 2028

F 2518

BIZE J BOURGUET L LEMOINE J Lalimentation artificielle des nappes souterraines Ed Masson amp Cie 1972 199 pages

HUISMAN L WOOD WE La filtration lente sur sable OMS Genegraveve 1975 133 pages

F 3469 Health aspects of wastewater recharge Water Information Center New-York 1978 240 pages

G 2264Bis

G 3459

La meacutecanique des fluides et lenvironnement - preacutevision et maicirctrise de la qualiteacute de leau et de lair 14egraveme Journeacutees de lHydraulique Paris Sept 1976 Question 4 les eaux souterraines 48 pages

DEVILLERS G Lalimentation artificielle des nappes souterraines - Exemple de la nappe de Croissy Journeacutees Information Eaux 1976 14 pages

G 3663

G 6212

G 6230

Plaquette de preacutesentation de linstallation de recharge artificielle de Croissy SLEE sd 16 pages

Wastewater reuse for groundwater recharge Symposium Office of Water Recycling Californie 1980 345 pages

Possibiliteacutes deacutepandage des eaux useacutees urbaines Rapport Agence RMC 1979 371 pages

G 6295 BRESSON G Injection dans le sous-sol des effluents traiteacutes agrave la station deacutepuration de la ville de St-Jean-de-Monts Rapport DDA Vendeacutee 1980 74 pages

G 6501 TAKASHI ASANO GHIRELLI R Reacuteutilisation des eaux useacutees pour la recharge des eaux souterraines et lirrigation agricole Confeacuterence OMS Alger 1980 p 1-15

G 7220 BIZE J Recharge artificielle des nappes PNUD Compte-rendu de missionraquo SeptmdashOct 1981 45 pages

bullbullbullbullbullbull

- 20 -

G 7221 Lameacutenagement dinfiltration des eaux useacutees de Port-Leucate Soc Ameacutenag Mixte dEquip et dAmeacutenag de lAude Novembre 1981 45 pages

6604561

6616815

CALLAHAN JT Recycling of fresh water - the management and protection of ground water Tireacute agrave part 16 pages

SCHMIDT CJ CLEMENTS EV SHELTON SP A survey of practices and reacutegulations for reuse of water by ground water recharge JAWWA 1978 70 ndeg 3 p 140-147

6623044

6625917

ASAN0 T GHIRELLI RP WASSERMANN KL Recharge de nappe par eaux useacutees eacutepureacutees JWPCF 1979 51 ndeg 9 24 pages

MARTIN F THEBAULT P Reacutealimentation de nappe par de leau de riviegravere traiteacutee Liaison Cortambert 1980 ndeg 10 p 31-36

6627873

6627956

MARTIN F THEBAULT P Reacutealimentation de nappe agrave lusine de Moulle (Dunkerque) Techniques Eau Assainissement 1981 ndeg 409 p 37-42

MARTIN F Flottation et traitement des boues Eau et Industrie 1981 ndeg 52 p 61-65

CASTANY G Conditions hydrogeacuteologiques de lalimentation artificielle des nappes deau souterraine BRGM 1970

- CHAPITRE I I -

H Y D R O G E O L O G I E

- 23 -

LEAU DANS LE SOL

Rappel de notion geacutenltpoundnaAgraveamp4 dhyccedilugraveiogeacuteologAgravee

La porositeacute la porositeacute dune roche est deacutefinie par le rapport du volume des vides au volume total de la roche

La figure 1 montre les divers types dinterstices et leur relation avec la texshyture du sol

FIGURE 1

Several types of interstices and the relation of rock texture to porosity (a) Well-sorted sedimentary deposit having high porosity (6) poorly sorted sedimentary deposit haviog low porosity (c) well-sorted sedimentary deposits consisting of fragments of rock that are themselve-s porous so that the deposit has a very high porosity (d) well-sorted sedimentary deposit whose porosity has been diminished by the deacuteposition of minerai matter in interstices (e) rock rendered porous by solution and () rock rendered porous by fraccuring (Front Meimer 1959)

(Extrait du Document h 204-5)

TABLEAU 1

REPRESENTATIVE POROSITY RANGES

FOR SELECTED ROCKS

Le- tableau 1 donne la valeur de la porositeacute pour diffeacuterentes roches

(ExtnaJjt du Document r 20+5)

Rocks

Clay Sand Gravel Sand and gravel Sandstone Shale Limestone

Porosity

45-55 35-40 30-40 20-35 10-20 1-10 1-10

- 24 -

TABLEAU 2

REPRESENTATIVE SPECIFIC YIELD

RANGES FOR SELECTED ROCKS

Rocks

Clay Sand Grave Sand and grave Sandstone Shale Limestone

Speacutecifie yield

1-10 10-30 15-30 15-25 5-15

05-5 05-5

Pour les mecircmes roches le tableau 2 donne la valeur de la porositeacute efficace deacutefinie comme la fraction de la porositeacute corresshypondant agrave la contenance en eau gravitaire

(Extrait du Document h 20k5 )

La permeacuteabiliteacute la permeacuteabiliteacute est laptitude dune roche agrave laisser passer iumleau sous leffet dun gradient de potentiel

Le tableau 3 donne la valeur de la permeacuteabiliteacute intrinsegraveque (ou permeacuteabiliteacute en petit) pour diverses roches (rappel 1 darcy = 0987 10-^ cm2)

TABLEAU 3

PERMEABILITE INTRINSEQUE DE DIVERS TYPES DE FORMATION

Type de formation

Roches meacutetamorphiques et plutoniques

Roches solides

Zones meacutetamorphiques et fortement fractureacutees

Sable agrave grains de grosseur moyenne

Limon (roche)

Calcaire dense riche en argile

Gregraves de grain moyen

Bregraveche calcaire grossiegravere partiellement cimenteacutee

Roche calcaire demeureacutee poreuse

Sables alluviaux (plaines littorales)

Alluvions dargile et de limon

Sables dunaires

Loess

Valeur du coefficient en

Proche de zeacutero

Proche de zeacutero

Plusieurs centaines de darcys

darcys

1000-30000 millidarcys

01 millidarcy

1 millidarcy

1-500 millidarcy

Plusieurs milliers de darcy

10-500 darcys

Moins de 1 darcy

Moins de 01 darcy

5mdash50 HarcvR

10-4 -1 darcy

(extrait du Document Ccedil 51351)

- 25 -

Remarque certaines roches denses telles que le calcaire ou le basalte ont une permeacuteabiliteacute en petit tregraves faible Cependant elles constituent dexcellents aquifegraveres lorsquelles sont fractureacutees leur permeacuteabiliteacute devenant alors imporshytante

c) La transmissiviteacute la transmissiviteacute est la grandeur mesurant laptitude dune couche de terrain permeacuteable agrave transmettre conduire leau La transmissiviteacute est deacutefinie comme le produit de la permeacuteabiliteacute par leacutepaisshyseur de la couche aquifegravere en un point consideacutereacute

d) Le coefficient demmagasinement ce coefficient est deacutefini par le rapport entre la hauteur de la tranche deau immeacutediatement libeacuterable par la roche aquifegravere sous leffet dune deacutepression et la hauteur dabaissement correspondant du niveau pieacutezomeacutetrique

Le darcy est une uniteacute de surface deacutefinie par

1 darcy = 0987 10 ~8 cm2

1 centipoise cm3s 1 cm2

et 1 darcy 1 atmosphegraverecm

2) ReacutepanAcircJjtlon de leau darvi le IO-L

Leau infiltreacutee agrave la surface du sol circule de haut en bas jusquagrave rencontrer une surface impermeacuteable Elle constitue alors une nappe deau dont le niveau supeacuterieur est appeleacute niveau pieacutezomeacutetrique ou encore surface hydrostatique

La figure 2 scheacutematise leacutetat deacutequishylibre vertical de leau dans le sol

FIGURE 2

NAPPE PHREATIQUE

lExtAaJJi du Documervt h 2189)

La nappe deau ainsi deacutefinie peut ecirctre

soit libre ou percheacutee (notamment en cas de la preacutesence dune lentille dargile dans le sol)(voir figure 3)

soit captive encore appeleacutee arteacutesienne (voir figure 4)

SurfocA |

s l

bull l

lt

bull - bull bull bull bull bull

bull bull laquo bull laquo bull bull 5^ Icirc v bull

urfoc fiy4ro)tcitkivraquo

bull EayxpHrrltliqiraquo4laquo - J

bull bull raquo bull bull bull bull bull bull

bull bull bull bull bull bull bull bull bull

Couche imptfweacutecbi

Zooraquo divcpctmmpirotiocraquo

Zonraquo draquo rrltntron

I

Francraquo dgt cnpidarltv

Nappraquo aquiflaquorr

- 26 -

FIGURE 3

NAPPE LIBRE ET NAPPE PERCHEE

TgtraquoL bullbullbull-bull j^zzsz^-r =i-^^gt^ bull bull V

bullbullbull bullbull-bulllaquoiiii ^iumlrtW-----1---1--V- bull bull bull ^N

bullbullVbull^gt^^^bullCvi^bullrSbullibull^V^^bullbullbullbullvbull V^72

^

(Extrait du Document h 2189)

FIGURE 4

FORAGE DANS UNE NAPPE ARTESIENNE

fl) Eaux jaillissantes - f2) et 13) Puits agrave eaux remontantes (en hachures les couches impermeacuteables)

(SXampKLUL du Document h 2k15)

- 27 -

Remarque un cas particulier est celui dune nappe phreacuteatique cocirctiegravere Leau saleacutee eacutetant plus dense que leau douce il se creacutee un biseau deau douce comme le montre la figure 5 Par un pompage excessif dans la nappe deau douce on engendre une avanceacutee des eaux saleacutees vers linteacuterieur des terres Cette progresshysion peut entraicircner une deacuteteacuterioration irreacutemeacutediable de laquifegravere Une recharge artificielle dans la zone littorale permet de combattre ce pheacutenomegravene

FIGURE 5

CxtnaLt du Document Ccedil 513^1)

3) Btlan dune nappe

Pour pouvoir juger de lopportuniteacute dune reshycharge artificielle il est important de pouvoir quantifier les entreacutees et les sorties deau dans la nappe consideacutereacutee (voir figure 6) sur une peacuteriode de temps donneacutee On peut alors eacutetablir le bilan hydrique de la couche aquifegravere et suishyvant lobjectif viseacute (reacuteeacutequilibrage de la nappe ou bien stockage) quantifier lopeacuteration de recharge

(CxtnaiJ du Document ucirc 580)

(S)

laquo o a a lt

c

z a ta Q

FIGURE 6

SCHEMA DES ELEMENTS PRINCIPAUX DU BILAN DE

LA COUCHE AQUIFERE

APPORTS

X gui lt tj

3 -

PRECIPITATION P

INFILTRATION

EFFICACE

APPORTS DES EAUX

SOUTERRAINES

APPORTS CES EAUX

OE SURFACE

RESTITUTIONS

INFILTRATION

EAUX DE SURFACE

EVAPOTRANSPIRATION

REacuteELLE

VARIATION CE LA RIcircSSRVH

EN EAUX SOUTERRAINES dW

(INVERSEMENT

OE LA C0UCH4 AOgtIIFecircRE

ECOULEMENT

EN SURFACE

PREacuteLEgraveVEMENTS

EXPLOITATION EacuteMERGENCES DES

EAIU SOUTERRAINES

D E P E N S E S

Iw+ lccedil+ l r qwgtqs = E + R + ^nt + CcedileQs +Qwraquoplusmn dw

- 28 -

U) CaiacJeacuteAAgraveyiatLon deA urtLteacuteA geacuteologiques avoiable^ pouA la iechaiae aAixfJ-CxeAXe de nappe

a) Nature cles_terrains

Les terrains destineacutes agrave la recharge artificielle doivent avoir une permeacuteabiliteacute suffisante (10~2 agrave 10-^ ms) En fait cest la valeur de la transmissiviteacute qui intervient et par lagrave la puissance ou encore leacutepaisseur de la couche aquifegravere (F 2028)=

Suite agrave de nombreuses expeacuteriences il apparait que les formations aquifegraveres favorables pour une recharge artificielle sont les roches carbonateacutees karsshytiques iumles basaltes (notamment lorsquils sont fissureacutes) les sables les allu-vions

b) Dimensions de l^aquifegravere

Ce sont les limites geacuteologiques et hydrauliques du reacuteservoir que constitue 1aquifegravere qui deacuteterminent sa structure Les nappes sont limiteacutees nous lavons vu dans leur partie infeacuterieure par une couche impermeacuteable de terrain ou encore par un fluide plus dense que leau du gisement

Quand la nappe est libre cest la surface hydrostatique qui la limite dans sa partie supeacuterieure

Quand la nappe est captive cest la couche impermeacuteable ou toit sous laquelle elle est emprisonneacutee qui constitue sa limite supeacuterieure

Remarque lorsque 1aquifegravere est profond cest alors les limites lateacuterales qui pour des raisons eacuteconomiques deacuteterminent les possibiliteacutes de stockage de 1aquishyfegravere consideacutereacute

La figure 7 donne des exemples de formations aquifegraveres favorables au stockage

Les structures hydrogeacuteologiques les plus favorables agrave la mise en oeuvre dopeacuterashytions de recharge artificielle sont les massifs de roches carbonateacutees karstiques ou fissureacutes les plaines alluviales les dunes littorales et les deltas les basshysins hydrogeacuteologiques et enfin les zones ougrave la surface pieacutezomeacutetrique est deacuteprimeacutee par surexploitation

Cependant on peut faire les remarques suivantes

mdash les massifs de roches carbonateacutees karstiques peuvent en geacuteneacuteral absorber beaushycoup deau mais cette eau est rapidement rejeteacutee par des grosses sources Le stockage deau ne pourra donc se faire que dans les parties profondes

- les plaines alluviales constituent des lieux privileacutegieacutes pour la mise en oeuvre de recharge artificielle mais le stockage y est en geacuteneacuteral limiteacute du fait de la position eacuteleveacutee des niveaux deacutequilibre pieacutezomeacutetrique quand les eaux dalimenshytation sont abondantes

Suivant le climat les sites de recharge artificielle peuvent ecirctre diffeacuterents ainsi

en reacutegion agrave climat tempeacutereacute et humide on choisira

- les alluvions anciennes - les lits fossiles enfouis

- 29 -

- les cocircnes deacuteboulis

- les alluvions interconnecteacutees des valleacutees principales et de leurs affluents

en reacutegion aride on choisira

- les deacutepocircts alluviaux reacutecents - les dunes cocirctiegraveres - les zones deltaiumlques

en reacutegion tropicale des roches qui eacutetaient compactes agrave lorigine ont pu sous laction des agents atmospheacuteriques ecirctre alteacutereacutees sur une certaine eacutepaisseur (par exemple les graniteacutes deviennent des lateacuterites) Si cette couche alteacutereacutee est sufshyfisamment eacutepaisse elle consiste alors un terrain favorable agrave la mise en oeuvre dune opeacuteration de recharge artificielle

FIGURE 7

EXEMPLES DE COUCHES AQUIFERES AYANT UN POTENTIEL

DEMMAGASINEMENT IMPORTANT

j Couche l i b r e sans reacuteserve constante mais alimenteacutee par un cours deau

B formations massives ayant des sources l e long de l e u r s l im i t e s

(Extrait du Document Ccedil 513^1) bull bull bull bull raquo bull

- 30 -

B - PHYSIQUE DUNE OPEacuteRATION DE RECHARGE

1 ) Ccedila de baA4irvj difijlLUyicutLon (G 5920)

Le systegraveme hydraulique que constitue une opeacuteration de recharge par bassin se deacutecompose en deux parties distinctes

- linfiltration proprement dite agrave travers la partie non satureacutee du sol cest le domaine des eacutecoulements verticaux (I sur la figure 8)

- le transfert de leau dans la zone satureacutee de laquifegravere cest le domaine des eacutecoulements horizontaux (II sur la figure 8)

FIGURE 8

EXEMPLE DE DISPOSITIF DINFILTRATION

NIVEAU I

NIVEAU II

^ ^ raquoraquo S SSS^N S^ ^ V-sgtsgtSSSilHgts

(dxfrialt du Document Ccedil 5920)

NB si la capaciteacute de transfert de laquifegravere est insuffisante la nappe se gonfle jusquagrave remonter agrave la surface stoppant ainsi toute infiltration (G 5S20 G 7221)

Pour une recharge artificielle par bassin dinfiltration les terrains ayant une texture sableuse ou sablo-limoneuse ou encore limono-sableuse conviennent bien Linfiltration agrave travers la couche non satureacutee du terrain jouant un rocircle eacutepura-teur important une texture trop grossiegravere nest pas agrave recommander le chemineshyment est alors trop rapide empecircchant les reacuteactions chimiques et biologiques de se produire complegravetement (G 6230)

- 31 -

2) CQA deA pultyj dinjecJugraveon

Le systegraveme hydraulique dans le cas dune recharge par injection est reacuteduit au transfert du volume deau injecteacutee (voir figure S)

FIGURE 9

RADIAL FLOW FROM RECHARGE WELLS PENETRATING (a) CONFINED

AND (b) UNCONTINED AQUIFERS

Li y Ground surface

k^^x^xmiampxvA VteampraquoraquoV4iuml^^ti^K

Fiezometric surface bullgt

y ^ i ^ ^ - ^ y gt f t ^ ^ ^ 0 g y ^ -

Conflned aquifer

mltpoundzmpoundmzMMmg

te)

Qr

Unconfinsd bull-aquifer

S Ground suiface

^^^m^smMm^rrm^^micirc^mmmm^i

Vate Ublaquolaquo

S^SS5^SS^S3laquo^2ggSSSSraquo^wS5^SS3S

(poundxampiaLt du Document t 275)

Les deacutebits dinjection sont limiteacutes par les caracteacuteristiques physiques de laqui-fegravere En effet au voisinage du puits la vitesse deacutecoulement des eaux soutershyraines ne doit pas deacutepasser la valeur au-delagrave de laquelle elles provoqueraient une eacuterosion du terrain Pour les nappes captives cette eacuterosion peut entraicircner leacutecroulement du toicirct (G 51341)

- 32 -

Pour une recharge par injection les calcaires notamment lorsquils sont profonshydeacutement enfouis sont favorables

C -MEacuteTHODES DINVESTIGATION DES PARAMEgraveTRES DUNE OPEacuteRATION DE RECHARGE

ARTIFICIELLE

(B 580 G 51341 6619100 G 5191 G 6212)

1) ftasiivie de la conduativlteacute hycOiaLUAque ou peAmeacuteabLLLteacute au lt4erui de Ocuicy (eacutecouleshyment s a t u i eacute

Il sagit dune mesure classique qui peut ecirctre mise en oeuvre par diffeacuterentes meacutethodes

a) essai de pompage linterpreacutetation des variations du niveau de la nappe en foncshytion du temps pendant une opeacuteration de pompage permet de deacuteduire la valeur de la permeacuteabiliteacute de laquifegravere

b) Essais geacuteophysiques le principe de ces meacutethodes est deacutetudier certaines caracshyteacuteristiques pTiysiques dun terrain et de les interpreacuteter afin dobtenir diffeacuteshyrents renseignements sur le sol Principalement on utilise les meacutethodes geacuteophysiques suivantes

- meacutethode des reacutesistiviteacutes comme son nom lindique cest une meacutethode eacutelectrique destineacutee agrave connaicirctre la reacutesistiviteacute des terrains concerneacutes

- meacutethode de sismique-reacutefraction cette meacutethode consiste en le calcul des vitesses de propagation dondes de choc dans le sol

c) Essais eh laboratoire on mesure directement la permeacuteabiliteacute sur un eacutechantillon de sol obtenu par carottage agrave laide dappareils speacuteciaux (permeacuteamegravetres par exemple)

2) fteAime de ta conducJJLvLteacute kydnauUque verticale (ecouJemerut non statuieacute)

Il nexiste pas de meacutethode parfaite pour calculer ce paramegravetre Citons tout de mecircme la meacutethode de Weeks dont le principe est une eacutetude de la pression de lair contenu dans la zone non satureacutee du terrain Quoique sujette agrave erreur cette meacutethode est malgreacute tout la plus preacutecise actuellement (G 5191 G 6212)

3) MeAwie de JJOL tAarvmJui4LvJjLeacute et du coefifJicAeruL demmaaaAuiement

Ces mesures se deacuteduisent des reacutesultats des essais de pompages (cf la)

4 DugravenenALorui et 4poundnuctuuie de taquLfLegravejie

La mesure de ces diffeacuterents paramegravetres peut ecirctre mise en oeuvre par des meacutethodes geacuteophysiques classiques telles que la meacutethode des reacutesistiviteacutes ou de sismique-

- 33 -

reacutefraction ou encore par des meacutethodes plus sophistiqueacutees utilisant les proprieacuteshyteacutes radioactives des constituants du sol citons pour meacutemoire la meacutethode dactivation des neutrons et celle de la spectromeacutetrie aux rayons gamma

5) Etude de -leacutecoulement

Les meacutethodes deacutetude des eacutecoulements souterrains ont longtemps eacuteteacute dordre physishyque avant de devenir plus reacutecemment aussi dordre numeacuterique gracircce au deacutevelopshypement de linformatique

a) Meacutethodes physiques

- Utilisation de traceurs les traceurs sont en fait des substances polluantes dorigines physique chimique ou radioactive que lon introduit dans les eaux de recharge et qui vont suivre sans les perturber les eacutecoulements souterrains En les suivant on pourra obtenir des indications sur la direction et le deacutebit des eacutecoulements Parmi les nombreux traceurs utiliseacutes on peut citer agrave titre dexemple la tempeacuterature (6617781) la levure de boulanger (6619100) le tritium (6604550)

- Utilisation de modegraveles reacuteduits en respectant des regravegles de similitude bien preacuteshycises on peut construire des modegraveles reacuteduits deacutecoulement souterrain donnant des reacutesultats acceptables (F 2028 G 4944)

- Utilisation de modegraveles analogiques physiques le principe de ces meacutethodes est de remplacer les paramegravetres de leacutecoulement par dautres paramegravetres physiques veacuterifiant des eacutequations analogues aux eacutequations de leacutecoulement On fait alors les mesures neacutecessaires sur ce modegravele et lon transfert les reacutesultats obtenus au problegraveme reacuteel Citons agrave titre dexemple les modegraveles analogiques eacutelectriques qui ont donneacute de bons reacutesultats(G 2729 F 2045)

b) Meacutethodes numeacuteriques

Les progregraves de linformatique permettent aujourdhui la reacutesolution directe de toutes sortes de problegravemes physiques et en particulier les problegravemes deacutecoulement souterrain (G 4944 G 51341 G 2264 bis F 2045 G 4329 F 3918)

D - POUVOIR EacutePURATEUR DU SOL

Le passage des eaux de recharge agrave travers le milieu poreux que constitue le sol deacuteclenche au sein de celui-ci diverses reacuteactions de caractegravere physique chimique ou biologique Ces reacuteactions deacuteterminent la capaciteacute de reacutetention des contamishynants par le sol Nous ne citerons que quelques cas de reacutetention

1) ReacutetervLLon deA raatJeAeyi en AUApenyjLon

Le premier processus qui intervient est la filtration les particules de dimenshysions supeacuterieures aux pores du sol sont rapidement stoppeacutees Cest ensuite

- 34 -

laction combineacutee de linterception des particules des forces dinertie du pheacutenomegravene de seacutedimentation et de diffusion qui assure la reacutetention des particules les plus fines

Ces processus entraicircnent la constitution dune couche colmatante qui freine le cheminement de leau dans leacute sol

Lefficaciteacute de leacutelimination des matiegraveres en suspension croicirct avec la distance parcourue De nombreuses eacutetudes en milieux non fissureacutes ont montreacute leacutelimination totale de la turbiditeacute apregraves seulement quelques megravetres de trajet des eaux dans le sol

2) HeacuteAgraveLeniugrave-on deA geAmeA pathogknesi

Les eaux notamment les eaux useacutees dorigine urbaine contiennent des germes pathogegravenes que les traitements en station neacuteliminent que partiellement Il est donc important pour des raisons sanitaires eacutevidentes deacutetudier la reacutetention des germes pathogegravenes dans le sol

Le meacutecanisme de 1eacutepuration des germes pathogegravenes par le sol est double

- tout dabord une reacutetention des germes par filtration ou adsorption dans le sol

- puis un deacutepeacuterissement i

Lefficaciteacute de leacutelimination des germes pathogegravenes par les sols est fonction de leur survie de la capaciteacute de reacutetention du sol

a) Survie des germes pathogegravenes le tableau 4 nous en donne des exemples

TABLEAU 4

Entamoeba histolytica

Oeufs dAscaris

Salmonella

Coliformes feacutecaux

Entero vicircrus

Survie dans le sol

8 jours

6 ans

9 mois

6 mois

12 jours

Source

DUNLOP (1968)

POUND et CRITES (1973)

VAN DONSEL et al (1967)

EDKONDS (1976)

DUNLOP (1968)

(ExticiLt du Document Ccedil 5920)

- 35 -

b) capaciteacute de reacutetention du sol elle est elle-mecircme fonction du climat de la nature du sol de la nature des microorganismes

- Climat (G 6212)

la tempeacuterature la survie des pathogegravenes est grandement prolongeacutee aux basses tempeacuteratures

la pluviomeacutetrie lhumiditeacute du sol favorise la survie des germes pathogegravenes

- Nature des sols (G 5920)

les terrains fissureacutes doivent ecirctre consideacutereacutes avec beaucoup de preacutecautions car de nombreuses expeacuteriences ont donneacute des reacutesultats totalement diffeacuterents

les sols granulaires sont en geacuteneacuteral de bon eacutepurateurs Cependant la capaciteacute de reacutetention des germes pathogegravenes est lieacutee agrave leacutecoulement au sein du sol Ainsi la reacutetention en milieu non satureacute est tregraves supeacuterieure agrave celle en milieu satureacute

- Nature des microorganismes nous distinguerons les bacteacuteries et les virus

Le tableau 5 reacutesume les facteurs geacuteneacuteraux qui conditionnent le cheminement des virus et des bacteacuteries dans le sol

TABLEAU 5

FACTORS THAT INFLUENCE THE MOVEMENT OF VIRUSES AND BACTERIA IN SOIL

1 Rainfall bull 2 pH I 3 Soil composition j h Flow rate 5 Soluble organics I 6 Cations bull 7 Adsorptiumlon characteristics of the virus and bacteriumla |

(Sxtnltxut du Document Ccedil 6212)

De nombreuses eacutetudes ont montreacute que

- les bacteacuteries sont eacutelimineacutees par filtration et adsorption dans les premiers deacutecishymegravetres du sol Leur cheminement vertical (en non satureacute) ne deacutepasse pas 2 agrave 3 m Par contre leur cheminement horizontal (en satureacute) peut atteindre 10 m

- les virus plus petits sont eacutelimineacutes principalement par adsorption dans les preshymiers centimegravetres du sol comme le montre la figure 10 pour trois virus diffeacuterents

bullbullbullbullbull

- 36 -

FIGURE 10

ADSORPTION OF DIFFERENT ENTEROVIRUSES BY A SOIL COLUMN

001 n U

mdash 40 e o i 80 1mdash CL LU

deg 120

160 J

mdash

VIRUSES 01

1

REMAINING ) 1 10 100

l ^ ^ f S p ^ ^

1

bull POLIO OECHO 1

AECHO 29

(Extrait du Document Ccedil 6212)

31 6-LugraveriLncution du cxjuibone oyjganique

Sous lappellation carbone organique sont regroupeacutees la DCO (demande chimique en oxygegravene) et la DBOf- (demande biologique en oxygegravene agrave 5 jours)

Leacutelimination du carbone organique ne peut se faire quen conditions aeacuterobies donc dans la tranche non satureacutee du sol Ainsi les eaux de recharge destineacutees agrave linjection doivent subir une oxydation biologique en station avant injection

- 37 -

De nombreuses eacutetudes ont montreacute que la DBO dune eau eacutepureacutee par passage agrave travers un sol convenablement aeacutereacute est quasiment nulle (G 6230 G 5920)

U) Reacutetention deA eacuteleacutements Viace^i N

Ils sont ainsi appeleacutes car leur concentration dans les eaux reacutesiduaires est geacuteneacuteshyralement faible Cette appellation regroupe des eacuteleacutements tels que les meacutetaux lourds le bore le fluor etc

Les eacuteleacutements traces preacutesents dans les eaux de recharge peuvent soit saccumushyler dansle sol soit rester dans leau eacutepureacutee (6619645)

La reacutetention dun eacuteleacutement trace deacutepend de sa nature ainsi que de la composition du sol (G 6230) Ainsi on peut souligner limportance des argiles dans ladsorp-tion des eacuteleacutements traces (G 6212) De mecircme la valeur du pH du sol conditionne la solubiliteacute des corps complexes creacuteeacutes et par lagrave leur mobiliteacute (G 5920)

- en sol calcaire ou crayeux (pH gt 8) la grosse majoriteacute des eacuteleacutements traces est immobiliseacutee

- en sol acide (pH ^ 7) laugmentation de la solubiliteacute entraicircne une migration des eacuteleacutements vers la nappe

On recommande donc deacuteviter les sols ayant un pH infeacuterieur agrave 65

5) Reacutetention CLQA -4eAgraveA ^oAgraveubteA

On a constateacute par des expeacuteriences in situ que les reacuteactions chimiques portant sur les ions mineacuteraux ordinaires de leau (Ca Mg Na) seacutequilibrent peu de temps apregraves le deacutebut de lalimentation artificielle (G 6501) Cependant une teneur trop eacuteleveacutee en sodium (Na) par exemple par rapport au calcium (Ca) et au magneacuteshysium (Mg) peut entraicircner une deacutegradation de la structure du sol et ainsi entraver linfiltration

Une importante concentration en sels solubles de leffluent peut se corriger par une dilution notamment par lintermeacutediaire des preacutecipitations (G 6230) En pays aride une deacutemineacuteralisation preacutealable peut simposer

6) Reacutetention de lazote

La quantiteacute dazote total ameneacutee par les effluents de recharge est souvent supeacuteshyrieure agrave la quantiteacute qui peut ecirctre exporteacutee par les cultures Il faut doncsous risque de pollution de la nappe opeacuterer une deacutenitrification dans le sol Ceci impose dapporter agrave la fois des nitrates et du carbone dans un milieu anaeacuterobie

La deacutenitrification maximum est lieacutee agrave la peacuteriode de submersion des bassins ainsi quagrave la quantiteacute des effluents infiltreacutes Ces deux facteurs deacutependent eux-mecircmes des paramegravetres suivants

- capaciteacute deacutechange du sol - pourcentage dammonium eacutechangeable - teneur en azote de 1effluent

bull bull bull bull bull

- 38 -

- taux de diffusion de loxygegravene dans le sol au cours de la dessication des bassins - tempeacuterature

On a constateacute une augmentation exponentielle de leacutelimination de lazote avec une diminution de la charge (G 6230)

En conclusion on peut simplement dire quil est neacutecessaire deffectuer de nomshybreux essais in situ afin de deacuteterminer la peacuteriodiciteacute des submersions-disseacuteca-tions optimales donnant une eacutelimination maximale de lazote total

71 deacutetention du pho-ophoie

Comme dans le cas de lazote le phosphore ameneacute par les eaux de recharge est tregraves supeacuterieur agrave la quantiteacute exportable par la veacutegeacutetation

Le seul meacutecanisme rentrant en jeu dans leacutelimination du phosphore est sa preacutecipishytation

Des eacutetudes ont montreacute que 90 du phosphore peut ecirctre eacutelimineacute apregraves un parcours de 100 m dans le sol Cependant pour un sol contenant peu de cations et ayant un pH acide le phosphore est tregraves mobile il est alors neacutecessaire deffectuer sa preacutecipitation preacutealablement en station avant linfiltration (G 6230)

Lefficaciteacute de la reacutetention du phosphore diminue comme dans le cas de lazote avec laugmentation des doses dinfiltration

8) Exemples) - Compcuiaision deA 4UAterneA de Lechcmge cuitlp-cJ-ette (ptibUi dbullinjection et baAAUiA dinp-AiMatioal

Les tableaux 6 et 7 reacutesument sur deux cas particuliers de recharge artificielle (lune par injection lautre par infiltration dans un bassin) leacutevolution des contaminants par passage de leau dans le sol en fonction de la distance de parcours

TABLEAU 6

Waler Quality of Percofaie at Whlttieacuter Narrows Test BasinmdashConcentration mgl

Conslitutent Constituent That Did Not Changa

Sodium Nraquo Sulate SO Chloride CI PH

Comtitucnts That Increaxd Calcium Ca Magneacutesium Mg Bicarbonate HCOa Nitrate N O T D S Hardneu total (as CaCO)

Comtituentraquo That Decreascd Potalaquoiurn K Ammonium N H Phosphate PO COO

Surface

152 164 126

802

laquo08 199

385 440

1011 234

145 40

54 393

2 f t

120 160 134

769

132 209

369 440

994 411

130 0 060

104

4 f t

142 164 131

787

127 194

336 104

10S0 393

154 0

100 97

6 f t

140 161 130

784

139 179

395 842

108raquo 422

126 0 0 3 0

170

Eft

138 168 126

778

158 301

487 880

1200 520

51 0 02

146

bullMcMcHiiu F C amp MCKEE J E Report of Research on Wastewater Reacuteclamation at Whittier Narreraquoraquo Pr-pand fer Rcioorccj Agency of Califomia State Wtr QC Bd Sacramento Calif (Sep 1965)

(Extrait du Document 6603313)

- 39 -

TABLEAU 7

Yater-Quality Changes al Orange County Coastal Sarrier Project Injection Wellmdashaig1

Constituent

Constituent That Did Nol Changa bull Chtorides

SuUato Magnewura Borna Nitrate Ocor threshold odor numberf Sodiusi

CoiMiituenuThat Increased Calcium Volatilraquo solids Bicarbonate Hardncu total T D S

ConstltuentsThat Cecreased Potassium Organif nitrogen Ammonium nitrogen Carbon dioxido

con Color

bull B U E raquo D C amp VesHEK G M sources Bull 75 (Oct 1971)

f T O N unitraquo

Injection Water

272 430

30 1

OJS 40

251

98 100 213 368

1220

30 1

19 69 5 15

Native Grottnd

Water

12 40

7 01 0 0

35

40 0

185

233

3 0 0 2 0 0

Distance From Injection Wellmdashft

100

293 405

31 1 0J

40 239

156 65

317 517

1330

22 0 134 30 27 13

245

288 445

28 1 OJS

40 243

164 125 293 385

1325

21 11 77

30 25

8

545

261 430

32 08 0 J

40 207

200 170 317 631

1290

9 0 00

10 22 i

0

Rcclaimed Waste Water lot Ground Water Recharge Wtr Fe-

1

(ExtnaLt du Document 6603313)

9) CoacAgravewiLon

Leacutepuration des eaux de recharge par les sols granulaires ayant une tranche non satureacutee est excellente ils permettent une eacutelimination importante des pollutions organiques phosphoreacutees et bacteacuteriologiques ainsi quune diminution de 30 agrave 40 de la pollution azoteacutee (G 7221 Doc Geacutenie Rural Dec 1977 voir page suivante)

La recharge artificielle par des bassins dinfiltration est un moyen deacutepuration des eaux en soi

La recharge artificielle par injection demande des eaux reacutepondant agrave des critegraveres aussi stricts que ceux dune eau potable La recharge par injection demande donc linstallation dune uniteacute de traitement agrave part ce qui peut mettre en balance la rentabiliteacute de lopeacuteration de recharge toute entiegravere

bullbullbullbullbullbull

- 40 -

FIGURE 11

PRESENTATION SCHEMATIQUE DU ROLE EPURATEUR DU SOL

oltra2r g g o n t e g d Wvdy bull-bull z-

amp ^ v

mf-

A S S I M I L A T I O N PAR L A

V E G E T A T I O N

f au -bull Selraquo Mineacuteraux N P K cfc-

gt-$[ FILTRATION Xamp^^^iumlacircdZl Arrecirct elt3 Germes Satfioocna

bull

bull - - bull lt bull ^ Jk y rCOa

- -- )rpoundsjkbull - - v v k - mdash O O

RETENTION

E A U

e t

MATIERES DfSSOUTES

Heoradalicircon des natiegraveres On

(action acs s rT coarr jomvno

DT

P E R C O L A T I O N

o o

O o tgt o I

jStocffaqe Jes Eleacutement fini

(oJaorplion - mSOiulraquoilaafi

e s a V o o c

des ionraquo

Jhort^ort sap bull Jtieumla numifOx

lone de

prospection

racine^

^ 7 M c a t ^ xmP 3faltlaquo

M yccedilou ctltfuirerc

Na+CaV Nps~ Cl~S0f DifmrjenS

Fer

itxtAaAJi du CcedileacuteruLe liiuiaAgrave Nov-Deacutec 7977)

1 bull bull bull

- 41 -

E - CONCLUSIONS GEacuteNEacuteRALES

Dapregraves ce que nous venons de voir un sol ideacuteal pour la mise en oeuvre dune recharge artificielle aurait (F 3469)

1) des taux dinfiltration et de transmission eacuteleveacutes

2) au-dessus de lui un sol sans argile ou autres substances reacuteduisant linfiltrashytion

3) pas dargiles gonflantes ou contractantes qui creacuteent des fissures en seacutechant et permettent ainsi agrave leau de circuler rapidement pendant les premiegraveres phases de la recharge

4) suffisamment dargiles pour pouvoir adsorber les eacuteleacutements traces et les oligoshyeacuteleacutements et pour permettre aux microorganismes du sol de deacutecomposer les eacuteleacuteshyments organiques

5) du carbone pour favoriser une rapide deacutenitrification et pour supporter une popushylation microbienne active combattant les germes pathogegravenes et enfin pour favoshyriser une deacutecomposition rapide des substances organiques introduites

Il est clair que certaines de ces propositions sont contradictoires Une opeacuterashytion de recharge artificielle est donc le reacutesultat dun compromis entre la capashyciteacute dinfiltration du sol et sa capaciteacute deacutepuration

- 43 -

LISTE BIBLIOGRAPHIQUE

F 2189

F 2752

F 1605

F 2028

F 2045

F 2415

j bull bull bull

Livre de leau - volume I CEBEDEAU 1978 350 pages

TODD DK Groundwater hydrology J Wiley and Sons Ed 1980 546 pages

CASTANY G Prospection et exploitation des eaux souterraines Dunod Ed 1968 740 pages

BIZE Jf BOURGUET L LEMOINE J Lalimentation artificielle des nappes souterraines Ed Masson amp Cie 1972 199 pages

WALTON WC Groundwater resource eacutevaluation McGraw-Hill Book Company 1970 664 pages

LOUP J Les eaux terrestres - hydrologie continentale Masson et Cie Ed 1974 172 pages

F 3469

F 3884

F 3918

G 2264Bis

Health aspects of wastewater recharge Water Information Center New York 1978 240 pages

A bull bull

Waste disposai effects on groundwater Miller DW Ed 1980 512 pages

BEAR J Hydraulics of groundwater McGraw-Hill Book Company 1979 567 pages

X La meacutecanique des fluides et lenvironnement - preacutevision et maicirctrise de la qualiteacute de leau et de lair 14egraveme Journeacutees de lHydraulique Paris Sept 1976 Question 4 les eaux souterraines 48 pages

G 2729

G 4329

Artificial recharge of the London basin Reading Water Resources Board 1973 38 pages

W0LKER RE Numerical modelling of an aquifer System with intermittent recharge Dept of National Res Australian Water Res Council 1977 64 pages

bull bull bull bull bull bull

- 44 -

G 4944 KHANJI JD Etude de la recharge de nappes agrave surface libre par infiltration Thegravese Universiteacute Scient et Meacutedicale Grenoble 1975 252 pages

G 51341

G 5191

A bull bull bull

Emmagasinement souterrain des eaux et recharge artificielle Ressources NaturellesSeacuterie Eau ONU ndeg 2 1977 307 pages

BROWN RF SIGNOR DC WOOD wW Artificial groundwater recharge as a water management technique on the southern high plains of Texas and New Mexico Texas Deacutepart of Water Resources 1978 32 pages

G 5920 j bull bull bull

Lassainissement des reacutegions deacutepourvues de reacuteseau hydrographique et la protection des nappes - tome 1 Agence Fin de Bassin Seine-Normandie Dec 1978 107 pages

G 6212 Wastewater reuse for groundwater recharge Symposium Office of Water Recycling Californie 1980 345 pages

G 6230

G 6501

Possibiliteacutes deacutepandage des eaux useacutees urbaines Rapport Agence RMC 1979 371 pages

TAKASHI ASAN0 GHIRELLI R Reacuteutilisation des eaux useacutees pour la recharge des eaux souterraines et lirrigation agricole Confeacuterence OMS Alger 1980 p 1-15

G 7221

6603313

6604550

6604561

6617781

Lameacutenagement dinfiltration des eaux useacutees de Port-Leucate Soc Ameacutenag Mixte dEquip et dAmeacutenag de lAude Novembre 1981 45 pages

TOUPS JM Water quality and other aspects of groundwater recharge in southern California JAWWA Mars 1974 p 149-151

SMITH DB Tritium water tracing Water Treatment and Examination vol 22 1973 p 250-258

CALLAHAN JT Recycling of fresh water - the management and protection of groundwater Tireacute agrave part 16 pages

KEYS WS BROWN RF The use of tempeacuterature logs to trace the movement of injected water Groundwater Janv-Feacutev 1978 p 32-48

- 45 -

6619100 W00D WW EHRLICH GG Use of bakers yeast to trace microbial movement in groundwater Groundwater Nov-Deacutec 1S78 p 398-403

6619645 ROBERTS PV McCARTY PL Direct injection of reclaimed water into an aquifer J Environ Eng Div 1978 104 p 933-949

- CHAPITRE III -

DISPOSITIFS DALIMENTATION ARTIFICIELLE DE

NAPPE SOUTERRAINE

- 49 -

Pour la mise en oeuvre dune alimentation artificielle de nappe souterraine on distingue principalement les dispositifs dinfiltration et les dispositifs dinjection Ces deux types fondamentaux de dispositifs se diffeacuterencient nous allons le voir aussi bien par leur fonctionnement que par leur technologie et leur gestion

A - D I S P O S I T I F S D INFILTRATION

I - CONDITIONS GENERALES DUTILISATION

Les dispositifs dinfiltration sont utiliseacutes pour alimenter les nappes libres ou surmonteacutees dune eacutepaisseur de terrain impermeacuteable assez petite pour que lon puisse la deacutecaper

Il sagit essentiellement de bassins dinfiltration mais aussi de canaux fosseacutes fosses lits de cours deau ameacutenageacutes zones deacutepandage souterrain puits filshytrants

Ce sont en geacuteneacuteral des dispositifs de surface exception faite pour les disposishytifs deacutepandage souterrain par reacuteseau de drains

II - PRINCIPE GENERAL DE FONCTIONNEMENT CAS DUN BASSIN

1 ) fLoceA^uA cjomplampt de X infLLugravebiatLon provoqueacutee (F 2028)

Placcedilons nous dans le cas dun bassin dinfiltration que lon remplit

Lavanceacutee du front humide peut ecirctre deacutecomposeacutee en trois phases comme le montre la figure 1

FIGURE 1

SCHEMA DES TROIS PHASES DE LINFILTRATION PROVOQUEE

(poundxtLltzugravet du document 2028 )

- 50 -

1egravere phase avanceacutee du front humide vers la nappe

2egraveme phase eacutecoulement mixte (verticalement en milieu non satureacute horizontaleshyment en milieu satureacute)

3egraveme phase eacutecoulement en milieu satureacute aussi bien verticalement que horizonshytalement

2) AppaKJjtLon dune couche co-bnaiante agrave ta AwifLace du -ocircot pendant la jubmesiAton

Mis agrave part le cas ougrave lon utilise une eau tregraves pure et neutre vis-agrave-vis des consshytituants chimiques et biologiques du sol lexistence dans leau de recharge de toutes sortes dimpureteacutes entraicircne au contact de leau avec le sol des reacuteactions dorigine physique chimique et biologique

Le reacutesultat de ces diffeacuterentes reacuteactions est lapparition dune couche colmatante qui se comporte vis-agrave-vis de linfiltration comme une couche peu permeacuteable (parshytie C sur la figure 2)

FIGURE 2

EVOLUTION DE LINFILTRATION DANS UN BASSIN EN CAS DE SUBMERSION

PROLONGEE AVEC DES EAUX PEU COLMATANTES

Q (mj)

09-

0 8

07-

n fi_

n ccedil U 3

UJ 0

a

1

a

b

c

c

b

c

N d

2 3 4 5 6

= gonflement des colloiumldes du sol

= dissolut ion des bulles d a i r

= formation du voile bacteacuterien

1 = asphyxie du fond du bassin

i

mois

(Extrait du Document Ccedil 5920)

51 -

Si lon se place dans le cas ougrave la profondeur de laquifegravere ainsi que sa trans-missiviteacute sont suffisantes cest alors leacutecoulement mixte (phase ndeg2 dans le scheacutema preacuteceacutedent) qui constitue le reacutegime permanent deacutecoulement des eaux sous le bassin

Cest donc lexistence du pheacutenomegravene de colmatage du fond du bassin qui permet agrave leacutecoulement vertical en milieu non satureacute de se poursuivre

Nous deacutetaillerons le processus de colmatage plus loin On peut cependant deacutejagrave noter en observant- la figure 2 que le colmatage eacutevolue avec le temps et peut devenir intoleacuterable vis-agrave-vis du taux dinfiltration rechercheacute une vidange du bassin et une reacutenovation du sol constituant son fond simposent alors

La figure 3 donne une scheacutematisation de leacutecoulement de leau dans le sol avec existence dune couche colmatante agrave la surface

FIGURE 3

~~L

Eau

Colmatage ( 2 agrave 3 c m )

h = 1 m eacutepaisseur deau

t (succion)

4

S

JI7777777T777T77777m77777r

eacutecoulement vertical en milieu sature

eacutecoulement vprtica en milieu I non sature

eacutecoulement horizontal en milieu

satureacute (nappe)

IExtnaJjt du Document Ccedil 7220)

bull bull laquo bull

52 -

III - LES DISPOSITIFS DINFILTRATION

1 ) LeA ba^4inA dirLfJJjtAatiorL

a) Principe il peut sagir dune excavation faite dans le sol et pouvant avoir des origines diverses (anciennes carriegraveres par exemple) ou bien dun ouvrage de geacutenie civil comportant la construction de berges Le bassin ainsi formeacute reccediloit une certaine quantiteacute deau qui sous leffet de la charge hydraulique va peacuteneacuteshytrer dans le sol

La figure 4 donne un scheacutema densemble dune installation utilisant des bassins d infiltration

FIGURE 4

Ci) LoVe pump

( 2 ) Flocculanl-injection sysK

(3) Settling basi

Ccedil ) Clear-wafer pickup

(5) Sprecding basins

I d e a l i z e d S p r e a c s n g -Bas in I n s t a l l a t i o n W i t h V a t e r - icirc n i a k e Syste

(Lake Pump and C i e a r - W a t s r P ickup ]

F l o c c u l a n t - l n j e c t i o n System and Se t t l i ng Ba$ucircraquos

ms

(Extrait du Document Ccedil 5191 ) m bull bull bull bull bull

- 53 -

b) Forme dimensions des bassins la forme des bassins peut ecirctre quelconque Cepen-dacircnt_locircrsqueuml-T1l)7riJtrrrse~~plusieurs bassins on cherchera un encombrement au sol minimum

Le nombre de bassins deacutepend de la gestion de ceux-ci nous aborderons ce point plus loin

Dans la reacutealisation dun bassin dinfiltration ou plus geacuteneacuteralement dun disshypositif dinfiltration une contrainte importante est la distance entre le sol et le niveau de la nappe On estime quune distance de 3 agrave 5 m est un minimum pour assurer la bonne marche dun bassin

c) Construction dun bassin la construction dun bassin ne peut se faire que sur deumll-~teumlrracircins reTacirctfvement plats Sa mise en oeuvre peut se faire agrave laide dun bulldozer ou par des moyens plus simples Toutefois en cas dutilisation denshygins lourds il faudra prendre garde agrave ce que leurs passages successifs nentraicircshynent pas un tassement excessif du sol qui se traduirait par une reacuteduction signishyficative du taux dinfiltration

Les berges des bassins doivent ecirctre rendues impermeacuteables par beacutetonnage ou deacutepocirct de seacutediments tregraves fins ceci afin deacuteviter toute infiltration horizontale La pente recommandeacutee pour les berges dun bassin est de 2 pour 1 on limite ainsi leacuterosion due aux mouvements de leau dans le bassin Enfin pour faciliter la vidange du bassin on procegravede agrave la creacuteation dun point bas

d) Ameneacutee de leau lameneacutee de leau dans le bassin peut se faire par graviteacute ou par pompage Ces dispositifs sont en geacuteneacuteral aussi des dispositifs aeacuterateurs en favorisant les conditions aeacuterobies dans le bassin on permet une eacutepuration importante des eaux dans celui-ci

Cette aeacuteration se fait souvent agrave laide dune ou plusieurs cascades (figure 5)

FIGURE 5

lExiAcdA du Document t 2028)

e) Revecirctement du fond le revecirctement du fond peut ecirctre varieacute ainsi on distingue les bassins agrave fond nu agrave veacutegeacutetation agrave sable

bull raquo bull raquo raquo bull

- 54 -

Bassins agrave fond nu leur mise en oeuvre est simple car ils sont utiliseacutes tels quels Cependant ils sont soumis agrave un colmatage rapide Pour diminuer limporshytance de ce colmatage et pour assurer lentretien on peut utiliser divers proceacuteshydeacutes simples tels que le labourage ou leacutepandage de paille de bleacute (Confeacuterence AFEE Orleacuteans 1970) La lame deau dans ces bassins doit ecirctre de quelques deacutecimegravetres

Bassins agrave veacutegeacutetation leffet de la veacutegeacutetation est multiple (G 6230) - permeacuteashybiliteacute suppleacutementaire due aux racines protection du soi contre les gouttes deau lors des peacuteriodes pluvieuses exportation deacuteleacutements mineacuteraux si toutefois la veacutegeacutetation est reacutecolteacutee (5 environ) Par ailleurs elle favorise la deacutenitrifi-cation Cependant la preacutesence de veacutegeacutetation dans le bassin preacutesente certains inconveacutenients niveau assez faible deffluent dans le bassin (au printemps et en eacuteteacute notamment quelques centimegravetres seulement) assegravechement peacuteriodique du bassin pour permettre la reacutecolte

Malgreacute tous ces inconveacutenients de nombreuses eacutetudes ont montreacute linteacuterecirct de la veacutegeacutetation dans un bassin Le bermuda-grass geacuteant le riz et le souclan-grass paraissent bien sadapter agrave ces conditions de vie (G 6230 F 275)

Bassins agrave sable (Confeacuterence AFEE Orleacuteans 1970) Le fond du bassin est alors tapisseacute dune couche de sable rapporteacutee Le diamegravetre efficace du sable est en geacuteneacuteral compris entre 02 et 03 mm Cette couche sert de support meacutecanique et biochimique agrave leacutepuration des eaux Son eacutepaisseur doit ecirctre de lordre de 50 cm

Le sable agissant comme un filtre subit un colmatage progressif et demandedonc un entretien peacuteriodique apregraves vidange du bassin on procegravede agrave un remaniement du sable par diffeacuterents moyens allant du simple grattage agrave lexplosif ou bien on procegravede agrave un lavage du sable apregraves ramassage

Leacutepaisseur de la lame deau dans un tel bassin peut varier de quelques deacutecimegravetres agrave plusieurs megravetres

f) Taux dinfiltration dune maniegravere geacuteneacuterale on peut dire quil est impreacutevisible et que lon doit proceacuteder agrave des essais On dispose de deux types de meacutethodes pour ces essais (G 51341)

essais sur toute la zone deacutepandage cest cette meacutethode qui donne les reacutesultats les plus sucircrs mais sa mise en oeuvre neacutecessite des dispositions coucircteuses transport de leau acquisition des terrains

essais sur des mares deacutepandage cette meacutethode impose pour ecirctre fiable des essais de longue dureacutee ainsi que la connaissance des renseignements techniques tels que la geacuteologie du sous-sol la profondeur de la nappe etc

En geacuteneacuteral les taux dinfiltration se situent au-dessus de 015 - 030 m par jour (G 5191)

Le tableau 1 page suivante donne agrave titre dexemple la valeur des taux dinfilshytration de bassins reacutealiseacutes aux USA

NB du fait du colmatage le taux dinfiltration eacutevolue avec le temps pendant la submersion Il convient donc de parler de taux dinfiltration moyen

bullbullbullbullbullbull

- 55 -

TABLEAU 1

REPRESENTATIVE SPREADING BASIN RECHARGE RATES

Location

Sauta Cmz River-Ariz Los Angeles County Calif i Madera Colif San Gabriel River Calif Santa Ans River Calif Santa Clara Valley Calif Tulare County Colif Ventura County Calif Des Moines Iova NewtoD Mass East Orange N J Princeton N J Long Island N Y Richland TVash

Rateftday T

1 11-38 22-62 10-41 19-54 lS-96 14-73 04 12-1S i 15 l 43 04 | 01 31 77

(SxtAaJjt du Document t 275)

Suivant la nature du revecirctement du fond le taux dinfiltration est variable Ainsi (F 2028)

- pour les bassins nus 030 agrave 1 m par jour - pour les bassins agrave veacutegeacutetation 020 agrave 060 m par jour - pour les bassins agrave sable 2 agrave 5 m par jour

Des eacutetudes reacutecentes ont montreacute que dans le choix du revecirctement la veacutegeacutetation et le sable donnent les meilleurs reacutesultats ( G 6230)

g) Dispositifs de reprise des eaux trois dispositifs sont utiliseacutes pour reacutecupeacuterer les eaux apregraves leur infiltration dans la couche non satureacutee du terrain et leur transfert dans laquifegravere

les puits de pompage classiques

les drains placeacutes dans laquifegravere lui-mecircme

les exutoires naturels tels que les sources

Ces trois dispositifs sont repreacutesenteacutes sur la figure 5 bis

bullbullbullbullraquo

- 56 -

FIGURE 5 BIS

COLLECTION OF RENOVATED WATER FROM RAPID-INFILTRATION SYSTEMS WITH

WELLS (TOP) DRAINS (CENTER) OR VIA NATURAL SEEPAGE

INTO STREAMS (BOTTOM)

PUMPEO WELL - 0 8 3 WEU

IMPERMEABLE

bull- ygru ffi -

7 7 STREAM

rff

IMPERMEABLE v ^ v

(poundxampLltzugravet du Document Ccedil 62121

- 57 -

2) LeA poundcM^eacute4 XampA canaux leA jampM-ae-d

Ces dispositifs sont assez semblables aux bassins Neacuteanmoins on peut faire les remarques suivantes

- contrairement aux bassins sces dispositifs utilisent linfiltration horizontale agrave travers les berges Celles-ci sont en geacuteneacuteral tregraves releveacutees

- les fosseacutes de largeur plus reacuteduite (1 agrave 4 m) que les bassins sadaptent mieux aux variations de relief du terrain car ils peuvent eacutepouser sans difficulteacute les courbes de niveau

- les fosses sont caracteacuteriseacutees par une profondeur importante vis-agrave-vis de ses autres dimensions La charge hydraulique peut y ecirctre importante (plusieurs megravetres) Leur utilisation est particuliegraverement inteacuteressante pour linfiltration deaux brutes le fond et les bords jouant respectivement le rocircle de plage de seacutedimentation et de filtration

3) LAgraveJLA do AxvX0Ae ameacutenageai

a) Ppoundi|2poundiPpound le principe de ce dispositif est essentiellement damplifier artifishyciellement linfiltration naturelle des eaux de riviegraveres dans les terrains allushyvionnaires sous-jacents Pour cela on peut

soit augmenter la surface de contact entre leau et le sol cest le cas dun ameacutenagement dun lit mineur en chocircmage ou de leacutepandage des crues

soit augmenter la charge hydraulique en diffeacuterentes zones du lit cest le cas avec la construction de diguettes

soit les deux cestle cas avec la reacutealisation dune retenue

b) Les ameacutenagements (G 7220)

ameacutenagement dun lit mineur en chocircmage en dehors des peacuteriodes de crue par creuseshyment au bulldozer par exemple (figure 6)

eacutepandage des crues cette meacutethode ne peut ecirctre mise en oeuvre que dans des reacutegions peu habiteacutees Sa reacutealisation ne demande pas de moyens eacutelaboreacutes ni de main doeuvre qualifieacutee (figure 7)

construction de diguettes (G 7220) construites en travers du courant les diguettes permettent laugmentation de la charge hydraulique agrave lamont de celles-ci (figure 8)

bull bull bull bull bull

FIGURE 6

- 58 -

FIGURE 7

FIGURE 8

(poundxtnaAcircJA du Document Ccedil 72201

- 59 -

La hauteur des diguettes est de lordre de 150 m Pour ecirctre eacuteconomiques les diguettes doivent ecirctre reacutealiseacutees avec des mateacuteriaux locaux et des moyens simples

La figure 9 donne une coupe dune diguette

FIGURE 9

SEDIMENTS FINS PRE-DECANTES

TOUT-VENANT A OOMINANCE SABLEUSE

GALETS ET GRAVIERS

lSxiMalA du Document Ccedil 7220)

c) Construction dune retenue sa mise en oeuvre est coucircteuse car elle neacutecessite des eacutetudes eacutelaboreacutees ainsi que des moyens lourds

Remarque la construction de diguettes ou de barrages ne doit pas aggraver les crues ou bien deacutevier le fleuve de son lit naturel

U) poundpandage 4oupoundeAAain pan ieacuteAeau de diaisvocirc

Le principe de ce dispositif reste le mecircme que celui dun bassin mais la plage dinfiltration est alors constitueacutee par un drain permeacuteable enterreacute dans la partie supeacuterieure du sol

La figure 10 page suivante donne deux exemples de drains fonctionnant en disposhysitifs dinfiltration

Lavantage majeur de ce proceacutedeacute sur les bassins dinfiltration est de laisser les terrains libres en surface pour une autre utilisation (terrain de sports par exemple)

Le principal deacutefaut de ce proceacutedeacute est decirctre un dispositif souterrain donc decirctre deacutelicat agrave entretenir

bull bull bull

- 60 -

FIGURE 10

(Cxt^œU du Document 6608781 )

La figure 11 page suivante donne le plan dune reacutealisation dinfiltration par drains

5) PuLts) fJJjUiant

Le puitsfiltrant se diffeacuterencie du puits deau par le fait quil natteint pas la nappe Cest un proceacutedeacute assez peu utiliseacute

IV - COLMATAGE DES DISPOSITIFS DINFILTRATION

Le colmatage progressif du fond dun bassin par exemple se traduit comme nous lavons vu par une reacuteduction du taux dinfiltration

Le pheacutenomegravene de colmatage reacutesulte de la combinaison de deux meacutecanismes

- dune part deacutesorganisation de la porositeacute du sol

- dautre part bouchage des pores

bull bullbullbullbullbull

- 61 -

FIGURE 11

bullrO bullmdash bull - v - gt

5icirc4s-SIcirciumlSIcirc

PJan geacuteneacuteral deraquo installations de recircalimentation agravea la nappa souterrains agrave Vejsy Construction existante A digue B usin9 hydraulique ilouvellss construction l_ prisa deau i avec creacutepine laquo Hydromat raquo autonettoyante 2 conduitraquo 7 0 0 mm pour leau bruts 3 station de pompagraquo et de traitement dej bullaux 4 conduite de rejet agrave TArva 5 conduite 30O mm pour 1er eaux traiteacutees 6 aire dinfiltration dans le sol au moyen de tuyaux perforeacutes

1 ) CoAnatage pan deacute^origanAgravejiation de Xa pon-O^Lteacute du -OcircOJ

Cest le reacutesultat de divers meacutecanismes eacutelectrochimiques

- destruction des agreacutegats par un excegraves dions dispersant les argiles ou bien solu-bilisation du ciment liant ceux-ci en milieu reacuteducteur

- gonflement important des argiles

2) Co-ugravenatage pan bouchage deA posiez du AOX

Les origines de cette diminution de la porositeacute intrinsegraveque peuvent ecirctre diverses (physique chimique biologique) ou encore ecirctre dues agrave la preacutesence dalgues

bull bullbullbullbullbull

- 62 -

a) Colmatage dorigine physique le fond du bassin agit vis-agrave-vis des matiegraveres en sucircspeumlnsiuml8n~TM7Euml7s7 comme un filtre Limportance du colmatage dorigine physique est donc fonction de la concentration en MES des effluents (figure 12)

FIGURE 12

INFILTRATION SUR COLONNES DE SABLE - EVOLUTION DU COLMATAGE POUR

DIFFERENTES CHARGES EN MATIERES EN SUSPENSION

10 11 II

(CxiAaJJ du Document h 2028)

b) Colmatage dorigine chimique il est le reacutesultat de la preacutecipitation des sels contenus dans leffluent au contact de certains constituants du sol

c) Colmatage dorigine biologique le meacutecanisme exact du colmatage biologique nest pas entiegraverement connu mais on sait que le rocircle des bacteacuteries y est tregraves imporshytant (G 51341) Ainsi le deacuteveloppement des bacteacuteries et la production de proshyduits reacutesultant de leur meacutetabolisme peuvent entraicircner un colmatage par obstrucshytion des pores du sol

d) Colmatage par les algues la preacutesence deacuteleacutements nutritifs tels que le phosshyphore dans les eaux combineacutee avec un eacuteclairage suffisant permet si toutefois la tempeacuterature est assez eacuteleveacutee le deacuteveloppement des algues dans le bassin Laccumulation de celles-ci peut conduire au colmatage de la plage dinfiltration comme le montre la figure 13

bullbullbullbullbullbull

- 63 -

FIGURE 13

EFFECT OF OPEN RECHARGE ON RECHARGE RATE

dork recharge (no woter llaquovlaquol)

j

open recharge (50cm water levai) j

i

1 -j

O -j 1 I I 1 1 ~X 1 1 1mdash 1 p I

J F M A M J J A 5 0 N D

(CxtnaU du Docimervt 6610709)

La preacutesence dalgues dans un bassin apporte les avantages suivants

- les feutrages des algues favorisant la filtration de leau et la coagulation des particules en suspension

- la croissance algale preacutelegraveve des eacuteleacutements nutritifs dans le milieu et peut eacutegashylement concentrer dans la cellule veacutegeacutetale des substances nocives et en particushylier les meacutetaux lourds

Mais ces algues preacutesentent les inconveacutenients suivants

- le deacutegagement dodeurs deacutesagreacuteables

- la reacuteduction de la permeacuteabiliteacute des bassins par deacuteveloppement dun tapis dense agrave la surface du sol

En geacuteneacuteral le bilan global des actions dues agrave la preacutesence dalgues est nul ou neacutegatif

En conclusion on peut donc dire que le rocircle des algues est complexe Aussi chaque cas eacutetudieacute sera un cas particulier (6617223)

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14 i 13

12

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- 64 -

V - REMEDES CONTRE LE COLMATAGE - GESTION DES DISPOSITIFS DINFILTRATION

1) Meacutethodes permettant de AeacuteduAgraveJie -Le cotmatage

a) Colmatage_par_les M E S _ on peut le reacuteduire par diffeacuterentes meacutethodes

- deacutecantation de leffluent ou filtration agrave travers un massif de graviers

- creacuteation dune couverture veacutegeacutetale dans le fond du bassin

- addition de matiegraveres organiques ou de produits chimiques dans la couche supeacuteshyrieure du- sol

b) Colmatage biol_ogique on peut le reacuteduire principalement par une javellisation de leffluent Mais ceci a linconveacutenient de supprimer leacutepuration biologique dans le bassin lui-mecircme

c) Colmatage par les algues le controcircle du deacuteveloppement des algues peut se faire

- par lemploi dalgicides mais avec un certain danger pour la qualiteacute future des eaux

- par une gestion approprieacutee des bassins

2) CcedileAtLon de dLipoj-LtLfLi dinp-AgravetsicutLon

Comme nous venons de le voir on ne peut et on ne veut pas annihiler complegravetement le pheacutenomegravene de colmatage En effet la toleacuterance dun certain colmatage est essentielle pour preacuteserver un eacutecoulement en milieu non satureacute sous le bassin Cet eacutecoulement reacutepeacutetons-le joue un rocircle deacuteterminant dans leacutepuration des eaux de recharge par le sol Le problegraveme est que le colmatage est un pheacutenomegravene qui samplifie avec le temps jusquagrave devenir inadmissible Il faut donc que les peacuteriodes dinfiltration alternent avec des peacuteriodes de dessegravechement afin de pouvoir dune part aeacuterer le sol et ainsi permettre agrave la vie microbienne dans le sol de se reconstituer et dautre part eacuteliminer les deacutepocircts de matiegraveres en suspension

Le dessegravechement des bassins permet une reacutecupeacuteration totale de la capaciteacute dinshyfiltration comme le montre la figure 14

Le problegraveme de gestion des systegravemes dinfiltration se reacutesume donc agrave la deacuteterminashytion du rythme dalternance entre les peacuteriodes de submersion et les peacuteriodes de seacutechage et dentretien pour que le rendement de linstallation soit optimum

La peacuteriode de submersion est deacutefinie par lapparition dun colmatage inacceptable

La dureacutee du seacutechage est fonction du climat et de la saison (cf figure 14)

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- 65 -

FIGURE 14

AMENAGEMENT DE PHOENIX

EVOLUTION DE LA CAPACITE DINFILTRATION EN FONCTION DU COLMATAGE ET TAUX

DE RECUPERATION AU COURS DES PERIODES DE CHOMAGE DES BASSINS

degh de reacutecupeacuteration de la capaciteacute dinfiltration

40

Nombre de Jours

(Extrait du Document Ccedil 5920)

Examinons divers cas

a) Cas des bassins la peacuteriode dinfiltration doit ecirctre en principe de moitieacute par rapport agrave la peacuteriode de seacutechage

La figure 15 donne un exemple du fonctionnement dans le temps dun bassin

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- 66 -

FIGURE 15

EXAMPLE OF VARIATION OF INFILTRATION RATE WITH TIME

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1 10

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i

ltxtnaijt du Document F 3918)

Dans le cas ougrave lon veut un fonctionnement en continu de linstallation il est donc neacutecessaire de preacutevoir la construction de trois bassins au moins (en geacuteneacuteral plus de trois dans les reacutegions agrave climat humide ou tempeacutereacute) Le fonctionnement de ces bassins se fait alors en deacutephasage

b) Cas des ameacutenagements en lit de riviegravere la peacuteriode de submersion est alors conshyditionneacutee par le reacutegime deacutecoulement du fleuve

B - D I S P O S I T I F S D I N J E C T I O N

Il sagit principalement des puits dinjection

CONDITIONS GENERALES DE FONCTIONNEMENT

Les dispositifs dinjection sont utiliseacutes lagrave ougrave les dispositifs dinfiltration sont impossibles ou difficiles agrave mettre en oeuvre

cas ougrave la nappe phreacuteatique est captive (F 3918) existence dune couche dargile entre le sol et le niveau de la nappe (F 3918) cas ougrave le sol est alcalin (F 3969) existence de terrains en couches superposeacutees seacutedimentaires ou alluviaux ayant

bull bullbullbullbullbull

- 67 -

une conductiviteacute hydraulique horizontale beaucoup plus eacuteleveacutee que la conductiviteacute verticale (G 51341)

- neacutecessiteacute dun encombrement reacuteduit

El _ PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT DES PUITS DINJECTION

Comme nous lavons vu plus haut un puits dinjection est un forage plongeant dans la nappe Son principe est donc tout agrave fait semblable en premiegravere approxishymation agrave celui dun puits de pompage fonctionnant en sens inverse

Enfin contrairement au cas des dispositifs dinfiltration le colmatage mecircme leacuteger na aucune fonction eacutepuratrice dans le cas dun puits dinjection Il devra donc ecirctre eacuteviteacute agrave tout prix

II - LES PUITS DINJECTION

1) CorvitnucJuon

Dans leur construction les puits dinjection sont des forages classiques

La figure 16 donne le scheacutema dune installation complegravete dinjection FIGURE 16

(euroxtnc-ut du Document Ccedil 5191 ) bull bull bull bull bull bull

68 -

La figure 17 montre sur un exemple la coupe dun puits dinjection

FIGURE 17

PUITS DINJECTION DE LA VALLEE DE LA DURANCE

Arriveacutes deau provenant du bassin ite decirccantutioci

bull~X_ Buses ccediljOacircO non iointivas

FI Sable oM F^ Gravierraquo fe^-Wraquo-mdash

iumlMM Sraquo 203 - j -

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rampt

Niveau de la nappe

lExtnaAJi du Document F 2028)

Pour les puits dinjection il nexiste pas de dessin optimum mais certaines techniques de construction donnent manifestement de meilleurs reacutesultats que dautres Toute technique de construction qui reacuteduit la permeacuteabiliteacute du terrain comme cela est le cas avec linvasion des terrains entourant les puits par les boues de forage ou bien avec leffondrement des particules fines dans le puits peut conduire agrave une perte deacutefinitive de permeacuteabiliteacute (G 5191)

Lenvahissement du puits par des particules fines peut ecirctre contrecarreacute par la constitution autour du trou de forage dun eacutecran de graviers suffisamment petits pour empecirccher la migration des fines particules et assez gros pour ne pas gecircner leacutecoulement La figure 18 donne une coupe de cet eacutecran

Enfin la circulation de leau dans le puits dinjection doit ecirctre eacutetudieacutee pour ne produire ni eacuterosion ni effondrement des terrains qui pourrait se traduire par un colmatage du puits par les mateacuteriaux fins

bull bull bull bull bull bull

- 69 -

FIGURE- 18

FUNCTION OF A GRAVEL PACK IN RETARDING THE MIGRATION

OF FINE SAND TO A WELL SCREEN

(Sxtnalt du Document Ccedil 5191 )

2) Ameneacutee de leau darv4 le puAgraveJbs

Lintroduction de leau de recharge dans laquifeumlre peut se faire sous la presshysion atmospheacuterique ou sous une pression plus eacuteleveacutee

Contrairement au cas des dispositifs dinfiltration lair contenu dans leau doit ecirctre eacutelimineacute au maximum En effet lentraicircnement de bulles dair ou de gaz dissous joue un rocircle capital vis-agrave-vis du colmatage Certaines preacutecautions sont agrave prendre nous les examinerons plus loin

3) Taux dinfection

La preacutevision du taux dinjection peut se faire agrave partir dessais de pompage Cependant diffeacuterents facteurs rendent souvent peu fiables les extrapolations agrave partir de ces essais En effet la diffeacuterence entre une injection et un pompage ne se limite pas agrave un changement de sens du flux deau des problegravemes lieacutes agrave la preacutesence de MES dair de substances chimiques et organiques interviennent Cest pourquoi les deacutebits dinjection sont toujours plus faibles que les deacutebits du pompage (F 275)

Une autre meacutethode de preacutevision est lutilisation dune loi statistique donneacutee par la figure 19

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- 70 -

FIGURE 19

F O R A Q E S

DEacuteBIT INJpoundCTacirc MOTIN

bull M roHCTtOH pu m o o u l iuml

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| j 1 1 Ml 100 raquobull-bullbull laquo bull r laquo o raquo raquo [raquoraquo bull bull bull

(ExtgtiaJjt du Document 6600637)

Le tableau 2 donne agrave titre dexemple la valeur du taux dinjection obtenue pour diffeacuterentes reacutealisations au USA

IV - COLMATAGE DES DISPOSITIFS DINJECTION

Le colmatage des puits dinjection a trois origines principales (F 2028)

- preacutesence de gaz dissous dair et de particules en suspension dans les eaux dinshyjection

- reacuteactions entre les eaux dinjection et les eaux du gisement

- reacuteactions entre les eaux dinjection et certains constituants du sol bull bull bull bull bull t

- 71 -

TABLEAU 2

AVERAGE WELL RECHARGE RATES

Location

Fresno Caliicirc Los Angeles Calif Manhattan Beach Calif Orange Cove Calif San Fernando Valley Calif Tulare County Calif Orlando Fia Mud Lake Idaho Jackson County Mich Newark N J Long Island N Y El Paso Texas Williarosbtirg Va

Rate cfs 1

02-09 12 1 04-10 1 07-09 03 | 012 02-21 02-10 01 06 02-22 23 03

(

(ExtnaLt du Document F 275)

Les processus de colmatage

Comme dans le cas des dispositifs dinfiltration les processus du colmatage sont dordre physique chimique ou biologique

1 ) TioceAsiuA meacutecaniques

- deacutepocirct des MES qui forme un eacutecran impermeacuteable

- entraicircnement dair et libeacuteration des gaz dissous Les bulles de gaz ainsi formeacutees peacutenegravetrent dans laquifegravere et en obstruent les pores ceci entraicircne une reacuteduction de la permeacuteabiliteacute Par ailleurs un autre pheacutenomegravene lieacute agrave la preacutesence dair dans les eaux dinjection est agrave craindre il sagit de la formation de poches de gaz sous pression qui par deacutetente lors de larrecirct de linjection peut entraicircner la destruction complegravete de louvrage La fig 20 illustre ce dernier pheacutenomegravene sur un exemple

2) VsioceAALLA chAgraventlque

- dispersion et gonflement des a rg i l e s

- preacutec ip i ta t ion de se ls meacutetalliques ou a lca l ino- ter reux

3) ioceAMA bLoioglqaeA

- pro l i feacutera t ion des bac teacuter ies

- production par l a c t i v i t eacute microbienne de substances chimiques colmatantes

FIGURE 20

PHENOMENE DENTRAINEMENT DAIR AU COURS DE LINJECTION DANS LES DOLOMIES

ET CALCAIRES KARSTIQUES DbullISRAEumlL

(poundxampiaLpound du Document h 2028)

V - REMEDES CONTRE LE COLMATAGE ET GESTION DES DISPOSITIFS DINJECTION

1 ) Meacutethodesi pousi la idducjtLon du colmatage

a) Cas des MES la concentration en MES des eaux dinjection peut ecirctre reacuteduite par un traitement preacutealable comme nous lavons vu dans la premiegravere partie de ce travail

k) pound^_Eumlpound_i ficirciiumlL es Iz dissous un traitement preacutealable permet une deacutesaeacuteration de leau dinjection Par ailleurs pour eacuteviter lentraicircnement dair on peut prendre les preacutecautions suivantes

le tube dameneacutee deau doit toujours ecirctre noyeacute Aussi lintroduction en chute libre est agrave exclure

la construction du puits doit ecirctre telle que tous ces eacuteleacutements soient agrave une pression supeacuterieure agrave la pression atmospheacuterique On eacutevite ainsi tout pheacutenomegravene de succion le long du puits dinjection Ce problegraveme peut ecirctre reacutesolu en utilishysant en pied de forage une valve antisuccion La figure 21 donne la coupe dun tel dispositif

- 73 -

FIGURE 2i

FOOT VALVE USED FOR CONTROLLING RATES OF RECHARGE

THROUGH AN INJECTION UELL

bullRECHARGE PIPE

DISCHARGE SLOTS

bullPISTON

-CYUNDER

-COMPRESSION SPRING

bullSPRING END DISC

SPRING TENSION SPACER

^SPRING RETAINER END PLUG

LxtnaU- du Document Ccedil 5191 )

les deacutebits doivent ecirctre limiteacutes ce controcircle peut se faire en utilisant des tubages ayant un faible diamegravetre ou encore ayant une rugositeacute suffisante

La figure 22 donne

dune part leacutevolution des deacutebits dinjection avec le diamegravetre du tubage

dautre part leacutevolution de ces deacutebits avec la rugositeacute du tubage

- 74 -

FIGURE 22

GRAPH OF FLOW RATES IN SMALL PIPES WITH UNIT HEAD LOSS

PER UNIT LENGTH OF PIPE

INS1DE DIAMeacuteTER OF PIPE IN MllUMETRES 20 40 60 80 J _1 L

2 3 IHS1DE DIAUETEacuteR OF PIPE IN INCHES

(CxtnaLt du Document 6607^39)

c) c3pound_du_colmatage_chimique pour reacuteduire le colmatage chimique lors de linjecshytion on peut suivant le cas

effectuer une deacutemineacuteralisation partielle ou complegravete lors dun traitement preacuteashylable

diluer les eaux dinjection avec une eau neutre vis-agrave-vis du gisement

^ poundpound_^_pound2imaicirclpound_BE_^es bacteacuteries une chloration des eaux dinjection permet en geacuteneacuteral de reacuteduire iumleumlffeumlt_deumls bacteacuteries

bull bull bull bull bull bull

- 75 -

2) CcedileAtLon dltiA puLtt dijyectLon

Comme dans le cas des dispositifs dinfiltration il apparait lors dune recharshyge artificielle de nappe par injection un colmatage progressif Lorsque celui-ci a atteint une valeur inadmissible on doit proceacuteder agrave un deacutecolmatage

La figure 23 montre leacutevolution du taux dinjection avec le temps ainsi que la reacutenovation de ce taux apregraves deacutecolmatage

FIGURE 23

INJECTION RATE VERSUS TIME FOR SHAFT

12

sectraquo o laquo_gt UJ ta 10

T 1 1 1 r~- r

Racharga ahoft

T_

16 24 32 40 48 TIME - DAYS

56 _1_ 64

MlxtnaUL du Document 6607790)

La freacutequence des deacutecolmatages est extrecircmement variable suivant les installations

Les proceacutedeacutes de deacutecolmatage les plus employeacutes sont le pistomage et le repompage dans ce dernier cas la pompe de nettoyage est geacuteneacuteralement laisseacutee agrave demeure dans louvrage (6600637) En effet le deacutemontage de la pompe est coucircteux et deacutelicat Toutefois il faut noter que la preacutesence de la pompe induit une reacutesisshytance hydraulique dans le circuit qui peut reacuteduire dun tiers la capaciteacute deacutecoushylement (G 51341)

La figure 24 donne les deacutetails dun puits dinjection ougrave le systegraveme de nettoyage est inteacutegreacute agrave lensemble de linstallation

- 76 -

FIGURE 24

SCHEMATIC OF INJECTION - WELL COMPLEX

EXTERIOR VIEW OF INJECTION-WELL COMPLEX (from Cohen and Durfor 1956 P D254)

18-ln-diamstelt ffbergtajs injection casing

Dopth below land surface In fost

36-in-diametraquor dritl hotraquo

3-ln-diamater liberglass treacutemie pipe

1 9 2

4-in-diumlamete annuiumlar-space observation wall casing

5-in-X62-f t- _ long scainlesJ Steel annular-space observa-tion-wall scroen

TO-ft-long statn less-steel sand traps

4-In-diamraquoter fibargtass injection pipraquo

1-in-diamraquoter fiberglass pressure-measuring pipraquo

3-in-diemeter fibargtass tromio pipraquo

Cernant grout

2-ft-thick layer of fine sand

16-iumln-X62-fr-long staintess-steel injection screen

Filtsr pack

Ceacutement grout

PLAN VIEW OF INJECTION-WELL COMPLEX

3-in-diameter treacutemie pipe 6-in-diameter opening

18-in-aiameter casing

6-in-diameter pump column

Q 4-in-diameter annular-space

well 4-in-diameter

instrurnent-

192 - f t - deep -^ ) Q-3-in-diameter injection pipe treacutemie pipe

WELL-HEAD FFATURES LOOKING NORTHEAST

50-hp redevelopment-pump motor

Support grate

6-in-diameter pump column-

Main casing access hole

4-iumln-diameter annular-space well

3-jn-diameter -treacutemie pipe

18-in-diameter 53 fiberglass casing^ 5

floor

A-in-diameter instrument-access pipe

Redevelopment lioe

diameter treacutemie pipe

4-in-diameter shaljow-

lnjectiocirc~npipe

4-in-diameter deep-injection pipe

(ExtsiaLt du Document Ccedil 1787b)

- 77 -

Le reacutesultat du deacutecolmatage des puits est en geacuteneacuteral une reacutecupeacuteration quasi-complegravete de la capaciteacute dinjection initiale Mais on peut dire dune maniegravere geacuteneacuterale que les ouvrages dinjection sont dune gestion deacutelicate et que leur dureacutee de vie est impreacutevisible mais de toute faccedilon infeacuterieure agrave celle des disposhysitifs dinfiltration

- 79 -

LISTE BIBLIOGRAPHIQUE

F 2752 TODD DK Groundwater hydrology J Wiley and Sons Ed 1980 546 pages

F 2028 BIZE J BOURGUET L LEMOINE J Lalimentation artificielle des nappes souterraines Ed Masson amp Cie 1972 199 pages

F 3469

F 3918

G 1681519

G 17874

G 51341

A bull bull bull

Health aspects of wastewater recharge Water Information Center New York 1978 240 pages

BEAR J Hydraulics of groundwater McGraw-Hill Book Company 1979 567 pages

SMITH DG LINSTEDT KD BENNETT ER Treatment of secondary effluent by infiltration-percolation EPA-6002-79-174 Aoucirct 1979 103 pages

KOCK E GIAIMO AA SULANN DJ Design and opeacuteration of the artificial-recharge plant at Bay Park New York US Geologicagravel Survey Washington sd

A bull bull bull

Emmagasinement souterrain des eaux et recharge artificielle Ressources NaturellesSeacuterie Eau ONU ndeg 2 1977 307 pages

G 5191 BROWN RF SIGNOR DC WOOD WW Artificial groundwater recharge as a water management technique on the southern high plains of Texas and New Mexico Texas Deacutepart of Water Resources 1978 32 pages

G 5920

G 6230

Lassainissement des reacutegions deacutepourvues de reacuteseau hydrographique et la protection des nappes - tome 1 Agence Fin de Bassin Seine-Normandie Dec 1978 107 pages

Possibiliteacutes deacutepandage des eaux useacutees urbaines Rapport Agence RMC 1979 371 pages

G 7220 BIZE J Recharge artificielle des nappes PNUD Compte-rendu de mission Sept-Oct 1981 45 pages

bull bullbullbullbull

- 80 -

6600517 M0RAVC0VA V Clogging of open air artificial recharge reacuteservoirs by heavy overgrowth of algae Wat Treat and Exam 1971 p 245-252

6600637

6607439

6608781

B0URGUET L Inventaire international des ameacutenagements dalimentation artificielle - deacutepouillement et synthegravese des reacuteponses Hydrologie ndeg 3 1971 80 pages

REEDER H0 Injection-pipe System for artificial recharge Jour Research US Geol Survey vol 3 ndeg 4 1975 p 501-503

TRUEB E BIZE J HZBERER K Kunstliche Grundwasseranreicherung Gas Wasser Abwasser 1975 vol 55 ndeg 12 p 805-815

6610709 ZOETEMAN BCJ HRUBEC J BRINKMANN FJJ The Veluwe artificial recharge plan water quality aspects JIWES 30 ndeg 3 1976 p 123-137

6617223

6619065

6626930

6628281

PIERRE J-F Etude de la veacutegeacutetation algale dune installation dalimentation artificielle dune nappe alluviale de la Moselle Tech Eau et Assainis ndeg 380-381 Aoucirct-Sept 1978 p 47-52

BARONI D La protection des eaux souterraines par la reacutealimentation artificielle - Cas de la nappe franco-suisse de lArve TSM Eau 74 ndeg 3 Mars 1979 p 123-130

TZIMOPOYLOS C TOLIKAS P Technical and theoretical aspects in artificial groundwater recharge ICID Bull 29 ndeg 2 1980 p 40-44

OLSON JV CRITES RW LEVINE PE Groundwater quality at rapid infiltration site J Environ Eng Div 106 1980 EE5 p 885-899

- CHAPITRE IV -

DONNEES ECONOMIQUES DUNE OPERATION DALIMENTATION

ARTIFICIELLE DE NAPPE SOUTERRAINE

- 83 -

La faisabiliteacute technique (existence de conditions geacuteologiques et hydrogeacuteologiques favorables) dune opeacuteration dalimentation artificielle ayant eacuteteacute prouveacutee il convient alors den veacuterifier lopportuniteacute eacuteconomique Pour cela une analyse minutieuse de tous les facteurs entrant dans la composition dune part du revenu et dautre part du coucirct doit ecirctre faite La comparaison de ces deux derniers points permet de deacuteterminer le beacuteneacutefice que peut apporter une telle opeacuteration

La suite du travail consistera alors agrave comparer le prix de revient de lopeacuteration de recharge avec le prix de revient dautres meacutethodes reacutepondant au mecircme objectif (agrave condition bien sucircr que ces autres meacutethodes soient techniquement reacutealisables) Par exemple

- choix entre une opeacuteration de recharge par bassin dinfiltration ou bien par puits dinjection

- choix entre une opeacuteration de recharge par bassin dinfiltration et une uniteacute de traitement des eaux

- choix entre une opeacuteration de recharge par puits dinjection et la construction dune adduction deau

- choix entre un stockage en surface et un stockage souterrain

Nous donnerons un deacuteveloppement de ces diffeacuterentes comparaisons dans le parashygraphe III de cette partie

- REVENUS APPORTEacuteS PAR UNE OPEacuteRATION DE RECHARGE

Ces revenus peuvent ecirc t re d i rec ts ou ind i r ec t s

1 ) RevemiA dLuiecJ^i

Les revenus directs sont le reacutesultat de la vente des eaux de recharge apregraves passage dans le sol et pompage Cette vente se fait suivant la tarification en vigueur des eaux Il faut noter que le prix de leau varie suivant lendroit et dans le temps et que par conseacutequent lestimation des revenus directs dune opeacuteration de recharge suppose la connaissance agrave long terme de la politique de tarification de leau

2) Revenue indiAecJ^i

Les revenus indirects sont le reacutesultat de limpact dune opeacuteration de recharge sur la vie eacuteconomique dune reacutegion ou dun Etat Par exemple

- si lobjectif de lopeacuteration de recharge est la suppression dune surexploitation de la nappe le revenu apporteacute par une telle opeacuteration reacutesultera de la diminution des coucircts de pompage mais aussi de leacuteconomie de travaux dapprofondissement des puits

- si lobjectif de lopeacuteration de recharge est le stockage deau pour une utilishysation posteacuterieure le revenu apporteacute viendra de laccroissement du revenu agrishycole ainsi que de lexpansion humaine et industrielle de la reacutegion concerneacutee

bullbullbullbullraquobull

- 84 -

Compte tenu de la multipliciteacute et de la complexiteacute des paramegravetres entrant dans la composition du revenu indirect apporteacute par une opeacuteration de recharge lestishymation de ce revenu est assez difficile

B - COUcircTS DUNE OPEacuteRATION DALIMENTATION ARTIFICIELLE DE NAPPE

La reacutepartition des coucircts se fait en trois eacutetapes

- coucircts des eacutetudes - coucircts de construction - coucircts de fonctionnement et dentretien

11 COLUA desi ltipoundudampsj

Les eacutetudes comprennent (G 51341)

les travaux de recherche des caracteacuteristiques geacuteologiques et hydrogeacuteologiques des terrains les reacutesultats de ces travaux permettent de conclure agrave la faisabishyliteacute technique ou non dune telle opeacuteration Cette eacutetape conditionne bien sucircr la suite des opeacuterations

le traceacute de cartes

les travaux de conception de linstallation de recharge

la recherche et lachat des terrains

les proceacutedures juridigues si lon doit recourir agrave lexpropriation

2) Travaux de cori4tnucJJoa

Le deacutetail des diffeacuterents points intervenant dans le coucirct dun bassin dinfiltrashytion et dun puits dinjection est donneacute par la figure 1

La figure 2 repreacutesente sur un diagramme le coucirct de certains eacuteleacutements de ces deux dispositifs de recharge artificielle Lanneacutee de reacutefeacuterence est 1975

Chaque installation de recharge est reacutepeacutetons-le un cas particulier Aussi ce sont les conditions locales qui dicteront leacutequipement neacutecessaire si par exemshyple tous les eacutecoulements agrave linteacuterieur de linstallation peuvent se faire par graviteacute le nombre total de pompes neacutecessaires sera reacuteduit ce qui aura pour effet de diminuer le coucirct global de leacutequipement de linstallation (G 5191)

bullbullbullbullbullbull

- 85 -

FIGURE 1

TRAVAUX DE CONSTRUCTION

1 Installations deacutepandage

a) Terrains ou bassins

- leveacutees ou digues - canaux dameneacutee - canaux deacutevacuation

b) Appareils enregistreurs

c) Installations de deacuterivation

d) Dispositifs de controcircle

e) Voies daccegraves

f) Clocirctures

g) Abris

h) Mateacuteriel de traitement de leau

2 Installations dinjection

a) Construction du puits dinjection

- colonne de tubage - compactage du gravier ou de la gravette-filtre

- injections pour eacutetancheacuteiteacute - packers - meacutethode de forage (rotation avec circulation de boue inverseacutee rotation normale battage au cacircble autres meacutethodes)

- perforations

b) Puits dobservation

- tubage - massif de gravette-filtre - injection pour eacutetancheacuteiteacute - meacutethode de forage (rotation avec circulation de boue inverseacutee rotation normale battage au cacircble autres meacutethodes)

- travaux dachegravevement (perforation dispositifs pour leacutetude du puits par la meacutethode du carottage geacuteophysique)

- installations de controcircle des expeacuteriences

- 86 -

c) Puits dextraction mdash mecircmes opeacuterations que pour les puits expeacuterimentaux avec en plus

- mateacuteriel de pompage - eacutenergie (eacutelectriciteacute moteurs agrave combustion interne)

d) Installations de controcircle de lexploitation

- poste de reacutegulation de la pression - compteurs - vannes (de fermeture controcircle soupape de seacutecuriteacute de purge soupape agrave vide)

e) Installations de traitement de leau

- javellisation - acidification - autres proceacutedeacutes

f) Conduites

- mateacuteriaux (buses en beacuteton acier recouvert et doubleacute de beacuteton amiante-ciment matiegraveres plastiques)

g) Bacirctiments

h) Appareillage de controcircle

- enregistreurs - sondeurs - eacutechantillonneurs (pompe submersible eacutechantillonneur aleacuteatoire pompe eacuteleacutevatoire agrave air conductiviteacute eacutelectrique)

(CxampiaU du Document Ccedil 513^1 )

- 87 -

FIGURE 2

DIAGRAM SHOWING COST FACTORS OF AN ARTIFICIAL-RECHARGE INSTALLATION

Playa lake

Screen wire enclosure styrofoam floating inlef

Flexible suction hose 50 et S 8 0 0 per foot

Chemical feed pump and tank capacity 03-2 galhr S 210 Chemical flocculant S 3 - S 3 0 acre-foot

reg

Q Pump-capacity 500 galmin at 80 head

Aluminum irrigation picircpe 6 at S 105 per foot 100 feet

Excavation of settling basiumln 10x 10x 100

Screen wire baffles I 14 pipe frames

Pump-capacity 500 galmin at 80 head __

Aluminum irrigation pipe g 6 o t S 105 per foot 100 feet

Excavotion of spreading basin

Flexible suction hose 20 at S 8 00 per foot

Injection well 200 depth =deg I0diamefer 150 wire

wrapped screen 50casicircng 30 yds gravel pack

Spreading basin

S 150 2 0

4 0 0

1800

105

80O

20O

160 1800

105 S540O

StOOO

Not to scate

lpoundxtnaAgraveJL du Document Ccedil 5191 ) - Anneacutee de sieacutepoundeacutesience 1975 -

- 88 -

3) Fonctionnement et entnetien

La figure 3 donne la liste des diffeacuterents eacuteleacutements constituant le coucirct du foncshytionnement et dentretien pour des bassins dinfiltration ou des puits dinjecshytion

U) Coucirct gj-obat

La reacuteunion des coucircts preacuteceacutedents deacutetermine le coucirct global dune opeacuteration de recharge Ce coucirct calculeacute sur une anneacutee de fonctionnement et rapporteacute au volume deau annuel ainsi utiliseacute donne le prix de revient du m3 deau de recharge

Lexamen de plusieurs installations montre que ce prix de revient est variable neacuteanmoins en utilisant les reacutesultats dune enquecircte faite il y a quelques anneacutees on peut deacutefinir les valeurs moyennes pour les diffeacuterents facteurs eacuteconomiques dune recharge artificielle Ainsi le tableau 1 donne la valeur moyenne des investissements neacutecessaires pour diffeacuterents dispositifs de recharge

TABLEAU 1

INVESTISSEMENT EN FRANCS PAR M3AN INFILTRE

Prctrait

Moyennes

Bassins et canaux

avec

0362

sans

0139

Puits ou forages

avec

0125

sans

0052

(Extrait du Document 6600637) - Anneacutee de AeacutefLeacutenence 1971 -

Lexamen du tableau 1 suggegravere les remarques suivantes

- le coucirct moyen des investissements par m3 et par an semble 2 agrave 3 fois plus eacuteleveacute pour les canaux et bassins que pour les puits et les forages dinjection Cette importante diffeacuterence dans les investissements sexplique en grande partie par la neacutecessiteacute dans le cas dun bassin ou dun canal dacheter une importante superficie de terrain Ainsi en zones urbaines lacquisition des terrains peut repreacutesenter jusquagrave 50 des investissements

mdash le coucirct dinvestissement du preacutetraitement constitue une part importante du coucirct total dinvestissement Le tableau 2 montre lincidence dun preacutetraitement sur le prix de revient moyen dun m3 deau (reacutesultats pour les dispositifs dinfilshytration seulement)

laquobullbullbullbullbull

- 89 -

FIGURE 3

FONCTIONNEMENT ET ENTRETIEN

1 Installations deacutepandage_

a) Nivellement eacutegalisation des surfaces

b) Protection contre les orages

c) Reacuteparation et remplacement des structures

d) Entretien du mateacuteriel

e) Combustible pour le mateacuteriel

f) Location du mateacuteriel

g) Ponccedilage et ramassage de la boue

h) Protection contre les insectes

i) Lutte contre la veacutegeacutetation parasite

j) Ameacutelioration de lapparence estheacutetique des installations (notamment plantation de rideaux darbres et systegraveme darrosage)

k) Protection contre les rongeurs

1) Patrouilles de surveillance

m) Traitement de leau (floculants)

n) Entretien des pentes

o) Actes de vandalisme

2 Installations dinjection

a) Appareillage dobservation et de controcircle

b) Appareillage pour la mesure du niveau deau

c) Echantillonnage de leau

d) Remise en eacutetat des puits et enlegravevement des deacutechets

e) Traitement de leau

- javellisation - acidification - autres proceacutedeacutes

f) Entretien du mateacuteriel

g) Reacuteparation des structures

- 90 -

h) Combustibles

i) Location de mateacuteriel

j) Patrouilles de surveillance

k) Analyses de leau

1) Acte de vandalisme

3 Bureaux

a) Controcircle et surveillance

b) Administration

c) Paiement des salaires et reacutemuneacuteration

d) Frais geacuteneacuteraux (bureaux et services locaux)

- location et services publics - teacuteleacutephone - fournitures

- entretien de leacutequipement de bureau

e) Salaires et traitements

f) Responsabiliteacute civile (assurances)

g) Impocircts et taxes

h) Inteacuterecircts

(poundxampiaLt du Document Ccedil 513^1 )

- SI -

TABLEAU 2

INCIDENCE DU PRETRAITEMENT SUR LE PRIX DU M3 DEAU

Moyennes

Prix du m3

en F F

0249

Incidence du

preacutetraitement

27

Prix du preacutetraitement par m5 (FF)

00787

(6xtnaLt du Document 6600637 ) - Anneacutee de ieacuteLeacutenence 1971 -

Le coucirct du preacutetraitement eacutetait donc en 1971 en moyenne de 8 centimes par m3

Nous avons vu que le preacutetraitement des eaux dinfiltration retarde lapparition dun colmatage inadmissible et donc reacuteduit lentretien du dispositif concerneacute Un calcul rapide montre cependant que leacuteconomie ainsi reacutealiseacutee est loin de venir compenser les deacutepenses dues au preacutetraitement de leau On cherchera donc dans le cas dun dispositif dinfiltration agrave reacuteduire au maximum le preacutetraitement des eaux de recharge

La figure 4 donne les reacutesultatsde correacutelations statistiques eacutetablies entre linshyvestissement neacutecessaire agrave la reacutealisation dune opeacuteration dalimentation artifishycielle de nappe et le volume annuel introduit par ce moyen dans laquifegravere

FIGURE 4

INVESTISSEMENT ET VOLUME

ANNUEL INTRODUIT DANS LAQUIFERE

-Don I raquo eacuteqootionraquo claquo tfroicircfraquoraquo draquo recircccediltbullgt

2 bullbullraquo bulltpfinegrave bullraquo | 0 Fiones

V bullbullraquo apgtrtmraquo raquon tOS ttram

mdashLlaquoraquo coMcirraquotraquo poundbull corttal ioraquo obtraquoraquoraquo

t E C E N D E

H+f+ nraquowl

p a raquo t t i laquoalelaquof

bull bull bull laquo

A m bull

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A a o

o o

lSxtnait du Document h 2028) - Anneacutee de leacutefLeacutenence 1971 -

A Forage P 3 raquolaquo Cooi o DruI

IOraquo i o lO

Vol me AIMCCcedilI tulro-Stucirct 4raquouraquo IV^utfire Inraquo)

- 92 -

Sur la figure preacuteceacutedente on peut remarquer quune installation de recharge a un coucirct dinvestissement qui en moyenne croicirct plus vite que le volume annuel introduit Pour une installation sans preacutetraitement cest linverse

- ETUDE DE LOPPORTUNITEacute EacuteCONOMIQUE DUNE OPEacuteRATION DE RECHARGE

ARTIFICIELLE - COMPARAISON AVEC DAUTRES MEacuteTHODES DE MISE EN VALEUR

DES RESSOURCES EN EAU

Lalimentation artificielle de nappe est une opeacuteration rentable pour autant quelle soit moins coucircteuse que les autres meacutethodes de mise en valeur des ressou-ces en eau (G 51341) Il convient donc avant de choisir une meacutethode deacutetablir une comparaison de coucirct avec les autres meacutethodes (agrave condition bien sucircr que celles-ci soient techniquement reacutealisables)

Nous donnons ci-dessous quelques cas de comparaisons qui peuvent se preacutesenter

) CompcuiaLion enjQie un basi^in dinfJJjjtnaAlon et un puiAsi din^ecAion

Nous avons vu que agrave deacutebit annuel fixeacute le coucirct dinvestissement moyen dans le cas dun bassin dinfiltration est 2 agrave 3 fois plus eacuteleveacute que dans le cas dun puits dinjection Cependant le prix de revient dun m3 deau infiltreacute dans un bassin est en geacuteneacuteral un tant soit peu moins eacuteleveacute quun m3 deau injecteacute dans un puits Ceci sexplique par trois faits (6622466)

les coucircts de traitement sont reacuteduits dans le cas dune installation de recharge fonctionnant avec des bassins

lentretien des bassins est beaucoup plus aiseacute que celui des puits dinjection les frais dentretien des bassins sont donc moindres

la dureacutee de vie des ouvrages dinjection est en geacuteneacuteral beaucoup plus courte que celle des bassins Par conseacutequent lamortissement des premiers doit se faire plus rapidement que celui des seconds

Pour ecirctre compeacutetitifs vis-agrave-vis des bassins dinfiltration les puits dinjection doivent donc ecirctre conccedilus et geacutereacutes de maniegravere rigoureuse Cest pourquoi dans bien des cas on a preacutefeacutereacute malgreacute leur prix les bassins aux puits dinjection

2) CompcuiaLion entie une insitaUAation de Aechange anAAficJ-eAAcirce et une uniteacute de tnaAjtement damp4 eaux

Placcedilons nous dans le cas ougrave linstallation de recharge est un bassin Nous avons vu que par passage dans le sol leau dun bassin peut ecirctre grandement purifieacutee Ce traitement par le sol vient donc concurrencer techniquement le traitement en station

Examinons alors les eacuteleacutements de comparaison suivants (5600836)

a) implantation lespace neacutecessaire pour la construction dune uniteacute de traitement est infeacuterieur agrave celui neacutecessaire pour une recharge par bassin

b) besoin en eau dans le cas dune recharge les pertes en eau peuvent seacutelever a 40 du volume introduit

- 93 -

c) estheacutetique dans un cas comme dans lautre les installations paraicirctront inesshytheacutetiques

d) seacutecuriteacute de lexploitation dans le cas dune recharge par bassin on doit sattendre agrave des variations des deacutebits dinfiltration (colmatage fluctuations saisonniegraveres agissant sur la viscositeacute de leau) Mais la simpliciteacute des instalshylations avec bassins fait quelles sont moins exposeacutees aux pannes Pour ecirctre fiables les uniteacutes de traitement exigent pour leur part une gestion et un entretien rigoureux mis en oeuvre par un personnel qualifieacute

e) Possibiliteacute de surcharge les uniteacutes de traitement peuvent supporter jusquagrave 25 de surcharge Par contre la possibiliteacute de surcharge pour les bassins est faible En effet les bassins ont des dimensions fixeacutees et par conseacutequent ils ne peuvent recevoir plus deau quils peuvent en contenir

f) possibiliteacute dagrandissement les uniteacutes de traitement peuvent ecirctre facilement agrandies ce qui nest pas le cas pour les bassins

g) constitution de leau eacutepureacutee leau reprise apregraves infiltration dans le sol est agrave condition de respecter certaines conditions (cf 2egraveme partie de cette eacutetude) toujours claire et saine Leau traiteacutee pose souvent des problegravemes dodeur de saveur et de tempeacuterature

La comparaison eacuteconomique entre une installation de recharge par bassins et une uniteacute de traitement des eaux a souvent montreacute lagrave ougrave les conditions geacuteologiques et hydrogeacuteologiques sont favorables et le prix des terrains pas trop eacuteleveacute la rentabiliteacute de cette premiegravere meacutethode de traitement et de reacutegeacuteneacuteration des eaux

3) CompgiltxLion entte une i-nAtaAAaALon de iechaAge antAfcAcieMle et une adducJLJon deau (66025W7 ^

Placcedilons nous dans le cas ougrave linstallation de recharge est un puits dinjection

Pour ces deux installations on peut en premiegravere analyse confondre les frais de production et de pompage Si par ailleurs on neacuteglige les autres frais dexploishytation tels que lentretien la comparaison eacuteconomique entre les deux installashytions est alors rameneacutee agrave la comparaison des coucircts dinvestissement

pour les puits dinjection les coucircts dinvestissement sont composeacutes principaleshyment du coucirct du forage et du coucirct de la station de pompage

pour ladduction les coucircts dinvestissement sont reacuteduits aux coucircts de la canashylisation et des ouvrages annexes

La figure 5 donne un exemple chiffreacute dune telle comparaison pour lalimentation dune agglomeacuteration situeacutee au-dessus de la nappe souterraine de lAlbien (Reacutegion Parisienne)

Le coucirct dinvestissement pour une adduction deau eacutetant fonction de la longueur de la canalisation il apparaicirct donc quil existe une distance optimum au-delagrave de laquelle une installation de recharge est moins oneacutereuse quune adduction deau

bull bullbullbullbullraquo

- 94 -

FIGURE 5

ALIMENTATION A PARTIR DE LA NAPPE DE LALBIEN COMPARAISON AVEC UNE

SOLUTION DE TRANSPORT DEAUX DE SURFACE

exemple Lapprovisionnement en eau potable dune aggloshymeacuterat ion de 25 000 habitants dont les besoins atteishygnent laquon peacuteriode de pointe 7 000 m3jraquo peut ecirctre assureacute

soit p a r u n e adduct ion directe en premiegravere ecirclegrave-vation d eaux de surface depuis la plus proche usine de trai tement

soit par -des preacutelegravevements dans TAlbicircen effectueacutes sur place et compenseacutes pa r linjection simultaneacutee bullau niveau de la mecircme usine de Yolumes eacutequishyvalents

En premiegravere approximation l a comparaison entre ces deux solutions peut ecirctre rameneacutee agrave la comparaishyson des investissements correspondants

mdash lthuucircgt le ynetuief cas agrave une conduite de 350 mm de diamegravetre (1) soit environ 035 MFkm

(1) Coucirct moyen approximatifraquo au megravetre lineacuteaire en TOAC scmiuml-urbanicircseacutee y comprisregards ouvrages et toutes sujeacutetions r 350 F

dans le second cas agrave la reacutealisation d un doublet de forages agrave lAlbien

Forage dinjection 09011F Forage de preacutelegravevements 090Icirc1F Geacutenie Civil station de pompage et de tfeacuteferrisaticircon _ 035MF Equipements de pompage 015MF Equipements de deacutefcrrisatioR 015 MF

soit environ 2-15 MF

Comparaison des dsua solutions

Compte tenu des hypothegraveses adopteacutees la solution du doublet de forages agrave lAlbien parait la plus avanshytageuse si la longueur de ladduction directe excegravede 7 km (215035)

(Existait du Document 6602587) - Anneacutee de leacute^eacuteience 197b -

Le c a l c u l p reacuteceacuteden t e s t une s i m p l i f i c a t i o n du c a l c u l r eacute e l q u i en f a i t e s t p lu s complexe En dehors de t o u t e c o n s i d eacute r a t i o n eacuteconomique une opeacute ra t ion de recharge a r t i f i c i e l l e peut s imposer l agrave ougrave l e s r e s s o u r c e s n a t u r e l l e s d a l i m e n t a t i o n en eau s a v egrave r e n t i n s u f f i s a n t e s pour s a t i s f a i r e l e s b e s o i n s Exemple dans l e s icirc l e s ougrave l e s r e s s o u r c e s n a t u r e l l e s son t f a i b l e s e t ougrave l e p r i x du dessalement de l e a u de mer e s t souvent p r o h i b i t i f

- 95 -

U) Compcuiabbion ervUie le ^tocAage de siUAjlace et te 4tockage 4oideAAaln

Lfraquo figure 6 donne les reacutesultats dune correacutelation statistique entre le montant des investissements et le nombre de m3 deau stockeacutes par an pour un reacuteservoir de surface et un reacuteservoir souterrain

FIGURE 6

COMPARAISON DES COUTS DES STOCKAGES SUPERFICIEL ET SOUTERRAIN

1310raquo

I I

T3103

13107

TTykAT-STt 44-

rlt^r~^Trrttr

MaouM

IW3raquo 1V10raquo IVW

(ExtAaLt du Document f- 2028) - Anneacutee de ieacuteeacuteAence 1971 -

A partir de la figure preacuteceacutedente on peut donc deacuteduire que pour des volumes infeacuterieurs agrave environ 30 millions de m3 par an le stockage souterrain est plus inteacuteressant financiegraverement que le stockage de surface

bull bullbullbullbullbull

- S6 -

Par ailleurs le stockage souterrain preacutesente les avantages suivants

- disponibiliteacute de reacuteserve en cas de catastrophe stoppant les possibiliteacutes dimporshytation deau

- eacutelimination des pertes par eacutevapotranspiration

- pas de problegraveme dalgues et moins de risques de contamination

- reacuteduction des risques daffaissements dus agrave une baisse du niveau de la nappe

- possibiliteacute de traiter et de purifier leau par passage dans le sol

- 97

LISTE BIBLIOGRAPHIQUE

F 2028

G 1681506

BIZE J BOURGUET L LEMOINE J Lalimentation artificielle des nappes souterraines Ed Masson amp Cie 1972 199 pages

REED SC CRUES RW THOMAS RE HAIS AB Cost of land treatment Systems EPA-4309-75-003 Septembre 1979 135 pages

G 51341

G 5191

Emmagasinement souterrain des eaux et recharge artificielle Ressources NaturellesSeacuterie Eau ONU ndeg 2 1977 307 pages

BROWN RF SIGNOR DC WOOD WW Artificial groundwater recharge as a water management technique on the southern high plains of Texas and New Mexico Texas Dept of Water Resources 1978 32 pages

G 6230

5600836

6600449

6600637

6601974

6602587

Possibiliteacutes deacutepandage des eaux useacutees urbaines Rapport Agence RMC 1979 371 pages

GANDENBERGER W Principes de lalimentation artificielle des nappes souterraines Bull BRGM III Janvier 1968 p37-50

SAINT-PE MA Alimentation artificielle des nappes Bull of the Int Assoc of Scientific Hydrology XVI 2 Juin 1971 p 7-25

BOURGUET L Inventaire international des ameacutenagements dalimentation artificielle - deacutepouillement et synthegravese des reacuteponses Hydrologie ndeg 3 1971 80 pages

WESNER GM CULP RL Wastewater reacuteclamation and seawater desalination JWPCF vol 14 ndeg 10 Octobre 1972 p 1932-1939

GIRARD0T PL KESTER M Lesquichage de la nappe albienne en reacutegion parisienne TSM LEau Avril 1974 p 141-152

6610203 WILLIS R Optimal groundwater quality management well injection of waste waters Water Res Res Feacutevrier 1976 vol 12 p 47-53

bull bullbullbullbullbull

- 98 -

6613978

6614931

Divers auteurs Les problegravemes de leau Geacutenie Rural ndeg speacutecial Nov-Deacutec 1977 ndeg 11-12 158 pages

BUROSOK Wastewater reacuteclamation in St Croix JWPCF 1977 49 ndeg 3 p 429-435

6616816 BIANCHI WC NIGHTINGALE HI McCORMIGK RL A case history to evaluate the performance of water-spreading projects JAWWAMars 1978 p 176-180

6621087

6622466

ARGO DG The cost of water reacuteclamation by advanced wastewater treatment 51st Ann Conf WPCF Anaheim 1978 13 pages

EDWORTHY KJ Artificial groundwater recharge and its relevance in Britain JIWES 1979 33 ndeg 2 p 151-172

- CHAPITRE V -

LES INSTALLATIONS DE RECHARGE ARTIFICIELLE DE

NAPPE DANS LE MONDE

- 101 -

Les reacuteserves deaux souterraines constituent une immense ressource En effet on estime agrave 4 millions de km3 la quantiteacute des eaux souterraines situeacutees entre la surface du sol et la profondeur de 800 m agrave titre de comparaison le volume total des lacs deau douce est denviron 120000 km3

Cette ressource en eau souterraine est par ailleurs omnipreacutesente et peut donc ecirctre mis agrave part dans quelques reacutegions du globe exploiteacutee

Dans de larges reacutegions du monde les preacutecipitations sont insuffisantes pour pouvoir couvrir les besoins en eau A titre dexemple la figure 1 donne la carte des reacutegions du globe ougrave les preacutecipitations sont insuffisants vis-agrave-vis des besoins agricoles

FIGURE 1

Waiet-dejiciency (-) and valet-surplus (+) zones in ihe vorld A water deficiency exisls if preacutecipitation supplies less ztiater than would be nrrdedjor vellutatered vrgelalian In the reverse circumslcnccs ihere is a wzter surplus

((L-xtnaJut du Document Z 49 )

En comparant la figure 1 avec la figure 2 on peut se rendre compte que les zones ougrave on constate un manque en eau agricole sont naturellement les reacutegions arides ou semi-arides mais aussi certaines reacutegions tempeacutereacutees

bull bullbullbullbullbull

FIGURE 2

o ru

(euroxpoundnalpound du WoJild Atia by Bantholomew)

- 103 -

Pour situer le rocircle de la recharge artificielle dans la gestion globale des resshysources en eau nous allons eacutetudier deux cas

- cas des zones arides et semi-arides - cas des zones tempeacutereacutees

1 ) CaS desi gonampA avide^ et somL-cuiidesi

Dans ces reacutegions lexploitation des eaux souterraines est souvent la seule solushytion dapprovisionnement en eau Aussi la recharge artificielle vise dans ces reacutegions agrave augmenter la recharge naturelle lors des rares preacutecipitations afin de limiter les pertes par eacutecoulement de surface ainsi que par eacutevapotranspiration Il est possible de faire ainsi un stockage deau dans le sol

Il faut tenir compte du fait que la majoriteacute des pays situeacutes dans les zones arides du globe sont le plus souvent des pays en voie de deacuteveloppement donc dans lesquels on doit utiliser une technologie adapteacutee aux moyens locaux

Prenons lexemple de lAfrique et plus particuliegraverement les pays du Sahel

La figure 3 situe les zones arides et semi-arides dAfrique

Les pays du Sahel sont situeacutes au nord des deacuteserts du Sahara et du Fezzan dans des zones extrecircmement arides Parmi ces pays seules lAlgeacuterie et la Libye disposhysant de revenus peacutetroliers ont un niveau deacuteducation et deacuteconomie suffisant pour pouvoir mettre en oeuvre des techniques sophistiqueacutees de mise en valeur des resshysources en eau et ainsi assurer leur expansion humaine et eacuteconomique

2) CQA desi pay-si tompeacuteAeacuteA_

Laugmentation croissante des besoins en eau combineacutee avec la deacuteteacuterioration de la qualiteacute des eaux de surface ont entraicircneacute le deacuteveloppement de lexploitation des eaux souterraines

La recharge artificielle permet dans les reacutegions tempeacutereacutees

- dune part le soutien et la restauration de nappes surexploiteacutees

- dautre part lameacutelioration de la qualiteacute des eaux de surface par passage dans le sol

Ces deux points visent donc agrave ameacuteliorer en quantiteacute et en qualiteacute les eaux consommeacutees

Afin de preacutesenter les diffeacuterentes reacutealisations dans le monde nous allons les classer en fonction de lobjectif principal viseacute par ces installations

Principalement on distingue 4 objectifs

I - Stockage deau en peacuteriode humide pour utilisation en peacuteriode segraveche I - Soutien et restauration dune nappe surexploiteacutee I -Constitution dune barriegravere hydraulique contre lintrusion deaux saleacutees (ce

point est souvent une conseacutequence du point preacuteceacutedent) V - Ameacutelioration de la qualiteacute de leau par filtration dans le sol

- 104 -

FIGURE 3

TERRES ARIDES DAFRIQUE

E

A

S

rii bull i ri

i i

_

A n d raquo

Trontliraquo im plaquoV

1000 KIUX5

WOJtoeh

lpoundicOixLUt du Document I 1021)

bull bull bull bull bull

- 105 -

- INSTALLATIONS DE RECHARGE ARTIFICIELLE AYANT POUR OBJECTIF

LE STOCKAGE DEAU

1 ) Liacircte de^i in^taM-atlorvi

(1

(2

(3

(4

(5

(6

(7

(8

(9

(10

(U

(12

(13

Valleacutee du Danube Roumanie - Bulgarie

Valleacutee de la LeeGrande-Bretagne

Camp Peary USA

Valleacutee de la Prut Ukraine

Wroclaw Pologne

Comteacute de Los Angeles USA

Massif de Zaghouan Tunisie

Plaine cocirctiegravere dIsraeumll

Source de Yarkon Israeumll

Dan Project Israeumll

URSS

Valleacutee de lOued Biskra Algeacuterie

Plaine de Karakoum Turkmeacuten

Ahmedabad Inde

istan URSS

(G 51341)

(F 2028)

(F 2028)

(G 51341)

(6609067)

(G 51341)

(G 51341)

(G 51341 F 2028)

(G 51341)

(G 6230 G 6212)

(G 51341)

(G 51341)

(Z 13312c)

2) Le tablexiu 1 donne la reacutepartition suivant le climat et le niveau de deacuteveloppeshyment des pays concerneacutesdes installations preacuteceacutedentes

TABLEAU 1

- _ -NIVEAU DE

C L l r^-C^EVELOPPEM

TEMPERE

CONTINENTAL

MEDITERRANEEN

SEMI-ARIDE

ARIDE

TROPICAL

INDUSTRIALISE

(1) (2) (3) tableau 2

(4) (5) tableau 3

(6) tableau 4

(12) tableau 5

EN VOIE DE DEVELOPPEMENT

(7) (8) (9) (10) tableau 6

(11) tableau 7

(13) tableau 8

- 106 -

3) Lampi tableaux 2 agrave 8 donnent pour chaque cas particulier de climat et de niveau de deacuteveloppement quelques caracteacuteristiques des installations correspondantes

- tableaux 2 agrave 5 reacutealisations en pays industrialiseacutes

- tableaux 6- agrave 8 reacutealisations en pays en voie de deacuteveloppement

TABLEAU 2 REALISATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT TEMPERE

PAYS

Roumanie -Bulgarie

GBretagne

USA

1 j LOCALISATION

I 1 j Valleacutee du Danube | (voir fig 4) 1 1 j Valleacutee de la Lee

1 1 J Camp Peary 1 1

EAU

R

R

bull

1 1 | GEOLOGIE |

| 1 | Valleacutee alluviale | j (sables et graviers)j 1 1 1 l j Craie j j(voir fig 5) j 1 1 1 1 (Lentille deau dans | jeau saleacutee j

1 1

VOL

2109

AQUI

m3

DISPOSITIFS

bassins

bull puits

puits

1 ICOLMA

I 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

1 | TRAIT

| Preacute

1 1 1 1 2 1 1 1 j Preacute 1 1

1 | PERFORMANCES r i i i i j12 millions de j m3an

1 1 | entre 45 et 20 j m3h

1 bull

1 1 1 PRIX |

1 1 i i i i i i i i icirc 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

Notations

R e eau de riviegravere Preacute= preacutetraitement des eaux 2 raquo traitement secondaire des eaux

FIGURE 4

- VALLEE DUDANUBE - ROUMANIE-BULGARIE

(HODHAHIB)

m - d CALAT

MAJUk

Belgrade SEVEXraquo bull laquo bull 8L

Bucarest deg

(BULGARIE)

(Extrait du Document Ccedil 5 i47 ) bull bull bull bull bull bull

- 107 -

FIGURE 5

VALLEE DE LA LEE - GE0L0GIE-PIEZ0METRIE AVANT ET APRES ALIMENTATION

ARTIFICIELLE DURANT LA PERIODE 1954-1955

1 mite gt 1

Terrains superficiels

Eii3 Argiles de Londres

KiZij VoohvJch e t Reading beds (5mper7traquosbFe

Pampi Sables thanegravetiens

P 3 Craie

mdashmdash Njyrau piucircrorpucirclricircque en octobre 1953

(svanL DIcircirrcntattoT OftificicirccIIe) -~mdash Niveau piumlocircromstriqus maximum apregraves rnjrciian

durant la peacuteriode lS5f-19S5

Sx-Oiaugravet du Document t 2028)

TABLEAU 3 REALISATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT CONTINENTAL

i PAYS

| URSS

| Pologne

| LOCALISATION

| I | Valleacutee de la | Prut

I | Wroclaw

i

EAU

R

R

I | GEOLOGIE

iPlaine alluviale |(voir fig 6)

ISeacutediments tertiaires

I I

VOL AQUI I | DISPOSITIFS

|bassins agrave

I I I |fosseacutes et (eacutetangs

i

I |C0LMA

sable| P I I 1 |PCB 1 1

1 1 | TRAIT

I

1 | Preacute

1 1 1 | Preacute

1 1 1

PERFORMANCES

12S0OO m3jour

PRIX

Notations

H = eau de riviegravere P ~ physique C raquo chimique B = biologique

Preacute = preacutetraitement des eaux

- 108 -

FIGURE 6

VALLEE DE LA PRUT

l l t 1 T

A r g i l e du miocegravene

i _ i J - i J i laquov t iuml j 100 200 300 400 500

P i s t a n e e (en megravetres) 6 0 0

lHxtrialt du Ucircocumervt Ccedil 513^1 )

TABLEAU 4 REALISATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT MEDITERRANEEN

PAYS

USA

1 | | LOCALISATION | EAU

GEOLOGIE 1 I (VOL A8UI | DISPOSITIFS

jComte de Los I Angeles |(voir fig 7) I I

(Bassins remplis de (seacutediments mal |consolideacutes i i

gt agrave 12 10s m3

|bassins et |terrains |deacutepandage I

j COLMA | TRAIT | PERFORMANCES j PRIX

I Preacute | 60 m3s jde re-|vient [de 4 agrave |242 pou H (icirceee n3 I

Notations

R = riviegravere P = physique

Preacute = preacutetraitement

- 109 -

pound O

- H -M

a a

O gtrt bullXi rH a -H o bullraquo-gt

K 3

bull S bull 0)

-=f G rH O

ta

ta 0)

raquoltD 4-raquo bull H KJ u +gt X

d o

n o bulla

a a

ta

o bulla 6raquor4 p O

bullbullgt laquo ta a fcgtd

irvviraquo bullH ni

- 110 -

TABLEAU 5 REALISATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT ARIDE

PAYS

U R S S

1 | LOCALISATION

1 1 |P la ines de jKarakourt

l

EAU

R

1 | GEOLOGIE

1 1 JAlluvions forma-j t i o n s de l ta iumlques

1

I |VOL

1 i 1

AQUI 1 | DISPOSITIFS

| Pui t s 1 1

1 ICOLHA

1 1 1 P 1 1

1 |TRAIT

1 1 1 1 1

PERFORMANCES 1 | PRIX

1 1

Notations

R raquo riviegravere P = physique

TABLEAU 6 REALISATIONS EN PAYS EN VOIE DE DEVELOPPEMENT A CLIMAT MEDITERRANEEN

1 1 I I I I 1 1 PAYS j LOCALISATION EAU j GEOLOGIE |VOL AQUI | DISPOSITIFS |COLMA |TRAIT j PERFORMANCES j PRIX j

1 I I 1 I I 1 1 I I i i l 1 1 1 1 1 bdquo I I

Tunisie |Massif de | R | Calcaires | | P e t i t s barrages| P | Preacute 132 10deg m3an | | Izaghouan | j (voir f i g 8) j | l l l i l j ( v o i r f i g 8) | j j | I I I I I

1 1 1 1 1 1 1 i l I I 1 1 1 1 1 I sraeuml l |P la ine c S t i egrave r e | R | Pla ine l i t t o r a l e | |Pu i t s | PB | 2 | gt 10 10deg m3an | |

| ( v o i r f i g 9) j j (vo ir f i g 9) j j I I I i l

1 1 I I 1 1 1 1 1 i l 1 1 l l l I I I s r a euml l |Source de Yarkon | R | Roches carbonateacutees |900 10deg m3 |Puits mixtes | PB | 2 |entre 500 e t 1000 |de r e - |

1 I 1 p l i s s eacute e s j j l i t 3h jvient j I I I (voir fig 10) | j l l l I001S2 | 1 I I I I l l l Ipar n3 | 1 I l 1 1 i l I I l l l I I

I s r a euml l |Dan Projet (Tel | U | Dunes de sab le s | |Bass ins |PCB | 2 |300000 m3jour |de r e - | 1 Aviv) i l i l l l l jv ient j I i l I I i 1 1 i00262 | j i l i l I I jpar m3 i 1 I I I I l l l I I

Notations

R = riviegravere U = useacutee P = physique C = chimique B = biologique 2 = secondaire

- 111 -

FIGURE 8

MASSIF CALCAIRE DE ZAGHOUAN (Tun i s i e )

fmdash bull (n 1 f F H r

f Hammamet

SOUSSE --

5gt

+gtmdash mdashmdash mdash

^-a mdash

bull bull

9 - c a l c a i r e s du j u r a s s i q u e s u p eacute r i e u r

5 e t 1 - c a l c a i r e s djj l i a s

N-O m s-o

DJSBJL r i A H N C a

ampEacuteEacuteEacuteamp5

lLxtnaJjt du Document Ccedil 513^11 bull bull bull bull bull bull

- 112 -

FIGURE 9

FORMATION AQUIFERE DE LA PLAINE COTIERE

ISRAEumlL

Echelle

Limites des collines et raquoraquogtmdash des montagnes

Canalisations nationales bull deau laquo -Source raquo Ville

Direction de 1raquoeacutecoulement ~- ~ eaux souterraines

Zone de forages dexploitation

N n

Mer Zone de PLAINE COTIERE D1ISRAEumlL - PBOFIL SCHEMATIQUE

Z Z 7 Z ^ 7 7 Z Z Z Z Z Z pound ^ g f l a nappe ^T (ampgtgt p h r eacute a t i q u e bullpoundamp

iuml i d eacute s

S c h i s t e s a rg i l eux

(extrait du Document Ccedil 513U1 ) bull bull bull bull bull

- 113 -

FIGUREacute 10

SOURCE DE YARKON ISRAEumlL

ONO

PROFIL TRANSVERSAL DE LA FORMATION DANS LES MONTS DE JUDEE

Meacute ri i terraneacute e VAVHE

Plsst

J Aquifegravere

(Pleacuteistocegravene (Gregrave

Roches

es M (Neogene Neogsh _ deg

(Schistes

Sench

CeLraquostdol

2J impermeacuteables

(Seacutenonien

raquoraquoraquobull

Eocch

(Marnes crayeuses

(Turonien-Ceacutenomanien (calcaires et dolomites

(Craies (eacuteocegravenes (semi-(impermeacuteables

Q - (Ceacutenomanien infeacuterieur 1 (Dolomites

L e s h (Creacute t aceacute i n f eacute r i e u r ( S c h i s t e s

(dxtAaUL du Document Ccedil 513^1 )

TABLEAU 7 REALISATIONS EN PAYS EN VOIE DE DEVELOPPEMENT A CLIMAT SEMI-ARIDE

i r~ I I i l I I I i l I PAYS LOCALISATION | EAU | GEOLOGIE | VOL AQUI| DISPOSITIFS |COLMA |TRAIT | PERFORMANCES | PRIX |

i I I I lt i I i I I I I I l i i j Algeacuterie jvalleacutee de loued | R |deacutepots alluviaux | 20 agrave 30 (ameacutenagements du | P | I 510deg m3an | |

iBiskra I I 1 n6 bdquo | H t de loued I I I i l | |(voir fig 11) | | 10 m3 I I I I I 1 1 I I I I I I I I I

Notations

R = eau de riviegravere p = colmatage physique

114

FIGURE 11

VALLEE ALLUVIALE DE BISKRA (ALGERIE)

^r Meacutediterrans

Figure 11 Valleacutee a l luv ia le de Biskra

Echelle

bull M M iumllaquoklaquo

((LxtnaLt du Document Ccedil 513^1)

TABLEAU 8 REALISATIONS EN PAYS EN VOIE DE DEVELOPPEMENT A CLIMAT TROPICAL

l i t i i | PAYS | LOCALISATION | EAU | GEOLOGIE |VOL AQUI | DISPOSITIFS ICOLMA (TRAIT j PERFORBANCES | PRIX |

i i i l i l i i I I 3 I I Inde |Ahmedabad | R | sable (voir f i g 12) | Ipuits dans l e | PB | 1 | 4 5 10 m3jour dinves-| I I I I i 1 l i t de la j j | [ t i s se - | I l I I 1 Iriviegravere | j j jment | I l I I 1 |(voir fig 13) | j j (faible |

1 1 1 I l I I I I

Notations R = eau de riviegravere P = colmatage physique B = crvlmatagccedil hi ni odegique

1 = traitement primaire

bull bull bull bull bull bull

- 115 -

Crosraquo Stetions or tnraquo Sobormali Rivraquor Ot Ahmlaquodotgtod

Aerosi SubhojSBridnt MorScolraquo llOO O lOO 200

O _ 1 _

IO 20

Ver Scolt

SuSfiojhBridsraquo^

RraquofraquorraquofHraquo I I Riraquo to cucircc

groicircnraquod aond lil Sandvrm sill

E 3 Qov wlth raquoirt

Acraraquo Gond 8ridyraquo

J FIGURE 1 2

Sub-surface section or the Sabarmati River bed poundt Ahmedabad as seen in boring during_ the construction of road bridges across the river Data supplied by Ahmedabad Municipal Corshyporation and PWD Govt of Gujarat

FIGURE 1 3

Map of Ahmedabad city shorring locations of Municipal tubcwcll stations (open circlcs) and privatc tubcwclls (closcd circlcs) In the inset a schematic diagram or the suggested injection rcchargicircng scheme is stiown Pairs of double circlcs along the river indicnc pairs of vater supply and injection wclls

Schcmofic diogrom of tbe propoj icircd siphon rechorge schsrae for-tt)8 Ahmtdobod City

-Injection well -Cblorinofor

Ahmedobod City location pion o f tubewolU

Raferlaquoncel Roilwoy lene

mdash AbodMunlimit bull Privofetubewella 0 Mun Corpo

tubraquowlaquoij Sets orwot^r supply and injac-

AirPOrtA lonwlaquoH

(poundxtjiaJjt4 du Document Z 13312c) bull bull bull bull bull bull

- 116 -

B - INSTALLATIONS DE RECHARGE ARTIFICIELLE AYANT POUR OBJECTIF LE

SOUTIEN DUNE NAPPE DEAU SOUTERRAINE

1 ) LLite de jjz^tallatioiV4

(1

(2

(3

(4

(5

(6

(7

(8

(9

(10

(U

(12

(13

via

(15

(16

(17

(18

(19

Lettonie URSS

Lituanie URSS

Bacircle Suisse

Nappe du canton de Genegraveve Suisse

Donzegravere Mondragon France

Appoigny France

La Moulle France

Menuma Japon

Niigata Japon

Hodcgaya Japon

Wiesbaden RFA

Dortmund RFA

Haltern RFA

Hardham Grande-Bretagne

Peacuteoria USA

Valleacutee de la Durance France

Flushing Meadows USA

Fresno USA

St Croix Virgin Islands

(G 51341)

(G 51341)

(G 51341 F 2028)

(6618945)

(G 51341 F 2028)

(G 51341 F 2028)

(6627873)

(G 51341)

(G 51341)

(G 51341)

(G 51341)

(G 51341)

(G 51341)

(6622466)

(F 2028)

(G 51341 F 2028)

(G 6230)

(6616816)

(6614931)

2) Le tab-leau cL-apie donne la reacutepartition suivant le climat et le niveau de deacuteveshyloppement des pays concerneacutes des installations preacuteceacutedentes

NB il est inteacuteressant de remarquer que toutes les installations reacutepertorieacutees ont eu lieu en pays industrialiseacutes ce qui est logique car ces pays ont des besoins en eau tregraves importants donc exploitent largement leurs reacuteserves soutershyraines

Les installations de recharge artificielle pour le soutien de nappe dans le pays en voie de deacuteveloppement ne sont quagrave leacutetat du projet qui verront certainement le jour avec laugmentation des besoins en eau de ces pays

3) LeA tableaux 9 agrave 13 donnent pour chaque cas de climat et de niveau de deacuteveloppeshyment quelques caracteacuteristiques des installations correspondantes

- 117 -

NIVEAU DE CLIMAT ^ P J L V E L O P P E M

TEMPERE

CONTINENTAL

MEDITERRANEEN

SEMI-ARIDE

ARIDE

TROPICAL

INDUSTRIALISE

(1) (2) (3 ) (4 ) (5 ) (6 ) (7) (8) (S) (10) (11) (12) (13) (14) ( t a b l e a u x 9 e t 9 b i s )

(15) ( t a b l e a u 10)

(16) ( t a b l e a u 11)

(17) (18) ( t a b l e a u 12)

(19) ( t a b l e a u 13)

EN VOIE DE DEVELOPPEMENT

TABLEAU S REALISATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT TEMPERE

I l I I I I I I I 1 j PAYS | LOCALISATION | EAU | GEOLOGIE |VOL AQUI | DISPOSITIFS |C0LMA |TRAIT | PERFORMANCES | PRIX 1 1 1 1 1 I l i l i l 1 1 1 1 | URSS iLettonie | L lAlluvions e t deacutep6ts | |Bass ins 1 P-C | Preacute | 0 7 agrave 10 mjour | j | 1 |morainiques 1 | ( v o i r f i g 14) | | | | 1 1 1 1 i i i i I I I I I 1 | URSS iKaunas (Lituanie)1 R |Plaine a l l u v i a l e | |Bass ins | P | P r eacute agrave l | 2 8 agrave 005 njour | | | j i ( v o i r f i g 15) j j ( vo i r f i g 15) j j j j I l I I 1 I I I 1 1 1 I I 1 1 1 1 fi 1 | Suisse |Bacircle 1 R |Pla ine d a l luv ions | |Fosseacutes 1 P | 1 | 65 x 10 m3an |de r e -j j | | f l u v i o - g l a c i a i r e s | | (vo ir f i g 17) | j | | v i e n t j 1 i j (vo ir f i g 16) j j I I I |0 0242 1 I I I I I I I I Ipar m5 1 1

| Suisse j Canton de Genegraveve 1 R 1 Deacutepocircts morainiques j 18 10s ra3 JBassins et j P j 1 j 13 x 106 m3an jde re-| |(voir f ig 18) | | | jdrains | j j jvient 1 1 I I I I I I I j10 agrave 14 1 1 I I i l I I I Icent 1 1 I I I I l i t |suisses 1 1 I I I I 1 1 1 Ipar n3 1 1 1 i l i i 1 1 I I I 1 | France |Donzere-Mondragon| R lAlluvions f l u v i a - |105 10 m3 |Fosses d i n j e c - | P | Preacute | 8 5 m3s |charges I i I j t i l e s (vo ir f i g l 9 ) i j t ion 1 | j jd expl I I I I j j(voir f ig 20) j j j J400000F 1 1 I I I I I I I Ipar an 1 1 1 1 1 1 3 1 I 1 | France |Appoigny 1 R lAlluvions f l u v i a l e s 1180 10 m3 |Bass ins agrave s a b l e | P | Preacute |1000 m3jour | i l i i i j l v o i r f i g 21) j i j | 1 1 I I I I 1 1 1 1 France La Moulle R iCraie fissureacutee Bassins agrave sablei P 1 16IO6 m3an

(voir fig 22) (voir f ig 23) (10000 m2) J

- 118 -

FIGURE 14

PLAN DES OUVRAGES HYDRAULIQUES DE BALTEZERS REPUBLIQUE SOCIALISTE

SOVIETIQUE DE LETTONIE

(SxtnaJJ du Document Q 513^1 )

- 119 -

FIGURE 15

INSTALLATIONS DALIMENTATION ARTIFICIELLE DEIGULAI REPUBLIQUE SOCIALISTE

SOVIETIQUE DE LITUANIE

Legeiuiuml

1 Puits dexploitation 2 Puits dobservation 3 Station de pompage h Bassin dinfiltration

aglQ23 ^

A VA l

tma

Gravxer

S a b l e

Y777 T e r r e g r a s s e

7 Sab le mecircleacute de t e r r e g r a s s e j

(ExtAaJut du Document Ccedil 513^1 )

bull bull bull

- 120 -

FIGURE 16

COUPE HYDROGEOLOGIQUE DU SITE DE LA HARD (MUTTENZ-BALE)

giicircpositif tjltgtfitrjtun

II l VV95m v -bull bullbullbullbull

bullbull- bullbull -yf---w ^ ltbullraquo bullbull(vs5 bullbull A--raquo-

FIGURE 17

PLAN DE LAMENAGEMENT DALIMENTATION ARTIFICIELLE DE LA

NAPPE DE LA HARD (MUTTENZ-BALE)

OAcircUE Ccedily Prise en r7ytera

copy_ Station filtrante

(D_ Conduite dteu fiitrio

QFossucircn dinnltrction

_ Puits diuml repreumlso

copy Reacuteservoir deau poiumltUe et stetion de pampago

_ raquo _ l^ tajw _ J I _ 2Ttftipe

ttUTTENZ PHATTELH

leuroxtnaAgravejLi du Document h 2028)

- 121 -

FIGURE 18

PLAN DE SITUATION DE LA NAPPE DE LARVE ET DES OUVRAGES

I Fronlentx 2 Florencs 3 Corouga 4 Vmty (pont) S Veuy (uagravenraquo) 6 Trains

7 SooMnraquo dAnraquo 8 Perly 9 Sorol 10 Veyriat (Franc) il Gcitlard (F) 12 Crochu (F) 13 Veiraquo (F) bull Pulrs -J- PirKgtfnagravegtrraquo

x x

^ f Noppe deacute ^ rAilordonV x+ +

(E-xtnaiA du Document 66189^5)

Echees _ J l C T

lOOm

iroo-iVraquo SOCn-Vs

FIGURE 19

SCHEMA DE LALIMENTATION

ARTIFICIELLE A DONZERE-MONDRAGON

(ampctnaLt du Document h 2028)

m bull bull bull bull bull

- 122 -

FIGURE 20

DISPOSITIF DINJECTION

G r i l l e de f i l t r a t i o n Canal

d a l i m e n t acirc t P u i t s d i n f i l t r a t i o n

Gravier compacteacute bull-v ( 1 0 - 3 0 mm) --- -s

-~ii

Tuyau p e r f o r eacute - - iicirc TE ( D i a m egrave t r e bullbull - ^ -^ 056 m) bullbullbullbullf-_-_-|

bullAlluvions -(profondeurr 8 -18 megravetres)

^S^UMSIumlEATUi-l IMPERMEABLE

lCxtnoJJ du Document Ccedil 513^1)

123 -

FIGURE 21

NAPPE DE LA VALLEE DE LYONNE A APPOIGNY FRANCE

bulllt

Station de pompage - M

JC3 puits raquoP

Prise deau

Bac de deacutecantation

bull

laquo i

laquoiuml bullOi

Pompe de r e p r i s e

bullQtrademdashpieacutezomegravetre No

(ExtAOAgraveA du Document Ccedil 513^1)

FIGURE 22

GRAVELKES bull^IumlOUNKERQUS

bullEAU INDUSTRIELLE i l ] LAC DE BELLEVUE

LILLE

USINE DE FABRICATION DEAU POTABLE DcMOULLE

VALENClHWNHS^raquo

OOUAraquo tk^in y v

(poundxtsi(LUt du Document 6627873) bull bull bull bull

- 124 -

FIGURE 23

COUPE GEOLOGIQUE DU BASSIN VERSANT DAPRES BRGM

20N5 OAV5 lAOJElLE LA -1APPE DE IA CH-OE EST CAPtlVc SOUS IcircE TEfWKJraquo TEariUSH

Surface d la nap4 en mars-avril 1357

la nappa en mai 1072

TABLEAU 5 BIS REALISATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT TEMPERE

| PAYS | LOCALISATION | EAU j GEOLOGIE jvOL AQUI | DISPOSITIFS |COLHA jniAIT j PERFORMANCES | PRIX |

j Japon JMenuma | R JDiluvium j |Pu i t s d i n - | P-C | 2 |4 000 m3Jour j j j j t vo i r f i g 24) j j t vo i r f i g 24) j j j e c t i o n I I I i l

j Japon JNiigata 1 R JDiluvium j gt 120 10 5 m3 jPui t s d i n j e c - | P-C j 2 j20000 m3Jour jde r e - j j j t vo i r f i g 25) | j t vo i r f i g 25) j j t ion j j j jv ient j i l i l j j tvo ir f i g 2 5 ) | j j |0 02 $ j j j I I 1 1 1 1 j 1 i3 |

j Japon JHodogaya j U JDiluvium | |Pu i t s d i n j e c - j C | 2 J35 m3h j j i l j j 1 U i o n 1 I i j j i i i l j j tvo ir f i g 26)j j j j j

j RFA IWiesbaden | R JAlluvions f l u - j jflassins |P-C-B j 1 jlOO 10 6 m3an i I j i i j v i a l e s j j tvo ir f i g 27)j j j j j i l i j t v o i r f i g 27) j j j i j j j

| RFA JDortmund j R JAlluvions f l u v i a - j JBassins j P-B j Precirc jlOO 10 6 m3an jde r e - j j | j j t i l e s j j tvo ir f i g 28 ) j j j jv ient j j | | j t vo i r f i g 28) j j 1 i | |entre | j i i l i l i i i i deg gt 0 3 e t i i i i i i i i i i i 0 raquo 0 9 i 1 j I I j 1 i i |Par bull i

RFA Sables de Haltern L Sables profonds e t 108 10 s m3 Bassins Preacute 44 10 6 ngt3an (vo ir f i g 29) a l luv ions de (voir f i g 29)

1 t recouvrement [ I I I l

1 CB lHardham (Sussex) j R jSable-limoneux j |Bass ins j P j Precirc J26OO0 m3jour j j 1 1 I I I I I I I I I

Notations

Eau R raquo= eau de riviegravere U s eaux useacutees

Colmatage P raquo colmatage physique C raquo chimique B - bull bol ialt

Traitement Preacute = preacutetraitement 1 primaire 2 s secondaire

- 125 -

FIGURE 24

PROJET DINJECTION DE MENUNA JAPON

CARTE HYDROGEOLOGIQUE DE LA PLAINE DE KVANTO

Zone d a l i m e n t a t i o n des nappes c a p t i v e s

Zone de c i r c u l a t i o n des eaux douces c a p t i v e s

Zone d e a u x s o u t e r r a i n e s s e m i - c o n n eacute e s

TTTT-

200

Eaux souterraines coloreacutees du groupe de Kazusa Direction principale du courant des eaux douces souterraines

Limite infeacuterieure des deacutepocircts du plio-pleacuteistocegravene du groupe de Kazusz

Aluvions

Roches preacuteshytertiaires

PROFIL GENERALISE AB Groupe Kazusa

(Plio-pleacuteistocegravene)

(ExtnaiA du Document Ccedil 513b1) bull bullbullbullbull bull

- 126 -

FIGURE 25

PROJET DINJECTION DE NIIGATA - JAPON

C a r t e i n d i q u a n t l e m p l a c e m e n t d e s d i s p o s i t i f s d i n s e r t i o n

J D i s p o s i t i f s d i n j e c t i o n

B a s s i n de d eacute c a n t a t i o n

P r o d u i t s c h i m i q u e s p o u r l e t r a i t e shyment

^V^AJi-^r 1^^ 6 ^ e ^ e a u b r u t e

C ugrave-

i l i Vlaquo

I1III

P l a i n e c ocirc t i egrave r e Beacutegions montagneuses

(C-xJjiaUi du Document Ccedil 513U1 ) bull bull bull bull bull bull

- 127 -

FIGURE 26

INSTALLATION DINJECTION DE HODOGAYA

cp Vanne darrecirct ^

Pompe

R eacute s e r v o i r d e a u

G r a v e t t e f i l t r e compacteacute

Figure puit

JAPON

montrant la s dinjection

Tokyo zone m

struc Mo 1

eacutetrop

ture des et 2

olitaicircne

(ExtaaU du ucircocumertf Ccedil 51)^1 ) bull bull

- 128 -

FIGURE 27

POMPAGE DEAUX SOUTERRAINES ARTIFICIELLES A SCHIRSTEIN WIESBADEN

r JD

s u r l e Rhin

copy S t a t i o n de pompage copy P u i t s copy B a s s i n de d eacute c a n t a t i o n copy B a s s i n d i n f i l t r a t i o n copy Leveacutee

VALLEE DU BHIN WIESBADEM REPUBLIQUE FEDERALE DALLEMAGNE

lpoundxtAaJJL du Document Ccedil 57J47 )

- 129 -

FIGURE 28

INSTALLATIONS DALIMENTATION ARTIFICIELLE DE DORTMUND

BaBs in de d eacute c a n t a t i o n

P r eacute f i l t r e agrave g r a v i e z

mmmzm Substratum impermeacuteable

YSSSSSS Surfaccedile de la nappe phreacuteatique avant

bullbullbull 1 alimentation artificielle bull Surface de la nappe phreacuteatique apregraves lalimentation artificielle

bdquo+teacirce 1 a Lippeltx

N o t e laquobullmdash iy

Pour approvisionner les villes ~ bullgtegt G-Agrave et les industries on pompe dans la valleacutee de la Ruhr hlO millions de m-2 deau par an dont

320 millraquo de m2 dans lEnvscher 82 mill de m^ dans lu Lippe 6 millraquo de nvi dans la Vupper

et 2 millraquo de m dans la cuvette dEms

VALLEE DE LA RUHR REPUBLIQUE FEDERALE DALLEMAGNE

ouvrages hydrauliques

lx+ialt du Document Ccedil 513^1)

Lac artificiel

Bassin draquoinfiltra- puits de

tion pompage

Bassin dinfiltrashytion

I I

Surface pieacutezomeacutetrique avant lalimentation artificielle

Surface pieacutezomeacutetrique apregraves lalimontation artificielle

~

Sables de Haltorn

Carte de la reacutegion

DISPOSITIF DALIMENTATION ARTIFICIELLE DE HALTERN

REPUBLIQUE FEDERALE DALLEMAGNE

Cologne (K51n)

DlaquossEicanrgt

lExtnaAJi du Document Ccedil 513^1 )

- 131 -

TABLEAU 10 REALISATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT CONTINENTAL

I PAYS j LOCALISATION | EAU | GEOLOGIE | VOL AQUI | DISPOSITIFS | COIJU | TRAIT j PERFORMANCES I PRIX

T USA Peacuteoria (Illinois) R sables et graviers

(voir fig 30) Bassins agrave sable (voir fig 30)

AP Preacute JlO000 m3jour |de re-|vient 10008 FF| jpar rn3

Notations

R = eau de riviegravere P = colmatage physique A = colmatage ducirc aux algues

Preacute = preacutetraitement

FIGURE 30

PLAN ET COUPE DUN BASSIN DINFILTRATION DE PEORIA

Oacsm

mm f^-C^t

i - j laquo m r vsi bullbull bull bullgtraquo bullbullbull gt-r-mdash ~T -- -v bullbull-

JiiC^U-1 vv-------- bull t )- c bullbullsvcbullbull - bull bullbull -bullbull ^Vbullbullbull^bull^iT v^gt^7bull^^T-~----Trrbull^^-^-^-J-C^bullbullbull

Echelles United)

Arriveacutee dcui- Ijriiire

(Existait du Document t 2028)

- 132 -

TABLEAU 11 REALISATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT MEDITERRANEEN

PAYS I I I I I I j LOCALISATION | EAU | GEOLOGIE | VOL AOUI | DISPOSITIFS j COLHA

1 1 1 TRAIT | PERFORMANCES | PRIX |

Valleacutee de la Durance (Voir fig 31)

R Alluvions fluvia- gt 800 10 m3 Puits dinjec- P tiles tion

(voir fig 31)

830 1s

I

Notations

R raquo riviegravere P = colmatage physique 1 = traitement primaire

TABLEAU 12 REALISATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT ARIDE

| PAYS

USA

| USA

1 | LOCALISATION

Flushing Meadows

1 1

JFresno |(voir fig 33) 1 1 1

EAU

bull

R

1 | GEOLOGIE

Sable grossier et graviers

1

|Alluvions reacutecen-jtes dorigine |granitique 1 1

1 | VOL

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

AQUI 1 | DISPOSITIFS

Bassins (voir fig

1

|Bassins 1 1 1 1

32)

1 |COLMA

PB

1 1 1 1 1 P 1 1 1 1

1 |TRAIT

gt 1 1 | 1 | Preacute 1 1 1 1

1 | PERFORMANCES

35 m3s

1 1

|15 10 m3an 1 1 1 1

1 1 | PRIX j

1 1 1 1 de re- j vient 000432 jpar m3 j

1 i |de re- | jvient j |00142 | jpar m3 | 1 1

Notations

R laquo eau de riviegravere U = eaux useacutees

P =raquo colmatage physique B = colmatage biologique

2 raquo traitement secondaire Preacute = preacutetraitement

bullbullbullbullbulllt

- 133 -

FIGURE 31

BASSE VALLEE DE LA DURANCE - FRANCE

TARASCON

Limi t e s de l a p a r t i e c a p t i v e de l a format ion a q u i f egrave r e ( sous des d eacute p ocirc t s a r g i l e u x s u p e r f i c i e l s )

I n s t a l l a t i o n s d i n j e c t i o n ~^mdash P r o f i l eacute t u d i eacute

ipoundxtncuit du Document Ccedil 513^1 ) bull bull bull bull bull bull

- 134 -

FIGURE 32 SCHEMA DU PROJET DE FLUSHING MEADOWS ^-x

R eacute g u l a t e u r d e p r e s s i o n

A l i m e n t a t i o n

Canal dameneacutee Digue

Bassin V T

IOI JΠJLIumlL

=r~w5i bd alt

bull

Puits Ndeg bull 1

50

bull -ltgt

bullbull 3-4

5-6

100 megravetres

I

B _

3=

Tuyau de drainage

J^ Puits Est

Puits

FIGURE 32 BIS SYSTEME DES BASSINS DINFILTRATION SUR CHAQUE COTE DU LIT DE LA RIVIERE ET DES PUITS AU CENTRE POUR POMPER LEAU REGENEREE

Lit de la rivi egravere

horizon imperxeacuteable

(poundXpoundACLUgraveL4 du Document Ccedil 6230) bull bull bull bull

- 135 -

FIGURE 33

ZONAL RESPONSE IN WATER TABLE HYDRAULIC HEAD AND WATER QUALITY

AROUND THE CITY OF FRESNO CALIFORNIE

(poundxtnltzijt du Document 6616816)

TABLEAU 13 REALISATION EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT TROPICAL

i PAYS

USA

i | LOCALISATION |

St Croix (Virgin Islond)

Notations

EAU

U

| GEOLOGIE

Alluvions (voir fig 33 Bis

1

VOL AQUI DISPOSITIFS

Bassins (voir fig

33 Bis)

1 ICOLMA

1 1 PB

1 1 1

1 | TRAIT

1 1

1 1 1 1

PERFORMANCES

38000 n3jour

1 1 1 PRIX |

[de re- [ vient 05602 [par m3

U = eaux useacutees

P = colmatage physique 8 = colmatage biologique

1 = traitement primaire

- 136 -

FIGURE 33 BIS

GEOLOGY OF THE GOLDEN AND NEGRO BAY RECHARGE SITES

i ^ mdash E i f t t a N laquo y o Bay gt ^ bullbull bull Esurraquo Goldltn Grcraquoraquo bull gt

rtorironiai ugraveiitanc ifti

(poundxtialt du Document 661^931 )

bull bull bull bull bull bull

- 137 -

- INSTALLATIONS DE RECHARGE ARTIFICIELLE AYANT POUR OBJECTIF LA

CONSTITUTION DUNE BARRIEgraveRE HYDRAULIQUE CONTRE LINTRUSION

DEAUX SALEacuteES

1 ) L-Lite deA inAtaHaiJonA

(1

(2

(3

(4

(51

(6

(7

(8

(9

(10]

(11

(12)

Long Island USA

Zandvoort Pays-Bas

Tokushima Japon

Water Factory 21 USA

Palo Alto USA

Burdekin Australie

Kalauoo Hawaiuml USA

Dashte Naz Iran

Tanger Maroc

Telbaulba Tunisie

Sebikotane Seacuteneacutegal

Bas Togo Togo

(F 2028 G 51341 G 17874)

(F 2028 G 51341)

(G 51341)

(G 6212 5603546)

(G 6212)

(F 40332 G 51341)

(G 51341)

(Ground Water Ja-Fe 1977)

(F 2028 G 51341 6600101)

(G 6757)

(G 51341 5600835)

(G 51341)

2) Le tabMeau cL-apieA donne la r eacutepar t i t ion des i n s t a l l a t i ons preacuteceacutedentes suivant l e climat et l e niveau de deacuteveloppement des pays concerneacutes

3) LeA tabteaux 1b agrave 19 donnent pour chaque cas p a r t i c u l i e r de climat et de niveau de deacuteveloppement quelques carac teacuter is t iques des i n s t a l l a t i o n s correspondantes

Tableaux 14 agrave 16 r eacutea l i s a t ions en pays indus t r i a l i seacute s

Tableaux 17 agrave 19 r eacutea l i sa t ions en pays en voie de deacuteveloppement

- 138 -

- ______^ NIVEAU DE CLIMAT -^CEVELOPPEM

TEMPERE

CONTINENTAL

MEDITERRANEEN

SEMI-ARIDE

ARIDE

TROPICAL

INDUSTRIALISE

(1) (2 ) (3 ) t a b l e a u 14

(4 ) (5 ) t a b l e a u 15

(6) (7) t a b l e a u 16

EN VOIE DE DEVELOPPEMENT

(8) t a b l e a u 17)

(9 ) (10) t a b l e a u 18

(11) (12) t a b l e a u 19

TABLEAU 14 REALISATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT TEMPERE

C I I I I I I I I I I PAYS | LOCALISATION | EAU | GEOLOGIE | VOL AQUI | DISPOSITIFS |COLHA |TRAIT | PERFORMANCES | PRIX |

1 1 I I I I I 1 1 1 I I I I I I I I I | USA | Bay Park | U |Sable a r g i l e | gt 1200 10 9 m3|Puits d i n j e c - | PCB | 3 |13 agrave 25 1s | | | | Long Is land j | sab le argi leux j | t i o n I I I 1 | | (voir f i g 34) | | ( v o i r f i g 35) | | I I I I I

| Pays-Bas | Zandvoort j R |Plaine l i t t o r a l e | ) 4 5 10 9 m3 jcanaux e t j P j Preacute j 70 10 m3an jde r e -| j | | e t dune | jbass ins | | j | v i en t | | | j (vo ir f i g 36) j j fvo ir f i g 36) j j j |0 245

1 I I I I I I I lFFn3 1 1 1 1 II 1 1 1 II 1 1 1 1 1 1 1

Japon | Tokushima | R |Plaine l i t t o r a l e | |Pu i t s d i n j e c - | P | 2 | 20-25 n3heure | j (vo ir f i g 37) j jdiluvium | j t ion I I I 1 | | |(voir fig 37) | | I I I 1 1 I I I I I I I 1 Notations

R = eaux de riviegravere U = eaux useacutees

P = colmatage physique C = colmatage chimique B = colmatage biologique

Preacute = preacutetraitement des eaux 2 = traitement secondaire 3 = traitement tertiaire

- 139 -

FIGURE 34

LOCATION OF THE BAY ARTIFICIAL-RECHARGE SITE

(C-xtnaAJL du Document Ccedil 5211 )

FIGURE 35

Nord Sud Atlantioue

A r g i l e

^Zdia^) cfe fBe c 0

G r a v i e r

Sable argile sable argileux et limon S a b l e

Roche c o n s o l i d eacute e

lCxtaaJJ- du Document Ccedil 513^1 )

- 140 -

FIGURE 36

NI

n

Limite de la zone s captage

Limite des dunes

i

gt

Mer du Nord Dunes Polder du Lac de Haarlem

urbe ^^y-Lentilles Sables du plexs^ - T tocene ^ ^^aargile

---bullbullbullbull bull-bull-bullbullbullbull ejjgt---gt ltamp ltbull bull v- bullbullbullbull

gt--gtV^

^ampm$^amp^3^amp$^

ZANDV00RT PAYS-BAS

(CxtAaU du Document Ccedil 513^D bull bull bull bull bull

- 141 -

FIGURE 37

Aff l eu remen t s du s u b s t r a t r ocheux

_ _ p r o f o n d e u r du s o c l e rocheux ~ ( c o u r b e de n iveau ) 1ampampampVJ-~- Teneur en Ci s u p eacute r i e u r e agrave

bull Fo rage

copy P u i t s d i n j e c t i o n

TAKASE Deacutepocircts argileux superficiels HATSUMO

icirc l e r

PROJET DINJECTION DE TOKUSHIMA JAPON

fts^ k=eacutepoundagrave amp ^

Tokushima (sur Shikoku)

(6x-tzltzlt du Document Ccedil 513U1 )

- 142 -

FIGURE 38

ORANGE COUNTY CALIFORNIE

bullv KCCU CQ

5Au BtewAepiuo co

raquo _

eiVcZ^iPE- co

0

PIE60 1 l [ IMPERIAL CO i

_ 1 -T-

A i

(CxtacuJ du Document 56035^6)

TABLEAU 15 REALISATIONS EH PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT MEDITERRANEEN

r 1 i PAYS | LOCALISATION | EAU | GEOLOGIE

1 1 1 1 1 1 |VOL AQUI | DISPOSITIFS |COLMA | TRAIT | PERFORMANCES | PRIX

Water Factory 21 U Deacutepocircts marins et Californie continentaux mal (voir fig 38) consolideacutes

Puits dinjecj PB 3

(voir fig39)

066 IJI33

USA Palo Alto (voir f ig 40)

U Sables et jgraviers

I Puits dinjecj PB 6 1s

|(voir fig40)| I I

Notations

U = eaux useacutees

colmatage physique colmatage biologique

3 = traitement tertiaire

bull bull bull bull i

- 143 -

FIGURE 39

FLOW SCHEMATIC AND SAMPLING LOCATIONS FOR WATER FACTORY 21

LIQUID PROCES3IWG

C H E M C A L K I T R O S c N RECARSON-I __ _ icirc ACTIVATES bullDiSlNFECIiCV amp j CLARIFICATION j REMCVAL ATCN [ FILTr^siO^I CARBON 0poundMIKERASJZpound7Gricirc

t t fAOSQPPTiCtt

CAP80H 70 HIcircUSr

bull lt

lJCCTtOlaquolaquo wCLLS

bull laquo C Y C L E

PUMraquoS

S0L1DS HANOLING INJECTIONraquo SYSTEM

bull bull bull bull bull bull

- 144 -

FIGURE 40

PLAN 0F GROUNDWATER RECHARGE FACILITY IN THE PALO ALTO BAYLANDS

msmm FRAgraveSCISCOcircI

0 u

El 6k

PALO ALTO

copy

-e-o

LEGEND

EXTRACTION WELL

INJECTION WELL

MONITOft WELL

lpoundyLtnaLt du Document Q 6212)

- 145 -

TABLEAU 16 REALISATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT TROPICAL

1 f~^ 1 1 1 1 PAYS | LOCALISATION | EAU | GEOLOGIE | VOL AQUI | DISPOSITIFS |COLMA |THAIT j PERFORMANCES | PRIX

Australie Delta du Burdekin Delta avec 345 109 m3 Trancheacutees agrave Preacute (voir fig 41)

-h i

JKalauao Hawaiuml

deacutepocircts alluviaux

I I I I

sable (voir fig41

I Bta2) I H

40 agrave 100 106

m3an des in-vestis-jsements 2 106$

USA jcocircne volcanique 4800 10 in3 Retenue deau (basalte) (voir fig43) (voir fig 43)

120000 m3jour

Notations

R = eaux de riviegravere

P w colmatage physique

Preacute = preacutetraitement

FIGURE 41

CARTE GENERALE

bull Ui KlaquoraquokM

(ExtzaLt du Document Q 513^1 )

- 146 -

FIGURE 42

LOCALITIES OF RECHARGE TRENCHES IN BURDEKIN DELTA

FIGURE 43

TYPICAL CROSS SECTION OF A TRENCH

IpoundxtnaAgraveJbi du Document h U0332)

- 147 -

FIGURE 44

COUPE SCHEMATIQUE MONTRANT LES SOURCES DEAU DE HONOLULU

P u i t s d e K a l a u a o H a w a i i E t a t s - U n i s d A m eacute r i n u e

E c h e l l e

-2snmdash P r eacute c i p i t a t i o n (rrr)

- laquo laquo - - L i g n e s d e n i v e a u p i eacute z o m eacute t r i q u e ( c m )

(SxiAaJJ du Document Ccedil 513^1 )

- 148 -

TABLEAU 17 REALISATIONS EN PAYS EN VOIE DE DEVELOPPEMENT A CLIMAT TEMPERE

1 PAYS | LOCALISATION

j r

GEOLOGIE | VOL AQUI | DISPOSITIFS | COLHA | TRAIT | PERFORMANCES | PRIX

Iran iDashte Naz | N |Sables | jtvoir f ig 45) bull j jtvoir f ig 46) j

I I I I

|Puits din- j jjection j |(voir f ig 47) |

|200 1s I I

N = eau de nappe

FIGURE 45

DASHTE-NAZ FARM AREA

V--

I R A Q

S A U 0 1 A R A 8 I A

MIOOLE EAST AREA

(poundxpoundnaUt4 de VattLcAe do OS W-LLLLaniA pcuiu darvi Qiound Wateji Qa-Fe 1977)

- 149 -

FIGURE 47

CROSS SECTION OF TYPICAL INJECTION WELL

FIGURE 46

RELATION BETWE FRESH AND SALINATED

AQUIFERS IN DASHTE-NAZ

CAS-OH I f A

-bull C -r- ~ - = S ^ trade j f - iuml x bull bull 0 L

_ _ - ^ Fgtistoi cdHgtjkta wi(raquo gtlaquo-raquoai

fx-6iltxiXltJ de VantXcle de pound)poundbull WLilLami paMu dan Ccediliound Wateji Ccedila-Fe 1977 )

bull bull bull bull bull bull

- 1 5 0 -

CARTE GEOLOGIQUE DU CHARF-EL-AKAB

Echelle - ltm

QUATERNAIRE

Allumions

1 I Sable Je couverture

~gt---iuml 1 Sable de phje

1degdegdeg1 Gregraves marin

ANTEQUATERNAIRE

- j Gregraves lortonhn

bullpound3 Gregraves 1 vmucirc Arjiitesj

F-^- Marnes eacuteocegravenes

ugravediens

Mcrres schisteuses secircnonicircennss

bullif- ocircondacss dexploitation t Fesseacutes dabsorption

copy Pieacutezomtlrts G Diachse dinjection

evccedilraquo V^=gt-iuml

EXHAURE ET REALIMENTATION

ARTIFICIELLE DE LA NAPPE DE

CHARF-EL-AKAB (TANGER)

SCHEMA DE PRINCIPE

(poundxJyiaUA du Document 6600101 ) bullbullbullbullbullbull

- 151

TABLEAU 16 REALISATIONS EN PAYS EN VOIE DE DEVELOPPEMENT A CLIMAT MEDITERRANEEN

1 | PAYS

1 1 1 Maroc 1 1 1 1 1 Tunisie 1 1

1 | LOCALISATION

1 1 |Tanger 1 1 |Telboulba 1 1

1 | EAU

1 B 1 1 I 1 1 F 1 1

1 1 | GEOLOGIE | VOL

I 1 1 1 s ICuvette littorale|6 10 Iseacutedimentaire | |(voir fig 48) | | 1 i |Sables fins avec | (couches dargile | i i

AQUI

m3

1 1 | DISPOSITIFS |

1 1 1 |Fosses din- | Ifiltration | |(voir fig48)|

| i 1 i |Pults din- | Ijection | 1 1

COLMA

P

P

1 | TRAIT

I 1 1 1 1 1

1 1-2 1 1

1 | PERFORMANCES

I

1 |106 m3an 1 1 1 1 -|05 10deg ngt3an 1 1

1 1 1 PRIX | 1 1 t 1 1 1 1 1 1 1

1 1 1 1 1 1

Notations R = eau de riviegravere

P = colmatage physique

1 = traitement primaire 2 = traitement secondaire

TABLEAU 19 REALISATIONS EN PAYS EN VOIE DE DEVELOPPEMENT A CLIMAT TROPICAL

1 1 1 1 | VOL AQUI | DISPOSITIFS | COLMA |TRAIT PAYS | LOCALISATION | EAU GEOLOGIE PERFORMANCES | PRIX

Seacuteneacutegal | Sebikotane IRoches carbona- 6010 m3 jRetenue |teacutees karstiques | j(voir fig4SIuml| |(voir fig 49) j | |

+ -+- 4-I

1depandage j

34 10 n3an

Togo Bassin du Bas Togo

Sables dunaires (voir fig SO)

gt 1 4 1 0 S m3 jTerrains 5 6 10 m3an

Notation

R = Eau de r i v i egrave r e

- 152 -

FIGURE 49

ECORCHE DU COMPARTIMENT DE SEBIKOTANE

ECORCHE DU COMPARTIMENT

DE SEBIKOTANE

Rosine infeacuterieur supposa en levraquoJ

i JIumlAMirretir

F N Cad m rcreujf

i rjJ 5AAV t 7srracirces

iKf[^|rT bull | ^T7^WL T Icirc j-r-- r- i - F

jt|l-k bull i T i ^ ^ J iiuml S t e k y X MaUr Guey

(poundxtaU du Document 5600835)

- 153 -

FIGURE 50

PLAINES LITTORALES DU TOGO

Limi te des p eacute n eacute t r a t i o n s UJJJplusmn-LLL d e a u s d e mer ^o

tf C o u r b e s de n i v e a u de l a pound I iuml m i t e iuml h f eacute r i e u r e de l a q u i - ^ bull bull

f egrave r e du c o n t i n e n t a l t e r m i n a l v

E a u de ui(

Oceacutean o

P r o f i l

C o n t i n e n t a l t e r m i n a l

( ^S ta t ion de pompage) T a b l i g b o

Eaux

S-ogt6 W ^

(poundxfrialpound du Document Ccedil 513^1) bull bull bull bull

- 154 -

D - INSTALLATIONS DE RECHARGE ARTIFICIELLE AYANT POUR OBJECTIF

LEacutePURATION NATURELLE DES EAUX PAR PASSAGE DANS LE SOL

1 ) Lutte deA inAtaLlampLLorvi

(1) Bertrange France

(2) Blagnac France

(3) Dangeacute - St Romain France

(4) Ginasservis France

(5) Nancy France

(6) Croissy France

(7) Karlskoga Suegravede

(8) Goteborg Suegravede

(S) Port Leucate France

(10) Boulder USA

(G 2264 bis)

(G 2264 bis)

(G 2264 bis)

(5605250)

(F 2028)

(G 51341 G 3663)

(G 51341 F 2028)

(G 51341 F 2028)

(G 7221)

(G 1681519)

2) Le tabZeau cx-de440uA donne la reacutepartition des installations preacuteceacutedentes suivant le climat et le niveau de deacuteveloppement des pays concerneacutes

mdashbullmdash-___ NIVEAU DE CLIMAT -^DEVELOPPEM

TEMPERE

CONTINENTAL

MEDITERRANEEN

SEMI-ARIDE

ARIDE

TROPICAL

INDUSTRIALISE

(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) Tableaux 20 et 20 bis

(S) Tableau 21

(10) Tableau 22

EN VOIE DE DEVELOPPEMENT

bullbullbullbullbullbull

- 155 -

NB Toutes les installations reacutepertorieacutees ont eacuteteacute construites dans des pays industrialiseacutes Ceci montre bien que face dune part agrave laugmentation des besoins en eau et face dautre partagrave limportance de la quantiteacute deaux useacutees rejeteacutees lalimentation artificielle apparait comme eacutetant un moyen de gestion bien approprieacute

N

3) LampA tableaux 20 agrave 22 donnent pour chaque cas particulier de climat et de niveau de deacuteveloppement quelques caracteacuteristiques des installations correspondantes

TABLEAU 20 INSTALLATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT TEMPERE

| PAYS | LOCALISATION | EAU | GEOLOGIE j VOL AQUI j DISPOSITIFS | COLMA | TRAIT | PERFORMANCES | PRIX

France Bertrange R Alluvions gros- bullBassins agrave PB Preacute 800 m3jour bull 1siegraveres bull bullsable j j Jenviron j

(sables et gra- i itvoir fig51)

1 I I vieuro r s) | i 1 1 I 1

j France 1 Blagnac 1 R JAlluvions gros- | iBassins agrave j PB j Preacute |800 m3jour j | 1 1 Isiegraveres 1 Isable | j lenviron i j j I ((sables et gra- | |(voir figbllj j j j 1 1 I I viers) 1 1 I I I I

France Dangeacute Saint R Alluvions gros- Bassirs agrave PB Preacute 800 n3jour

Romain siegraveres isable [ [environ

(sables et gra- (voir fig51)

r 1 v i e r s ) bull I

j France | Ginasservis j U | 1 |Lagune j PB | 3 |50 m3heure j 1 I (Var) | | 1 Kvoir fig52)| | j |

France Nancy R Alluvions bull Bassins p Preacute 100000 m3j

(voir fig53)

| France j Croissy j R |Craie fissureacutee | |Bassins j PB j 1 |3010 m3an jde revient

| | (voir fig 54) | |sous alluvions | |(voir fig55lj | j |0062 par

1 1 1 |(voir fig54) | | I I I I m3

j | I l 1 9 1 I j I i Suegravede Karlskogo R Alluvions (sables 2 10 m3 Bassins agrave 1 15000 mSjour

(voir fig 56) [et graviers) [ [sable [ [ J J

(voir fig 56) (voir fig56)] j

Notations

R = eaux de riviegravere

U = eaux useacutees

P = colmatage physique

B ~ colmatage biologique

Preacute = preacutetraitement des eaux 1 = traitement primaire 3 = traitement tertiaire

bullbullbullbullbullbull

- 156 -

FIGURE 51

Pt eacute iome t r cm

4 3

4 2 Stiagravettrotum de cateotres marneux tm peu permtobtn ^ -IMPLANTATION -

EcheteViOOO

SP I I I I I I I I I t I rr BOMilt 4raquoJtrotlaquoii

1gtIuml I I M J I I I M I A B

bull Fore 9 bull tf rlaquopi i

laquoraquooo l _ 1 2 0 O

J-raquoraquo

lLxtnaiA du Document Ccedil 226k b-Li)

FIG-52

T iu i teumlu ien t d eacutepuiut iou degraves fcJUii Utgteacutees Urbaines

en vus de Leur recyclage pour la consommation

Scheacutema deprincipe de l installation pilote de GINASSERV1S

ChXraquot olaquoJraquolaquolraquoraquo Otcf lntr iictgtpiraquolraquoraquo

v bull T R A I T E M E N T PRIMAIRE laquot SECONDAIRE

TRAI1EHENT TERTIAIRE

ur

raquo ^ ^ ~ i

C3 J ya amdashraquo f

^ mdash - feu eraquor gtbull bull bull bull bull bull

LACUNE dlaquo r i mj action

(poundxUaU du Document 5605250

- 157 -

FIGURE 53

SCHEMAS EN PLAN ET EN COUPE DE LALIMENTATION ARTIFICIELLE DE LA NAPPE

DE LA MOSELLE A MESSEIN (NANCY)

MoseUe

vers trai

Barrage

25-3 Om | 25-30trade

gt^ |2a3nraquo

f Galerie L J captante

77777777-7777777 Subslratum impermeacuteable

(LxJjiaAgraveJ du Document h 2028)

FIGURE 54

NAPPE SOUTERRAINE DE LA VALLEE DE LA SEINE A CROISSY (FRANCE)

S e i n e Deacutecanteurs

U

P r i s e d eau

F i l t r e s agrave s a b l e

B a s s i n S t a t x o n r _ V e r s l e d m f i l - de _ reseau de t r a t x o n pompage l - d i e t r - i -

1 bution

Craie f i s s u r eacute e

(ExtAcujt du Document Q 513^1 )

- 158 -

FIGURE 55

Usine du PECQ

Prise deau de CROISSY

Chatou 9

bull bull lt - - bull lt iuml gt

FORAGES SLEE bull FORAGES fslJFTl

coupe des terrains suivant A B

a Meuliegraveres e Calcaire grossier b Sables du Stampien f Argiles et sables du Sparnacien c Gases vertes du Sarncisien g Craie blanche Seacutenonienne d Marnes et caillasses h Sables et graviers

(6xtAalt du Document Ccedil 3663)

- 159 -

RESERVOIR DEAU SOUTERRAINE DE KARLSKOGA SUEDE

Carte de l a reacuteg ion

bull w

(ExtnaLt du Document Ccedil 513^1 )

FIGURE 56

SCHEMA DE LALIMENTATION ARTIFICIELLE A KARLSKOGA

(Extnatt du Document t 2028)

- 160 -

TABLEAU 20 BIS INSTALLATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT TEMPERE

1 1 I LOCALISATION | EAU | GEOLOGIE | VOL AQUI

1 1 1 r~ DISPOSITIFS | COLMA | TRAIT | PERFORMANCES | PI

PAYS

Suegravede | Goteborg I I

R |AlIuvlons (sables | jet graviers) | j(voir fig 57) |

Bassins | (voir fig 57) j

| 1 |12000 m3jour I I

Notations

R = eaux de riviegravere

1 = traitement primaire

FIGURE 57

SCHEMA DE LALIMENTATION ARTIFICIELLE A GOTEBORG

Bass in d raquo i n j e c t i o n

Nivlaquo p i eacute z on eacute triccedilju^

v v v V

vSocle cristallin

n M bull

(Cxtnaijt du Document Q 513^1 )

bull

NW Echelle horizontale 1500

PZ5

488 529

590 622-6 28

249-250 HV

360-364-k

482-484

Golel dorgile humifecircre 03cm + golels oxydes

602

690

775-784 810

Lentille dorgile humifecircre 02cm ggft

l ^ g S S J Forte dodeur H2 S 75 926 944

10-1018

1086 bull

1168-12-

1540 L-J

w

Argile humifecircre sableuse

Argile sableuse humifecircre oxydotion ferrique 10

Argile sableuse humifecircre

Deacutebris de- vecircgeacutetoux 10 Traces oxydation 1

Sable tourbeux Deacutebris de bois Soble fin tourbeux

Sable fin tourbeux

Amas de soble argileux humifecircre Soble partiellement tourbeux

054 bullbullbull 089-071

240

354-360

425-428

517

610

9 936

arc

515

Lentille dorgile tourbeuse 1cm Toches doxyde ferrique

Golel dorgile sableuse

Galets dargile sableuse brun-rouge 01 cm Toches humifegraveres Bois en deacutecomposition Soble ovec oxyde ferrique 20 Soble humifecircre H2S Soble humifecircre ovec racines

LEacuteGENDE

] Soble grossier moyen

Soble fin

FIGURE 59 PORT LEUCATE

PLAN DE SITUATION DE LA DUNE DE LA CORREGE

Echelle M 15 000

bullbullbullv Zoneeacutequipeacutee pour l i r r i g a t i o n acirc p a r t i r des ef f luents en 1980

Zone basse planteacutee (+ 2 NGF)

Conduite 0 400

Bassins d i n f i l t r a t ( 1981)

Zone haute non anteacutee (+7NG

M E R bullbull M E D I T E R R A N E E

- 163 -

TABLEAU 21 INSTALLATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT MEDITERRANEEN

j VOL AQUI | DISPOSITIFS |COLMA |TRAIT | PERFORMANCES | PRIX PAYS LOCALISATION EAU j GEOLOGIE

] 1 h Port Leucate U Dunes cStiegraveres

(voir fig 58) Bassins din- PB filtration (voir fig 59)

Preacute 1500 m3Jour

Notations

U = eaux useacutees P = colmatage physique B = colmatage biologique

Preacute = preacutetraitement des eaux

TABLEAU 22 INSTALLATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT SEMI-ARIDE

i 1 r | LOCALISATION | EAU |

PAYS GEOLOGIE VOL AQUI 1 1 1

DISPOSITIFS ICOLMA |TRAIT | PERFORMANCES

1 1mdash4 PRIX

SA Boulder (Colorado)

I bdquo I U jAlluvions (sables et graviers)

Bassins din- j PB filtration

I entre 50000 e t ( f ig 60 ) 200000 m3an

Notations

U = eaux useacutees P = colmatage physique B = colmatage biologique 2 raquo traitement secondaire

bullbullbullbullbullraquo

FIGURE 60

SCHEMATIC 0F BOULDER WASTEWATER TREATMENT PLANT

M

Flow Prlmagravery Diversion Clarifiers

Iteadworks Oox

r L

Trfckling Ti t ters

Secondary Clarifiers Chlori nation

City Collection

System

V

Grit to Land Disposai

Site

Kl

bulla

o a v

Infiltration-Percolation Basins

1 mdash lt To Land

~ Disposai Site

Sludge Vacuum Holding Filters Tanks

(ExtnaU du Document Q 1681519)

- 165 -

L I S T E B I B L I O G R A P H I Q U E

F 2028 BIZE Jf BOURGUET L LEMOINE J Lalimentation artificielle des nappes souterraines Ed Masson et Cie 1S72 199 pages

F 3091

F 40332

FALKENMARK M LINDH G Water for a starving world Westview Press Boulder Colorado Feacutev 1977 204 pages

Proceedings of the groundwater recharge confeacuterence - 1980 Australian Water Resources Council Confeacuterence Seacuteries ndeg 3 281 pages

F 4443 MATHEW K NEWMAN PWG HO GE Groundwater recharge with secondary sewage effluent Australian Water Resources Council 1982 167 pages

F 44521 agrave 4 Artificial groundwater recharge International Symposium - Research results and practical applic Dortmund 1979 Publication 1982 1500 pages environ

F 4462 HUISMAN L 0LSTH00RN TN Artificial groundwater recharge Pitman Advanced Pub Program Ed 1983 320 pages

G 1681519 SMITH DG LIumlNSTEDT KD BENNETT ER Treatment of secondary effluent by infiltration-percolation EPA-6002-79174 Aoucirct 1979 103 pages

G 17874 KOCH E GIAIMO AA SULAM DJ Design and opeacuteration of the artificial-recharge plant at Bay Park New York US Dept of the Interior Geol Survey 1973 14 pages

G 2264 Bis La meacutecanique des fluides et lenvironnement - Preacutevision et maicirctrise de la qualiteacute de leau et de lair Socieacuteteacute Hydrotechnique de France 14egravemes Journeacutees de lHydraulique Paris Sept 1976 Question 4 les eaux souterraines 48 pages

G 3663 A bull bull bull

Plaquette de preacutesentation de linstallation de recharge artificielle de Croissy SLEE sd 16 pages

G 51341 Emmagasinement souterrain des eaux et recharge artificielle Ressources NaturellesSeacuterie Eau ONU ndeg2 1977 307 pages

bullbullbullbullbullbull

- 166 -

G 6094

G 6212

G 6230

G 7221

A bull bull bull

World climate confeacuterence Organisation Meacuteteacuteorologique Mondiale Confeacuterence Feacutevrier 1977 Genegraveve 791 pages

A bull bull bull

Wastewater reuse for groundwater recharge Symposium Office of Wat Recycling Californie 1980 345 pages

A bull bull bull

Possibiliteacutes deacutepandage des eaux useacutees urbaines Rapport Agence RMC 1979 371 pages

A bull bull bull

Lameacutenagement dinfiltration des eaux useacutees de Port-Leucate Socieacuteteacute dEconomie Mixte dEquip et dAmeacutenag de lAude Nov 1981 45 pages

5603546 COFER JR Orange county water districts Water Factory 21 Journ of the Irrigation and Drainage Div Dec 1972 p 553-567

5605250 ALEXANDRE D De leau potable agrave partir des eaux useacutees urbaines Nuisances et Environnement Oct 1973 p 368-374

6600101 MAHI LARAKI M Recircalimentation artificielle de la nappe aquifegravere de Charf-el-Akab TSM LEau Aoucirct-Sept 1970 p 355-359

6609067 JASINSKI B Captages deau dinfiltration du reacuteseau de distribution de Wroclaw (Pologne) TSMLEau Feacutevrier 1976 ndeg 2 p 88-92

6614931 BURAS OK Wastewater reacuteclamation in St Croix JWPCF 1977 49 ndeg 3 p 429-435

6616816 BIANCHI WC NIGHTINGALE HI McCORMICK RL A case history to evaluate the performance of Water-Spreading projects JAWWA Mars 1978 p 176-180

6618945

6622466

CARSAT G Quelques eacutequipements publics de Genegraveve Equip Eur 1978 2 ndeg 98 p 59-67

EDWORTHY KJ Artificial groundwater recharge and its relevance in Britain JIWES 1979 33 ndeg 2 p 151-172

6627873 MARTIN F THEBAULT P La flottation agrave lusine de Moulle Techniques Eau Ass 1981 ndeg 409 p 37-42

6628231 Water for human needs Ass Int Ress en Eau Vol 3 1975 413 pages

bull bull bull t

- 167 -

BARTOLOMEW JC World Atlas Edinbourgh John Bartholomew and Son 1974 167 pages

MARTIN A MOUSSU H Alimentation artificielle de la nappe de Sebikotane (Seacuteneacutegal) par creacuteation dune retenue deau Bull BRGM 1S68 ndeg 1 p 79-88

WILLIAMS DE The Dashte-Naz groundwater barrier and recharge project Groundwater Janvier-Feacutevrier 1977

C O N C L U S I O N

- 171 -

La consommation croissante deau dans tous les paus conduit parfois agrave une surexshyploitation des ressources naturelles le manque deau dans certains paus en deacuteveloppement et la po-Llution de leau dans les paus Industrialiseacutes ont fait que les aestlonnaLnes de leau ont eacutetudieacute toutes les possibiliteacutes de conserver leau quantitativement et qualitativement

Lalimentation artificielle des nappes paiait ecirctie une solution judicieuse agrave ces problegravemes de ressource en eau

Tout au long de cette eacutetude on a miA en eacutevidence les questions techniques et eacuteconomiques

meacutethodes dinflltratlon qualiteacute de leau agrave infecter colmatage de la one dinfiltration coucirct des tiavaux coucirct dexploitation

De nombreux exemples pais tant dans les paus deacuteveloppeacutes que dans les paus du tiers monde aussi bien en climat humide quen gone aiide ou senti aride ont permis de mettre en eacutevidence les avantages et les inconveacutenients de cette techshynique Un bilan eacuteconomique montre que dans de nombreux cas la reacuteallmentatlon artificielle des nappes peut ecirctre consideacutereacutee comme un dispositif efficace dans la gestion de leau dun paus

Cette synthegravese montre aussi le soin quil faut apporter aux eacutetudes preacutealables pour ne pas se heurter agrave de giaves pnoblemes en cours dexploitation

Un autre enseignement tireacute de la lecture des documents est le fait que chaque cas est unique leacutetude dexemples similaires est eacutevidemment Importante mais elle ne leacutesoud pas tous les problegravemes 31 faut en particulier une eacutetude hudiogeacuteologishyque seacuterieuse de la jone

Laction eacutepuratrlce des sols ameacuteliore grandement la qualiteacute de leau ma-ls ce nest pas une seacutecuriteacute suffisante et dans le cas de lutilisation dune eau infiltreacutee pour la consommation animale ou humaine il est neacutecessaire de proceacuteder agrave des controcircles et eacuteventuellement agrave des traitements

La reacutealimentation des nappes permet laugmentation de la quantiteacute deau disponible et en ameacuteliore souvent la qualiteacute cest donc un proceacutedeacute inteacuteressant pour les ones arides et seml arides car leacutevaporatlon Intervient moins que pour un reacuteservoLr deau agrave ciel ouvert 01 est aussi avantageux pour les paus deacutevelopshypeacutes puisquil permet de deacutevelopper la ressource en eau tout en assurant une certaine eacutepuration des eaux brutes ou useacutees que lon infiltre

Page 5: AMELIORATION DE LA RESSOURCE EN EAU LA REALIMEIMTATION DES …

- 5 -

CHAPITRE IV DONNEacuteES EacuteCONOMIQUES DUNE OPEacuteRATION DALIMENTATION

ARTIFICIELLE DE NAPPE SOUTERRAINE

A - REVENUS APPORTES PAR UNE OPERATION DE RECHARGE 83

1 iumllevenu4 directs 83 2) llevenusi induuiectA 83

B - COUTS DUNE OPERATION DALIMENTATION ARTIFICIELLE DE NAPPE 84

7 ) Coucirct delti eacutetude 84 2) Travaux de conAtAJUction 84 3 ) F0nctj0nnemejvt et entretien 88 4 ) Coucirct gAobal 88

C - ETUDE DE LOPPORTUNITE ECONOMIQUE DUNE OPERATION DE RECHARGE ARTIFICIELLE - COMPARAISON AVEC DAUTRES METHODES DE MISE EN VALEUR DES RESSOURCES EN EAU 92

1) Comparaison entne un baA^in dinfLLltnation et un puitgti dinjectJon 92 2) CompaiaLion entre une ivitattation de yiechaAae aAcirctipoundiciette

et une uniteacute de traitement deA eaux 92 3) Comparaison entre une isusta-Uation de siecharae anttfLicietle

et une adduction d eau 93 k) Campatoison entre te stockage de surface et te stockage

souterrain 95

LISTE BIBLIOGRAPHIQUE 97

CHAPITRE V - LES INSTALLATIONS DE RECHARGE ARTIFICIELLE DE

NAPPE DANS LE MONDE

A - INSTALLATIONS DE RECHARGE ARTIFICIELLE AYANT POUR OBJECTIF LE STOCKAGE D EAU 105

B - INSTALLATIONS DE RECHARGE ARTIFICIELLE AYANT POUR OBJECTIF LE SOUTIEN DUNE NAPPE DEAU SOUTERRAINE 116

C - INSTALLATIONS DE RECHARGE ARTIFICIELLE AYANT POUR OBJECTIF LA CONSTITUTION DUNE BARRIERE HYDRAULIQUE CONTRE LINTRUSION DEAUX SALEES 137

D - INSTALLATIONS DE RECHARGE ARTIFICIELLE AYANT POUR OBJECTIF LEPURATION NATURELLE DES EAUX PAR PASSAGE DANS LE SOL 154

LISTE BIBLIOGRAPHIQUE 165

CONCLUSiON 171

I N T R O D U C T I O N

- s -

Face aux beAoinA en eau AWXA ceAAe gAandlAAanlA -Le concept de rechange antljtl-clelie deA napper yiouteMAatneyi appanalt comme eacutetant un mouen epoundpoundtcace deacutetabliA une meLlieune gestion deA sieAAOUAceA en eau

poundn ejLfcet te objectlpoundA viseacuteA pan une rechange antifciclette de nappe peuvent ecirctie mioLtipleA

- neAtaunation dune nappe Ausiexplotteacutee - Atockage deau en vue dune utiliAotlon ulteacuterieure - eacutepuration naturelle de eaux uAeacuteeA pan te AOI - barriegravere hudnaullque contre ta pnogreAAion deA eaux AaleacuteeA notamment dorigine

marine en exploitation cocirctlegravere - reacutegularisation thermique deA eaux dun circuit de repioidlAAement - Atockage deacutenergie AOUA fLonme deau chaude

Remanque teA deux dernier A pointA fLalAont intervenir teA capaclteacuteA thermlqueA du AOI (diffjjAlon emmagaAinement) ne Aont poA tralteacuteA danA cette eacutetude

poundn contnecaAAant te deacuteficit en eau dorigine Aouternalne ta recharge anttfl-cteLie apporte teA beacuteneacutefices Aulvants

- mise en valeur deA tenjteA pan augmentation deA disponlbLLiteacuteA en eau (notamment pendant teA peacuteriodes de AeacutecheAeAAe en payA Aeml-arlde et aride)

- maintien de ta vte veacutegeacutetate agrave ta Aurface du Aot en Aoutenant te ntveau de ta nappe - expanAlon humaine et industrielle de reacutegion jusqu atonA geacuteneacuteeA pan te manque

deau

LeA dispoAltlfA de recharge artificielle Aont principalement de deux tupes

infiltration danA deA baAAJnA ou eacutepandage Auperflclei teau pencole agrave tnaverA ta jone non Aatunee du Aot avant datteindre ta nappe Cette technique peut Ae pratiquer preAque AOUA touA teA ctimatA agrave condition cependant que cetul-cl ne Aolt paA agrave pluviomeacutetrie tnop eacuteleveacutee et dautant mieux A le climat eAt anlde ou Aeml-anide fan allteunA le AOI doiX avoir ceAtalneA caracteacuteristiques que nouA pneacuteclAeAonA

Lavantage pnlnclpal deA baAAins eAt de pouvoln recevoir deA eaux quasi-brutes en effet pan paAAoge danA le AOI teA eaux de nechange Aubi-AAent une eacutepuration naturelAgravee pratiquement totale

On^ection danA deA puitA leau eAt directement ameneacutee au niveau de ta nappe Ce pnoceacutedeacute eAt notamment utiAgravelseacute lonAqu il exlAte une couche impenmeacuteabte entre la Aurface du AOI et la nappe Laction eacutepwiatAlce du AOI Intervenant peu poui leA eaux dinfection le tnaltement de ceileA-ct doit ecirctre pliiA eacutelaboreacute que danA le CŒA de baAAinA

Le choix dun pnoceacutedeacute deacutepend de plusleiuiA paramegravetres dont leA pnlnclpaux Aont donc

- leA caracteacuterlAtlques hgdrogeacuteologiques du AOI - la qualiteacute deA eaux de nechange et leun compatibiliteacute vis-agrave-vis deA eaux natlveA

du gisement

bull bull bull bull bull bull

- 10 -

poundnpji ta zieacuteuA^lte dune opeacuteration de iechange eAt dAgraveJiectement Jjee au pheacutenomegravene de co-Lmatage qui tend agrave pietneA linpJJytation de -Leau de lechajige danA teA baAA-inA ou teA puLtA LeA oiLgineA du pheacutenomegravene de coMnatage Aont ta OUAAAgrave dAveA4est phuAiqueA chirniqueA bLoiogAjQjjeA NOUA LampnonA un LnventaJuie desi lemegravedeA contsie -Le colmatage malA -il jLaut deacutejagrave AOutigneA que chaque opeacuteration de Jiechaige eAt un CJXA paAtLcutLeA et que AeuAgraveA deA eAAaAgraveA agrave long ternie et in Aitu permettent den deacutegagent leA paAametAeA

- CHAPITRE I -

L E S E A U X DE R E C H A R G E

- 13 -

Avant dexposer lorigine des eaux de recharge et les traitements eacuteventuels que lon doit leur faire subir il serait utile dintroduire la notion de compatibishyliteacute entre les eaux de recharge et les eaux natives du gisement On peut deacutefinir trois domaines de compatibiliteacute physique chimique et biologique

compatibiliteacute physique elle concerne le pH la teneur en matiegraveres en suspension ou MES

compatibiliteacute chimique elle concerne laction des gaz dissous la teneur en MES en fer en manganegravese en calcium en magneacutesium en silice ainsi que la dureteacute de 1eau

compatibiliteacute biologique elle concerne la preacutesence de pathogegravenes susceptibles de polluer les eaux souterraines

Les traitements eacuteventuels des eaux de recharge visent agrave proteacuteger les eaux du gisement vis-agrave-vis de toute pollution pouvant entraicircner une deacutegradation irreacutevershysible de sa qualiteacute

A - RECHARGE PAR EAUX DE RIVIEgraveRE

1 ) RomanqueA piltLLLmJjriCLuiltZA

a) Lanalyse quantitative de la recharge naturelle de la nappe alluviale par la riviegravere elle-mecircme est essentielle pour pouvoir juger de lefficaciteacute dune recharge artificielle En effet cette analyse permet de deacuteterminer les deacutebits reacuteellement utiles parla recharge artificielle dun aquifegravere donneacute

b) Lanalyse qualitative des eaux de riviegravere permet den connaicirctre le degreacute de polshylution ainsi que la teneur en MES Il faut remarquer que ces deux facteurs peushyvent ecirctre directement influenceacutes par le reacutegime de la riviegravere elle-mecircme Ainsi

en peacuteriode deacutetiage la pollution des eaux peut ecirctre plus importante quagrave lorshydinaire

en peacuteriode de crue un transport solide important peut apparaicirctre augmentant du mecircme coup la teneur en MES (F 2028)

Les eacutetudes en vue dune recharge artificielle par des eaux de riviegravere doivent donc se faire sur une large plage de valeurs des deacutebits

La pollution et la teneur en MES jouant un rocircle tregraves important vis-agrave-vis du pheacutenomegravene de colmatage le pompage en riviegravere peut donc ecirctre intermittent ou conshytinu suivant les toleacuterances admises pour la pollution et la teneur en MES des eaux de recharge

2) Eaux dltZAtinecirceA agrave ampOie jjipoundJJJyieacuteesgt dan dzA baj4inA (F 2518 F 3469)

Suivant le degreacute de pollution et la teneur en MES de la riviegravere les eaux peuvent subir les traitement suivants

- 14 -

preacute-traitement deacutegrillage suivi dune simple deacutecantation Cest le cas des oueds et des cours deau ne preacutesentant pas de pollution notable

NB les anciennes sabliegraveres se preacutesentent comme eacutetant dexcellents bassins de deacutecantation

traitement primaire en station injection de coagulants deacutecantation et filtra-tion sur sable pour reacuteduire la teneur en MES et la demande biologique en oxygegravene des eaux

Exemple

Croissy (eau de Seine) - la figure 1 donne un scheacutema de linstallation (G 3663)

Moulle (eau de lAa) (6627873 6625917 6627956)

Appoigny(eau de lYonne) (G 1947)

Remarque dans le cas deacutepandage superficiel des eaux de recharge on ne procegravede pas agrave une steacuterilisation lors du traitement En effet la chloration aurait le grand inconveacutenient de deacutetruire dans les bassins laction eacutepuratrice des bacteacuteries diverses qui oxydent et mineacuteralisent les diffeacuterents produits organiques preacutesents dans les eaux (G 3459)

FIGURE 1

EXEMPLE DE CROISSY

(poundxiiaJJ du Document Ccedil 3663)

bull bull bull bull bull

- 15 -

3) Eaux desitlneacuteesi agrave linfection (F 3469 F 2028)

Remarque preacuteliminaire les eaux dinjection dune maniegravere geacuteneacuterale doivent ecirctre deacutebarrasseacutees de toute pollution susceptible dalteacuterer la qualiteacute des eaux du gisement et notamment des matiegraveres toxiques non eacuteliminables par filtration naturelle De plus les eaux dinjection doivent ecirctre chimiquement compatibles avec les eaux du gisement

En geacuteneacuteral en plus dun traitement primaire classique les eaux de riviegraveres desshytineacutees agrave linjection subissent un traitement secondaire plus ou moins eacutelaboreacute en fonction de leur degreacute de pollution Ce traitement vise principalement agrave deacutesaeacuterer leau et agrave la steacuteriliser avant injection

Exemples (F 2028)

En Israeumll (eaux du Lac de Tibeacuteriade)

En Californie (eaux des torrents de la Sierra Nevada)

3 - RECHARGE PAR EAUX USEacuteES

Le niveau de traitement des eaux useacutees destineacutees agrave la recharge artificielle deacutepend tregraves largement de lorigine de celles-ci (domestique ou industrielle) et aussi de la nature des terrains de recharge

Le tableau 1 (extrait de 6604561) rappelle la nature des pollutions en fonction de lorigine des eaux useacutees

Le tableau 2 (G 6501) donne agrave titre indicatif les recommandations du Service de Santeacute de la Californie pour lutilisation agrave des fins de recharge artificielle deaux useacutees

Le tableau 3 (G 6501) montre par des exemples la diversiteacute des traitements que lon peut appliquer suivant les paramegravetres de la recharge

ConcAgravewiioni

Comme nous lavons deacutejagrave souligneacute dans lintroduction chaque opeacuteration de recharshyge doit ecirctre traiteacutee comme un cas particulier Le niveau de traitement requis pour les eaux de recharge en est une preuve Aussi seuls des essais in situ et agrave long terme associeacutes agrave lexpeacuterience du professionnel peuvent deacutefinir les traishytements neacutecessaires des eaux de recharge Cette eacutetape est importante car elle conditionne la rentabiliteacute de lensemble de lopeacuteration de recharge le coucirct du traitement entrant pour une part importante dans le coucirct global (F 2028 G 6501)

bull bull bull bull bull bull

- 16

TABLEAU 1

Sources deaux useacutees

- Eaux useacutees urbaines

non traiteacutees

traiteacutees

fosses septiques

- Eaux useacutees industrielles

eau de refroidissement

industries alimentaires

industrie du papier

industrie chimique et traitement des meacutetaux

industrie du peacutetrole

- Irrigation

- Ruissellement urbain et nettoyage des

- Eau de crues

Types de pollution

composeacutes organiques et mineacuteraux matiegraveres en suspension faibles teneurs en meacutetaux lourds et en toxiques Tregraves forte teneur en DBO Biodeacutegradable ou non deacutegradabie

composeacutes organiques et mineacuteraux faibles teneurs en meacutetaux lourds et en toxiques Substances biodeacutegradables et non deacutegra-dables

surtout des matiegraveres organiques Biodeacuteshygradable

chaleur

composeacutes organiques et matiegraveres en susshypension surtout DBO eacuteleveacute Particuliegraveshyrement biodeacutegradables

composeacutes organiques et mineacuteraux En partie biodeacutegradable Quelques matiegraveres solides organiques en suspension

composeacutes organiques et mineacuteraux y compris des meacutetaux lourds des toxiques et des substances dangereuses Selon le proceacutedeacute certaines substances sont biodeacutegradables

composeacutes organiques biodeacutegradables et non biodeacutegradables surtout Nombreux toxiques et substances dangereuses

deacutechets organiques et mineacuteraux subsshytances nutritives sels de lessivage du sol substances biodeacutegradables ou non biodeacutegradables matiegraveres en suspenshysion

mers composeacutes organiques et mineacuteraux fortes charges en DBO substances nutritives pesticides matiegraveres en suspension en partie biodeacutegradables

composeacutes organiques et mineacuteraux matiegraveres en suspension en partie biodeacutegradables Eminemment variable selon lutilisation du sol

(tsiaducJUon du tableau 1 eyLtnaJut du Document 66OU561 )

bull bull bull bull bull

17 -

TABLEAU 2

NIVEAUX DE TRAITEMENT RECOMMANDES POUR LES EAUX USEES EPUREES

UTILISEES A LA RECHARGE DES NAPPES SOUTERRAINES

1

2

3

t

5

6

7

par eacutepandage superficiel

Veacuterification de linexistence de deacutecharges deffluent industriels toxiques dans les eaux useacutees utiliseacutees

Oxydation biologique normale (traitement secondaire)

Adsorption sur charbon actif (temps de contact 30 mn demande chimique doxygegravene reacutesiduelle moins de 5 mg1)

Epandage avec percolation de leffluent dans la zone aeacuterobie non satureacutee du sol non remanieacutee - profondeur minimale de la nappe 3 megravetres

- une semaine deacutepandage alterneacutee avec 2 semaines dassegravechement

Dilution par une quantiteacute eacutegale deau souterraine naturelle

Leau de recharge doit rester dans la nappe pendant un an avant decirctre extraite

La qualiteacute de leau souterraine doit ecirctre doit ecirctre reacuteguliegraverement surveilleacutee

l

2

3

A

5

6

7

8

9

10

11

12

ou par injection directe

Veacuterification de linexistence de deacutecharges deffluent industriels toxiques dans les eaux useacutees

Oxydation biologique normale (traitement secondaire)

Deacutesinfection correcte (chlorination)

Coagulation-floculation chimique

Deacutecantation

Filtration rapide sur sable

Adsorption sur charbon actif

Deacutemineacuteralisation par osmose inverse

Aeacuteration par aspersion pour leacutelimination des composeacutes organiques volatils

Dilution par une quantiteacute eacutegale deau souterraine naturelle

Leau de recharge doit rester dans la sapps pendant un an avant decirctre extraite

La qualiteacute de leau souterraine doit ecirctre recircguliegravereoent surveilleacutee

(acirc-x-ttalt du Document Ccedil 6501 )

bull bullbullbullbullbull

- 18 -

TABLEAU 3

PRINCIPALES INSTALLATIONS DE RECHARGES DE NAPPE SOUTERRAINES EN CALIFORNIE

UTILISANT LES EAUX USEES EPUREES

Nom de iumla station de reacutecupeacuteration

deaux useacutees San Joseacute Creek (Whittier)

Whittier Narrow

Water Factory 21 (Orange County)

Chino Basin (Ontario)

Palo Alto

Proceacutedeacutes de traitement =

Proceacutedeacutes de traitement

des eaux useacutees

Meacutethode de recharge des

eaux souterraines

Problegraveme agrave

reacutesoudre Deacutebit annuel reacutecupeacutereacute en millions de m-

DP BA CF FR Ch

DP BA CF FR Ch

DP BA CF FR AAeA ACA 01 Ch

DP LB

DPBACFFR Ch Ozonisation

Epandage superficiel

Epandage superficiel

Injection directe

Epandage superficiel

Injection directe

Deacutecantation primaire Boues activeacutees Coagulation floculation Filtration rapide Lits bacteacuteriens Adsoption sur charbon actif

Chloration Aeacuteration par aspersion pour leacutelimination de lamoniaque

DP BA CF FR LB

ACA Ch

AAeA

Reacutealimen-Cation de la nappe soushyterraine

Reacutealimentashytion de la nappe soushyterraine

Barriegravere contre linfiltrashytion deau marine (et reacutealimentashytion)

Reacutealimenta-tion de la nappe soutershyraine

Barriegravere contre linshyfiltration deaux marines

166

87

63

32

23

En ce qui concerne la station Water Factory 21 le traitement primaire et secondaire de leffluent a lieu preacutealablement a la station de traitement du Comteacute dOrange

(CxtAciut du Document Ccedil 6501 )

- 19 -

L I S T E B I B L I O G R A P H I Q U E

F 2028

F 2518

BIZE J BOURGUET L LEMOINE J Lalimentation artificielle des nappes souterraines Ed Masson amp Cie 1972 199 pages

HUISMAN L WOOD WE La filtration lente sur sable OMS Genegraveve 1975 133 pages

F 3469 Health aspects of wastewater recharge Water Information Center New-York 1978 240 pages

G 2264Bis

G 3459

La meacutecanique des fluides et lenvironnement - preacutevision et maicirctrise de la qualiteacute de leau et de lair 14egraveme Journeacutees de lHydraulique Paris Sept 1976 Question 4 les eaux souterraines 48 pages

DEVILLERS G Lalimentation artificielle des nappes souterraines - Exemple de la nappe de Croissy Journeacutees Information Eaux 1976 14 pages

G 3663

G 6212

G 6230

Plaquette de preacutesentation de linstallation de recharge artificielle de Croissy SLEE sd 16 pages

Wastewater reuse for groundwater recharge Symposium Office of Water Recycling Californie 1980 345 pages

Possibiliteacutes deacutepandage des eaux useacutees urbaines Rapport Agence RMC 1979 371 pages

G 6295 BRESSON G Injection dans le sous-sol des effluents traiteacutes agrave la station deacutepuration de la ville de St-Jean-de-Monts Rapport DDA Vendeacutee 1980 74 pages

G 6501 TAKASHI ASANO GHIRELLI R Reacuteutilisation des eaux useacutees pour la recharge des eaux souterraines et lirrigation agricole Confeacuterence OMS Alger 1980 p 1-15

G 7220 BIZE J Recharge artificielle des nappes PNUD Compte-rendu de missionraquo SeptmdashOct 1981 45 pages

bullbullbullbullbullbull

- 20 -

G 7221 Lameacutenagement dinfiltration des eaux useacutees de Port-Leucate Soc Ameacutenag Mixte dEquip et dAmeacutenag de lAude Novembre 1981 45 pages

6604561

6616815

CALLAHAN JT Recycling of fresh water - the management and protection of ground water Tireacute agrave part 16 pages

SCHMIDT CJ CLEMENTS EV SHELTON SP A survey of practices and reacutegulations for reuse of water by ground water recharge JAWWA 1978 70 ndeg 3 p 140-147

6623044

6625917

ASAN0 T GHIRELLI RP WASSERMANN KL Recharge de nappe par eaux useacutees eacutepureacutees JWPCF 1979 51 ndeg 9 24 pages

MARTIN F THEBAULT P Reacutealimentation de nappe par de leau de riviegravere traiteacutee Liaison Cortambert 1980 ndeg 10 p 31-36

6627873

6627956

MARTIN F THEBAULT P Reacutealimentation de nappe agrave lusine de Moulle (Dunkerque) Techniques Eau Assainissement 1981 ndeg 409 p 37-42

MARTIN F Flottation et traitement des boues Eau et Industrie 1981 ndeg 52 p 61-65

CASTANY G Conditions hydrogeacuteologiques de lalimentation artificielle des nappes deau souterraine BRGM 1970

- CHAPITRE I I -

H Y D R O G E O L O G I E

- 23 -

LEAU DANS LE SOL

Rappel de notion geacutenltpoundnaAgraveamp4 dhyccedilugraveiogeacuteologAgravee

La porositeacute la porositeacute dune roche est deacutefinie par le rapport du volume des vides au volume total de la roche

La figure 1 montre les divers types dinterstices et leur relation avec la texshyture du sol

FIGURE 1

Several types of interstices and the relation of rock texture to porosity (a) Well-sorted sedimentary deposit having high porosity (6) poorly sorted sedimentary deposit haviog low porosity (c) well-sorted sedimentary deposits consisting of fragments of rock that are themselve-s porous so that the deposit has a very high porosity (d) well-sorted sedimentary deposit whose porosity has been diminished by the deacuteposition of minerai matter in interstices (e) rock rendered porous by solution and () rock rendered porous by fraccuring (Front Meimer 1959)

(Extrait du Document h 204-5)

TABLEAU 1

REPRESENTATIVE POROSITY RANGES

FOR SELECTED ROCKS

Le- tableau 1 donne la valeur de la porositeacute pour diffeacuterentes roches

(ExtnaJjt du Document r 20+5)

Rocks

Clay Sand Gravel Sand and gravel Sandstone Shale Limestone

Porosity

45-55 35-40 30-40 20-35 10-20 1-10 1-10

- 24 -

TABLEAU 2

REPRESENTATIVE SPECIFIC YIELD

RANGES FOR SELECTED ROCKS

Rocks

Clay Sand Grave Sand and grave Sandstone Shale Limestone

Speacutecifie yield

1-10 10-30 15-30 15-25 5-15

05-5 05-5

Pour les mecircmes roches le tableau 2 donne la valeur de la porositeacute efficace deacutefinie comme la fraction de la porositeacute corresshypondant agrave la contenance en eau gravitaire

(Extrait du Document h 20k5 )

La permeacuteabiliteacute la permeacuteabiliteacute est laptitude dune roche agrave laisser passer iumleau sous leffet dun gradient de potentiel

Le tableau 3 donne la valeur de la permeacuteabiliteacute intrinsegraveque (ou permeacuteabiliteacute en petit) pour diverses roches (rappel 1 darcy = 0987 10-^ cm2)

TABLEAU 3

PERMEABILITE INTRINSEQUE DE DIVERS TYPES DE FORMATION

Type de formation

Roches meacutetamorphiques et plutoniques

Roches solides

Zones meacutetamorphiques et fortement fractureacutees

Sable agrave grains de grosseur moyenne

Limon (roche)

Calcaire dense riche en argile

Gregraves de grain moyen

Bregraveche calcaire grossiegravere partiellement cimenteacutee

Roche calcaire demeureacutee poreuse

Sables alluviaux (plaines littorales)

Alluvions dargile et de limon

Sables dunaires

Loess

Valeur du coefficient en

Proche de zeacutero

Proche de zeacutero

Plusieurs centaines de darcys

darcys

1000-30000 millidarcys

01 millidarcy

1 millidarcy

1-500 millidarcy

Plusieurs milliers de darcy

10-500 darcys

Moins de 1 darcy

Moins de 01 darcy

5mdash50 HarcvR

10-4 -1 darcy

(extrait du Document Ccedil 51351)

- 25 -

Remarque certaines roches denses telles que le calcaire ou le basalte ont une permeacuteabiliteacute en petit tregraves faible Cependant elles constituent dexcellents aquifegraveres lorsquelles sont fractureacutees leur permeacuteabiliteacute devenant alors imporshytante

c) La transmissiviteacute la transmissiviteacute est la grandeur mesurant laptitude dune couche de terrain permeacuteable agrave transmettre conduire leau La transmissiviteacute est deacutefinie comme le produit de la permeacuteabiliteacute par leacutepaisshyseur de la couche aquifegravere en un point consideacutereacute

d) Le coefficient demmagasinement ce coefficient est deacutefini par le rapport entre la hauteur de la tranche deau immeacutediatement libeacuterable par la roche aquifegravere sous leffet dune deacutepression et la hauteur dabaissement correspondant du niveau pieacutezomeacutetrique

Le darcy est une uniteacute de surface deacutefinie par

1 darcy = 0987 10 ~8 cm2

1 centipoise cm3s 1 cm2

et 1 darcy 1 atmosphegraverecm

2) ReacutepanAcircJjtlon de leau darvi le IO-L

Leau infiltreacutee agrave la surface du sol circule de haut en bas jusquagrave rencontrer une surface impermeacuteable Elle constitue alors une nappe deau dont le niveau supeacuterieur est appeleacute niveau pieacutezomeacutetrique ou encore surface hydrostatique

La figure 2 scheacutematise leacutetat deacutequishylibre vertical de leau dans le sol

FIGURE 2

NAPPE PHREATIQUE

lExtAaJJi du Documervt h 2189)

La nappe deau ainsi deacutefinie peut ecirctre

soit libre ou percheacutee (notamment en cas de la preacutesence dune lentille dargile dans le sol)(voir figure 3)

soit captive encore appeleacutee arteacutesienne (voir figure 4)

SurfocA |

s l

bull l

lt

bull - bull bull bull bull bull

bull bull laquo bull laquo bull bull 5^ Icirc v bull

urfoc fiy4ro)tcitkivraquo

bull EayxpHrrltliqiraquo4laquo - J

bull bull raquo bull bull bull bull bull bull

bull bull bull bull bull bull bull bull bull

Couche imptfweacutecbi

Zooraquo divcpctmmpirotiocraquo

Zonraquo draquo rrltntron

I

Francraquo dgt cnpidarltv

Nappraquo aquiflaquorr

- 26 -

FIGURE 3

NAPPE LIBRE ET NAPPE PERCHEE

TgtraquoL bullbullbull-bull j^zzsz^-r =i-^^gt^ bull bull V

bullbullbull bullbull-bulllaquoiiii ^iumlrtW-----1---1--V- bull bull bull ^N

bullbullVbull^gt^^^bullCvi^bullrSbullibull^V^^bullbullbullbullvbull V^72

^

(Extrait du Document h 2189)

FIGURE 4

FORAGE DANS UNE NAPPE ARTESIENNE

fl) Eaux jaillissantes - f2) et 13) Puits agrave eaux remontantes (en hachures les couches impermeacuteables)

(SXampKLUL du Document h 2k15)

- 27 -

Remarque un cas particulier est celui dune nappe phreacuteatique cocirctiegravere Leau saleacutee eacutetant plus dense que leau douce il se creacutee un biseau deau douce comme le montre la figure 5 Par un pompage excessif dans la nappe deau douce on engendre une avanceacutee des eaux saleacutees vers linteacuterieur des terres Cette progresshysion peut entraicircner une deacuteteacuterioration irreacutemeacutediable de laquifegravere Une recharge artificielle dans la zone littorale permet de combattre ce pheacutenomegravene

FIGURE 5

CxtnaLt du Document Ccedil 513^1)

3) Btlan dune nappe

Pour pouvoir juger de lopportuniteacute dune reshycharge artificielle il est important de pouvoir quantifier les entreacutees et les sorties deau dans la nappe consideacutereacutee (voir figure 6) sur une peacuteriode de temps donneacutee On peut alors eacutetablir le bilan hydrique de la couche aquifegravere et suishyvant lobjectif viseacute (reacuteeacutequilibrage de la nappe ou bien stockage) quantifier lopeacuteration de recharge

(CxtnaiJ du Document ucirc 580)

(S)

laquo o a a lt

c

z a ta Q

FIGURE 6

SCHEMA DES ELEMENTS PRINCIPAUX DU BILAN DE

LA COUCHE AQUIFERE

APPORTS

X gui lt tj

3 -

PRECIPITATION P

INFILTRATION

EFFICACE

APPORTS DES EAUX

SOUTERRAINES

APPORTS CES EAUX

OE SURFACE

RESTITUTIONS

INFILTRATION

EAUX DE SURFACE

EVAPOTRANSPIRATION

REacuteELLE

VARIATION CE LA RIcircSSRVH

EN EAUX SOUTERRAINES dW

(INVERSEMENT

OE LA C0UCH4 AOgtIIFecircRE

ECOULEMENT

EN SURFACE

PREacuteLEgraveVEMENTS

EXPLOITATION EacuteMERGENCES DES

EAIU SOUTERRAINES

D E P E N S E S

Iw+ lccedil+ l r qwgtqs = E + R + ^nt + CcedileQs +Qwraquoplusmn dw

- 28 -

U) CaiacJeacuteAAgraveyiatLon deA urtLteacuteA geacuteologiques avoiable^ pouA la iechaiae aAixfJ-CxeAXe de nappe

a) Nature cles_terrains

Les terrains destineacutes agrave la recharge artificielle doivent avoir une permeacuteabiliteacute suffisante (10~2 agrave 10-^ ms) En fait cest la valeur de la transmissiviteacute qui intervient et par lagrave la puissance ou encore leacutepaisseur de la couche aquifegravere (F 2028)=

Suite agrave de nombreuses expeacuteriences il apparait que les formations aquifegraveres favorables pour une recharge artificielle sont les roches carbonateacutees karsshytiques iumles basaltes (notamment lorsquils sont fissureacutes) les sables les allu-vions

b) Dimensions de l^aquifegravere

Ce sont les limites geacuteologiques et hydrauliques du reacuteservoir que constitue 1aquifegravere qui deacuteterminent sa structure Les nappes sont limiteacutees nous lavons vu dans leur partie infeacuterieure par une couche impermeacuteable de terrain ou encore par un fluide plus dense que leau du gisement

Quand la nappe est libre cest la surface hydrostatique qui la limite dans sa partie supeacuterieure

Quand la nappe est captive cest la couche impermeacuteable ou toit sous laquelle elle est emprisonneacutee qui constitue sa limite supeacuterieure

Remarque lorsque 1aquifegravere est profond cest alors les limites lateacuterales qui pour des raisons eacuteconomiques deacuteterminent les possibiliteacutes de stockage de 1aquishyfegravere consideacutereacute

La figure 7 donne des exemples de formations aquifegraveres favorables au stockage

Les structures hydrogeacuteologiques les plus favorables agrave la mise en oeuvre dopeacuterashytions de recharge artificielle sont les massifs de roches carbonateacutees karstiques ou fissureacutes les plaines alluviales les dunes littorales et les deltas les basshysins hydrogeacuteologiques et enfin les zones ougrave la surface pieacutezomeacutetrique est deacuteprimeacutee par surexploitation

Cependant on peut faire les remarques suivantes

mdash les massifs de roches carbonateacutees karstiques peuvent en geacuteneacuteral absorber beaushycoup deau mais cette eau est rapidement rejeteacutee par des grosses sources Le stockage deau ne pourra donc se faire que dans les parties profondes

- les plaines alluviales constituent des lieux privileacutegieacutes pour la mise en oeuvre de recharge artificielle mais le stockage y est en geacuteneacuteral limiteacute du fait de la position eacuteleveacutee des niveaux deacutequilibre pieacutezomeacutetrique quand les eaux dalimenshytation sont abondantes

Suivant le climat les sites de recharge artificielle peuvent ecirctre diffeacuterents ainsi

en reacutegion agrave climat tempeacutereacute et humide on choisira

- les alluvions anciennes - les lits fossiles enfouis

- 29 -

- les cocircnes deacuteboulis

- les alluvions interconnecteacutees des valleacutees principales et de leurs affluents

en reacutegion aride on choisira

- les deacutepocircts alluviaux reacutecents - les dunes cocirctiegraveres - les zones deltaiumlques

en reacutegion tropicale des roches qui eacutetaient compactes agrave lorigine ont pu sous laction des agents atmospheacuteriques ecirctre alteacutereacutees sur une certaine eacutepaisseur (par exemple les graniteacutes deviennent des lateacuterites) Si cette couche alteacutereacutee est sufshyfisamment eacutepaisse elle consiste alors un terrain favorable agrave la mise en oeuvre dune opeacuteration de recharge artificielle

FIGURE 7

EXEMPLES DE COUCHES AQUIFERES AYANT UN POTENTIEL

DEMMAGASINEMENT IMPORTANT

j Couche l i b r e sans reacuteserve constante mais alimenteacutee par un cours deau

B formations massives ayant des sources l e long de l e u r s l im i t e s

(Extrait du Document Ccedil 513^1) bull bull bull bull raquo bull

- 30 -

B - PHYSIQUE DUNE OPEacuteRATION DE RECHARGE

1 ) Ccedila de baA4irvj difijlLUyicutLon (G 5920)

Le systegraveme hydraulique que constitue une opeacuteration de recharge par bassin se deacutecompose en deux parties distinctes

- linfiltration proprement dite agrave travers la partie non satureacutee du sol cest le domaine des eacutecoulements verticaux (I sur la figure 8)

- le transfert de leau dans la zone satureacutee de laquifegravere cest le domaine des eacutecoulements horizontaux (II sur la figure 8)

FIGURE 8

EXEMPLE DE DISPOSITIF DINFILTRATION

NIVEAU I

NIVEAU II

^ ^ raquoraquo S SSS^N S^ ^ V-sgtsgtSSSilHgts

(dxfrialt du Document Ccedil 5920)

NB si la capaciteacute de transfert de laquifegravere est insuffisante la nappe se gonfle jusquagrave remonter agrave la surface stoppant ainsi toute infiltration (G 5S20 G 7221)

Pour une recharge artificielle par bassin dinfiltration les terrains ayant une texture sableuse ou sablo-limoneuse ou encore limono-sableuse conviennent bien Linfiltration agrave travers la couche non satureacutee du terrain jouant un rocircle eacutepura-teur important une texture trop grossiegravere nest pas agrave recommander le chemineshyment est alors trop rapide empecircchant les reacuteactions chimiques et biologiques de se produire complegravetement (G 6230)

- 31 -

2) CQA deA pultyj dinjecJugraveon

Le systegraveme hydraulique dans le cas dune recharge par injection est reacuteduit au transfert du volume deau injecteacutee (voir figure S)

FIGURE 9

RADIAL FLOW FROM RECHARGE WELLS PENETRATING (a) CONFINED

AND (b) UNCONTINED AQUIFERS

Li y Ground surface

k^^x^xmiampxvA VteampraquoraquoV4iuml^^ti^K

Fiezometric surface bullgt

y ^ i ^ ^ - ^ y gt f t ^ ^ ^ 0 g y ^ -

Conflned aquifer

mltpoundzmpoundmzMMmg

te)

Qr

Unconfinsd bull-aquifer

S Ground suiface

^^^m^smMm^rrm^^micirc^mmmm^i

Vate Ublaquolaquo

S^SS5^SS^S3laquo^2ggSSSSraquo^wS5^SS3S

(poundxampiaLt du Document t 275)

Les deacutebits dinjection sont limiteacutes par les caracteacuteristiques physiques de laqui-fegravere En effet au voisinage du puits la vitesse deacutecoulement des eaux soutershyraines ne doit pas deacutepasser la valeur au-delagrave de laquelle elles provoqueraient une eacuterosion du terrain Pour les nappes captives cette eacuterosion peut entraicircner leacutecroulement du toicirct (G 51341)

- 32 -

Pour une recharge par injection les calcaires notamment lorsquils sont profonshydeacutement enfouis sont favorables

C -MEacuteTHODES DINVESTIGATION DES PARAMEgraveTRES DUNE OPEacuteRATION DE RECHARGE

ARTIFICIELLE

(B 580 G 51341 6619100 G 5191 G 6212)

1) ftasiivie de la conduativlteacute hycOiaLUAque ou peAmeacuteabLLLteacute au lt4erui de Ocuicy (eacutecouleshyment s a t u i eacute

Il sagit dune mesure classique qui peut ecirctre mise en oeuvre par diffeacuterentes meacutethodes

a) essai de pompage linterpreacutetation des variations du niveau de la nappe en foncshytion du temps pendant une opeacuteration de pompage permet de deacuteduire la valeur de la permeacuteabiliteacute de laquifegravere

b) Essais geacuteophysiques le principe de ces meacutethodes est deacutetudier certaines caracshyteacuteristiques pTiysiques dun terrain et de les interpreacuteter afin dobtenir diffeacuteshyrents renseignements sur le sol Principalement on utilise les meacutethodes geacuteophysiques suivantes

- meacutethode des reacutesistiviteacutes comme son nom lindique cest une meacutethode eacutelectrique destineacutee agrave connaicirctre la reacutesistiviteacute des terrains concerneacutes

- meacutethode de sismique-reacutefraction cette meacutethode consiste en le calcul des vitesses de propagation dondes de choc dans le sol

c) Essais eh laboratoire on mesure directement la permeacuteabiliteacute sur un eacutechantillon de sol obtenu par carottage agrave laide dappareils speacuteciaux (permeacuteamegravetres par exemple)

2) fteAime de ta conducJJLvLteacute kydnauUque verticale (ecouJemerut non statuieacute)

Il nexiste pas de meacutethode parfaite pour calculer ce paramegravetre Citons tout de mecircme la meacutethode de Weeks dont le principe est une eacutetude de la pression de lair contenu dans la zone non satureacutee du terrain Quoique sujette agrave erreur cette meacutethode est malgreacute tout la plus preacutecise actuellement (G 5191 G 6212)

3) MeAwie de JJOL tAarvmJui4LvJjLeacute et du coefifJicAeruL demmaaaAuiement

Ces mesures se deacuteduisent des reacutesultats des essais de pompages (cf la)

4 DugravenenALorui et 4poundnuctuuie de taquLfLegravejie

La mesure de ces diffeacuterents paramegravetres peut ecirctre mise en oeuvre par des meacutethodes geacuteophysiques classiques telles que la meacutethode des reacutesistiviteacutes ou de sismique-

- 33 -

reacutefraction ou encore par des meacutethodes plus sophistiqueacutees utilisant les proprieacuteshyteacutes radioactives des constituants du sol citons pour meacutemoire la meacutethode dactivation des neutrons et celle de la spectromeacutetrie aux rayons gamma

5) Etude de -leacutecoulement

Les meacutethodes deacutetude des eacutecoulements souterrains ont longtemps eacuteteacute dordre physishyque avant de devenir plus reacutecemment aussi dordre numeacuterique gracircce au deacutevelopshypement de linformatique

a) Meacutethodes physiques

- Utilisation de traceurs les traceurs sont en fait des substances polluantes dorigines physique chimique ou radioactive que lon introduit dans les eaux de recharge et qui vont suivre sans les perturber les eacutecoulements souterrains En les suivant on pourra obtenir des indications sur la direction et le deacutebit des eacutecoulements Parmi les nombreux traceurs utiliseacutes on peut citer agrave titre dexemple la tempeacuterature (6617781) la levure de boulanger (6619100) le tritium (6604550)

- Utilisation de modegraveles reacuteduits en respectant des regravegles de similitude bien preacuteshycises on peut construire des modegraveles reacuteduits deacutecoulement souterrain donnant des reacutesultats acceptables (F 2028 G 4944)

- Utilisation de modegraveles analogiques physiques le principe de ces meacutethodes est de remplacer les paramegravetres de leacutecoulement par dautres paramegravetres physiques veacuterifiant des eacutequations analogues aux eacutequations de leacutecoulement On fait alors les mesures neacutecessaires sur ce modegravele et lon transfert les reacutesultats obtenus au problegraveme reacuteel Citons agrave titre dexemple les modegraveles analogiques eacutelectriques qui ont donneacute de bons reacutesultats(G 2729 F 2045)

b) Meacutethodes numeacuteriques

Les progregraves de linformatique permettent aujourdhui la reacutesolution directe de toutes sortes de problegravemes physiques et en particulier les problegravemes deacutecoulement souterrain (G 4944 G 51341 G 2264 bis F 2045 G 4329 F 3918)

D - POUVOIR EacutePURATEUR DU SOL

Le passage des eaux de recharge agrave travers le milieu poreux que constitue le sol deacuteclenche au sein de celui-ci diverses reacuteactions de caractegravere physique chimique ou biologique Ces reacuteactions deacuteterminent la capaciteacute de reacutetention des contamishynants par le sol Nous ne citerons que quelques cas de reacutetention

1) ReacutetervLLon deA raatJeAeyi en AUApenyjLon

Le premier processus qui intervient est la filtration les particules de dimenshysions supeacuterieures aux pores du sol sont rapidement stoppeacutees Cest ensuite

- 34 -

laction combineacutee de linterception des particules des forces dinertie du pheacutenomegravene de seacutedimentation et de diffusion qui assure la reacutetention des particules les plus fines

Ces processus entraicircnent la constitution dune couche colmatante qui freine le cheminement de leau dans leacute sol

Lefficaciteacute de leacutelimination des matiegraveres en suspension croicirct avec la distance parcourue De nombreuses eacutetudes en milieux non fissureacutes ont montreacute leacutelimination totale de la turbiditeacute apregraves seulement quelques megravetres de trajet des eaux dans le sol

2) HeacuteAgraveLeniugrave-on deA geAmeA pathogknesi

Les eaux notamment les eaux useacutees dorigine urbaine contiennent des germes pathogegravenes que les traitements en station neacuteliminent que partiellement Il est donc important pour des raisons sanitaires eacutevidentes deacutetudier la reacutetention des germes pathogegravenes dans le sol

Le meacutecanisme de 1eacutepuration des germes pathogegravenes par le sol est double

- tout dabord une reacutetention des germes par filtration ou adsorption dans le sol

- puis un deacutepeacuterissement i

Lefficaciteacute de leacutelimination des germes pathogegravenes par les sols est fonction de leur survie de la capaciteacute de reacutetention du sol

a) Survie des germes pathogegravenes le tableau 4 nous en donne des exemples

TABLEAU 4

Entamoeba histolytica

Oeufs dAscaris

Salmonella

Coliformes feacutecaux

Entero vicircrus

Survie dans le sol

8 jours

6 ans

9 mois

6 mois

12 jours

Source

DUNLOP (1968)

POUND et CRITES (1973)

VAN DONSEL et al (1967)

EDKONDS (1976)

DUNLOP (1968)

(ExticiLt du Document Ccedil 5920)

- 35 -

b) capaciteacute de reacutetention du sol elle est elle-mecircme fonction du climat de la nature du sol de la nature des microorganismes

- Climat (G 6212)

la tempeacuterature la survie des pathogegravenes est grandement prolongeacutee aux basses tempeacuteratures

la pluviomeacutetrie lhumiditeacute du sol favorise la survie des germes pathogegravenes

- Nature des sols (G 5920)

les terrains fissureacutes doivent ecirctre consideacutereacutes avec beaucoup de preacutecautions car de nombreuses expeacuteriences ont donneacute des reacutesultats totalement diffeacuterents

les sols granulaires sont en geacuteneacuteral de bon eacutepurateurs Cependant la capaciteacute de reacutetention des germes pathogegravenes est lieacutee agrave leacutecoulement au sein du sol Ainsi la reacutetention en milieu non satureacute est tregraves supeacuterieure agrave celle en milieu satureacute

- Nature des microorganismes nous distinguerons les bacteacuteries et les virus

Le tableau 5 reacutesume les facteurs geacuteneacuteraux qui conditionnent le cheminement des virus et des bacteacuteries dans le sol

TABLEAU 5

FACTORS THAT INFLUENCE THE MOVEMENT OF VIRUSES AND BACTERIA IN SOIL

1 Rainfall bull 2 pH I 3 Soil composition j h Flow rate 5 Soluble organics I 6 Cations bull 7 Adsorptiumlon characteristics of the virus and bacteriumla |

(Sxtnltxut du Document Ccedil 6212)

De nombreuses eacutetudes ont montreacute que

- les bacteacuteries sont eacutelimineacutees par filtration et adsorption dans les premiers deacutecishymegravetres du sol Leur cheminement vertical (en non satureacute) ne deacutepasse pas 2 agrave 3 m Par contre leur cheminement horizontal (en satureacute) peut atteindre 10 m

- les virus plus petits sont eacutelimineacutes principalement par adsorption dans les preshymiers centimegravetres du sol comme le montre la figure 10 pour trois virus diffeacuterents

bullbullbullbullbull

- 36 -

FIGURE 10

ADSORPTION OF DIFFERENT ENTEROVIRUSES BY A SOIL COLUMN

001 n U

mdash 40 e o i 80 1mdash CL LU

deg 120

160 J

mdash

VIRUSES 01

1

REMAINING ) 1 10 100

l ^ ^ f S p ^ ^

1

bull POLIO OECHO 1

AECHO 29

(Extrait du Document Ccedil 6212)

31 6-LugraveriLncution du cxjuibone oyjganique

Sous lappellation carbone organique sont regroupeacutees la DCO (demande chimique en oxygegravene) et la DBOf- (demande biologique en oxygegravene agrave 5 jours)

Leacutelimination du carbone organique ne peut se faire quen conditions aeacuterobies donc dans la tranche non satureacutee du sol Ainsi les eaux de recharge destineacutees agrave linjection doivent subir une oxydation biologique en station avant injection

- 37 -

De nombreuses eacutetudes ont montreacute que la DBO dune eau eacutepureacutee par passage agrave travers un sol convenablement aeacutereacute est quasiment nulle (G 6230 G 5920)

U) Reacutetention deA eacuteleacutements Viace^i N

Ils sont ainsi appeleacutes car leur concentration dans les eaux reacutesiduaires est geacuteneacuteshyralement faible Cette appellation regroupe des eacuteleacutements tels que les meacutetaux lourds le bore le fluor etc

Les eacuteleacutements traces preacutesents dans les eaux de recharge peuvent soit saccumushyler dansle sol soit rester dans leau eacutepureacutee (6619645)

La reacutetention dun eacuteleacutement trace deacutepend de sa nature ainsi que de la composition du sol (G 6230) Ainsi on peut souligner limportance des argiles dans ladsorp-tion des eacuteleacutements traces (G 6212) De mecircme la valeur du pH du sol conditionne la solubiliteacute des corps complexes creacuteeacutes et par lagrave leur mobiliteacute (G 5920)

- en sol calcaire ou crayeux (pH gt 8) la grosse majoriteacute des eacuteleacutements traces est immobiliseacutee

- en sol acide (pH ^ 7) laugmentation de la solubiliteacute entraicircne une migration des eacuteleacutements vers la nappe

On recommande donc deacuteviter les sols ayant un pH infeacuterieur agrave 65

5) Reacutetention CLQA -4eAgraveA ^oAgraveubteA

On a constateacute par des expeacuteriences in situ que les reacuteactions chimiques portant sur les ions mineacuteraux ordinaires de leau (Ca Mg Na) seacutequilibrent peu de temps apregraves le deacutebut de lalimentation artificielle (G 6501) Cependant une teneur trop eacuteleveacutee en sodium (Na) par exemple par rapport au calcium (Ca) et au magneacuteshysium (Mg) peut entraicircner une deacutegradation de la structure du sol et ainsi entraver linfiltration

Une importante concentration en sels solubles de leffluent peut se corriger par une dilution notamment par lintermeacutediaire des preacutecipitations (G 6230) En pays aride une deacutemineacuteralisation preacutealable peut simposer

6) Reacutetention de lazote

La quantiteacute dazote total ameneacutee par les effluents de recharge est souvent supeacuteshyrieure agrave la quantiteacute qui peut ecirctre exporteacutee par les cultures Il faut doncsous risque de pollution de la nappe opeacuterer une deacutenitrification dans le sol Ceci impose dapporter agrave la fois des nitrates et du carbone dans un milieu anaeacuterobie

La deacutenitrification maximum est lieacutee agrave la peacuteriode de submersion des bassins ainsi quagrave la quantiteacute des effluents infiltreacutes Ces deux facteurs deacutependent eux-mecircmes des paramegravetres suivants

- capaciteacute deacutechange du sol - pourcentage dammonium eacutechangeable - teneur en azote de 1effluent

bull bull bull bull bull

- 38 -

- taux de diffusion de loxygegravene dans le sol au cours de la dessication des bassins - tempeacuterature

On a constateacute une augmentation exponentielle de leacutelimination de lazote avec une diminution de la charge (G 6230)

En conclusion on peut simplement dire quil est neacutecessaire deffectuer de nomshybreux essais in situ afin de deacuteterminer la peacuteriodiciteacute des submersions-disseacuteca-tions optimales donnant une eacutelimination maximale de lazote total

71 deacutetention du pho-ophoie

Comme dans le cas de lazote le phosphore ameneacute par les eaux de recharge est tregraves supeacuterieur agrave la quantiteacute exportable par la veacutegeacutetation

Le seul meacutecanisme rentrant en jeu dans leacutelimination du phosphore est sa preacutecipishytation

Des eacutetudes ont montreacute que 90 du phosphore peut ecirctre eacutelimineacute apregraves un parcours de 100 m dans le sol Cependant pour un sol contenant peu de cations et ayant un pH acide le phosphore est tregraves mobile il est alors neacutecessaire deffectuer sa preacutecipitation preacutealablement en station avant linfiltration (G 6230)

Lefficaciteacute de la reacutetention du phosphore diminue comme dans le cas de lazote avec laugmentation des doses dinfiltration

8) Exemples) - Compcuiaision deA 4UAterneA de Lechcmge cuitlp-cJ-ette (ptibUi dbullinjection et baAAUiA dinp-AiMatioal

Les tableaux 6 et 7 reacutesument sur deux cas particuliers de recharge artificielle (lune par injection lautre par infiltration dans un bassin) leacutevolution des contaminants par passage de leau dans le sol en fonction de la distance de parcours

TABLEAU 6

Waler Quality of Percofaie at Whlttieacuter Narrows Test BasinmdashConcentration mgl

Conslitutent Constituent That Did Not Changa

Sodium Nraquo Sulate SO Chloride CI PH

Comtitucnts That Increaxd Calcium Ca Magneacutesium Mg Bicarbonate HCOa Nitrate N O T D S Hardneu total (as CaCO)

Comtituentraquo That Decreascd Potalaquoiurn K Ammonium N H Phosphate PO COO

Surface

152 164 126

802

laquo08 199

385 440

1011 234

145 40

54 393

2 f t

120 160 134

769

132 209

369 440

994 411

130 0 060

104

4 f t

142 164 131

787

127 194

336 104

10S0 393

154 0

100 97

6 f t

140 161 130

784

139 179

395 842

108raquo 422

126 0 0 3 0

170

Eft

138 168 126

778

158 301

487 880

1200 520

51 0 02

146

bullMcMcHiiu F C amp MCKEE J E Report of Research on Wastewater Reacuteclamation at Whittier Narreraquoraquo Pr-pand fer Rcioorccj Agency of Califomia State Wtr QC Bd Sacramento Calif (Sep 1965)

(Extrait du Document 6603313)

- 39 -

TABLEAU 7

Yater-Quality Changes al Orange County Coastal Sarrier Project Injection Wellmdashaig1

Constituent

Constituent That Did Nol Changa bull Chtorides

SuUato Magnewura Borna Nitrate Ocor threshold odor numberf Sodiusi

CoiMiituenuThat Increased Calcium Volatilraquo solids Bicarbonate Hardncu total T D S

ConstltuentsThat Cecreased Potassium Organif nitrogen Ammonium nitrogen Carbon dioxido

con Color

bull B U E raquo D C amp VesHEK G M sources Bull 75 (Oct 1971)

f T O N unitraquo

Injection Water

272 430

30 1

OJS 40

251

98 100 213 368

1220

30 1

19 69 5 15

Native Grottnd

Water

12 40

7 01 0 0

35

40 0

185

233

3 0 0 2 0 0

Distance From Injection Wellmdashft

100

293 405

31 1 0J

40 239

156 65

317 517

1330

22 0 134 30 27 13

245

288 445

28 1 OJS

40 243

164 125 293 385

1325

21 11 77

30 25

8

545

261 430

32 08 0 J

40 207

200 170 317 631

1290

9 0 00

10 22 i

0

Rcclaimed Waste Water lot Ground Water Recharge Wtr Fe-

1

(ExtnaLt du Document 6603313)

9) CoacAgravewiLon

Leacutepuration des eaux de recharge par les sols granulaires ayant une tranche non satureacutee est excellente ils permettent une eacutelimination importante des pollutions organiques phosphoreacutees et bacteacuteriologiques ainsi quune diminution de 30 agrave 40 de la pollution azoteacutee (G 7221 Doc Geacutenie Rural Dec 1977 voir page suivante)

La recharge artificielle par des bassins dinfiltration est un moyen deacutepuration des eaux en soi

La recharge artificielle par injection demande des eaux reacutepondant agrave des critegraveres aussi stricts que ceux dune eau potable La recharge par injection demande donc linstallation dune uniteacute de traitement agrave part ce qui peut mettre en balance la rentabiliteacute de lopeacuteration de recharge toute entiegravere

bullbullbullbullbullbull

- 40 -

FIGURE 11

PRESENTATION SCHEMATIQUE DU ROLE EPURATEUR DU SOL

oltra2r g g o n t e g d Wvdy bull-bull z-

amp ^ v

mf-

A S S I M I L A T I O N PAR L A

V E G E T A T I O N

f au -bull Selraquo Mineacuteraux N P K cfc-

gt-$[ FILTRATION Xamp^^^iumlacircdZl Arrecirct elt3 Germes Satfioocna

bull

bull - - bull lt bull ^ Jk y rCOa

- -- )rpoundsjkbull - - v v k - mdash O O

RETENTION

E A U

e t

MATIERES DfSSOUTES

Heoradalicircon des natiegraveres On

(action acs s rT coarr jomvno

DT

P E R C O L A T I O N

o o

O o tgt o I

jStocffaqe Jes Eleacutement fini

(oJaorplion - mSOiulraquoilaafi

e s a V o o c

des ionraquo

Jhort^ort sap bull Jtieumla numifOx

lone de

prospection

racine^

^ 7 M c a t ^ xmP 3faltlaquo

M yccedilou ctltfuirerc

Na+CaV Nps~ Cl~S0f DifmrjenS

Fer

itxtAaAJi du CcedileacuteruLe liiuiaAgrave Nov-Deacutec 7977)

1 bull bull bull

- 41 -

E - CONCLUSIONS GEacuteNEacuteRALES

Dapregraves ce que nous venons de voir un sol ideacuteal pour la mise en oeuvre dune recharge artificielle aurait (F 3469)

1) des taux dinfiltration et de transmission eacuteleveacutes

2) au-dessus de lui un sol sans argile ou autres substances reacuteduisant linfiltrashytion

3) pas dargiles gonflantes ou contractantes qui creacuteent des fissures en seacutechant et permettent ainsi agrave leau de circuler rapidement pendant les premiegraveres phases de la recharge

4) suffisamment dargiles pour pouvoir adsorber les eacuteleacutements traces et les oligoshyeacuteleacutements et pour permettre aux microorganismes du sol de deacutecomposer les eacuteleacuteshyments organiques

5) du carbone pour favoriser une rapide deacutenitrification et pour supporter une popushylation microbienne active combattant les germes pathogegravenes et enfin pour favoshyriser une deacutecomposition rapide des substances organiques introduites

Il est clair que certaines de ces propositions sont contradictoires Une opeacuterashytion de recharge artificielle est donc le reacutesultat dun compromis entre la capashyciteacute dinfiltration du sol et sa capaciteacute deacutepuration

- 43 -

LISTE BIBLIOGRAPHIQUE

F 2189

F 2752

F 1605

F 2028

F 2045

F 2415

j bull bull bull

Livre de leau - volume I CEBEDEAU 1978 350 pages

TODD DK Groundwater hydrology J Wiley and Sons Ed 1980 546 pages

CASTANY G Prospection et exploitation des eaux souterraines Dunod Ed 1968 740 pages

BIZE Jf BOURGUET L LEMOINE J Lalimentation artificielle des nappes souterraines Ed Masson amp Cie 1972 199 pages

WALTON WC Groundwater resource eacutevaluation McGraw-Hill Book Company 1970 664 pages

LOUP J Les eaux terrestres - hydrologie continentale Masson et Cie Ed 1974 172 pages

F 3469

F 3884

F 3918

G 2264Bis

Health aspects of wastewater recharge Water Information Center New York 1978 240 pages

A bull bull

Waste disposai effects on groundwater Miller DW Ed 1980 512 pages

BEAR J Hydraulics of groundwater McGraw-Hill Book Company 1979 567 pages

X La meacutecanique des fluides et lenvironnement - preacutevision et maicirctrise de la qualiteacute de leau et de lair 14egraveme Journeacutees de lHydraulique Paris Sept 1976 Question 4 les eaux souterraines 48 pages

G 2729

G 4329

Artificial recharge of the London basin Reading Water Resources Board 1973 38 pages

W0LKER RE Numerical modelling of an aquifer System with intermittent recharge Dept of National Res Australian Water Res Council 1977 64 pages

bull bull bull bull bull bull

- 44 -

G 4944 KHANJI JD Etude de la recharge de nappes agrave surface libre par infiltration Thegravese Universiteacute Scient et Meacutedicale Grenoble 1975 252 pages

G 51341

G 5191

A bull bull bull

Emmagasinement souterrain des eaux et recharge artificielle Ressources NaturellesSeacuterie Eau ONU ndeg 2 1977 307 pages

BROWN RF SIGNOR DC WOOD wW Artificial groundwater recharge as a water management technique on the southern high plains of Texas and New Mexico Texas Deacutepart of Water Resources 1978 32 pages

G 5920 j bull bull bull

Lassainissement des reacutegions deacutepourvues de reacuteseau hydrographique et la protection des nappes - tome 1 Agence Fin de Bassin Seine-Normandie Dec 1978 107 pages

G 6212 Wastewater reuse for groundwater recharge Symposium Office of Water Recycling Californie 1980 345 pages

G 6230

G 6501

Possibiliteacutes deacutepandage des eaux useacutees urbaines Rapport Agence RMC 1979 371 pages

TAKASHI ASAN0 GHIRELLI R Reacuteutilisation des eaux useacutees pour la recharge des eaux souterraines et lirrigation agricole Confeacuterence OMS Alger 1980 p 1-15

G 7221

6603313

6604550

6604561

6617781

Lameacutenagement dinfiltration des eaux useacutees de Port-Leucate Soc Ameacutenag Mixte dEquip et dAmeacutenag de lAude Novembre 1981 45 pages

TOUPS JM Water quality and other aspects of groundwater recharge in southern California JAWWA Mars 1974 p 149-151

SMITH DB Tritium water tracing Water Treatment and Examination vol 22 1973 p 250-258

CALLAHAN JT Recycling of fresh water - the management and protection of groundwater Tireacute agrave part 16 pages

KEYS WS BROWN RF The use of tempeacuterature logs to trace the movement of injected water Groundwater Janv-Feacutev 1978 p 32-48

- 45 -

6619100 W00D WW EHRLICH GG Use of bakers yeast to trace microbial movement in groundwater Groundwater Nov-Deacutec 1S78 p 398-403

6619645 ROBERTS PV McCARTY PL Direct injection of reclaimed water into an aquifer J Environ Eng Div 1978 104 p 933-949

- CHAPITRE III -

DISPOSITIFS DALIMENTATION ARTIFICIELLE DE

NAPPE SOUTERRAINE

- 49 -

Pour la mise en oeuvre dune alimentation artificielle de nappe souterraine on distingue principalement les dispositifs dinfiltration et les dispositifs dinjection Ces deux types fondamentaux de dispositifs se diffeacuterencient nous allons le voir aussi bien par leur fonctionnement que par leur technologie et leur gestion

A - D I S P O S I T I F S D INFILTRATION

I - CONDITIONS GENERALES DUTILISATION

Les dispositifs dinfiltration sont utiliseacutes pour alimenter les nappes libres ou surmonteacutees dune eacutepaisseur de terrain impermeacuteable assez petite pour que lon puisse la deacutecaper

Il sagit essentiellement de bassins dinfiltration mais aussi de canaux fosseacutes fosses lits de cours deau ameacutenageacutes zones deacutepandage souterrain puits filshytrants

Ce sont en geacuteneacuteral des dispositifs de surface exception faite pour les disposishytifs deacutepandage souterrain par reacuteseau de drains

II - PRINCIPE GENERAL DE FONCTIONNEMENT CAS DUN BASSIN

1 ) fLoceA^uA cjomplampt de X infLLugravebiatLon provoqueacutee (F 2028)

Placcedilons nous dans le cas dun bassin dinfiltration que lon remplit

Lavanceacutee du front humide peut ecirctre deacutecomposeacutee en trois phases comme le montre la figure 1

FIGURE 1

SCHEMA DES TROIS PHASES DE LINFILTRATION PROVOQUEE

(poundxtLltzugravet du document 2028 )

- 50 -

1egravere phase avanceacutee du front humide vers la nappe

2egraveme phase eacutecoulement mixte (verticalement en milieu non satureacute horizontaleshyment en milieu satureacute)

3egraveme phase eacutecoulement en milieu satureacute aussi bien verticalement que horizonshytalement

2) AppaKJjtLon dune couche co-bnaiante agrave ta AwifLace du -ocircot pendant la jubmesiAton

Mis agrave part le cas ougrave lon utilise une eau tregraves pure et neutre vis-agrave-vis des consshytituants chimiques et biologiques du sol lexistence dans leau de recharge de toutes sortes dimpureteacutes entraicircne au contact de leau avec le sol des reacuteactions dorigine physique chimique et biologique

Le reacutesultat de ces diffeacuterentes reacuteactions est lapparition dune couche colmatante qui se comporte vis-agrave-vis de linfiltration comme une couche peu permeacuteable (parshytie C sur la figure 2)

FIGURE 2

EVOLUTION DE LINFILTRATION DANS UN BASSIN EN CAS DE SUBMERSION

PROLONGEE AVEC DES EAUX PEU COLMATANTES

Q (mj)

09-

0 8

07-

n fi_

n ccedil U 3

UJ 0

a

1

a

b

c

c

b

c

N d

2 3 4 5 6

= gonflement des colloiumldes du sol

= dissolut ion des bulles d a i r

= formation du voile bacteacuterien

1 = asphyxie du fond du bassin

i

mois

(Extrait du Document Ccedil 5920)

51 -

Si lon se place dans le cas ougrave la profondeur de laquifegravere ainsi que sa trans-missiviteacute sont suffisantes cest alors leacutecoulement mixte (phase ndeg2 dans le scheacutema preacuteceacutedent) qui constitue le reacutegime permanent deacutecoulement des eaux sous le bassin

Cest donc lexistence du pheacutenomegravene de colmatage du fond du bassin qui permet agrave leacutecoulement vertical en milieu non satureacute de se poursuivre

Nous deacutetaillerons le processus de colmatage plus loin On peut cependant deacutejagrave noter en observant- la figure 2 que le colmatage eacutevolue avec le temps et peut devenir intoleacuterable vis-agrave-vis du taux dinfiltration rechercheacute une vidange du bassin et une reacutenovation du sol constituant son fond simposent alors

La figure 3 donne une scheacutematisation de leacutecoulement de leau dans le sol avec existence dune couche colmatante agrave la surface

FIGURE 3

~~L

Eau

Colmatage ( 2 agrave 3 c m )

h = 1 m eacutepaisseur deau

t (succion)

4

S

JI7777777T777T77777m77777r

eacutecoulement vertical en milieu sature

eacutecoulement vprtica en milieu I non sature

eacutecoulement horizontal en milieu

satureacute (nappe)

IExtnaJjt du Document Ccedil 7220)

bull bull laquo bull

52 -

III - LES DISPOSITIFS DINFILTRATION

1 ) LeA ba^4inA dirLfJJjtAatiorL

a) Principe il peut sagir dune excavation faite dans le sol et pouvant avoir des origines diverses (anciennes carriegraveres par exemple) ou bien dun ouvrage de geacutenie civil comportant la construction de berges Le bassin ainsi formeacute reccediloit une certaine quantiteacute deau qui sous leffet de la charge hydraulique va peacuteneacuteshytrer dans le sol

La figure 4 donne un scheacutema densemble dune installation utilisant des bassins d infiltration

FIGURE 4

Ci) LoVe pump

( 2 ) Flocculanl-injection sysK

(3) Settling basi

Ccedil ) Clear-wafer pickup

(5) Sprecding basins

I d e a l i z e d S p r e a c s n g -Bas in I n s t a l l a t i o n W i t h V a t e r - icirc n i a k e Syste

(Lake Pump and C i e a r - W a t s r P ickup ]

F l o c c u l a n t - l n j e c t i o n System and Se t t l i ng Ba$ucircraquos

ms

(Extrait du Document Ccedil 5191 ) m bull bull bull bull bull

- 53 -

b) Forme dimensions des bassins la forme des bassins peut ecirctre quelconque Cepen-dacircnt_locircrsqueuml-T1l)7riJtrrrse~~plusieurs bassins on cherchera un encombrement au sol minimum

Le nombre de bassins deacutepend de la gestion de ceux-ci nous aborderons ce point plus loin

Dans la reacutealisation dun bassin dinfiltration ou plus geacuteneacuteralement dun disshypositif dinfiltration une contrainte importante est la distance entre le sol et le niveau de la nappe On estime quune distance de 3 agrave 5 m est un minimum pour assurer la bonne marche dun bassin

c) Construction dun bassin la construction dun bassin ne peut se faire que sur deumll-~teumlrracircins reTacirctfvement plats Sa mise en oeuvre peut se faire agrave laide dun bulldozer ou par des moyens plus simples Toutefois en cas dutilisation denshygins lourds il faudra prendre garde agrave ce que leurs passages successifs nentraicircshynent pas un tassement excessif du sol qui se traduirait par une reacuteduction signishyficative du taux dinfiltration

Les berges des bassins doivent ecirctre rendues impermeacuteables par beacutetonnage ou deacutepocirct de seacutediments tregraves fins ceci afin deacuteviter toute infiltration horizontale La pente recommandeacutee pour les berges dun bassin est de 2 pour 1 on limite ainsi leacuterosion due aux mouvements de leau dans le bassin Enfin pour faciliter la vidange du bassin on procegravede agrave la creacuteation dun point bas

d) Ameneacutee de leau lameneacutee de leau dans le bassin peut se faire par graviteacute ou par pompage Ces dispositifs sont en geacuteneacuteral aussi des dispositifs aeacuterateurs en favorisant les conditions aeacuterobies dans le bassin on permet une eacutepuration importante des eaux dans celui-ci

Cette aeacuteration se fait souvent agrave laide dune ou plusieurs cascades (figure 5)

FIGURE 5

lExiAcdA du Document t 2028)

e) Revecirctement du fond le revecirctement du fond peut ecirctre varieacute ainsi on distingue les bassins agrave fond nu agrave veacutegeacutetation agrave sable

bull raquo bull raquo raquo bull

- 54 -

Bassins agrave fond nu leur mise en oeuvre est simple car ils sont utiliseacutes tels quels Cependant ils sont soumis agrave un colmatage rapide Pour diminuer limporshytance de ce colmatage et pour assurer lentretien on peut utiliser divers proceacuteshydeacutes simples tels que le labourage ou leacutepandage de paille de bleacute (Confeacuterence AFEE Orleacuteans 1970) La lame deau dans ces bassins doit ecirctre de quelques deacutecimegravetres

Bassins agrave veacutegeacutetation leffet de la veacutegeacutetation est multiple (G 6230) - permeacuteashybiliteacute suppleacutementaire due aux racines protection du soi contre les gouttes deau lors des peacuteriodes pluvieuses exportation deacuteleacutements mineacuteraux si toutefois la veacutegeacutetation est reacutecolteacutee (5 environ) Par ailleurs elle favorise la deacutenitrifi-cation Cependant la preacutesence de veacutegeacutetation dans le bassin preacutesente certains inconveacutenients niveau assez faible deffluent dans le bassin (au printemps et en eacuteteacute notamment quelques centimegravetres seulement) assegravechement peacuteriodique du bassin pour permettre la reacutecolte

Malgreacute tous ces inconveacutenients de nombreuses eacutetudes ont montreacute linteacuterecirct de la veacutegeacutetation dans un bassin Le bermuda-grass geacuteant le riz et le souclan-grass paraissent bien sadapter agrave ces conditions de vie (G 6230 F 275)

Bassins agrave sable (Confeacuterence AFEE Orleacuteans 1970) Le fond du bassin est alors tapisseacute dune couche de sable rapporteacutee Le diamegravetre efficace du sable est en geacuteneacuteral compris entre 02 et 03 mm Cette couche sert de support meacutecanique et biochimique agrave leacutepuration des eaux Son eacutepaisseur doit ecirctre de lordre de 50 cm

Le sable agissant comme un filtre subit un colmatage progressif et demandedonc un entretien peacuteriodique apregraves vidange du bassin on procegravede agrave un remaniement du sable par diffeacuterents moyens allant du simple grattage agrave lexplosif ou bien on procegravede agrave un lavage du sable apregraves ramassage

Leacutepaisseur de la lame deau dans un tel bassin peut varier de quelques deacutecimegravetres agrave plusieurs megravetres

f) Taux dinfiltration dune maniegravere geacuteneacuterale on peut dire quil est impreacutevisible et que lon doit proceacuteder agrave des essais On dispose de deux types de meacutethodes pour ces essais (G 51341)

essais sur toute la zone deacutepandage cest cette meacutethode qui donne les reacutesultats les plus sucircrs mais sa mise en oeuvre neacutecessite des dispositions coucircteuses transport de leau acquisition des terrains

essais sur des mares deacutepandage cette meacutethode impose pour ecirctre fiable des essais de longue dureacutee ainsi que la connaissance des renseignements techniques tels que la geacuteologie du sous-sol la profondeur de la nappe etc

En geacuteneacuteral les taux dinfiltration se situent au-dessus de 015 - 030 m par jour (G 5191)

Le tableau 1 page suivante donne agrave titre dexemple la valeur des taux dinfilshytration de bassins reacutealiseacutes aux USA

NB du fait du colmatage le taux dinfiltration eacutevolue avec le temps pendant la submersion Il convient donc de parler de taux dinfiltration moyen

bullbullbullbullbullbull

- 55 -

TABLEAU 1

REPRESENTATIVE SPREADING BASIN RECHARGE RATES

Location

Sauta Cmz River-Ariz Los Angeles County Calif i Madera Colif San Gabriel River Calif Santa Ans River Calif Santa Clara Valley Calif Tulare County Colif Ventura County Calif Des Moines Iova NewtoD Mass East Orange N J Princeton N J Long Island N Y Richland TVash

Rateftday T

1 11-38 22-62 10-41 19-54 lS-96 14-73 04 12-1S i 15 l 43 04 | 01 31 77

(SxtAaJjt du Document t 275)

Suivant la nature du revecirctement du fond le taux dinfiltration est variable Ainsi (F 2028)

- pour les bassins nus 030 agrave 1 m par jour - pour les bassins agrave veacutegeacutetation 020 agrave 060 m par jour - pour les bassins agrave sable 2 agrave 5 m par jour

Des eacutetudes reacutecentes ont montreacute que dans le choix du revecirctement la veacutegeacutetation et le sable donnent les meilleurs reacutesultats ( G 6230)

g) Dispositifs de reprise des eaux trois dispositifs sont utiliseacutes pour reacutecupeacuterer les eaux apregraves leur infiltration dans la couche non satureacutee du terrain et leur transfert dans laquifegravere

les puits de pompage classiques

les drains placeacutes dans laquifegravere lui-mecircme

les exutoires naturels tels que les sources

Ces trois dispositifs sont repreacutesenteacutes sur la figure 5 bis

bullbullbullbullraquo

- 56 -

FIGURE 5 BIS

COLLECTION OF RENOVATED WATER FROM RAPID-INFILTRATION SYSTEMS WITH

WELLS (TOP) DRAINS (CENTER) OR VIA NATURAL SEEPAGE

INTO STREAMS (BOTTOM)

PUMPEO WELL - 0 8 3 WEU

IMPERMEABLE

bull- ygru ffi -

7 7 STREAM

rff

IMPERMEABLE v ^ v

(poundxampLltzugravet du Document Ccedil 62121

- 57 -

2) LeA poundcM^eacute4 XampA canaux leA jampM-ae-d

Ces dispositifs sont assez semblables aux bassins Neacuteanmoins on peut faire les remarques suivantes

- contrairement aux bassins sces dispositifs utilisent linfiltration horizontale agrave travers les berges Celles-ci sont en geacuteneacuteral tregraves releveacutees

- les fosseacutes de largeur plus reacuteduite (1 agrave 4 m) que les bassins sadaptent mieux aux variations de relief du terrain car ils peuvent eacutepouser sans difficulteacute les courbes de niveau

- les fosses sont caracteacuteriseacutees par une profondeur importante vis-agrave-vis de ses autres dimensions La charge hydraulique peut y ecirctre importante (plusieurs megravetres) Leur utilisation est particuliegraverement inteacuteressante pour linfiltration deaux brutes le fond et les bords jouant respectivement le rocircle de plage de seacutedimentation et de filtration

3) LAgraveJLA do AxvX0Ae ameacutenageai

a) Ppoundi|2poundiPpound le principe de ce dispositif est essentiellement damplifier artifishyciellement linfiltration naturelle des eaux de riviegraveres dans les terrains allushyvionnaires sous-jacents Pour cela on peut

soit augmenter la surface de contact entre leau et le sol cest le cas dun ameacutenagement dun lit mineur en chocircmage ou de leacutepandage des crues

soit augmenter la charge hydraulique en diffeacuterentes zones du lit cest le cas avec la construction de diguettes

soit les deux cestle cas avec la reacutealisation dune retenue

b) Les ameacutenagements (G 7220)

ameacutenagement dun lit mineur en chocircmage en dehors des peacuteriodes de crue par creuseshyment au bulldozer par exemple (figure 6)

eacutepandage des crues cette meacutethode ne peut ecirctre mise en oeuvre que dans des reacutegions peu habiteacutees Sa reacutealisation ne demande pas de moyens eacutelaboreacutes ni de main doeuvre qualifieacutee (figure 7)

construction de diguettes (G 7220) construites en travers du courant les diguettes permettent laugmentation de la charge hydraulique agrave lamont de celles-ci (figure 8)

bull bull bull bull bull

FIGURE 6

- 58 -

FIGURE 7

FIGURE 8

(poundxtnaAcircJA du Document Ccedil 72201

- 59 -

La hauteur des diguettes est de lordre de 150 m Pour ecirctre eacuteconomiques les diguettes doivent ecirctre reacutealiseacutees avec des mateacuteriaux locaux et des moyens simples

La figure 9 donne une coupe dune diguette

FIGURE 9

SEDIMENTS FINS PRE-DECANTES

TOUT-VENANT A OOMINANCE SABLEUSE

GALETS ET GRAVIERS

lSxiMalA du Document Ccedil 7220)

c) Construction dune retenue sa mise en oeuvre est coucircteuse car elle neacutecessite des eacutetudes eacutelaboreacutees ainsi que des moyens lourds

Remarque la construction de diguettes ou de barrages ne doit pas aggraver les crues ou bien deacutevier le fleuve de son lit naturel

U) poundpandage 4oupoundeAAain pan ieacuteAeau de diaisvocirc

Le principe de ce dispositif reste le mecircme que celui dun bassin mais la plage dinfiltration est alors constitueacutee par un drain permeacuteable enterreacute dans la partie supeacuterieure du sol

La figure 10 page suivante donne deux exemples de drains fonctionnant en disposhysitifs dinfiltration

Lavantage majeur de ce proceacutedeacute sur les bassins dinfiltration est de laisser les terrains libres en surface pour une autre utilisation (terrain de sports par exemple)

Le principal deacutefaut de ce proceacutedeacute est decirctre un dispositif souterrain donc decirctre deacutelicat agrave entretenir

bull bull bull

- 60 -

FIGURE 10

(Cxt^œU du Document 6608781 )

La figure 11 page suivante donne le plan dune reacutealisation dinfiltration par drains

5) PuLts) fJJjUiant

Le puitsfiltrant se diffeacuterencie du puits deau par le fait quil natteint pas la nappe Cest un proceacutedeacute assez peu utiliseacute

IV - COLMATAGE DES DISPOSITIFS DINFILTRATION

Le colmatage progressif du fond dun bassin par exemple se traduit comme nous lavons vu par une reacuteduction du taux dinfiltration

Le pheacutenomegravene de colmatage reacutesulte de la combinaison de deux meacutecanismes

- dune part deacutesorganisation de la porositeacute du sol

- dautre part bouchage des pores

bull bullbullbullbullbull

- 61 -

FIGURE 11

bullrO bullmdash bull - v - gt

5icirc4s-SIcirciumlSIcirc

PJan geacuteneacuteral deraquo installations de recircalimentation agravea la nappa souterrains agrave Vejsy Construction existante A digue B usin9 hydraulique ilouvellss construction l_ prisa deau i avec creacutepine laquo Hydromat raquo autonettoyante 2 conduitraquo 7 0 0 mm pour leau bruts 3 station de pompagraquo et de traitement dej bullaux 4 conduite de rejet agrave TArva 5 conduite 30O mm pour 1er eaux traiteacutees 6 aire dinfiltration dans le sol au moyen de tuyaux perforeacutes

1 ) CoAnatage pan deacute^origanAgravejiation de Xa pon-O^Lteacute du -OcircOJ

Cest le reacutesultat de divers meacutecanismes eacutelectrochimiques

- destruction des agreacutegats par un excegraves dions dispersant les argiles ou bien solu-bilisation du ciment liant ceux-ci en milieu reacuteducteur

- gonflement important des argiles

2) Co-ugravenatage pan bouchage deA posiez du AOX

Les origines de cette diminution de la porositeacute intrinsegraveque peuvent ecirctre diverses (physique chimique biologique) ou encore ecirctre dues agrave la preacutesence dalgues

bull bullbullbullbullbull

- 62 -

a) Colmatage dorigine physique le fond du bassin agit vis-agrave-vis des matiegraveres en sucircspeumlnsiuml8n~TM7Euml7s7 comme un filtre Limportance du colmatage dorigine physique est donc fonction de la concentration en MES des effluents (figure 12)

FIGURE 12

INFILTRATION SUR COLONNES DE SABLE - EVOLUTION DU COLMATAGE POUR

DIFFERENTES CHARGES EN MATIERES EN SUSPENSION

10 11 II

(CxiAaJJ du Document h 2028)

b) Colmatage dorigine chimique il est le reacutesultat de la preacutecipitation des sels contenus dans leffluent au contact de certains constituants du sol

c) Colmatage dorigine biologique le meacutecanisme exact du colmatage biologique nest pas entiegraverement connu mais on sait que le rocircle des bacteacuteries y est tregraves imporshytant (G 51341) Ainsi le deacuteveloppement des bacteacuteries et la production de proshyduits reacutesultant de leur meacutetabolisme peuvent entraicircner un colmatage par obstrucshytion des pores du sol

d) Colmatage par les algues la preacutesence deacuteleacutements nutritifs tels que le phosshyphore dans les eaux combineacutee avec un eacuteclairage suffisant permet si toutefois la tempeacuterature est assez eacuteleveacutee le deacuteveloppement des algues dans le bassin Laccumulation de celles-ci peut conduire au colmatage de la plage dinfiltration comme le montre la figure 13

bullbullbullbullbullbull

- 63 -

FIGURE 13

EFFECT OF OPEN RECHARGE ON RECHARGE RATE

dork recharge (no woter llaquovlaquol)

j

open recharge (50cm water levai) j

i

1 -j

O -j 1 I I 1 1 ~X 1 1 1mdash 1 p I

J F M A M J J A 5 0 N D

(CxtnaU du Docimervt 6610709)

La preacutesence dalgues dans un bassin apporte les avantages suivants

- les feutrages des algues favorisant la filtration de leau et la coagulation des particules en suspension

- la croissance algale preacutelegraveve des eacuteleacutements nutritifs dans le milieu et peut eacutegashylement concentrer dans la cellule veacutegeacutetale des substances nocives et en particushylier les meacutetaux lourds

Mais ces algues preacutesentent les inconveacutenients suivants

- le deacutegagement dodeurs deacutesagreacuteables

- la reacuteduction de la permeacuteabiliteacute des bassins par deacuteveloppement dun tapis dense agrave la surface du sol

En geacuteneacuteral le bilan global des actions dues agrave la preacutesence dalgues est nul ou neacutegatif

En conclusion on peut donc dire que le rocircle des algues est complexe Aussi chaque cas eacutetudieacute sera un cas particulier (6617223)

bulla

E

14 i 13

12

11

10

9

B-

7 -

6

5 -

4 bull

3

2 bulllt

star to f ctgal growthmdashj

start of woter Isvol -i t I

I

I I I I L

I l_ - t

I

ltSgt

bull bull raquo bull bull bull

- 64 -

V - REMEDES CONTRE LE COLMATAGE - GESTION DES DISPOSITIFS DINFILTRATION

1) Meacutethodes permettant de AeacuteduAgraveJie -Le cotmatage

a) Colmatage_par_les M E S _ on peut le reacuteduire par diffeacuterentes meacutethodes

- deacutecantation de leffluent ou filtration agrave travers un massif de graviers

- creacuteation dune couverture veacutegeacutetale dans le fond du bassin

- addition de matiegraveres organiques ou de produits chimiques dans la couche supeacuteshyrieure du- sol

b) Colmatage biol_ogique on peut le reacuteduire principalement par une javellisation de leffluent Mais ceci a linconveacutenient de supprimer leacutepuration biologique dans le bassin lui-mecircme

c) Colmatage par les algues le controcircle du deacuteveloppement des algues peut se faire

- par lemploi dalgicides mais avec un certain danger pour la qualiteacute future des eaux

- par une gestion approprieacutee des bassins

2) CcedileAtLon de dLipoj-LtLfLi dinp-AgravetsicutLon

Comme nous venons de le voir on ne peut et on ne veut pas annihiler complegravetement le pheacutenomegravene de colmatage En effet la toleacuterance dun certain colmatage est essentielle pour preacuteserver un eacutecoulement en milieu non satureacute sous le bassin Cet eacutecoulement reacutepeacutetons-le joue un rocircle deacuteterminant dans leacutepuration des eaux de recharge par le sol Le problegraveme est que le colmatage est un pheacutenomegravene qui samplifie avec le temps jusquagrave devenir inadmissible Il faut donc que les peacuteriodes dinfiltration alternent avec des peacuteriodes de dessegravechement afin de pouvoir dune part aeacuterer le sol et ainsi permettre agrave la vie microbienne dans le sol de se reconstituer et dautre part eacuteliminer les deacutepocircts de matiegraveres en suspension

Le dessegravechement des bassins permet une reacutecupeacuteration totale de la capaciteacute dinshyfiltration comme le montre la figure 14

Le problegraveme de gestion des systegravemes dinfiltration se reacutesume donc agrave la deacuteterminashytion du rythme dalternance entre les peacuteriodes de submersion et les peacuteriodes de seacutechage et dentretien pour que le rendement de linstallation soit optimum

La peacuteriode de submersion est deacutefinie par lapparition dun colmatage inacceptable

La dureacutee du seacutechage est fonction du climat et de la saison (cf figure 14)

copy bull raquo bull bull bull

- 65 -

FIGURE 14

AMENAGEMENT DE PHOENIX

EVOLUTION DE LA CAPACITE DINFILTRATION EN FONCTION DU COLMATAGE ET TAUX

DE RECUPERATION AU COURS DES PERIODES DE CHOMAGE DES BASSINS

degh de reacutecupeacuteration de la capaciteacute dinfiltration

40

Nombre de Jours

(Extrait du Document Ccedil 5920)

Examinons divers cas

a) Cas des bassins la peacuteriode dinfiltration doit ecirctre en principe de moitieacute par rapport agrave la peacuteriode de seacutechage

La figure 15 donne un exemple du fonctionnement dans le temps dun bassin

bullbullbullbullbull

- 66 -

FIGURE 15

EXAMPLE OF VARIATION OF INFILTRATION RATE WITH TIME

sect 30

rz

o

1 10

0

- ~

^ V

bull i i t 1 l 50

1 Drying period

i t l 1 II l l 100

Titns (days)

bull^^

i f i 150

1 i 200

I

j

|

i

ltxtnaijt du Document F 3918)

Dans le cas ougrave lon veut un fonctionnement en continu de linstallation il est donc neacutecessaire de preacutevoir la construction de trois bassins au moins (en geacuteneacuteral plus de trois dans les reacutegions agrave climat humide ou tempeacutereacute) Le fonctionnement de ces bassins se fait alors en deacutephasage

b) Cas des ameacutenagements en lit de riviegravere la peacuteriode de submersion est alors conshyditionneacutee par le reacutegime deacutecoulement du fleuve

B - D I S P O S I T I F S D I N J E C T I O N

Il sagit principalement des puits dinjection

CONDITIONS GENERALES DE FONCTIONNEMENT

Les dispositifs dinjection sont utiliseacutes lagrave ougrave les dispositifs dinfiltration sont impossibles ou difficiles agrave mettre en oeuvre

cas ougrave la nappe phreacuteatique est captive (F 3918) existence dune couche dargile entre le sol et le niveau de la nappe (F 3918) cas ougrave le sol est alcalin (F 3969) existence de terrains en couches superposeacutees seacutedimentaires ou alluviaux ayant

bull bullbullbullbullbull

- 67 -

une conductiviteacute hydraulique horizontale beaucoup plus eacuteleveacutee que la conductiviteacute verticale (G 51341)

- neacutecessiteacute dun encombrement reacuteduit

El _ PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT DES PUITS DINJECTION

Comme nous lavons vu plus haut un puits dinjection est un forage plongeant dans la nappe Son principe est donc tout agrave fait semblable en premiegravere approxishymation agrave celui dun puits de pompage fonctionnant en sens inverse

Enfin contrairement au cas des dispositifs dinfiltration le colmatage mecircme leacuteger na aucune fonction eacutepuratrice dans le cas dun puits dinjection Il devra donc ecirctre eacuteviteacute agrave tout prix

II - LES PUITS DINJECTION

1) CorvitnucJuon

Dans leur construction les puits dinjection sont des forages classiques

La figure 16 donne le scheacutema dune installation complegravete dinjection FIGURE 16

(euroxtnc-ut du Document Ccedil 5191 ) bull bull bull bull bull bull

68 -

La figure 17 montre sur un exemple la coupe dun puits dinjection

FIGURE 17

PUITS DINJECTION DE LA VALLEE DE LA DURANCE

Arriveacutes deau provenant du bassin ite decirccantutioci

bull~X_ Buses ccediljOacircO non iointivas

FI Sable oM F^ Gravierraquo fe^-Wraquo-mdash

iumlMM Sraquo 203 - j -

Wf

bulllaquolaquobullraquo | p -

bullT 3350

te2 ^ bull bull bull V -

rampt

Niveau de la nappe

lExtnaAJi du Document F 2028)

Pour les puits dinjection il nexiste pas de dessin optimum mais certaines techniques de construction donnent manifestement de meilleurs reacutesultats que dautres Toute technique de construction qui reacuteduit la permeacuteabiliteacute du terrain comme cela est le cas avec linvasion des terrains entourant les puits par les boues de forage ou bien avec leffondrement des particules fines dans le puits peut conduire agrave une perte deacutefinitive de permeacuteabiliteacute (G 5191)

Lenvahissement du puits par des particules fines peut ecirctre contrecarreacute par la constitution autour du trou de forage dun eacutecran de graviers suffisamment petits pour empecirccher la migration des fines particules et assez gros pour ne pas gecircner leacutecoulement La figure 18 donne une coupe de cet eacutecran

Enfin la circulation de leau dans le puits dinjection doit ecirctre eacutetudieacutee pour ne produire ni eacuterosion ni effondrement des terrains qui pourrait se traduire par un colmatage du puits par les mateacuteriaux fins

bull bull bull bull bull bull

- 69 -

FIGURE- 18

FUNCTION OF A GRAVEL PACK IN RETARDING THE MIGRATION

OF FINE SAND TO A WELL SCREEN

(Sxtnalt du Document Ccedil 5191 )

2) Ameneacutee de leau darv4 le puAgraveJbs

Lintroduction de leau de recharge dans laquifeumlre peut se faire sous la presshysion atmospheacuterique ou sous une pression plus eacuteleveacutee

Contrairement au cas des dispositifs dinfiltration lair contenu dans leau doit ecirctre eacutelimineacute au maximum En effet lentraicircnement de bulles dair ou de gaz dissous joue un rocircle capital vis-agrave-vis du colmatage Certaines preacutecautions sont agrave prendre nous les examinerons plus loin

3) Taux dinfection

La preacutevision du taux dinjection peut se faire agrave partir dessais de pompage Cependant diffeacuterents facteurs rendent souvent peu fiables les extrapolations agrave partir de ces essais En effet la diffeacuterence entre une injection et un pompage ne se limite pas agrave un changement de sens du flux deau des problegravemes lieacutes agrave la preacutesence de MES dair de substances chimiques et organiques interviennent Cest pourquoi les deacutebits dinjection sont toujours plus faibles que les deacutebits du pompage (F 275)

Une autre meacutethode de preacutevision est lutilisation dune loi statistique donneacutee par la figure 19

bull bull bull bull bull bull

- 70 -

FIGURE 19

F O R A Q E S

DEacuteBIT INJpoundCTacirc MOTIN

bull M roHCTtOH pu m o o u l iuml

H x TTx P X P

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(ExtgtiaJjt du Document 6600637)

Le tableau 2 donne agrave titre dexemple la valeur du taux dinjection obtenue pour diffeacuterentes reacutealisations au USA

IV - COLMATAGE DES DISPOSITIFS DINJECTION

Le colmatage des puits dinjection a trois origines principales (F 2028)

- preacutesence de gaz dissous dair et de particules en suspension dans les eaux dinshyjection

- reacuteactions entre les eaux dinjection et les eaux du gisement

- reacuteactions entre les eaux dinjection et certains constituants du sol bull bull bull bull bull t

- 71 -

TABLEAU 2

AVERAGE WELL RECHARGE RATES

Location

Fresno Caliicirc Los Angeles Calif Manhattan Beach Calif Orange Cove Calif San Fernando Valley Calif Tulare County Calif Orlando Fia Mud Lake Idaho Jackson County Mich Newark N J Long Island N Y El Paso Texas Williarosbtirg Va

Rate cfs 1

02-09 12 1 04-10 1 07-09 03 | 012 02-21 02-10 01 06 02-22 23 03

(

(ExtnaLt du Document F 275)

Les processus de colmatage

Comme dans le cas des dispositifs dinfiltration les processus du colmatage sont dordre physique chimique ou biologique

1 ) TioceAsiuA meacutecaniques

- deacutepocirct des MES qui forme un eacutecran impermeacuteable

- entraicircnement dair et libeacuteration des gaz dissous Les bulles de gaz ainsi formeacutees peacutenegravetrent dans laquifegravere et en obstruent les pores ceci entraicircne une reacuteduction de la permeacuteabiliteacute Par ailleurs un autre pheacutenomegravene lieacute agrave la preacutesence dair dans les eaux dinjection est agrave craindre il sagit de la formation de poches de gaz sous pression qui par deacutetente lors de larrecirct de linjection peut entraicircner la destruction complegravete de louvrage La fig 20 illustre ce dernier pheacutenomegravene sur un exemple

2) VsioceAALLA chAgraventlque

- dispersion et gonflement des a rg i l e s

- preacutec ip i ta t ion de se ls meacutetalliques ou a lca l ino- ter reux

3) ioceAMA bLoioglqaeA

- pro l i feacutera t ion des bac teacuter ies

- production par l a c t i v i t eacute microbienne de substances chimiques colmatantes

FIGURE 20

PHENOMENE DENTRAINEMENT DAIR AU COURS DE LINJECTION DANS LES DOLOMIES

ET CALCAIRES KARSTIQUES DbullISRAEumlL

(poundxampiaLpound du Document h 2028)

V - REMEDES CONTRE LE COLMATAGE ET GESTION DES DISPOSITIFS DINJECTION

1 ) Meacutethodesi pousi la idducjtLon du colmatage

a) Cas des MES la concentration en MES des eaux dinjection peut ecirctre reacuteduite par un traitement preacutealable comme nous lavons vu dans la premiegravere partie de ce travail

k) pound^_Eumlpound_i ficirciiumlL es Iz dissous un traitement preacutealable permet une deacutesaeacuteration de leau dinjection Par ailleurs pour eacuteviter lentraicircnement dair on peut prendre les preacutecautions suivantes

le tube dameneacutee deau doit toujours ecirctre noyeacute Aussi lintroduction en chute libre est agrave exclure

la construction du puits doit ecirctre telle que tous ces eacuteleacutements soient agrave une pression supeacuterieure agrave la pression atmospheacuterique On eacutevite ainsi tout pheacutenomegravene de succion le long du puits dinjection Ce problegraveme peut ecirctre reacutesolu en utilishysant en pied de forage une valve antisuccion La figure 21 donne la coupe dun tel dispositif

- 73 -

FIGURE 2i

FOOT VALVE USED FOR CONTROLLING RATES OF RECHARGE

THROUGH AN INJECTION UELL

bullRECHARGE PIPE

DISCHARGE SLOTS

bullPISTON

-CYUNDER

-COMPRESSION SPRING

bullSPRING END DISC

SPRING TENSION SPACER

^SPRING RETAINER END PLUG

LxtnaU- du Document Ccedil 5191 )

les deacutebits doivent ecirctre limiteacutes ce controcircle peut se faire en utilisant des tubages ayant un faible diamegravetre ou encore ayant une rugositeacute suffisante

La figure 22 donne

dune part leacutevolution des deacutebits dinjection avec le diamegravetre du tubage

dautre part leacutevolution de ces deacutebits avec la rugositeacute du tubage

- 74 -

FIGURE 22

GRAPH OF FLOW RATES IN SMALL PIPES WITH UNIT HEAD LOSS

PER UNIT LENGTH OF PIPE

INS1DE DIAMeacuteTER OF PIPE IN MllUMETRES 20 40 60 80 J _1 L

2 3 IHS1DE DIAUETEacuteR OF PIPE IN INCHES

(CxtnaLt du Document 6607^39)

c) c3pound_du_colmatage_chimique pour reacuteduire le colmatage chimique lors de linjecshytion on peut suivant le cas

effectuer une deacutemineacuteralisation partielle ou complegravete lors dun traitement preacuteashylable

diluer les eaux dinjection avec une eau neutre vis-agrave-vis du gisement

^ poundpound_^_pound2imaicirclpound_BE_^es bacteacuteries une chloration des eaux dinjection permet en geacuteneacuteral de reacuteduire iumleumlffeumlt_deumls bacteacuteries

bull bull bull bull bull bull

- 75 -

2) CcedileAtLon dltiA puLtt dijyectLon

Comme dans le cas des dispositifs dinfiltration il apparait lors dune recharshyge artificielle de nappe par injection un colmatage progressif Lorsque celui-ci a atteint une valeur inadmissible on doit proceacuteder agrave un deacutecolmatage

La figure 23 montre leacutevolution du taux dinjection avec le temps ainsi que la reacutenovation de ce taux apregraves deacutecolmatage

FIGURE 23

INJECTION RATE VERSUS TIME FOR SHAFT

12

sectraquo o laquo_gt UJ ta 10

T 1 1 1 r~- r

Racharga ahoft

T_

16 24 32 40 48 TIME - DAYS

56 _1_ 64

MlxtnaUL du Document 6607790)

La freacutequence des deacutecolmatages est extrecircmement variable suivant les installations

Les proceacutedeacutes de deacutecolmatage les plus employeacutes sont le pistomage et le repompage dans ce dernier cas la pompe de nettoyage est geacuteneacuteralement laisseacutee agrave demeure dans louvrage (6600637) En effet le deacutemontage de la pompe est coucircteux et deacutelicat Toutefois il faut noter que la preacutesence de la pompe induit une reacutesisshytance hydraulique dans le circuit qui peut reacuteduire dun tiers la capaciteacute deacutecoushylement (G 51341)

La figure 24 donne les deacutetails dun puits dinjection ougrave le systegraveme de nettoyage est inteacutegreacute agrave lensemble de linstallation

- 76 -

FIGURE 24

SCHEMATIC OF INJECTION - WELL COMPLEX

EXTERIOR VIEW OF INJECTION-WELL COMPLEX (from Cohen and Durfor 1956 P D254)

18-ln-diamstelt ffbergtajs injection casing

Dopth below land surface In fost

36-in-diametraquor dritl hotraquo

3-ln-diamater liberglass treacutemie pipe

1 9 2

4-in-diumlamete annuiumlar-space observation wall casing

5-in-X62-f t- _ long scainlesJ Steel annular-space observa-tion-wall scroen

TO-ft-long statn less-steel sand traps

4-In-diamraquoter fibargtass injection pipraquo

1-in-diamraquoter fiberglass pressure-measuring pipraquo

3-in-diemeter fibargtass tromio pipraquo

Cernant grout

2-ft-thick layer of fine sand

16-iumln-X62-fr-long staintess-steel injection screen

Filtsr pack

Ceacutement grout

PLAN VIEW OF INJECTION-WELL COMPLEX

3-in-diameter treacutemie pipe 6-in-diameter opening

18-in-aiameter casing

6-in-diameter pump column

Q 4-in-diameter annular-space

well 4-in-diameter

instrurnent-

192 - f t - deep -^ ) Q-3-in-diameter injection pipe treacutemie pipe

WELL-HEAD FFATURES LOOKING NORTHEAST

50-hp redevelopment-pump motor

Support grate

6-in-diameter pump column-

Main casing access hole

4-iumln-diameter annular-space well

3-jn-diameter -treacutemie pipe

18-in-diameter 53 fiberglass casing^ 5

floor

A-in-diameter instrument-access pipe

Redevelopment lioe

diameter treacutemie pipe

4-in-diameter shaljow-

lnjectiocirc~npipe

4-in-diameter deep-injection pipe

(ExtsiaLt du Document Ccedil 1787b)

- 77 -

Le reacutesultat du deacutecolmatage des puits est en geacuteneacuteral une reacutecupeacuteration quasi-complegravete de la capaciteacute dinjection initiale Mais on peut dire dune maniegravere geacuteneacuterale que les ouvrages dinjection sont dune gestion deacutelicate et que leur dureacutee de vie est impreacutevisible mais de toute faccedilon infeacuterieure agrave celle des disposhysitifs dinfiltration

- 79 -

LISTE BIBLIOGRAPHIQUE

F 2752 TODD DK Groundwater hydrology J Wiley and Sons Ed 1980 546 pages

F 2028 BIZE J BOURGUET L LEMOINE J Lalimentation artificielle des nappes souterraines Ed Masson amp Cie 1972 199 pages

F 3469

F 3918

G 1681519

G 17874

G 51341

A bull bull bull

Health aspects of wastewater recharge Water Information Center New York 1978 240 pages

BEAR J Hydraulics of groundwater McGraw-Hill Book Company 1979 567 pages

SMITH DG LINSTEDT KD BENNETT ER Treatment of secondary effluent by infiltration-percolation EPA-6002-79-174 Aoucirct 1979 103 pages

KOCK E GIAIMO AA SULANN DJ Design and opeacuteration of the artificial-recharge plant at Bay Park New York US Geologicagravel Survey Washington sd

A bull bull bull

Emmagasinement souterrain des eaux et recharge artificielle Ressources NaturellesSeacuterie Eau ONU ndeg 2 1977 307 pages

G 5191 BROWN RF SIGNOR DC WOOD WW Artificial groundwater recharge as a water management technique on the southern high plains of Texas and New Mexico Texas Deacutepart of Water Resources 1978 32 pages

G 5920

G 6230

Lassainissement des reacutegions deacutepourvues de reacuteseau hydrographique et la protection des nappes - tome 1 Agence Fin de Bassin Seine-Normandie Dec 1978 107 pages

Possibiliteacutes deacutepandage des eaux useacutees urbaines Rapport Agence RMC 1979 371 pages

G 7220 BIZE J Recharge artificielle des nappes PNUD Compte-rendu de mission Sept-Oct 1981 45 pages

bull bullbullbullbull

- 80 -

6600517 M0RAVC0VA V Clogging of open air artificial recharge reacuteservoirs by heavy overgrowth of algae Wat Treat and Exam 1971 p 245-252

6600637

6607439

6608781

B0URGUET L Inventaire international des ameacutenagements dalimentation artificielle - deacutepouillement et synthegravese des reacuteponses Hydrologie ndeg 3 1971 80 pages

REEDER H0 Injection-pipe System for artificial recharge Jour Research US Geol Survey vol 3 ndeg 4 1975 p 501-503

TRUEB E BIZE J HZBERER K Kunstliche Grundwasseranreicherung Gas Wasser Abwasser 1975 vol 55 ndeg 12 p 805-815

6610709 ZOETEMAN BCJ HRUBEC J BRINKMANN FJJ The Veluwe artificial recharge plan water quality aspects JIWES 30 ndeg 3 1976 p 123-137

6617223

6619065

6626930

6628281

PIERRE J-F Etude de la veacutegeacutetation algale dune installation dalimentation artificielle dune nappe alluviale de la Moselle Tech Eau et Assainis ndeg 380-381 Aoucirct-Sept 1978 p 47-52

BARONI D La protection des eaux souterraines par la reacutealimentation artificielle - Cas de la nappe franco-suisse de lArve TSM Eau 74 ndeg 3 Mars 1979 p 123-130

TZIMOPOYLOS C TOLIKAS P Technical and theoretical aspects in artificial groundwater recharge ICID Bull 29 ndeg 2 1980 p 40-44

OLSON JV CRITES RW LEVINE PE Groundwater quality at rapid infiltration site J Environ Eng Div 106 1980 EE5 p 885-899

- CHAPITRE IV -

DONNEES ECONOMIQUES DUNE OPERATION DALIMENTATION

ARTIFICIELLE DE NAPPE SOUTERRAINE

- 83 -

La faisabiliteacute technique (existence de conditions geacuteologiques et hydrogeacuteologiques favorables) dune opeacuteration dalimentation artificielle ayant eacuteteacute prouveacutee il convient alors den veacuterifier lopportuniteacute eacuteconomique Pour cela une analyse minutieuse de tous les facteurs entrant dans la composition dune part du revenu et dautre part du coucirct doit ecirctre faite La comparaison de ces deux derniers points permet de deacuteterminer le beacuteneacutefice que peut apporter une telle opeacuteration

La suite du travail consistera alors agrave comparer le prix de revient de lopeacuteration de recharge avec le prix de revient dautres meacutethodes reacutepondant au mecircme objectif (agrave condition bien sucircr que ces autres meacutethodes soient techniquement reacutealisables) Par exemple

- choix entre une opeacuteration de recharge par bassin dinfiltration ou bien par puits dinjection

- choix entre une opeacuteration de recharge par bassin dinfiltration et une uniteacute de traitement des eaux

- choix entre une opeacuteration de recharge par puits dinjection et la construction dune adduction deau

- choix entre un stockage en surface et un stockage souterrain

Nous donnerons un deacuteveloppement de ces diffeacuterentes comparaisons dans le parashygraphe III de cette partie

- REVENUS APPORTEacuteS PAR UNE OPEacuteRATION DE RECHARGE

Ces revenus peuvent ecirc t re d i rec ts ou ind i r ec t s

1 ) RevemiA dLuiecJ^i

Les revenus directs sont le reacutesultat de la vente des eaux de recharge apregraves passage dans le sol et pompage Cette vente se fait suivant la tarification en vigueur des eaux Il faut noter que le prix de leau varie suivant lendroit et dans le temps et que par conseacutequent lestimation des revenus directs dune opeacuteration de recharge suppose la connaissance agrave long terme de la politique de tarification de leau

2) Revenue indiAecJ^i

Les revenus indirects sont le reacutesultat de limpact dune opeacuteration de recharge sur la vie eacuteconomique dune reacutegion ou dun Etat Par exemple

- si lobjectif de lopeacuteration de recharge est la suppression dune surexploitation de la nappe le revenu apporteacute par une telle opeacuteration reacutesultera de la diminution des coucircts de pompage mais aussi de leacuteconomie de travaux dapprofondissement des puits

- si lobjectif de lopeacuteration de recharge est le stockage deau pour une utilishysation posteacuterieure le revenu apporteacute viendra de laccroissement du revenu agrishycole ainsi que de lexpansion humaine et industrielle de la reacutegion concerneacutee

bullbullbullbullraquobull

- 84 -

Compte tenu de la multipliciteacute et de la complexiteacute des paramegravetres entrant dans la composition du revenu indirect apporteacute par une opeacuteration de recharge lestishymation de ce revenu est assez difficile

B - COUcircTS DUNE OPEacuteRATION DALIMENTATION ARTIFICIELLE DE NAPPE

La reacutepartition des coucircts se fait en trois eacutetapes

- coucircts des eacutetudes - coucircts de construction - coucircts de fonctionnement et dentretien

11 COLUA desi ltipoundudampsj

Les eacutetudes comprennent (G 51341)

les travaux de recherche des caracteacuteristiques geacuteologiques et hydrogeacuteologiques des terrains les reacutesultats de ces travaux permettent de conclure agrave la faisabishyliteacute technique ou non dune telle opeacuteration Cette eacutetape conditionne bien sucircr la suite des opeacuterations

le traceacute de cartes

les travaux de conception de linstallation de recharge

la recherche et lachat des terrains

les proceacutedures juridigues si lon doit recourir agrave lexpropriation

2) Travaux de cori4tnucJJoa

Le deacutetail des diffeacuterents points intervenant dans le coucirct dun bassin dinfiltrashytion et dun puits dinjection est donneacute par la figure 1

La figure 2 repreacutesente sur un diagramme le coucirct de certains eacuteleacutements de ces deux dispositifs de recharge artificielle Lanneacutee de reacutefeacuterence est 1975

Chaque installation de recharge est reacutepeacutetons-le un cas particulier Aussi ce sont les conditions locales qui dicteront leacutequipement neacutecessaire si par exemshyple tous les eacutecoulements agrave linteacuterieur de linstallation peuvent se faire par graviteacute le nombre total de pompes neacutecessaires sera reacuteduit ce qui aura pour effet de diminuer le coucirct global de leacutequipement de linstallation (G 5191)

bullbullbullbullbullbull

- 85 -

FIGURE 1

TRAVAUX DE CONSTRUCTION

1 Installations deacutepandage

a) Terrains ou bassins

- leveacutees ou digues - canaux dameneacutee - canaux deacutevacuation

b) Appareils enregistreurs

c) Installations de deacuterivation

d) Dispositifs de controcircle

e) Voies daccegraves

f) Clocirctures

g) Abris

h) Mateacuteriel de traitement de leau

2 Installations dinjection

a) Construction du puits dinjection

- colonne de tubage - compactage du gravier ou de la gravette-filtre

- injections pour eacutetancheacuteiteacute - packers - meacutethode de forage (rotation avec circulation de boue inverseacutee rotation normale battage au cacircble autres meacutethodes)

- perforations

b) Puits dobservation

- tubage - massif de gravette-filtre - injection pour eacutetancheacuteiteacute - meacutethode de forage (rotation avec circulation de boue inverseacutee rotation normale battage au cacircble autres meacutethodes)

- travaux dachegravevement (perforation dispositifs pour leacutetude du puits par la meacutethode du carottage geacuteophysique)

- installations de controcircle des expeacuteriences

- 86 -

c) Puits dextraction mdash mecircmes opeacuterations que pour les puits expeacuterimentaux avec en plus

- mateacuteriel de pompage - eacutenergie (eacutelectriciteacute moteurs agrave combustion interne)

d) Installations de controcircle de lexploitation

- poste de reacutegulation de la pression - compteurs - vannes (de fermeture controcircle soupape de seacutecuriteacute de purge soupape agrave vide)

e) Installations de traitement de leau

- javellisation - acidification - autres proceacutedeacutes

f) Conduites

- mateacuteriaux (buses en beacuteton acier recouvert et doubleacute de beacuteton amiante-ciment matiegraveres plastiques)

g) Bacirctiments

h) Appareillage de controcircle

- enregistreurs - sondeurs - eacutechantillonneurs (pompe submersible eacutechantillonneur aleacuteatoire pompe eacuteleacutevatoire agrave air conductiviteacute eacutelectrique)

(CxampiaU du Document Ccedil 513^1 )

- 87 -

FIGURE 2

DIAGRAM SHOWING COST FACTORS OF AN ARTIFICIAL-RECHARGE INSTALLATION

Playa lake

Screen wire enclosure styrofoam floating inlef

Flexible suction hose 50 et S 8 0 0 per foot

Chemical feed pump and tank capacity 03-2 galhr S 210 Chemical flocculant S 3 - S 3 0 acre-foot

reg

Q Pump-capacity 500 galmin at 80 head

Aluminum irrigation picircpe 6 at S 105 per foot 100 feet

Excavation of settling basiumln 10x 10x 100

Screen wire baffles I 14 pipe frames

Pump-capacity 500 galmin at 80 head __

Aluminum irrigation pipe g 6 o t S 105 per foot 100 feet

Excavotion of spreading basin

Flexible suction hose 20 at S 8 00 per foot

Injection well 200 depth =deg I0diamefer 150 wire

wrapped screen 50casicircng 30 yds gravel pack

Spreading basin

S 150 2 0

4 0 0

1800

105

80O

20O

160 1800

105 S540O

StOOO

Not to scate

lpoundxtnaAgraveJL du Document Ccedil 5191 ) - Anneacutee de sieacutepoundeacutesience 1975 -

- 88 -

3) Fonctionnement et entnetien

La figure 3 donne la liste des diffeacuterents eacuteleacutements constituant le coucirct du foncshytionnement et dentretien pour des bassins dinfiltration ou des puits dinjecshytion

U) Coucirct gj-obat

La reacuteunion des coucircts preacuteceacutedents deacutetermine le coucirct global dune opeacuteration de recharge Ce coucirct calculeacute sur une anneacutee de fonctionnement et rapporteacute au volume deau annuel ainsi utiliseacute donne le prix de revient du m3 deau de recharge

Lexamen de plusieurs installations montre que ce prix de revient est variable neacuteanmoins en utilisant les reacutesultats dune enquecircte faite il y a quelques anneacutees on peut deacutefinir les valeurs moyennes pour les diffeacuterents facteurs eacuteconomiques dune recharge artificielle Ainsi le tableau 1 donne la valeur moyenne des investissements neacutecessaires pour diffeacuterents dispositifs de recharge

TABLEAU 1

INVESTISSEMENT EN FRANCS PAR M3AN INFILTRE

Prctrait

Moyennes

Bassins et canaux

avec

0362

sans

0139

Puits ou forages

avec

0125

sans

0052

(Extrait du Document 6600637) - Anneacutee de AeacutefLeacutenence 1971 -

Lexamen du tableau 1 suggegravere les remarques suivantes

- le coucirct moyen des investissements par m3 et par an semble 2 agrave 3 fois plus eacuteleveacute pour les canaux et bassins que pour les puits et les forages dinjection Cette importante diffeacuterence dans les investissements sexplique en grande partie par la neacutecessiteacute dans le cas dun bassin ou dun canal dacheter une importante superficie de terrain Ainsi en zones urbaines lacquisition des terrains peut repreacutesenter jusquagrave 50 des investissements

mdash le coucirct dinvestissement du preacutetraitement constitue une part importante du coucirct total dinvestissement Le tableau 2 montre lincidence dun preacutetraitement sur le prix de revient moyen dun m3 deau (reacutesultats pour les dispositifs dinfilshytration seulement)

laquobullbullbullbullbull

- 89 -

FIGURE 3

FONCTIONNEMENT ET ENTRETIEN

1 Installations deacutepandage_

a) Nivellement eacutegalisation des surfaces

b) Protection contre les orages

c) Reacuteparation et remplacement des structures

d) Entretien du mateacuteriel

e) Combustible pour le mateacuteriel

f) Location du mateacuteriel

g) Ponccedilage et ramassage de la boue

h) Protection contre les insectes

i) Lutte contre la veacutegeacutetation parasite

j) Ameacutelioration de lapparence estheacutetique des installations (notamment plantation de rideaux darbres et systegraveme darrosage)

k) Protection contre les rongeurs

1) Patrouilles de surveillance

m) Traitement de leau (floculants)

n) Entretien des pentes

o) Actes de vandalisme

2 Installations dinjection

a) Appareillage dobservation et de controcircle

b) Appareillage pour la mesure du niveau deau

c) Echantillonnage de leau

d) Remise en eacutetat des puits et enlegravevement des deacutechets

e) Traitement de leau

- javellisation - acidification - autres proceacutedeacutes

f) Entretien du mateacuteriel

g) Reacuteparation des structures

- 90 -

h) Combustibles

i) Location de mateacuteriel

j) Patrouilles de surveillance

k) Analyses de leau

1) Acte de vandalisme

3 Bureaux

a) Controcircle et surveillance

b) Administration

c) Paiement des salaires et reacutemuneacuteration

d) Frais geacuteneacuteraux (bureaux et services locaux)

- location et services publics - teacuteleacutephone - fournitures

- entretien de leacutequipement de bureau

e) Salaires et traitements

f) Responsabiliteacute civile (assurances)

g) Impocircts et taxes

h) Inteacuterecircts

(poundxampiaLt du Document Ccedil 513^1 )

- SI -

TABLEAU 2

INCIDENCE DU PRETRAITEMENT SUR LE PRIX DU M3 DEAU

Moyennes

Prix du m3

en F F

0249

Incidence du

preacutetraitement

27

Prix du preacutetraitement par m5 (FF)

00787

(6xtnaLt du Document 6600637 ) - Anneacutee de ieacuteLeacutenence 1971 -

Le coucirct du preacutetraitement eacutetait donc en 1971 en moyenne de 8 centimes par m3

Nous avons vu que le preacutetraitement des eaux dinfiltration retarde lapparition dun colmatage inadmissible et donc reacuteduit lentretien du dispositif concerneacute Un calcul rapide montre cependant que leacuteconomie ainsi reacutealiseacutee est loin de venir compenser les deacutepenses dues au preacutetraitement de leau On cherchera donc dans le cas dun dispositif dinfiltration agrave reacuteduire au maximum le preacutetraitement des eaux de recharge

La figure 4 donne les reacutesultatsde correacutelations statistiques eacutetablies entre linshyvestissement neacutecessaire agrave la reacutealisation dune opeacuteration dalimentation artifishycielle de nappe et le volume annuel introduit par ce moyen dans laquifegravere

FIGURE 4

INVESTISSEMENT ET VOLUME

ANNUEL INTRODUIT DANS LAQUIFERE

-Don I raquo eacuteqootionraquo claquo tfroicircfraquoraquo draquo recircccediltbullgt

2 bullbullraquo bulltpfinegrave bullraquo | 0 Fiones

V bullbullraquo apgtrtmraquo raquon tOS ttram

mdashLlaquoraquo coMcirraquotraquo poundbull corttal ioraquo obtraquoraquoraquo

t E C E N D E

H+f+ nraquowl

p a raquo t t i laquoalelaquof

bull bull bull laquo

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raquobullbullraquo

A a o

o o

lSxtnait du Document h 2028) - Anneacutee de leacutefLeacutenence 1971 -

A Forage P 3 raquolaquo Cooi o DruI

IOraquo i o lO

Vol me AIMCCcedilI tulro-Stucirct 4raquouraquo IV^utfire Inraquo)

- 92 -

Sur la figure preacuteceacutedente on peut remarquer quune installation de recharge a un coucirct dinvestissement qui en moyenne croicirct plus vite que le volume annuel introduit Pour une installation sans preacutetraitement cest linverse

- ETUDE DE LOPPORTUNITEacute EacuteCONOMIQUE DUNE OPEacuteRATION DE RECHARGE

ARTIFICIELLE - COMPARAISON AVEC DAUTRES MEacuteTHODES DE MISE EN VALEUR

DES RESSOURCES EN EAU

Lalimentation artificielle de nappe est une opeacuteration rentable pour autant quelle soit moins coucircteuse que les autres meacutethodes de mise en valeur des ressou-ces en eau (G 51341) Il convient donc avant de choisir une meacutethode deacutetablir une comparaison de coucirct avec les autres meacutethodes (agrave condition bien sucircr que celles-ci soient techniquement reacutealisables)

Nous donnons ci-dessous quelques cas de comparaisons qui peuvent se preacutesenter

) CompcuiaLion enjQie un basi^in dinfJJjjtnaAlon et un puiAsi din^ecAion

Nous avons vu que agrave deacutebit annuel fixeacute le coucirct dinvestissement moyen dans le cas dun bassin dinfiltration est 2 agrave 3 fois plus eacuteleveacute que dans le cas dun puits dinjection Cependant le prix de revient dun m3 deau infiltreacute dans un bassin est en geacuteneacuteral un tant soit peu moins eacuteleveacute quun m3 deau injecteacute dans un puits Ceci sexplique par trois faits (6622466)

les coucircts de traitement sont reacuteduits dans le cas dune installation de recharge fonctionnant avec des bassins

lentretien des bassins est beaucoup plus aiseacute que celui des puits dinjection les frais dentretien des bassins sont donc moindres

la dureacutee de vie des ouvrages dinjection est en geacuteneacuteral beaucoup plus courte que celle des bassins Par conseacutequent lamortissement des premiers doit se faire plus rapidement que celui des seconds

Pour ecirctre compeacutetitifs vis-agrave-vis des bassins dinfiltration les puits dinjection doivent donc ecirctre conccedilus et geacutereacutes de maniegravere rigoureuse Cest pourquoi dans bien des cas on a preacutefeacutereacute malgreacute leur prix les bassins aux puits dinjection

2) CompcuiaLion entie une insitaUAation de Aechange anAAficJ-eAAcirce et une uniteacute de tnaAjtement damp4 eaux

Placcedilons nous dans le cas ougrave linstallation de recharge est un bassin Nous avons vu que par passage dans le sol leau dun bassin peut ecirctre grandement purifieacutee Ce traitement par le sol vient donc concurrencer techniquement le traitement en station

Examinons alors les eacuteleacutements de comparaison suivants (5600836)

a) implantation lespace neacutecessaire pour la construction dune uniteacute de traitement est infeacuterieur agrave celui neacutecessaire pour une recharge par bassin

b) besoin en eau dans le cas dune recharge les pertes en eau peuvent seacutelever a 40 du volume introduit

- 93 -

c) estheacutetique dans un cas comme dans lautre les installations paraicirctront inesshytheacutetiques

d) seacutecuriteacute de lexploitation dans le cas dune recharge par bassin on doit sattendre agrave des variations des deacutebits dinfiltration (colmatage fluctuations saisonniegraveres agissant sur la viscositeacute de leau) Mais la simpliciteacute des instalshylations avec bassins fait quelles sont moins exposeacutees aux pannes Pour ecirctre fiables les uniteacutes de traitement exigent pour leur part une gestion et un entretien rigoureux mis en oeuvre par un personnel qualifieacute

e) Possibiliteacute de surcharge les uniteacutes de traitement peuvent supporter jusquagrave 25 de surcharge Par contre la possibiliteacute de surcharge pour les bassins est faible En effet les bassins ont des dimensions fixeacutees et par conseacutequent ils ne peuvent recevoir plus deau quils peuvent en contenir

f) possibiliteacute dagrandissement les uniteacutes de traitement peuvent ecirctre facilement agrandies ce qui nest pas le cas pour les bassins

g) constitution de leau eacutepureacutee leau reprise apregraves infiltration dans le sol est agrave condition de respecter certaines conditions (cf 2egraveme partie de cette eacutetude) toujours claire et saine Leau traiteacutee pose souvent des problegravemes dodeur de saveur et de tempeacuterature

La comparaison eacuteconomique entre une installation de recharge par bassins et une uniteacute de traitement des eaux a souvent montreacute lagrave ougrave les conditions geacuteologiques et hydrogeacuteologiques sont favorables et le prix des terrains pas trop eacuteleveacute la rentabiliteacute de cette premiegravere meacutethode de traitement et de reacutegeacuteneacuteration des eaux

3) CompgiltxLion entte une i-nAtaAAaALon de iechaAge antAfcAcieMle et une adducJLJon deau (66025W7 ^

Placcedilons nous dans le cas ougrave linstallation de recharge est un puits dinjection

Pour ces deux installations on peut en premiegravere analyse confondre les frais de production et de pompage Si par ailleurs on neacuteglige les autres frais dexploishytation tels que lentretien la comparaison eacuteconomique entre les deux installashytions est alors rameneacutee agrave la comparaison des coucircts dinvestissement

pour les puits dinjection les coucircts dinvestissement sont composeacutes principaleshyment du coucirct du forage et du coucirct de la station de pompage

pour ladduction les coucircts dinvestissement sont reacuteduits aux coucircts de la canashylisation et des ouvrages annexes

La figure 5 donne un exemple chiffreacute dune telle comparaison pour lalimentation dune agglomeacuteration situeacutee au-dessus de la nappe souterraine de lAlbien (Reacutegion Parisienne)

Le coucirct dinvestissement pour une adduction deau eacutetant fonction de la longueur de la canalisation il apparaicirct donc quil existe une distance optimum au-delagrave de laquelle une installation de recharge est moins oneacutereuse quune adduction deau

bull bullbullbullbullraquo

- 94 -

FIGURE 5

ALIMENTATION A PARTIR DE LA NAPPE DE LALBIEN COMPARAISON AVEC UNE

SOLUTION DE TRANSPORT DEAUX DE SURFACE

exemple Lapprovisionnement en eau potable dune aggloshymeacuterat ion de 25 000 habitants dont les besoins atteishygnent laquon peacuteriode de pointe 7 000 m3jraquo peut ecirctre assureacute

soit p a r u n e adduct ion directe en premiegravere ecirclegrave-vation d eaux de surface depuis la plus proche usine de trai tement

soit par -des preacutelegravevements dans TAlbicircen effectueacutes sur place et compenseacutes pa r linjection simultaneacutee bullau niveau de la mecircme usine de Yolumes eacutequishyvalents

En premiegravere approximation l a comparaison entre ces deux solutions peut ecirctre rameneacutee agrave la comparaishyson des investissements correspondants

mdash lthuucircgt le ynetuief cas agrave une conduite de 350 mm de diamegravetre (1) soit environ 035 MFkm

(1) Coucirct moyen approximatifraquo au megravetre lineacuteaire en TOAC scmiuml-urbanicircseacutee y comprisregards ouvrages et toutes sujeacutetions r 350 F

dans le second cas agrave la reacutealisation d un doublet de forages agrave lAlbien

Forage dinjection 09011F Forage de preacutelegravevements 090Icirc1F Geacutenie Civil station de pompage et de tfeacuteferrisaticircon _ 035MF Equipements de pompage 015MF Equipements de deacutefcrrisatioR 015 MF

soit environ 2-15 MF

Comparaison des dsua solutions

Compte tenu des hypothegraveses adopteacutees la solution du doublet de forages agrave lAlbien parait la plus avanshytageuse si la longueur de ladduction directe excegravede 7 km (215035)

(Existait du Document 6602587) - Anneacutee de leacute^eacuteience 197b -

Le c a l c u l p reacuteceacuteden t e s t une s i m p l i f i c a t i o n du c a l c u l r eacute e l q u i en f a i t e s t p lu s complexe En dehors de t o u t e c o n s i d eacute r a t i o n eacuteconomique une opeacute ra t ion de recharge a r t i f i c i e l l e peut s imposer l agrave ougrave l e s r e s s o u r c e s n a t u r e l l e s d a l i m e n t a t i o n en eau s a v egrave r e n t i n s u f f i s a n t e s pour s a t i s f a i r e l e s b e s o i n s Exemple dans l e s icirc l e s ougrave l e s r e s s o u r c e s n a t u r e l l e s son t f a i b l e s e t ougrave l e p r i x du dessalement de l e a u de mer e s t souvent p r o h i b i t i f

- 95 -

U) Compcuiabbion ervUie le ^tocAage de siUAjlace et te 4tockage 4oideAAaln

Lfraquo figure 6 donne les reacutesultats dune correacutelation statistique entre le montant des investissements et le nombre de m3 deau stockeacutes par an pour un reacuteservoir de surface et un reacuteservoir souterrain

FIGURE 6

COMPARAISON DES COUTS DES STOCKAGES SUPERFICIEL ET SOUTERRAIN

1310raquo

I I

T3103

13107

TTykAT-STt 44-

rlt^r~^Trrttr

MaouM

IW3raquo 1V10raquo IVW

(ExtAaLt du Document f- 2028) - Anneacutee de ieacuteeacuteAence 1971 -

A partir de la figure preacuteceacutedente on peut donc deacuteduire que pour des volumes infeacuterieurs agrave environ 30 millions de m3 par an le stockage souterrain est plus inteacuteressant financiegraverement que le stockage de surface

bull bullbullbullbullbull

- S6 -

Par ailleurs le stockage souterrain preacutesente les avantages suivants

- disponibiliteacute de reacuteserve en cas de catastrophe stoppant les possibiliteacutes dimporshytation deau

- eacutelimination des pertes par eacutevapotranspiration

- pas de problegraveme dalgues et moins de risques de contamination

- reacuteduction des risques daffaissements dus agrave une baisse du niveau de la nappe

- possibiliteacute de traiter et de purifier leau par passage dans le sol

- 97

LISTE BIBLIOGRAPHIQUE

F 2028

G 1681506

BIZE J BOURGUET L LEMOINE J Lalimentation artificielle des nappes souterraines Ed Masson amp Cie 1972 199 pages

REED SC CRUES RW THOMAS RE HAIS AB Cost of land treatment Systems EPA-4309-75-003 Septembre 1979 135 pages

G 51341

G 5191

Emmagasinement souterrain des eaux et recharge artificielle Ressources NaturellesSeacuterie Eau ONU ndeg 2 1977 307 pages

BROWN RF SIGNOR DC WOOD WW Artificial groundwater recharge as a water management technique on the southern high plains of Texas and New Mexico Texas Dept of Water Resources 1978 32 pages

G 6230

5600836

6600449

6600637

6601974

6602587

Possibiliteacutes deacutepandage des eaux useacutees urbaines Rapport Agence RMC 1979 371 pages

GANDENBERGER W Principes de lalimentation artificielle des nappes souterraines Bull BRGM III Janvier 1968 p37-50

SAINT-PE MA Alimentation artificielle des nappes Bull of the Int Assoc of Scientific Hydrology XVI 2 Juin 1971 p 7-25

BOURGUET L Inventaire international des ameacutenagements dalimentation artificielle - deacutepouillement et synthegravese des reacuteponses Hydrologie ndeg 3 1971 80 pages

WESNER GM CULP RL Wastewater reacuteclamation and seawater desalination JWPCF vol 14 ndeg 10 Octobre 1972 p 1932-1939

GIRARD0T PL KESTER M Lesquichage de la nappe albienne en reacutegion parisienne TSM LEau Avril 1974 p 141-152

6610203 WILLIS R Optimal groundwater quality management well injection of waste waters Water Res Res Feacutevrier 1976 vol 12 p 47-53

bull bullbullbullbullbull

- 98 -

6613978

6614931

Divers auteurs Les problegravemes de leau Geacutenie Rural ndeg speacutecial Nov-Deacutec 1977 ndeg 11-12 158 pages

BUROSOK Wastewater reacuteclamation in St Croix JWPCF 1977 49 ndeg 3 p 429-435

6616816 BIANCHI WC NIGHTINGALE HI McCORMIGK RL A case history to evaluate the performance of water-spreading projects JAWWAMars 1978 p 176-180

6621087

6622466

ARGO DG The cost of water reacuteclamation by advanced wastewater treatment 51st Ann Conf WPCF Anaheim 1978 13 pages

EDWORTHY KJ Artificial groundwater recharge and its relevance in Britain JIWES 1979 33 ndeg 2 p 151-172

- CHAPITRE V -

LES INSTALLATIONS DE RECHARGE ARTIFICIELLE DE

NAPPE DANS LE MONDE

- 101 -

Les reacuteserves deaux souterraines constituent une immense ressource En effet on estime agrave 4 millions de km3 la quantiteacute des eaux souterraines situeacutees entre la surface du sol et la profondeur de 800 m agrave titre de comparaison le volume total des lacs deau douce est denviron 120000 km3

Cette ressource en eau souterraine est par ailleurs omnipreacutesente et peut donc ecirctre mis agrave part dans quelques reacutegions du globe exploiteacutee

Dans de larges reacutegions du monde les preacutecipitations sont insuffisantes pour pouvoir couvrir les besoins en eau A titre dexemple la figure 1 donne la carte des reacutegions du globe ougrave les preacutecipitations sont insuffisants vis-agrave-vis des besoins agricoles

FIGURE 1

Waiet-dejiciency (-) and valet-surplus (+) zones in ihe vorld A water deficiency exisls if preacutecipitation supplies less ztiater than would be nrrdedjor vellutatered vrgelalian In the reverse circumslcnccs ihere is a wzter surplus

((L-xtnaJut du Document Z 49 )

En comparant la figure 1 avec la figure 2 on peut se rendre compte que les zones ougrave on constate un manque en eau agricole sont naturellement les reacutegions arides ou semi-arides mais aussi certaines reacutegions tempeacutereacutees

bull bullbullbullbullbull

FIGURE 2

o ru

(euroxpoundnalpound du WoJild Atia by Bantholomew)

- 103 -

Pour situer le rocircle de la recharge artificielle dans la gestion globale des resshysources en eau nous allons eacutetudier deux cas

- cas des zones arides et semi-arides - cas des zones tempeacutereacutees

1 ) CaS desi gonampA avide^ et somL-cuiidesi

Dans ces reacutegions lexploitation des eaux souterraines est souvent la seule solushytion dapprovisionnement en eau Aussi la recharge artificielle vise dans ces reacutegions agrave augmenter la recharge naturelle lors des rares preacutecipitations afin de limiter les pertes par eacutecoulement de surface ainsi que par eacutevapotranspiration Il est possible de faire ainsi un stockage deau dans le sol

Il faut tenir compte du fait que la majoriteacute des pays situeacutes dans les zones arides du globe sont le plus souvent des pays en voie de deacuteveloppement donc dans lesquels on doit utiliser une technologie adapteacutee aux moyens locaux

Prenons lexemple de lAfrique et plus particuliegraverement les pays du Sahel

La figure 3 situe les zones arides et semi-arides dAfrique

Les pays du Sahel sont situeacutes au nord des deacuteserts du Sahara et du Fezzan dans des zones extrecircmement arides Parmi ces pays seules lAlgeacuterie et la Libye disposhysant de revenus peacutetroliers ont un niveau deacuteducation et deacuteconomie suffisant pour pouvoir mettre en oeuvre des techniques sophistiqueacutees de mise en valeur des resshysources en eau et ainsi assurer leur expansion humaine et eacuteconomique

2) CQA desi pay-si tompeacuteAeacuteA_

Laugmentation croissante des besoins en eau combineacutee avec la deacuteteacuterioration de la qualiteacute des eaux de surface ont entraicircneacute le deacuteveloppement de lexploitation des eaux souterraines

La recharge artificielle permet dans les reacutegions tempeacutereacutees

- dune part le soutien et la restauration de nappes surexploiteacutees

- dautre part lameacutelioration de la qualiteacute des eaux de surface par passage dans le sol

Ces deux points visent donc agrave ameacuteliorer en quantiteacute et en qualiteacute les eaux consommeacutees

Afin de preacutesenter les diffeacuterentes reacutealisations dans le monde nous allons les classer en fonction de lobjectif principal viseacute par ces installations

Principalement on distingue 4 objectifs

I - Stockage deau en peacuteriode humide pour utilisation en peacuteriode segraveche I - Soutien et restauration dune nappe surexploiteacutee I -Constitution dune barriegravere hydraulique contre lintrusion deaux saleacutees (ce

point est souvent une conseacutequence du point preacuteceacutedent) V - Ameacutelioration de la qualiteacute de leau par filtration dans le sol

- 104 -

FIGURE 3

TERRES ARIDES DAFRIQUE

E

A

S

rii bull i ri

i i

_

A n d raquo

Trontliraquo im plaquoV

1000 KIUX5

WOJtoeh

lpoundicOixLUt du Document I 1021)

bull bull bull bull bull

- 105 -

- INSTALLATIONS DE RECHARGE ARTIFICIELLE AYANT POUR OBJECTIF

LE STOCKAGE DEAU

1 ) Liacircte de^i in^taM-atlorvi

(1

(2

(3

(4

(5

(6

(7

(8

(9

(10

(U

(12

(13

Valleacutee du Danube Roumanie - Bulgarie

Valleacutee de la LeeGrande-Bretagne

Camp Peary USA

Valleacutee de la Prut Ukraine

Wroclaw Pologne

Comteacute de Los Angeles USA

Massif de Zaghouan Tunisie

Plaine cocirctiegravere dIsraeumll

Source de Yarkon Israeumll

Dan Project Israeumll

URSS

Valleacutee de lOued Biskra Algeacuterie

Plaine de Karakoum Turkmeacuten

Ahmedabad Inde

istan URSS

(G 51341)

(F 2028)

(F 2028)

(G 51341)

(6609067)

(G 51341)

(G 51341)

(G 51341 F 2028)

(G 51341)

(G 6230 G 6212)

(G 51341)

(G 51341)

(Z 13312c)

2) Le tablexiu 1 donne la reacutepartition suivant le climat et le niveau de deacuteveloppeshyment des pays concerneacutesdes installations preacuteceacutedentes

TABLEAU 1

- _ -NIVEAU DE

C L l r^-C^EVELOPPEM

TEMPERE

CONTINENTAL

MEDITERRANEEN

SEMI-ARIDE

ARIDE

TROPICAL

INDUSTRIALISE

(1) (2) (3) tableau 2

(4) (5) tableau 3

(6) tableau 4

(12) tableau 5

EN VOIE DE DEVELOPPEMENT

(7) (8) (9) (10) tableau 6

(11) tableau 7

(13) tableau 8

- 106 -

3) Lampi tableaux 2 agrave 8 donnent pour chaque cas particulier de climat et de niveau de deacuteveloppement quelques caracteacuteristiques des installations correspondantes

- tableaux 2 agrave 5 reacutealisations en pays industrialiseacutes

- tableaux 6- agrave 8 reacutealisations en pays en voie de deacuteveloppement

TABLEAU 2 REALISATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT TEMPERE

PAYS

Roumanie -Bulgarie

GBretagne

USA

1 j LOCALISATION

I 1 j Valleacutee du Danube | (voir fig 4) 1 1 j Valleacutee de la Lee

1 1 J Camp Peary 1 1

EAU

R

R

bull

1 1 | GEOLOGIE |

| 1 | Valleacutee alluviale | j (sables et graviers)j 1 1 1 l j Craie j j(voir fig 5) j 1 1 1 1 (Lentille deau dans | jeau saleacutee j

1 1

VOL

2109

AQUI

m3

DISPOSITIFS

bassins

bull puits

puits

1 ICOLMA

I 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

1 | TRAIT

| Preacute

1 1 1 1 2 1 1 1 j Preacute 1 1

1 | PERFORMANCES r i i i i j12 millions de j m3an

1 1 | entre 45 et 20 j m3h

1 bull

1 1 1 PRIX |

1 1 i i i i i i i i icirc 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

Notations

R e eau de riviegravere Preacute= preacutetraitement des eaux 2 raquo traitement secondaire des eaux

FIGURE 4

- VALLEE DUDANUBE - ROUMANIE-BULGARIE

(HODHAHIB)

m - d CALAT

MAJUk

Belgrade SEVEXraquo bull laquo bull 8L

Bucarest deg

(BULGARIE)

(Extrait du Document Ccedil 5 i47 ) bull bull bull bull bull bull

- 107 -

FIGURE 5

VALLEE DE LA LEE - GE0L0GIE-PIEZ0METRIE AVANT ET APRES ALIMENTATION

ARTIFICIELLE DURANT LA PERIODE 1954-1955

1 mite gt 1

Terrains superficiels

Eii3 Argiles de Londres

KiZij VoohvJch e t Reading beds (5mper7traquosbFe

Pampi Sables thanegravetiens

P 3 Craie

mdashmdash Njyrau piucircrorpucirclricircque en octobre 1953

(svanL DIcircirrcntattoT OftificicirccIIe) -~mdash Niveau piumlocircromstriqus maximum apregraves rnjrciian

durant la peacuteriode lS5f-19S5

Sx-Oiaugravet du Document t 2028)

TABLEAU 3 REALISATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT CONTINENTAL

i PAYS

| URSS

| Pologne

| LOCALISATION

| I | Valleacutee de la | Prut

I | Wroclaw

i

EAU

R

R

I | GEOLOGIE

iPlaine alluviale |(voir fig 6)

ISeacutediments tertiaires

I I

VOL AQUI I | DISPOSITIFS

|bassins agrave

I I I |fosseacutes et (eacutetangs

i

I |C0LMA

sable| P I I 1 |PCB 1 1

1 1 | TRAIT

I

1 | Preacute

1 1 1 | Preacute

1 1 1

PERFORMANCES

12S0OO m3jour

PRIX

Notations

H = eau de riviegravere P ~ physique C raquo chimique B = biologique

Preacute = preacutetraitement des eaux

- 108 -

FIGURE 6

VALLEE DE LA PRUT

l l t 1 T

A r g i l e du miocegravene

i _ i J - i J i laquov t iuml j 100 200 300 400 500

P i s t a n e e (en megravetres) 6 0 0

lHxtrialt du Ucircocumervt Ccedil 513^1 )

TABLEAU 4 REALISATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT MEDITERRANEEN

PAYS

USA

1 | | LOCALISATION | EAU

GEOLOGIE 1 I (VOL A8UI | DISPOSITIFS

jComte de Los I Angeles |(voir fig 7) I I

(Bassins remplis de (seacutediments mal |consolideacutes i i

gt agrave 12 10s m3

|bassins et |terrains |deacutepandage I

j COLMA | TRAIT | PERFORMANCES j PRIX

I Preacute | 60 m3s jde re-|vient [de 4 agrave |242 pou H (icirceee n3 I

Notations

R = riviegravere P = physique

Preacute = preacutetraitement

- 109 -

pound O

- H -M

a a

O gtrt bullXi rH a -H o bullraquo-gt

K 3

bull S bull 0)

-=f G rH O

ta

ta 0)

raquoltD 4-raquo bull H KJ u +gt X

d o

n o bulla

a a

ta

o bulla 6raquor4 p O

bullbullgt laquo ta a fcgtd

irvviraquo bullH ni

- 110 -

TABLEAU 5 REALISATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT ARIDE

PAYS

U R S S

1 | LOCALISATION

1 1 |P la ines de jKarakourt

l

EAU

R

1 | GEOLOGIE

1 1 JAlluvions forma-j t i o n s de l ta iumlques

1

I |VOL

1 i 1

AQUI 1 | DISPOSITIFS

| Pui t s 1 1

1 ICOLHA

1 1 1 P 1 1

1 |TRAIT

1 1 1 1 1

PERFORMANCES 1 | PRIX

1 1

Notations

R raquo riviegravere P = physique

TABLEAU 6 REALISATIONS EN PAYS EN VOIE DE DEVELOPPEMENT A CLIMAT MEDITERRANEEN

1 1 I I I I 1 1 PAYS j LOCALISATION EAU j GEOLOGIE |VOL AQUI | DISPOSITIFS |COLMA |TRAIT j PERFORMANCES j PRIX j

1 I I 1 I I 1 1 I I i i l 1 1 1 1 1 bdquo I I

Tunisie |Massif de | R | Calcaires | | P e t i t s barrages| P | Preacute 132 10deg m3an | | Izaghouan | j (voir f i g 8) j | l l l i l j ( v o i r f i g 8) | j j | I I I I I

1 1 1 1 1 1 1 i l I I 1 1 1 1 1 I sraeuml l |P la ine c S t i egrave r e | R | Pla ine l i t t o r a l e | |Pu i t s | PB | 2 | gt 10 10deg m3an | |

| ( v o i r f i g 9) j j (vo ir f i g 9) j j I I I i l

1 1 I I 1 1 1 1 1 i l 1 1 l l l I I I s r a euml l |Source de Yarkon | R | Roches carbonateacutees |900 10deg m3 |Puits mixtes | PB | 2 |entre 500 e t 1000 |de r e - |

1 I 1 p l i s s eacute e s j j l i t 3h jvient j I I I (voir fig 10) | j l l l I001S2 | 1 I I I I l l l Ipar n3 | 1 I l 1 1 i l I I l l l I I

I s r a euml l |Dan Projet (Tel | U | Dunes de sab le s | |Bass ins |PCB | 2 |300000 m3jour |de r e - | 1 Aviv) i l i l l l l jv ient j I i l I I i 1 1 i00262 | j i l i l I I jpar m3 i 1 I I I I l l l I I

Notations

R = riviegravere U = useacutee P = physique C = chimique B = biologique 2 = secondaire

- 111 -

FIGURE 8

MASSIF CALCAIRE DE ZAGHOUAN (Tun i s i e )

fmdash bull (n 1 f F H r

f Hammamet

SOUSSE --

5gt

+gtmdash mdashmdash mdash

^-a mdash

bull bull

9 - c a l c a i r e s du j u r a s s i q u e s u p eacute r i e u r

5 e t 1 - c a l c a i r e s djj l i a s

N-O m s-o

DJSBJL r i A H N C a

ampEacuteEacuteEacuteamp5

lLxtnaJjt du Document Ccedil 513^11 bull bull bull bull bull bull

- 112 -

FIGURE 9

FORMATION AQUIFERE DE LA PLAINE COTIERE

ISRAEumlL

Echelle

Limites des collines et raquoraquogtmdash des montagnes

Canalisations nationales bull deau laquo -Source raquo Ville

Direction de 1raquoeacutecoulement ~- ~ eaux souterraines

Zone de forages dexploitation

N n

Mer Zone de PLAINE COTIERE D1ISRAEumlL - PBOFIL SCHEMATIQUE

Z Z 7 Z ^ 7 7 Z Z Z Z Z Z pound ^ g f l a nappe ^T (ampgtgt p h r eacute a t i q u e bullpoundamp

iuml i d eacute s

S c h i s t e s a rg i l eux

(extrait du Document Ccedil 513U1 ) bull bull bull bull bull

- 113 -

FIGUREacute 10

SOURCE DE YARKON ISRAEumlL

ONO

PROFIL TRANSVERSAL DE LA FORMATION DANS LES MONTS DE JUDEE

Meacute ri i terraneacute e VAVHE

Plsst

J Aquifegravere

(Pleacuteistocegravene (Gregrave

Roches

es M (Neogene Neogsh _ deg

(Schistes

Sench

CeLraquostdol

2J impermeacuteables

(Seacutenonien

raquoraquoraquobull

Eocch

(Marnes crayeuses

(Turonien-Ceacutenomanien (calcaires et dolomites

(Craies (eacuteocegravenes (semi-(impermeacuteables

Q - (Ceacutenomanien infeacuterieur 1 (Dolomites

L e s h (Creacute t aceacute i n f eacute r i e u r ( S c h i s t e s

(dxtAaUL du Document Ccedil 513^1 )

TABLEAU 7 REALISATIONS EN PAYS EN VOIE DE DEVELOPPEMENT A CLIMAT SEMI-ARIDE

i r~ I I i l I I I i l I PAYS LOCALISATION | EAU | GEOLOGIE | VOL AQUI| DISPOSITIFS |COLMA |TRAIT | PERFORMANCES | PRIX |

i I I I lt i I i I I I I I l i i j Algeacuterie jvalleacutee de loued | R |deacutepots alluviaux | 20 agrave 30 (ameacutenagements du | P | I 510deg m3an | |

iBiskra I I 1 n6 bdquo | H t de loued I I I i l | |(voir fig 11) | | 10 m3 I I I I I 1 1 I I I I I I I I I

Notations

R = eau de riviegravere p = colmatage physique

114

FIGURE 11

VALLEE ALLUVIALE DE BISKRA (ALGERIE)

^r Meacutediterrans

Figure 11 Valleacutee a l luv ia le de Biskra

Echelle

bull M M iumllaquoklaquo

((LxtnaLt du Document Ccedil 513^1)

TABLEAU 8 REALISATIONS EN PAYS EN VOIE DE DEVELOPPEMENT A CLIMAT TROPICAL

l i t i i | PAYS | LOCALISATION | EAU | GEOLOGIE |VOL AQUI | DISPOSITIFS ICOLMA (TRAIT j PERFORBANCES | PRIX |

i i i l i l i i I I 3 I I Inde |Ahmedabad | R | sable (voir f i g 12) | Ipuits dans l e | PB | 1 | 4 5 10 m3jour dinves-| I I I I i 1 l i t de la j j | [ t i s se - | I l I I 1 Iriviegravere | j j jment | I l I I 1 |(voir fig 13) | j j (faible |

1 1 1 I l I I I I

Notations R = eau de riviegravere P = colmatage physique B = crvlmatagccedil hi ni odegique

1 = traitement primaire

bull bull bull bull bull bull

- 115 -

Crosraquo Stetions or tnraquo Sobormali Rivraquor Ot Ahmlaquodotgtod

Aerosi SubhojSBridnt MorScolraquo llOO O lOO 200

O _ 1 _

IO 20

Ver Scolt

SuSfiojhBridsraquo^

RraquofraquorraquofHraquo I I Riraquo to cucircc

groicircnraquod aond lil Sandvrm sill

E 3 Qov wlth raquoirt

Acraraquo Gond 8ridyraquo

J FIGURE 1 2

Sub-surface section or the Sabarmati River bed poundt Ahmedabad as seen in boring during_ the construction of road bridges across the river Data supplied by Ahmedabad Municipal Corshyporation and PWD Govt of Gujarat

FIGURE 1 3

Map of Ahmedabad city shorring locations of Municipal tubcwcll stations (open circlcs) and privatc tubcwclls (closcd circlcs) In the inset a schematic diagram or the suggested injection rcchargicircng scheme is stiown Pairs of double circlcs along the river indicnc pairs of vater supply and injection wclls

Schcmofic diogrom of tbe propoj icircd siphon rechorge schsrae for-tt)8 Ahmtdobod City

-Injection well -Cblorinofor

Ahmedobod City location pion o f tubewolU

Raferlaquoncel Roilwoy lene

mdash AbodMunlimit bull Privofetubewella 0 Mun Corpo

tubraquowlaquoij Sets orwot^r supply and injac-

AirPOrtA lonwlaquoH

(poundxtjiaJjt4 du Document Z 13312c) bull bull bull bull bull bull

- 116 -

B - INSTALLATIONS DE RECHARGE ARTIFICIELLE AYANT POUR OBJECTIF LE

SOUTIEN DUNE NAPPE DEAU SOUTERRAINE

1 ) LLite de jjz^tallatioiV4

(1

(2

(3

(4

(5

(6

(7

(8

(9

(10

(U

(12

(13

via

(15

(16

(17

(18

(19

Lettonie URSS

Lituanie URSS

Bacircle Suisse

Nappe du canton de Genegraveve Suisse

Donzegravere Mondragon France

Appoigny France

La Moulle France

Menuma Japon

Niigata Japon

Hodcgaya Japon

Wiesbaden RFA

Dortmund RFA

Haltern RFA

Hardham Grande-Bretagne

Peacuteoria USA

Valleacutee de la Durance France

Flushing Meadows USA

Fresno USA

St Croix Virgin Islands

(G 51341)

(G 51341)

(G 51341 F 2028)

(6618945)

(G 51341 F 2028)

(G 51341 F 2028)

(6627873)

(G 51341)

(G 51341)

(G 51341)

(G 51341)

(G 51341)

(G 51341)

(6622466)

(F 2028)

(G 51341 F 2028)

(G 6230)

(6616816)

(6614931)

2) Le tab-leau cL-apie donne la reacutepartition suivant le climat et le niveau de deacuteveshyloppement des pays concerneacutes des installations preacuteceacutedentes

NB il est inteacuteressant de remarquer que toutes les installations reacutepertorieacutees ont eu lieu en pays industrialiseacutes ce qui est logique car ces pays ont des besoins en eau tregraves importants donc exploitent largement leurs reacuteserves soutershyraines

Les installations de recharge artificielle pour le soutien de nappe dans le pays en voie de deacuteveloppement ne sont quagrave leacutetat du projet qui verront certainement le jour avec laugmentation des besoins en eau de ces pays

3) LeA tableaux 9 agrave 13 donnent pour chaque cas de climat et de niveau de deacuteveloppeshyment quelques caracteacuteristiques des installations correspondantes

- 117 -

NIVEAU DE CLIMAT ^ P J L V E L O P P E M

TEMPERE

CONTINENTAL

MEDITERRANEEN

SEMI-ARIDE

ARIDE

TROPICAL

INDUSTRIALISE

(1) (2) (3 ) (4 ) (5 ) (6 ) (7) (8) (S) (10) (11) (12) (13) (14) ( t a b l e a u x 9 e t 9 b i s )

(15) ( t a b l e a u 10)

(16) ( t a b l e a u 11)

(17) (18) ( t a b l e a u 12)

(19) ( t a b l e a u 13)

EN VOIE DE DEVELOPPEMENT

TABLEAU S REALISATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT TEMPERE

I l I I I I I I I 1 j PAYS | LOCALISATION | EAU | GEOLOGIE |VOL AQUI | DISPOSITIFS |C0LMA |TRAIT | PERFORMANCES | PRIX 1 1 1 1 1 I l i l i l 1 1 1 1 | URSS iLettonie | L lAlluvions e t deacutep6ts | |Bass ins 1 P-C | Preacute | 0 7 agrave 10 mjour | j | 1 |morainiques 1 | ( v o i r f i g 14) | | | | 1 1 1 1 i i i i I I I I I 1 | URSS iKaunas (Lituanie)1 R |Plaine a l l u v i a l e | |Bass ins | P | P r eacute agrave l | 2 8 agrave 005 njour | | | j i ( v o i r f i g 15) j j ( vo i r f i g 15) j j j j I l I I 1 I I I 1 1 1 I I 1 1 1 1 fi 1 | Suisse |Bacircle 1 R |Pla ine d a l luv ions | |Fosseacutes 1 P | 1 | 65 x 10 m3an |de r e -j j | | f l u v i o - g l a c i a i r e s | | (vo ir f i g 17) | j | | v i e n t j 1 i j (vo ir f i g 16) j j I I I |0 0242 1 I I I I I I I I Ipar m5 1 1

| Suisse j Canton de Genegraveve 1 R 1 Deacutepocircts morainiques j 18 10s ra3 JBassins et j P j 1 j 13 x 106 m3an jde re-| |(voir f ig 18) | | | jdrains | j j jvient 1 1 I I I I I I I j10 agrave 14 1 1 I I i l I I I Icent 1 1 I I I I l i t |suisses 1 1 I I I I 1 1 1 Ipar n3 1 1 1 i l i i 1 1 I I I 1 | France |Donzere-Mondragon| R lAlluvions f l u v i a - |105 10 m3 |Fosses d i n j e c - | P | Preacute | 8 5 m3s |charges I i I j t i l e s (vo ir f i g l 9 ) i j t ion 1 | j jd expl I I I I j j(voir f ig 20) j j j J400000F 1 1 I I I I I I I Ipar an 1 1 1 1 1 1 3 1 I 1 | France |Appoigny 1 R lAlluvions f l u v i a l e s 1180 10 m3 |Bass ins agrave s a b l e | P | Preacute |1000 m3jour | i l i i i j l v o i r f i g 21) j i j | 1 1 I I I I 1 1 1 1 France La Moulle R iCraie fissureacutee Bassins agrave sablei P 1 16IO6 m3an

(voir fig 22) (voir f ig 23) (10000 m2) J

- 118 -

FIGURE 14

PLAN DES OUVRAGES HYDRAULIQUES DE BALTEZERS REPUBLIQUE SOCIALISTE

SOVIETIQUE DE LETTONIE

(SxtnaJJ du Document Q 513^1 )

- 119 -

FIGURE 15

INSTALLATIONS DALIMENTATION ARTIFICIELLE DEIGULAI REPUBLIQUE SOCIALISTE

SOVIETIQUE DE LITUANIE

Legeiuiuml

1 Puits dexploitation 2 Puits dobservation 3 Station de pompage h Bassin dinfiltration

aglQ23 ^

A VA l

tma

Gravxer

S a b l e

Y777 T e r r e g r a s s e

7 Sab le mecircleacute de t e r r e g r a s s e j

(ExtAaJut du Document Ccedil 513^1 )

bull bull bull

- 120 -

FIGURE 16

COUPE HYDROGEOLOGIQUE DU SITE DE LA HARD (MUTTENZ-BALE)

giicircpositif tjltgtfitrjtun

II l VV95m v -bull bullbullbullbull

bullbull- bullbull -yf---w ^ ltbullraquo bullbull(vs5 bullbull A--raquo-

FIGURE 17

PLAN DE LAMENAGEMENT DALIMENTATION ARTIFICIELLE DE LA

NAPPE DE LA HARD (MUTTENZ-BALE)

OAcircUE Ccedily Prise en r7ytera

copy_ Station filtrante

(D_ Conduite dteu fiitrio

QFossucircn dinnltrction

_ Puits diuml repreumlso

copy Reacuteservoir deau poiumltUe et stetion de pampago

_ raquo _ l^ tajw _ J I _ 2Ttftipe

ttUTTENZ PHATTELH

leuroxtnaAgravejLi du Document h 2028)

- 121 -

FIGURE 18

PLAN DE SITUATION DE LA NAPPE DE LARVE ET DES OUVRAGES

I Fronlentx 2 Florencs 3 Corouga 4 Vmty (pont) S Veuy (uagravenraquo) 6 Trains

7 SooMnraquo dAnraquo 8 Perly 9 Sorol 10 Veyriat (Franc) il Gcitlard (F) 12 Crochu (F) 13 Veiraquo (F) bull Pulrs -J- PirKgtfnagravegtrraquo

x x

^ f Noppe deacute ^ rAilordonV x+ +

(E-xtnaiA du Document 66189^5)

Echees _ J l C T

lOOm

iroo-iVraquo SOCn-Vs

FIGURE 19

SCHEMA DE LALIMENTATION

ARTIFICIELLE A DONZERE-MONDRAGON

(ampctnaLt du Document h 2028)

m bull bull bull bull bull

- 122 -

FIGURE 20

DISPOSITIF DINJECTION

G r i l l e de f i l t r a t i o n Canal

d a l i m e n t acirc t P u i t s d i n f i l t r a t i o n

Gravier compacteacute bull-v ( 1 0 - 3 0 mm) --- -s

-~ii

Tuyau p e r f o r eacute - - iicirc TE ( D i a m egrave t r e bullbull - ^ -^ 056 m) bullbullbullbullf-_-_-|

bullAlluvions -(profondeurr 8 -18 megravetres)

^S^UMSIumlEATUi-l IMPERMEABLE

lCxtnoJJ du Document Ccedil 513^1)

123 -

FIGURE 21

NAPPE DE LA VALLEE DE LYONNE A APPOIGNY FRANCE

bulllt

Station de pompage - M

JC3 puits raquoP

Prise deau

Bac de deacutecantation

bull

laquo i

laquoiuml bullOi

Pompe de r e p r i s e

bullQtrademdashpieacutezomegravetre No

(ExtAOAgraveA du Document Ccedil 513^1)

FIGURE 22

GRAVELKES bull^IumlOUNKERQUS

bullEAU INDUSTRIELLE i l ] LAC DE BELLEVUE

LILLE

USINE DE FABRICATION DEAU POTABLE DcMOULLE

VALENClHWNHS^raquo

OOUAraquo tk^in y v

(poundxtsi(LUt du Document 6627873) bull bull bull bull

- 124 -

FIGURE 23

COUPE GEOLOGIQUE DU BASSIN VERSANT DAPRES BRGM

20N5 OAV5 lAOJElLE LA -1APPE DE IA CH-OE EST CAPtlVc SOUS IcircE TEfWKJraquo TEariUSH

Surface d la nap4 en mars-avril 1357

la nappa en mai 1072

TABLEAU 5 BIS REALISATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT TEMPERE

| PAYS | LOCALISATION | EAU j GEOLOGIE jvOL AQUI | DISPOSITIFS |COLHA jniAIT j PERFORMANCES | PRIX |

j Japon JMenuma | R JDiluvium j |Pu i t s d i n - | P-C | 2 |4 000 m3Jour j j j j t vo i r f i g 24) j j t vo i r f i g 24) j j j e c t i o n I I I i l

j Japon JNiigata 1 R JDiluvium j gt 120 10 5 m3 jPui t s d i n j e c - | P-C j 2 j20000 m3Jour jde r e - j j j t vo i r f i g 25) | j t vo i r f i g 25) j j t ion j j j jv ient j i l i l j j tvo ir f i g 2 5 ) | j j |0 02 $ j j j I I 1 1 1 1 j 1 i3 |

j Japon JHodogaya j U JDiluvium | |Pu i t s d i n j e c - j C | 2 J35 m3h j j i l j j 1 U i o n 1 I i j j i i i l j j tvo ir f i g 26)j j j j j

j RFA IWiesbaden | R JAlluvions f l u - j jflassins |P-C-B j 1 jlOO 10 6 m3an i I j i i j v i a l e s j j tvo ir f i g 27)j j j j j i l i j t v o i r f i g 27) j j j i j j j

| RFA JDortmund j R JAlluvions f l u v i a - j JBassins j P-B j Precirc jlOO 10 6 m3an jde r e - j j | j j t i l e s j j tvo ir f i g 28 ) j j j jv ient j j | | j t vo i r f i g 28) j j 1 i | |entre | j i i l i l i i i i deg gt 0 3 e t i i i i i i i i i i i 0 raquo 0 9 i 1 j I I j 1 i i |Par bull i

RFA Sables de Haltern L Sables profonds e t 108 10 s m3 Bassins Preacute 44 10 6 ngt3an (vo ir f i g 29) a l luv ions de (voir f i g 29)

1 t recouvrement [ I I I l

1 CB lHardham (Sussex) j R jSable-limoneux j |Bass ins j P j Precirc J26OO0 m3jour j j 1 1 I I I I I I I I I

Notations

Eau R raquo= eau de riviegravere U s eaux useacutees

Colmatage P raquo colmatage physique C raquo chimique B - bull bol ialt

Traitement Preacute = preacutetraitement 1 primaire 2 s secondaire

- 125 -

FIGURE 24

PROJET DINJECTION DE MENUNA JAPON

CARTE HYDROGEOLOGIQUE DE LA PLAINE DE KVANTO

Zone d a l i m e n t a t i o n des nappes c a p t i v e s

Zone de c i r c u l a t i o n des eaux douces c a p t i v e s

Zone d e a u x s o u t e r r a i n e s s e m i - c o n n eacute e s

TTTT-

200

Eaux souterraines coloreacutees du groupe de Kazusa Direction principale du courant des eaux douces souterraines

Limite infeacuterieure des deacutepocircts du plio-pleacuteistocegravene du groupe de Kazusz

Aluvions

Roches preacuteshytertiaires

PROFIL GENERALISE AB Groupe Kazusa

(Plio-pleacuteistocegravene)

(ExtnaiA du Document Ccedil 513b1) bull bullbullbullbull bull

- 126 -

FIGURE 25

PROJET DINJECTION DE NIIGATA - JAPON

C a r t e i n d i q u a n t l e m p l a c e m e n t d e s d i s p o s i t i f s d i n s e r t i o n

J D i s p o s i t i f s d i n j e c t i o n

B a s s i n de d eacute c a n t a t i o n

P r o d u i t s c h i m i q u e s p o u r l e t r a i t e shyment

^V^AJi-^r 1^^ 6 ^ e ^ e a u b r u t e

C ugrave-

i l i Vlaquo

I1III

P l a i n e c ocirc t i egrave r e Beacutegions montagneuses

(C-xJjiaUi du Document Ccedil 513U1 ) bull bull bull bull bull bull

- 127 -

FIGURE 26

INSTALLATION DINJECTION DE HODOGAYA

cp Vanne darrecirct ^

Pompe

R eacute s e r v o i r d e a u

G r a v e t t e f i l t r e compacteacute

Figure puit

JAPON

montrant la s dinjection

Tokyo zone m

struc Mo 1

eacutetrop

ture des et 2

olitaicircne

(ExtaaU du ucircocumertf Ccedil 51)^1 ) bull bull

- 128 -

FIGURE 27

POMPAGE DEAUX SOUTERRAINES ARTIFICIELLES A SCHIRSTEIN WIESBADEN

r JD

s u r l e Rhin

copy S t a t i o n de pompage copy P u i t s copy B a s s i n de d eacute c a n t a t i o n copy B a s s i n d i n f i l t r a t i o n copy Leveacutee

VALLEE DU BHIN WIESBADEM REPUBLIQUE FEDERALE DALLEMAGNE

lpoundxtAaJJL du Document Ccedil 57J47 )

- 129 -

FIGURE 28

INSTALLATIONS DALIMENTATION ARTIFICIELLE DE DORTMUND

BaBs in de d eacute c a n t a t i o n

P r eacute f i l t r e agrave g r a v i e z

mmmzm Substratum impermeacuteable

YSSSSSS Surfaccedile de la nappe phreacuteatique avant

bullbullbull 1 alimentation artificielle bull Surface de la nappe phreacuteatique apregraves lalimentation artificielle

bdquo+teacirce 1 a Lippeltx

N o t e laquobullmdash iy

Pour approvisionner les villes ~ bullgtegt G-Agrave et les industries on pompe dans la valleacutee de la Ruhr hlO millions de m-2 deau par an dont

320 millraquo de m2 dans lEnvscher 82 mill de m^ dans lu Lippe 6 millraquo de nvi dans la Vupper

et 2 millraquo de m dans la cuvette dEms

VALLEE DE LA RUHR REPUBLIQUE FEDERALE DALLEMAGNE

ouvrages hydrauliques

lx+ialt du Document Ccedil 513^1)

Lac artificiel

Bassin draquoinfiltra- puits de

tion pompage

Bassin dinfiltrashytion

I I

Surface pieacutezomeacutetrique avant lalimentation artificielle

Surface pieacutezomeacutetrique apregraves lalimontation artificielle

~

Sables de Haltorn

Carte de la reacutegion

DISPOSITIF DALIMENTATION ARTIFICIELLE DE HALTERN

REPUBLIQUE FEDERALE DALLEMAGNE

Cologne (K51n)

DlaquossEicanrgt

lExtnaAJi du Document Ccedil 513^1 )

- 131 -

TABLEAU 10 REALISATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT CONTINENTAL

I PAYS j LOCALISATION | EAU | GEOLOGIE | VOL AQUI | DISPOSITIFS | COIJU | TRAIT j PERFORMANCES I PRIX

T USA Peacuteoria (Illinois) R sables et graviers

(voir fig 30) Bassins agrave sable (voir fig 30)

AP Preacute JlO000 m3jour |de re-|vient 10008 FF| jpar rn3

Notations

R = eau de riviegravere P = colmatage physique A = colmatage ducirc aux algues

Preacute = preacutetraitement

FIGURE 30

PLAN ET COUPE DUN BASSIN DINFILTRATION DE PEORIA

Oacsm

mm f^-C^t

i - j laquo m r vsi bullbull bull bullgtraquo bullbullbull gt-r-mdash ~T -- -v bullbull-

JiiC^U-1 vv-------- bull t )- c bullbullsvcbullbull - bull bullbull -bullbull ^Vbullbullbull^bull^iT v^gt^7bull^^T-~----Trrbull^^-^-^-J-C^bullbullbull

Echelles United)

Arriveacutee dcui- Ijriiire

(Existait du Document t 2028)

- 132 -

TABLEAU 11 REALISATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT MEDITERRANEEN

PAYS I I I I I I j LOCALISATION | EAU | GEOLOGIE | VOL AOUI | DISPOSITIFS j COLHA

1 1 1 TRAIT | PERFORMANCES | PRIX |

Valleacutee de la Durance (Voir fig 31)

R Alluvions fluvia- gt 800 10 m3 Puits dinjec- P tiles tion

(voir fig 31)

830 1s

I

Notations

R raquo riviegravere P = colmatage physique 1 = traitement primaire

TABLEAU 12 REALISATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT ARIDE

| PAYS

USA

| USA

1 | LOCALISATION

Flushing Meadows

1 1

JFresno |(voir fig 33) 1 1 1

EAU

bull

R

1 | GEOLOGIE

Sable grossier et graviers

1

|Alluvions reacutecen-jtes dorigine |granitique 1 1

1 | VOL

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

AQUI 1 | DISPOSITIFS

Bassins (voir fig

1

|Bassins 1 1 1 1

32)

1 |COLMA

PB

1 1 1 1 1 P 1 1 1 1

1 |TRAIT

gt 1 1 | 1 | Preacute 1 1 1 1

1 | PERFORMANCES

35 m3s

1 1

|15 10 m3an 1 1 1 1

1 1 | PRIX j

1 1 1 1 de re- j vient 000432 jpar m3 j

1 i |de re- | jvient j |00142 | jpar m3 | 1 1

Notations

R laquo eau de riviegravere U = eaux useacutees

P =raquo colmatage physique B = colmatage biologique

2 raquo traitement secondaire Preacute = preacutetraitement

bullbullbullbullbulllt

- 133 -

FIGURE 31

BASSE VALLEE DE LA DURANCE - FRANCE

TARASCON

Limi t e s de l a p a r t i e c a p t i v e de l a format ion a q u i f egrave r e ( sous des d eacute p ocirc t s a r g i l e u x s u p e r f i c i e l s )

I n s t a l l a t i o n s d i n j e c t i o n ~^mdash P r o f i l eacute t u d i eacute

ipoundxtncuit du Document Ccedil 513^1 ) bull bull bull bull bull bull

- 134 -

FIGURE 32 SCHEMA DU PROJET DE FLUSHING MEADOWS ^-x

R eacute g u l a t e u r d e p r e s s i o n

A l i m e n t a t i o n

Canal dameneacutee Digue

Bassin V T

IOI JΠJLIumlL

=r~w5i bd alt

bull

Puits Ndeg bull 1

50

bull -ltgt

bullbull 3-4

5-6

100 megravetres

I

B _

3=

Tuyau de drainage

J^ Puits Est

Puits

FIGURE 32 BIS SYSTEME DES BASSINS DINFILTRATION SUR CHAQUE COTE DU LIT DE LA RIVIERE ET DES PUITS AU CENTRE POUR POMPER LEAU REGENEREE

Lit de la rivi egravere

horizon imperxeacuteable

(poundXpoundACLUgraveL4 du Document Ccedil 6230) bull bull bull bull

- 135 -

FIGURE 33

ZONAL RESPONSE IN WATER TABLE HYDRAULIC HEAD AND WATER QUALITY

AROUND THE CITY OF FRESNO CALIFORNIE

(poundxtnltzijt du Document 6616816)

TABLEAU 13 REALISATION EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT TROPICAL

i PAYS

USA

i | LOCALISATION |

St Croix (Virgin Islond)

Notations

EAU

U

| GEOLOGIE

Alluvions (voir fig 33 Bis

1

VOL AQUI DISPOSITIFS

Bassins (voir fig

33 Bis)

1 ICOLMA

1 1 PB

1 1 1

1 | TRAIT

1 1

1 1 1 1

PERFORMANCES

38000 n3jour

1 1 1 PRIX |

[de re- [ vient 05602 [par m3

U = eaux useacutees

P = colmatage physique 8 = colmatage biologique

1 = traitement primaire

- 136 -

FIGURE 33 BIS

GEOLOGY OF THE GOLDEN AND NEGRO BAY RECHARGE SITES

i ^ mdash E i f t t a N laquo y o Bay gt ^ bullbull bull Esurraquo Goldltn Grcraquoraquo bull gt

rtorironiai ugraveiitanc ifti

(poundxtialt du Document 661^931 )

bull bull bull bull bull bull

- 137 -

- INSTALLATIONS DE RECHARGE ARTIFICIELLE AYANT POUR OBJECTIF LA

CONSTITUTION DUNE BARRIEgraveRE HYDRAULIQUE CONTRE LINTRUSION

DEAUX SALEacuteES

1 ) L-Lite deA inAtaHaiJonA

(1

(2

(3

(4

(51

(6

(7

(8

(9

(10]

(11

(12)

Long Island USA

Zandvoort Pays-Bas

Tokushima Japon

Water Factory 21 USA

Palo Alto USA

Burdekin Australie

Kalauoo Hawaiuml USA

Dashte Naz Iran

Tanger Maroc

Telbaulba Tunisie

Sebikotane Seacuteneacutegal

Bas Togo Togo

(F 2028 G 51341 G 17874)

(F 2028 G 51341)

(G 51341)

(G 6212 5603546)

(G 6212)

(F 40332 G 51341)

(G 51341)

(Ground Water Ja-Fe 1977)

(F 2028 G 51341 6600101)

(G 6757)

(G 51341 5600835)

(G 51341)

2) Le tabMeau cL-apieA donne la r eacutepar t i t ion des i n s t a l l a t i ons preacuteceacutedentes suivant l e climat et l e niveau de deacuteveloppement des pays concerneacutes

3) LeA tabteaux 1b agrave 19 donnent pour chaque cas p a r t i c u l i e r de climat et de niveau de deacuteveloppement quelques carac teacuter is t iques des i n s t a l l a t i o n s correspondantes

Tableaux 14 agrave 16 r eacutea l i s a t ions en pays indus t r i a l i seacute s

Tableaux 17 agrave 19 r eacutea l i sa t ions en pays en voie de deacuteveloppement

- 138 -

- ______^ NIVEAU DE CLIMAT -^CEVELOPPEM

TEMPERE

CONTINENTAL

MEDITERRANEEN

SEMI-ARIDE

ARIDE

TROPICAL

INDUSTRIALISE

(1) (2 ) (3 ) t a b l e a u 14

(4 ) (5 ) t a b l e a u 15

(6) (7) t a b l e a u 16

EN VOIE DE DEVELOPPEMENT

(8) t a b l e a u 17)

(9 ) (10) t a b l e a u 18

(11) (12) t a b l e a u 19

TABLEAU 14 REALISATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT TEMPERE

C I I I I I I I I I I PAYS | LOCALISATION | EAU | GEOLOGIE | VOL AQUI | DISPOSITIFS |COLHA |TRAIT | PERFORMANCES | PRIX |

1 1 I I I I I 1 1 1 I I I I I I I I I | USA | Bay Park | U |Sable a r g i l e | gt 1200 10 9 m3|Puits d i n j e c - | PCB | 3 |13 agrave 25 1s | | | | Long Is land j | sab le argi leux j | t i o n I I I 1 | | (voir f i g 34) | | ( v o i r f i g 35) | | I I I I I

| Pays-Bas | Zandvoort j R |Plaine l i t t o r a l e | ) 4 5 10 9 m3 jcanaux e t j P j Preacute j 70 10 m3an jde r e -| j | | e t dune | jbass ins | | j | v i en t | | | j (vo ir f i g 36) j j fvo ir f i g 36) j j j |0 245

1 I I I I I I I lFFn3 1 1 1 1 II 1 1 1 II 1 1 1 1 1 1 1

Japon | Tokushima | R |Plaine l i t t o r a l e | |Pu i t s d i n j e c - | P | 2 | 20-25 n3heure | j (vo ir f i g 37) j jdiluvium | j t ion I I I 1 | | |(voir fig 37) | | I I I 1 1 I I I I I I I 1 Notations

R = eaux de riviegravere U = eaux useacutees

P = colmatage physique C = colmatage chimique B = colmatage biologique

Preacute = preacutetraitement des eaux 2 = traitement secondaire 3 = traitement tertiaire

- 139 -

FIGURE 34

LOCATION OF THE BAY ARTIFICIAL-RECHARGE SITE

(C-xtnaAJL du Document Ccedil 5211 )

FIGURE 35

Nord Sud Atlantioue

A r g i l e

^Zdia^) cfe fBe c 0

G r a v i e r

Sable argile sable argileux et limon S a b l e

Roche c o n s o l i d eacute e

lCxtaaJJ- du Document Ccedil 513^1 )

- 140 -

FIGURE 36

NI

n

Limite de la zone s captage

Limite des dunes

i

gt

Mer du Nord Dunes Polder du Lac de Haarlem

urbe ^^y-Lentilles Sables du plexs^ - T tocene ^ ^^aargile

---bullbullbullbull bull-bull-bullbullbullbull ejjgt---gt ltamp ltbull bull v- bullbullbullbull

gt--gtV^

^ampm$^amp^3^amp$^

ZANDV00RT PAYS-BAS

(CxtAaU du Document Ccedil 513^D bull bull bull bull bull

- 141 -

FIGURE 37

Aff l eu remen t s du s u b s t r a t r ocheux

_ _ p r o f o n d e u r du s o c l e rocheux ~ ( c o u r b e de n iveau ) 1ampampampVJ-~- Teneur en Ci s u p eacute r i e u r e agrave

bull Fo rage

copy P u i t s d i n j e c t i o n

TAKASE Deacutepocircts argileux superficiels HATSUMO

icirc l e r

PROJET DINJECTION DE TOKUSHIMA JAPON

fts^ k=eacutepoundagrave amp ^

Tokushima (sur Shikoku)

(6x-tzltzlt du Document Ccedil 513U1 )

- 142 -

FIGURE 38

ORANGE COUNTY CALIFORNIE

bullv KCCU CQ

5Au BtewAepiuo co

raquo _

eiVcZ^iPE- co

0

PIE60 1 l [ IMPERIAL CO i

_ 1 -T-

A i

(CxtacuJ du Document 56035^6)

TABLEAU 15 REALISATIONS EH PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT MEDITERRANEEN

r 1 i PAYS | LOCALISATION | EAU | GEOLOGIE

1 1 1 1 1 1 |VOL AQUI | DISPOSITIFS |COLMA | TRAIT | PERFORMANCES | PRIX

Water Factory 21 U Deacutepocircts marins et Californie continentaux mal (voir fig 38) consolideacutes

Puits dinjecj PB 3

(voir fig39)

066 IJI33

USA Palo Alto (voir f ig 40)

U Sables et jgraviers

I Puits dinjecj PB 6 1s

|(voir fig40)| I I

Notations

U = eaux useacutees

colmatage physique colmatage biologique

3 = traitement tertiaire

bull bull bull bull i

- 143 -

FIGURE 39

FLOW SCHEMATIC AND SAMPLING LOCATIONS FOR WATER FACTORY 21

LIQUID PROCES3IWG

C H E M C A L K I T R O S c N RECARSON-I __ _ icirc ACTIVATES bullDiSlNFECIiCV amp j CLARIFICATION j REMCVAL ATCN [ FILTr^siO^I CARBON 0poundMIKERASJZpound7Gricirc

t t fAOSQPPTiCtt

CAP80H 70 HIcircUSr

bull lt

lJCCTtOlaquolaquo wCLLS

bull laquo C Y C L E

PUMraquoS

S0L1DS HANOLING INJECTIONraquo SYSTEM

bull bull bull bull bull bull

- 144 -

FIGURE 40

PLAN 0F GROUNDWATER RECHARGE FACILITY IN THE PALO ALTO BAYLANDS

msmm FRAgraveSCISCOcircI

0 u

El 6k

PALO ALTO

copy

-e-o

LEGEND

EXTRACTION WELL

INJECTION WELL

MONITOft WELL

lpoundyLtnaLt du Document Q 6212)

- 145 -

TABLEAU 16 REALISATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT TROPICAL

1 f~^ 1 1 1 1 PAYS | LOCALISATION | EAU | GEOLOGIE | VOL AQUI | DISPOSITIFS |COLMA |THAIT j PERFORMANCES | PRIX

Australie Delta du Burdekin Delta avec 345 109 m3 Trancheacutees agrave Preacute (voir fig 41)

-h i

JKalauao Hawaiuml

deacutepocircts alluviaux

I I I I

sable (voir fig41

I Bta2) I H

40 agrave 100 106

m3an des in-vestis-jsements 2 106$

USA jcocircne volcanique 4800 10 in3 Retenue deau (basalte) (voir fig43) (voir fig 43)

120000 m3jour

Notations

R = eaux de riviegravere

P w colmatage physique

Preacute = preacutetraitement

FIGURE 41

CARTE GENERALE

bull Ui KlaquoraquokM

(ExtzaLt du Document Q 513^1 )

- 146 -

FIGURE 42

LOCALITIES OF RECHARGE TRENCHES IN BURDEKIN DELTA

FIGURE 43

TYPICAL CROSS SECTION OF A TRENCH

IpoundxtnaAgraveJbi du Document h U0332)

- 147 -

FIGURE 44

COUPE SCHEMATIQUE MONTRANT LES SOURCES DEAU DE HONOLULU

P u i t s d e K a l a u a o H a w a i i E t a t s - U n i s d A m eacute r i n u e

E c h e l l e

-2snmdash P r eacute c i p i t a t i o n (rrr)

- laquo laquo - - L i g n e s d e n i v e a u p i eacute z o m eacute t r i q u e ( c m )

(SxiAaJJ du Document Ccedil 513^1 )

- 148 -

TABLEAU 17 REALISATIONS EN PAYS EN VOIE DE DEVELOPPEMENT A CLIMAT TEMPERE

1 PAYS | LOCALISATION

j r

GEOLOGIE | VOL AQUI | DISPOSITIFS | COLHA | TRAIT | PERFORMANCES | PRIX

Iran iDashte Naz | N |Sables | jtvoir f ig 45) bull j jtvoir f ig 46) j

I I I I

|Puits din- j jjection j |(voir f ig 47) |

|200 1s I I

N = eau de nappe

FIGURE 45

DASHTE-NAZ FARM AREA

V--

I R A Q

S A U 0 1 A R A 8 I A

MIOOLE EAST AREA

(poundxpoundnaUt4 de VattLcAe do OS W-LLLLaniA pcuiu darvi Qiound Wateji Qa-Fe 1977)

- 149 -

FIGURE 47

CROSS SECTION OF TYPICAL INJECTION WELL

FIGURE 46

RELATION BETWE FRESH AND SALINATED

AQUIFERS IN DASHTE-NAZ

CAS-OH I f A

-bull C -r- ~ - = S ^ trade j f - iuml x bull bull 0 L

_ _ - ^ Fgtistoi cdHgtjkta wi(raquo gtlaquo-raquoai

fx-6iltxiXltJ de VantXcle de pound)poundbull WLilLami paMu dan Ccediliound Wateji Ccedila-Fe 1977 )

bull bull bull bull bull bull

- 1 5 0 -

CARTE GEOLOGIQUE DU CHARF-EL-AKAB

Echelle - ltm

QUATERNAIRE

Allumions

1 I Sable Je couverture

~gt---iuml 1 Sable de phje

1degdegdeg1 Gregraves marin

ANTEQUATERNAIRE

- j Gregraves lortonhn

bullpound3 Gregraves 1 vmucirc Arjiitesj

F-^- Marnes eacuteocegravenes

ugravediens

Mcrres schisteuses secircnonicircennss

bullif- ocircondacss dexploitation t Fesseacutes dabsorption

copy Pieacutezomtlrts G Diachse dinjection

evccedilraquo V^=gt-iuml

EXHAURE ET REALIMENTATION

ARTIFICIELLE DE LA NAPPE DE

CHARF-EL-AKAB (TANGER)

SCHEMA DE PRINCIPE

(poundxJyiaUA du Document 6600101 ) bullbullbullbullbullbull

- 151

TABLEAU 16 REALISATIONS EN PAYS EN VOIE DE DEVELOPPEMENT A CLIMAT MEDITERRANEEN

1 | PAYS

1 1 1 Maroc 1 1 1 1 1 Tunisie 1 1

1 | LOCALISATION

1 1 |Tanger 1 1 |Telboulba 1 1

1 | EAU

1 B 1 1 I 1 1 F 1 1

1 1 | GEOLOGIE | VOL

I 1 1 1 s ICuvette littorale|6 10 Iseacutedimentaire | |(voir fig 48) | | 1 i |Sables fins avec | (couches dargile | i i

AQUI

m3

1 1 | DISPOSITIFS |

1 1 1 |Fosses din- | Ifiltration | |(voir fig48)|

| i 1 i |Pults din- | Ijection | 1 1

COLMA

P

P

1 | TRAIT

I 1 1 1 1 1

1 1-2 1 1

1 | PERFORMANCES

I

1 |106 m3an 1 1 1 1 -|05 10deg ngt3an 1 1

1 1 1 PRIX | 1 1 t 1 1 1 1 1 1 1

1 1 1 1 1 1

Notations R = eau de riviegravere

P = colmatage physique

1 = traitement primaire 2 = traitement secondaire

TABLEAU 19 REALISATIONS EN PAYS EN VOIE DE DEVELOPPEMENT A CLIMAT TROPICAL

1 1 1 1 | VOL AQUI | DISPOSITIFS | COLMA |TRAIT PAYS | LOCALISATION | EAU GEOLOGIE PERFORMANCES | PRIX

Seacuteneacutegal | Sebikotane IRoches carbona- 6010 m3 jRetenue |teacutees karstiques | j(voir fig4SIuml| |(voir fig 49) j | |

+ -+- 4-I

1depandage j

34 10 n3an

Togo Bassin du Bas Togo

Sables dunaires (voir fig SO)

gt 1 4 1 0 S m3 jTerrains 5 6 10 m3an

Notation

R = Eau de r i v i egrave r e

- 152 -

FIGURE 49

ECORCHE DU COMPARTIMENT DE SEBIKOTANE

ECORCHE DU COMPARTIMENT

DE SEBIKOTANE

Rosine infeacuterieur supposa en levraquoJ

i JIumlAMirretir

F N Cad m rcreujf

i rjJ 5AAV t 7srracirces

iKf[^|rT bull | ^T7^WL T Icirc j-r-- r- i - F

jt|l-k bull i T i ^ ^ J iiuml S t e k y X MaUr Guey

(poundxtaU du Document 5600835)

- 153 -

FIGURE 50

PLAINES LITTORALES DU TOGO

Limi te des p eacute n eacute t r a t i o n s UJJJplusmn-LLL d e a u s d e mer ^o

tf C o u r b e s de n i v e a u de l a pound I iuml m i t e iuml h f eacute r i e u r e de l a q u i - ^ bull bull

f egrave r e du c o n t i n e n t a l t e r m i n a l v

E a u de ui(

Oceacutean o

P r o f i l

C o n t i n e n t a l t e r m i n a l

( ^S ta t ion de pompage) T a b l i g b o

Eaux

S-ogt6 W ^

(poundxfrialpound du Document Ccedil 513^1) bull bull bull bull

- 154 -

D - INSTALLATIONS DE RECHARGE ARTIFICIELLE AYANT POUR OBJECTIF

LEacutePURATION NATURELLE DES EAUX PAR PASSAGE DANS LE SOL

1 ) Lutte deA inAtaLlampLLorvi

(1) Bertrange France

(2) Blagnac France

(3) Dangeacute - St Romain France

(4) Ginasservis France

(5) Nancy France

(6) Croissy France

(7) Karlskoga Suegravede

(8) Goteborg Suegravede

(S) Port Leucate France

(10) Boulder USA

(G 2264 bis)

(G 2264 bis)

(G 2264 bis)

(5605250)

(F 2028)

(G 51341 G 3663)

(G 51341 F 2028)

(G 51341 F 2028)

(G 7221)

(G 1681519)

2) Le tabZeau cx-de440uA donne la reacutepartition des installations preacuteceacutedentes suivant le climat et le niveau de deacuteveloppement des pays concerneacutes

mdashbullmdash-___ NIVEAU DE CLIMAT -^DEVELOPPEM

TEMPERE

CONTINENTAL

MEDITERRANEEN

SEMI-ARIDE

ARIDE

TROPICAL

INDUSTRIALISE

(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) Tableaux 20 et 20 bis

(S) Tableau 21

(10) Tableau 22

EN VOIE DE DEVELOPPEMENT

bullbullbullbullbullbull

- 155 -

NB Toutes les installations reacutepertorieacutees ont eacuteteacute construites dans des pays industrialiseacutes Ceci montre bien que face dune part agrave laugmentation des besoins en eau et face dautre partagrave limportance de la quantiteacute deaux useacutees rejeteacutees lalimentation artificielle apparait comme eacutetant un moyen de gestion bien approprieacute

N

3) LampA tableaux 20 agrave 22 donnent pour chaque cas particulier de climat et de niveau de deacuteveloppement quelques caracteacuteristiques des installations correspondantes

TABLEAU 20 INSTALLATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT TEMPERE

| PAYS | LOCALISATION | EAU | GEOLOGIE j VOL AQUI j DISPOSITIFS | COLMA | TRAIT | PERFORMANCES | PRIX

France Bertrange R Alluvions gros- bullBassins agrave PB Preacute 800 m3jour bull 1siegraveres bull bullsable j j Jenviron j

(sables et gra- i itvoir fig51)

1 I I vieuro r s) | i 1 1 I 1

j France 1 Blagnac 1 R JAlluvions gros- | iBassins agrave j PB j Preacute |800 m3jour j | 1 1 Isiegraveres 1 Isable | j lenviron i j j I ((sables et gra- | |(voir figbllj j j j 1 1 I I viers) 1 1 I I I I

France Dangeacute Saint R Alluvions gros- Bassirs agrave PB Preacute 800 n3jour

Romain siegraveres isable [ [environ

(sables et gra- (voir fig51)

r 1 v i e r s ) bull I

j France | Ginasservis j U | 1 |Lagune j PB | 3 |50 m3heure j 1 I (Var) | | 1 Kvoir fig52)| | j |

France Nancy R Alluvions bull Bassins p Preacute 100000 m3j

(voir fig53)

| France j Croissy j R |Craie fissureacutee | |Bassins j PB j 1 |3010 m3an jde revient

| | (voir fig 54) | |sous alluvions | |(voir fig55lj | j |0062 par

1 1 1 |(voir fig54) | | I I I I m3

j | I l 1 9 1 I j I i Suegravede Karlskogo R Alluvions (sables 2 10 m3 Bassins agrave 1 15000 mSjour

(voir fig 56) [et graviers) [ [sable [ [ J J

(voir fig 56) (voir fig56)] j

Notations

R = eaux de riviegravere

U = eaux useacutees

P = colmatage physique

B ~ colmatage biologique

Preacute = preacutetraitement des eaux 1 = traitement primaire 3 = traitement tertiaire

bullbullbullbullbullbull

- 156 -

FIGURE 51

Pt eacute iome t r cm

4 3

4 2 Stiagravettrotum de cateotres marneux tm peu permtobtn ^ -IMPLANTATION -

EcheteViOOO

SP I I I I I I I I I t I rr BOMilt 4raquoJtrotlaquoii

1gtIuml I I M J I I I M I A B

bull Fore 9 bull tf rlaquopi i

laquoraquooo l _ 1 2 0 O

J-raquoraquo

lLxtnaiA du Document Ccedil 226k b-Li)

FIG-52

T iu i teumlu ien t d eacutepuiut iou degraves fcJUii Utgteacutees Urbaines

en vus de Leur recyclage pour la consommation

Scheacutema deprincipe de l installation pilote de GINASSERV1S

ChXraquot olaquoJraquolaquolraquoraquo Otcf lntr iictgtpiraquolraquoraquo

v bull T R A I T E M E N T PRIMAIRE laquot SECONDAIRE

TRAI1EHENT TERTIAIRE

ur

raquo ^ ^ ~ i

C3 J ya amdashraquo f

^ mdash - feu eraquor gtbull bull bull bull bull bull

LACUNE dlaquo r i mj action

(poundxUaU du Document 5605250

- 157 -

FIGURE 53

SCHEMAS EN PLAN ET EN COUPE DE LALIMENTATION ARTIFICIELLE DE LA NAPPE

DE LA MOSELLE A MESSEIN (NANCY)

MoseUe

vers trai

Barrage

25-3 Om | 25-30trade

gt^ |2a3nraquo

f Galerie L J captante

77777777-7777777 Subslratum impermeacuteable

(LxJjiaAgraveJ du Document h 2028)

FIGURE 54

NAPPE SOUTERRAINE DE LA VALLEE DE LA SEINE A CROISSY (FRANCE)

S e i n e Deacutecanteurs

U

P r i s e d eau

F i l t r e s agrave s a b l e

B a s s i n S t a t x o n r _ V e r s l e d m f i l - de _ reseau de t r a t x o n pompage l - d i e t r - i -

1 bution

Craie f i s s u r eacute e

(ExtAcujt du Document Q 513^1 )

- 158 -

FIGURE 55

Usine du PECQ

Prise deau de CROISSY

Chatou 9

bull bull lt - - bull lt iuml gt

FORAGES SLEE bull FORAGES fslJFTl

coupe des terrains suivant A B

a Meuliegraveres e Calcaire grossier b Sables du Stampien f Argiles et sables du Sparnacien c Gases vertes du Sarncisien g Craie blanche Seacutenonienne d Marnes et caillasses h Sables et graviers

(6xtAalt du Document Ccedil 3663)

- 159 -

RESERVOIR DEAU SOUTERRAINE DE KARLSKOGA SUEDE

Carte de l a reacuteg ion

bull w

(ExtnaLt du Document Ccedil 513^1 )

FIGURE 56

SCHEMA DE LALIMENTATION ARTIFICIELLE A KARLSKOGA

(Extnatt du Document t 2028)

- 160 -

TABLEAU 20 BIS INSTALLATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT TEMPERE

1 1 I LOCALISATION | EAU | GEOLOGIE | VOL AQUI

1 1 1 r~ DISPOSITIFS | COLMA | TRAIT | PERFORMANCES | PI

PAYS

Suegravede | Goteborg I I

R |AlIuvlons (sables | jet graviers) | j(voir fig 57) |

Bassins | (voir fig 57) j

| 1 |12000 m3jour I I

Notations

R = eaux de riviegravere

1 = traitement primaire

FIGURE 57

SCHEMA DE LALIMENTATION ARTIFICIELLE A GOTEBORG

Bass in d raquo i n j e c t i o n

Nivlaquo p i eacute z on eacute triccedilju^

v v v V

vSocle cristallin

n M bull

(Cxtnaijt du Document Q 513^1 )

bull

NW Echelle horizontale 1500

PZ5

488 529

590 622-6 28

249-250 HV

360-364-k

482-484

Golel dorgile humifecircre 03cm + golels oxydes

602

690

775-784 810

Lentille dorgile humifecircre 02cm ggft

l ^ g S S J Forte dodeur H2 S 75 926 944

10-1018

1086 bull

1168-12-

1540 L-J

w

Argile humifecircre sableuse

Argile sableuse humifecircre oxydotion ferrique 10

Argile sableuse humifecircre

Deacutebris de- vecircgeacutetoux 10 Traces oxydation 1

Sable tourbeux Deacutebris de bois Soble fin tourbeux

Sable fin tourbeux

Amas de soble argileux humifecircre Soble partiellement tourbeux

054 bullbullbull 089-071

240

354-360

425-428

517

610

9 936

arc

515

Lentille dorgile tourbeuse 1cm Toches doxyde ferrique

Golel dorgile sableuse

Galets dargile sableuse brun-rouge 01 cm Toches humifegraveres Bois en deacutecomposition Soble ovec oxyde ferrique 20 Soble humifecircre H2S Soble humifecircre ovec racines

LEacuteGENDE

] Soble grossier moyen

Soble fin

FIGURE 59 PORT LEUCATE

PLAN DE SITUATION DE LA DUNE DE LA CORREGE

Echelle M 15 000

bullbullbullv Zoneeacutequipeacutee pour l i r r i g a t i o n acirc p a r t i r des ef f luents en 1980

Zone basse planteacutee (+ 2 NGF)

Conduite 0 400

Bassins d i n f i l t r a t ( 1981)

Zone haute non anteacutee (+7NG

M E R bullbull M E D I T E R R A N E E

- 163 -

TABLEAU 21 INSTALLATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT MEDITERRANEEN

j VOL AQUI | DISPOSITIFS |COLMA |TRAIT | PERFORMANCES | PRIX PAYS LOCALISATION EAU j GEOLOGIE

] 1 h Port Leucate U Dunes cStiegraveres

(voir fig 58) Bassins din- PB filtration (voir fig 59)

Preacute 1500 m3Jour

Notations

U = eaux useacutees P = colmatage physique B = colmatage biologique

Preacute = preacutetraitement des eaux

TABLEAU 22 INSTALLATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT SEMI-ARIDE

i 1 r | LOCALISATION | EAU |

PAYS GEOLOGIE VOL AQUI 1 1 1

DISPOSITIFS ICOLMA |TRAIT | PERFORMANCES

1 1mdash4 PRIX

SA Boulder (Colorado)

I bdquo I U jAlluvions (sables et graviers)

Bassins din- j PB filtration

I entre 50000 e t ( f ig 60 ) 200000 m3an

Notations

U = eaux useacutees P = colmatage physique B = colmatage biologique 2 raquo traitement secondaire

bullbullbullbullbullraquo

FIGURE 60

SCHEMATIC 0F BOULDER WASTEWATER TREATMENT PLANT

M

Flow Prlmagravery Diversion Clarifiers

Iteadworks Oox

r L

Trfckling Ti t ters

Secondary Clarifiers Chlori nation

City Collection

System

V

Grit to Land Disposai

Site

Kl

bulla

o a v

Infiltration-Percolation Basins

1 mdash lt To Land

~ Disposai Site

Sludge Vacuum Holding Filters Tanks

(ExtnaU du Document Q 1681519)

- 165 -

L I S T E B I B L I O G R A P H I Q U E

F 2028 BIZE Jf BOURGUET L LEMOINE J Lalimentation artificielle des nappes souterraines Ed Masson et Cie 1S72 199 pages

F 3091

F 40332

FALKENMARK M LINDH G Water for a starving world Westview Press Boulder Colorado Feacutev 1977 204 pages

Proceedings of the groundwater recharge confeacuterence - 1980 Australian Water Resources Council Confeacuterence Seacuteries ndeg 3 281 pages

F 4443 MATHEW K NEWMAN PWG HO GE Groundwater recharge with secondary sewage effluent Australian Water Resources Council 1982 167 pages

F 44521 agrave 4 Artificial groundwater recharge International Symposium - Research results and practical applic Dortmund 1979 Publication 1982 1500 pages environ

F 4462 HUISMAN L 0LSTH00RN TN Artificial groundwater recharge Pitman Advanced Pub Program Ed 1983 320 pages

G 1681519 SMITH DG LIumlNSTEDT KD BENNETT ER Treatment of secondary effluent by infiltration-percolation EPA-6002-79174 Aoucirct 1979 103 pages

G 17874 KOCH E GIAIMO AA SULAM DJ Design and opeacuteration of the artificial-recharge plant at Bay Park New York US Dept of the Interior Geol Survey 1973 14 pages

G 2264 Bis La meacutecanique des fluides et lenvironnement - Preacutevision et maicirctrise de la qualiteacute de leau et de lair Socieacuteteacute Hydrotechnique de France 14egravemes Journeacutees de lHydraulique Paris Sept 1976 Question 4 les eaux souterraines 48 pages

G 3663 A bull bull bull

Plaquette de preacutesentation de linstallation de recharge artificielle de Croissy SLEE sd 16 pages

G 51341 Emmagasinement souterrain des eaux et recharge artificielle Ressources NaturellesSeacuterie Eau ONU ndeg2 1977 307 pages

bullbullbullbullbullbull

- 166 -

G 6094

G 6212

G 6230

G 7221

A bull bull bull

World climate confeacuterence Organisation Meacuteteacuteorologique Mondiale Confeacuterence Feacutevrier 1977 Genegraveve 791 pages

A bull bull bull

Wastewater reuse for groundwater recharge Symposium Office of Wat Recycling Californie 1980 345 pages

A bull bull bull

Possibiliteacutes deacutepandage des eaux useacutees urbaines Rapport Agence RMC 1979 371 pages

A bull bull bull

Lameacutenagement dinfiltration des eaux useacutees de Port-Leucate Socieacuteteacute dEconomie Mixte dEquip et dAmeacutenag de lAude Nov 1981 45 pages

5603546 COFER JR Orange county water districts Water Factory 21 Journ of the Irrigation and Drainage Div Dec 1972 p 553-567

5605250 ALEXANDRE D De leau potable agrave partir des eaux useacutees urbaines Nuisances et Environnement Oct 1973 p 368-374

6600101 MAHI LARAKI M Recircalimentation artificielle de la nappe aquifegravere de Charf-el-Akab TSM LEau Aoucirct-Sept 1970 p 355-359

6609067 JASINSKI B Captages deau dinfiltration du reacuteseau de distribution de Wroclaw (Pologne) TSMLEau Feacutevrier 1976 ndeg 2 p 88-92

6614931 BURAS OK Wastewater reacuteclamation in St Croix JWPCF 1977 49 ndeg 3 p 429-435

6616816 BIANCHI WC NIGHTINGALE HI McCORMICK RL A case history to evaluate the performance of Water-Spreading projects JAWWA Mars 1978 p 176-180

6618945

6622466

CARSAT G Quelques eacutequipements publics de Genegraveve Equip Eur 1978 2 ndeg 98 p 59-67

EDWORTHY KJ Artificial groundwater recharge and its relevance in Britain JIWES 1979 33 ndeg 2 p 151-172

6627873 MARTIN F THEBAULT P La flottation agrave lusine de Moulle Techniques Eau Ass 1981 ndeg 409 p 37-42

6628231 Water for human needs Ass Int Ress en Eau Vol 3 1975 413 pages

bull bull bull t

- 167 -

BARTOLOMEW JC World Atlas Edinbourgh John Bartholomew and Son 1974 167 pages

MARTIN A MOUSSU H Alimentation artificielle de la nappe de Sebikotane (Seacuteneacutegal) par creacuteation dune retenue deau Bull BRGM 1S68 ndeg 1 p 79-88

WILLIAMS DE The Dashte-Naz groundwater barrier and recharge project Groundwater Janvier-Feacutevrier 1977

C O N C L U S I O N

- 171 -

La consommation croissante deau dans tous les paus conduit parfois agrave une surexshyploitation des ressources naturelles le manque deau dans certains paus en deacuteveloppement et la po-Llution de leau dans les paus Industrialiseacutes ont fait que les aestlonnaLnes de leau ont eacutetudieacute toutes les possibiliteacutes de conserver leau quantitativement et qualitativement

Lalimentation artificielle des nappes paiait ecirctie une solution judicieuse agrave ces problegravemes de ressource en eau

Tout au long de cette eacutetude on a miA en eacutevidence les questions techniques et eacuteconomiques

meacutethodes dinflltratlon qualiteacute de leau agrave infecter colmatage de la one dinfiltration coucirct des tiavaux coucirct dexploitation

De nombreux exemples pais tant dans les paus deacuteveloppeacutes que dans les paus du tiers monde aussi bien en climat humide quen gone aiide ou senti aride ont permis de mettre en eacutevidence les avantages et les inconveacutenients de cette techshynique Un bilan eacuteconomique montre que dans de nombreux cas la reacuteallmentatlon artificielle des nappes peut ecirctre consideacutereacutee comme un dispositif efficace dans la gestion de leau dun paus

Cette synthegravese montre aussi le soin quil faut apporter aux eacutetudes preacutealables pour ne pas se heurter agrave de giaves pnoblemes en cours dexploitation

Un autre enseignement tireacute de la lecture des documents est le fait que chaque cas est unique leacutetude dexemples similaires est eacutevidemment Importante mais elle ne leacutesoud pas tous les problegravemes 31 faut en particulier une eacutetude hudiogeacuteologishyque seacuterieuse de la jone

Laction eacutepuratrlce des sols ameacuteliore grandement la qualiteacute de leau ma-ls ce nest pas une seacutecuriteacute suffisante et dans le cas de lutilisation dune eau infiltreacutee pour la consommation animale ou humaine il est neacutecessaire de proceacuteder agrave des controcircles et eacuteventuellement agrave des traitements

La reacutealimentation des nappes permet laugmentation de la quantiteacute deau disponible et en ameacuteliore souvent la qualiteacute cest donc un proceacutedeacute inteacuteressant pour les ones arides et seml arides car leacutevaporatlon Intervient moins que pour un reacuteservoLr deau agrave ciel ouvert 01 est aussi avantageux pour les paus deacutevelopshypeacutes puisquil permet de deacutevelopper la ressource en eau tout en assurant une certaine eacutepuration des eaux brutes ou useacutees que lon infiltre

Page 6: AMELIORATION DE LA RESSOURCE EN EAU LA REALIMEIMTATION DES …

I N T R O D U C T I O N

- s -

Face aux beAoinA en eau AWXA ceAAe gAandlAAanlA -Le concept de rechange antljtl-clelie deA napper yiouteMAatneyi appanalt comme eacutetant un mouen epoundpoundtcace deacutetabliA une meLlieune gestion deA sieAAOUAceA en eau

poundn ejLfcet te objectlpoundA viseacuteA pan une rechange antifciclette de nappe peuvent ecirctie mioLtipleA

- neAtaunation dune nappe Ausiexplotteacutee - Atockage deau en vue dune utiliAotlon ulteacuterieure - eacutepuration naturelle de eaux uAeacuteeA pan te AOI - barriegravere hudnaullque contre ta pnogreAAion deA eaux AaleacuteeA notamment dorigine

marine en exploitation cocirctlegravere - reacutegularisation thermique deA eaux dun circuit de repioidlAAement - Atockage deacutenergie AOUA fLonme deau chaude

Remanque teA deux dernier A pointA fLalAont intervenir teA capaclteacuteA thermlqueA du AOI (diffjjAlon emmagaAinement) ne Aont poA tralteacuteA danA cette eacutetude

poundn contnecaAAant te deacuteficit en eau dorigine Aouternalne ta recharge anttfl-cteLie apporte teA beacuteneacutefices Aulvants

- mise en valeur deA tenjteA pan augmentation deA disponlbLLiteacuteA en eau (notamment pendant teA peacuteriodes de AeacutecheAeAAe en payA Aeml-arlde et aride)

- maintien de ta vte veacutegeacutetate agrave ta Aurface du Aot en Aoutenant te ntveau de ta nappe - expanAlon humaine et industrielle de reacutegion jusqu atonA geacuteneacuteeA pan te manque

deau

LeA dispoAltlfA de recharge artificielle Aont principalement de deux tupes

infiltration danA deA baAAJnA ou eacutepandage Auperflclei teau pencole agrave tnaverA ta jone non Aatunee du Aot avant datteindre ta nappe Cette technique peut Ae pratiquer preAque AOUA touA teA ctimatA agrave condition cependant que cetul-cl ne Aolt paA agrave pluviomeacutetrie tnop eacuteleveacutee et dautant mieux A le climat eAt anlde ou Aeml-anide fan allteunA le AOI doiX avoir ceAtalneA caracteacuteristiques que nouA pneacuteclAeAonA

Lavantage pnlnclpal deA baAAins eAt de pouvoln recevoir deA eaux quasi-brutes en effet pan paAAoge danA le AOI teA eaux de nechange Aubi-AAent une eacutepuration naturelAgravee pratiquement totale

On^ection danA deA puitA leau eAt directement ameneacutee au niveau de ta nappe Ce pnoceacutedeacute eAt notamment utiAgravelseacute lonAqu il exlAte une couche impenmeacuteabte entre la Aurface du AOI et la nappe Laction eacutepwiatAlce du AOI Intervenant peu poui leA eaux dinfection le tnaltement de ceileA-ct doit ecirctre pliiA eacutelaboreacute que danA le CŒA de baAAinA

Le choix dun pnoceacutedeacute deacutepend de plusleiuiA paramegravetres dont leA pnlnclpaux Aont donc

- leA caracteacuterlAtlques hgdrogeacuteologiques du AOI - la qualiteacute deA eaux de nechange et leun compatibiliteacute vis-agrave-vis deA eaux natlveA

du gisement

bull bull bull bull bull bull

- 10 -

poundnpji ta zieacuteuA^lte dune opeacuteration de iechange eAt dAgraveJiectement Jjee au pheacutenomegravene de co-Lmatage qui tend agrave pietneA linpJJytation de -Leau de lechajige danA teA baAA-inA ou teA puLtA LeA oiLgineA du pheacutenomegravene de coMnatage Aont ta OUAAAgrave dAveA4est phuAiqueA chirniqueA bLoiogAjQjjeA NOUA LampnonA un LnventaJuie desi lemegravedeA contsie -Le colmatage malA -il jLaut deacutejagrave AOutigneA que chaque opeacuteration de Jiechaige eAt un CJXA paAtLcutLeA et que AeuAgraveA deA eAAaAgraveA agrave long ternie et in Aitu permettent den deacutegagent leA paAametAeA

- CHAPITRE I -

L E S E A U X DE R E C H A R G E

- 13 -

Avant dexposer lorigine des eaux de recharge et les traitements eacuteventuels que lon doit leur faire subir il serait utile dintroduire la notion de compatibishyliteacute entre les eaux de recharge et les eaux natives du gisement On peut deacutefinir trois domaines de compatibiliteacute physique chimique et biologique

compatibiliteacute physique elle concerne le pH la teneur en matiegraveres en suspension ou MES

compatibiliteacute chimique elle concerne laction des gaz dissous la teneur en MES en fer en manganegravese en calcium en magneacutesium en silice ainsi que la dureteacute de 1eau

compatibiliteacute biologique elle concerne la preacutesence de pathogegravenes susceptibles de polluer les eaux souterraines

Les traitements eacuteventuels des eaux de recharge visent agrave proteacuteger les eaux du gisement vis-agrave-vis de toute pollution pouvant entraicircner une deacutegradation irreacutevershysible de sa qualiteacute

A - RECHARGE PAR EAUX DE RIVIEgraveRE

1 ) RomanqueA piltLLLmJjriCLuiltZA

a) Lanalyse quantitative de la recharge naturelle de la nappe alluviale par la riviegravere elle-mecircme est essentielle pour pouvoir juger de lefficaciteacute dune recharge artificielle En effet cette analyse permet de deacuteterminer les deacutebits reacuteellement utiles parla recharge artificielle dun aquifegravere donneacute

b) Lanalyse qualitative des eaux de riviegravere permet den connaicirctre le degreacute de polshylution ainsi que la teneur en MES Il faut remarquer que ces deux facteurs peushyvent ecirctre directement influenceacutes par le reacutegime de la riviegravere elle-mecircme Ainsi

en peacuteriode deacutetiage la pollution des eaux peut ecirctre plus importante quagrave lorshydinaire

en peacuteriode de crue un transport solide important peut apparaicirctre augmentant du mecircme coup la teneur en MES (F 2028)

Les eacutetudes en vue dune recharge artificielle par des eaux de riviegravere doivent donc se faire sur une large plage de valeurs des deacutebits

La pollution et la teneur en MES jouant un rocircle tregraves important vis-agrave-vis du pheacutenomegravene de colmatage le pompage en riviegravere peut donc ecirctre intermittent ou conshytinu suivant les toleacuterances admises pour la pollution et la teneur en MES des eaux de recharge

2) Eaux dltZAtinecirceA agrave ampOie jjipoundJJJyieacuteesgt dan dzA baj4inA (F 2518 F 3469)

Suivant le degreacute de pollution et la teneur en MES de la riviegravere les eaux peuvent subir les traitement suivants

- 14 -

preacute-traitement deacutegrillage suivi dune simple deacutecantation Cest le cas des oueds et des cours deau ne preacutesentant pas de pollution notable

NB les anciennes sabliegraveres se preacutesentent comme eacutetant dexcellents bassins de deacutecantation

traitement primaire en station injection de coagulants deacutecantation et filtra-tion sur sable pour reacuteduire la teneur en MES et la demande biologique en oxygegravene des eaux

Exemple

Croissy (eau de Seine) - la figure 1 donne un scheacutema de linstallation (G 3663)

Moulle (eau de lAa) (6627873 6625917 6627956)

Appoigny(eau de lYonne) (G 1947)

Remarque dans le cas deacutepandage superficiel des eaux de recharge on ne procegravede pas agrave une steacuterilisation lors du traitement En effet la chloration aurait le grand inconveacutenient de deacutetruire dans les bassins laction eacutepuratrice des bacteacuteries diverses qui oxydent et mineacuteralisent les diffeacuterents produits organiques preacutesents dans les eaux (G 3459)

FIGURE 1

EXEMPLE DE CROISSY

(poundxiiaJJ du Document Ccedil 3663)

bull bull bull bull bull

- 15 -

3) Eaux desitlneacuteesi agrave linfection (F 3469 F 2028)

Remarque preacuteliminaire les eaux dinjection dune maniegravere geacuteneacuterale doivent ecirctre deacutebarrasseacutees de toute pollution susceptible dalteacuterer la qualiteacute des eaux du gisement et notamment des matiegraveres toxiques non eacuteliminables par filtration naturelle De plus les eaux dinjection doivent ecirctre chimiquement compatibles avec les eaux du gisement

En geacuteneacuteral en plus dun traitement primaire classique les eaux de riviegraveres desshytineacutees agrave linjection subissent un traitement secondaire plus ou moins eacutelaboreacute en fonction de leur degreacute de pollution Ce traitement vise principalement agrave deacutesaeacuterer leau et agrave la steacuteriliser avant injection

Exemples (F 2028)

En Israeumll (eaux du Lac de Tibeacuteriade)

En Californie (eaux des torrents de la Sierra Nevada)

3 - RECHARGE PAR EAUX USEacuteES

Le niveau de traitement des eaux useacutees destineacutees agrave la recharge artificielle deacutepend tregraves largement de lorigine de celles-ci (domestique ou industrielle) et aussi de la nature des terrains de recharge

Le tableau 1 (extrait de 6604561) rappelle la nature des pollutions en fonction de lorigine des eaux useacutees

Le tableau 2 (G 6501) donne agrave titre indicatif les recommandations du Service de Santeacute de la Californie pour lutilisation agrave des fins de recharge artificielle deaux useacutees

Le tableau 3 (G 6501) montre par des exemples la diversiteacute des traitements que lon peut appliquer suivant les paramegravetres de la recharge

ConcAgravewiioni

Comme nous lavons deacutejagrave souligneacute dans lintroduction chaque opeacuteration de recharshyge doit ecirctre traiteacutee comme un cas particulier Le niveau de traitement requis pour les eaux de recharge en est une preuve Aussi seuls des essais in situ et agrave long terme associeacutes agrave lexpeacuterience du professionnel peuvent deacutefinir les traishytements neacutecessaires des eaux de recharge Cette eacutetape est importante car elle conditionne la rentabiliteacute de lensemble de lopeacuteration de recharge le coucirct du traitement entrant pour une part importante dans le coucirct global (F 2028 G 6501)

bull bull bull bull bull bull

- 16

TABLEAU 1

Sources deaux useacutees

- Eaux useacutees urbaines

non traiteacutees

traiteacutees

fosses septiques

- Eaux useacutees industrielles

eau de refroidissement

industries alimentaires

industrie du papier

industrie chimique et traitement des meacutetaux

industrie du peacutetrole

- Irrigation

- Ruissellement urbain et nettoyage des

- Eau de crues

Types de pollution

composeacutes organiques et mineacuteraux matiegraveres en suspension faibles teneurs en meacutetaux lourds et en toxiques Tregraves forte teneur en DBO Biodeacutegradable ou non deacutegradabie

composeacutes organiques et mineacuteraux faibles teneurs en meacutetaux lourds et en toxiques Substances biodeacutegradables et non deacutegra-dables

surtout des matiegraveres organiques Biodeacuteshygradable

chaleur

composeacutes organiques et matiegraveres en susshypension surtout DBO eacuteleveacute Particuliegraveshyrement biodeacutegradables

composeacutes organiques et mineacuteraux En partie biodeacutegradable Quelques matiegraveres solides organiques en suspension

composeacutes organiques et mineacuteraux y compris des meacutetaux lourds des toxiques et des substances dangereuses Selon le proceacutedeacute certaines substances sont biodeacutegradables

composeacutes organiques biodeacutegradables et non biodeacutegradables surtout Nombreux toxiques et substances dangereuses

deacutechets organiques et mineacuteraux subsshytances nutritives sels de lessivage du sol substances biodeacutegradables ou non biodeacutegradables matiegraveres en suspenshysion

mers composeacutes organiques et mineacuteraux fortes charges en DBO substances nutritives pesticides matiegraveres en suspension en partie biodeacutegradables

composeacutes organiques et mineacuteraux matiegraveres en suspension en partie biodeacutegradables Eminemment variable selon lutilisation du sol

(tsiaducJUon du tableau 1 eyLtnaJut du Document 66OU561 )

bull bull bull bull bull

17 -

TABLEAU 2

NIVEAUX DE TRAITEMENT RECOMMANDES POUR LES EAUX USEES EPUREES

UTILISEES A LA RECHARGE DES NAPPES SOUTERRAINES

1

2

3

t

5

6

7

par eacutepandage superficiel

Veacuterification de linexistence de deacutecharges deffluent industriels toxiques dans les eaux useacutees utiliseacutees

Oxydation biologique normale (traitement secondaire)

Adsorption sur charbon actif (temps de contact 30 mn demande chimique doxygegravene reacutesiduelle moins de 5 mg1)

Epandage avec percolation de leffluent dans la zone aeacuterobie non satureacutee du sol non remanieacutee - profondeur minimale de la nappe 3 megravetres

- une semaine deacutepandage alterneacutee avec 2 semaines dassegravechement

Dilution par une quantiteacute eacutegale deau souterraine naturelle

Leau de recharge doit rester dans la nappe pendant un an avant decirctre extraite

La qualiteacute de leau souterraine doit ecirctre doit ecirctre reacuteguliegraverement surveilleacutee

l

2

3

A

5

6

7

8

9

10

11

12

ou par injection directe

Veacuterification de linexistence de deacutecharges deffluent industriels toxiques dans les eaux useacutees

Oxydation biologique normale (traitement secondaire)

Deacutesinfection correcte (chlorination)

Coagulation-floculation chimique

Deacutecantation

Filtration rapide sur sable

Adsorption sur charbon actif

Deacutemineacuteralisation par osmose inverse

Aeacuteration par aspersion pour leacutelimination des composeacutes organiques volatils

Dilution par une quantiteacute eacutegale deau souterraine naturelle

Leau de recharge doit rester dans la sapps pendant un an avant decirctre extraite

La qualiteacute de leau souterraine doit ecirctre recircguliegravereoent surveilleacutee

(acirc-x-ttalt du Document Ccedil 6501 )

bull bullbullbullbullbull

- 18 -

TABLEAU 3

PRINCIPALES INSTALLATIONS DE RECHARGES DE NAPPE SOUTERRAINES EN CALIFORNIE

UTILISANT LES EAUX USEES EPUREES

Nom de iumla station de reacutecupeacuteration

deaux useacutees San Joseacute Creek (Whittier)

Whittier Narrow

Water Factory 21 (Orange County)

Chino Basin (Ontario)

Palo Alto

Proceacutedeacutes de traitement =

Proceacutedeacutes de traitement

des eaux useacutees

Meacutethode de recharge des

eaux souterraines

Problegraveme agrave

reacutesoudre Deacutebit annuel reacutecupeacutereacute en millions de m-

DP BA CF FR Ch

DP BA CF FR Ch

DP BA CF FR AAeA ACA 01 Ch

DP LB

DPBACFFR Ch Ozonisation

Epandage superficiel

Epandage superficiel

Injection directe

Epandage superficiel

Injection directe

Deacutecantation primaire Boues activeacutees Coagulation floculation Filtration rapide Lits bacteacuteriens Adsoption sur charbon actif

Chloration Aeacuteration par aspersion pour leacutelimination de lamoniaque

DP BA CF FR LB

ACA Ch

AAeA

Reacutealimen-Cation de la nappe soushyterraine

Reacutealimentashytion de la nappe soushyterraine

Barriegravere contre linfiltrashytion deau marine (et reacutealimentashytion)

Reacutealimenta-tion de la nappe soutershyraine

Barriegravere contre linshyfiltration deaux marines

166

87

63

32

23

En ce qui concerne la station Water Factory 21 le traitement primaire et secondaire de leffluent a lieu preacutealablement a la station de traitement du Comteacute dOrange

(CxtAciut du Document Ccedil 6501 )

- 19 -

L I S T E B I B L I O G R A P H I Q U E

F 2028

F 2518

BIZE J BOURGUET L LEMOINE J Lalimentation artificielle des nappes souterraines Ed Masson amp Cie 1972 199 pages

HUISMAN L WOOD WE La filtration lente sur sable OMS Genegraveve 1975 133 pages

F 3469 Health aspects of wastewater recharge Water Information Center New-York 1978 240 pages

G 2264Bis

G 3459

La meacutecanique des fluides et lenvironnement - preacutevision et maicirctrise de la qualiteacute de leau et de lair 14egraveme Journeacutees de lHydraulique Paris Sept 1976 Question 4 les eaux souterraines 48 pages

DEVILLERS G Lalimentation artificielle des nappes souterraines - Exemple de la nappe de Croissy Journeacutees Information Eaux 1976 14 pages

G 3663

G 6212

G 6230

Plaquette de preacutesentation de linstallation de recharge artificielle de Croissy SLEE sd 16 pages

Wastewater reuse for groundwater recharge Symposium Office of Water Recycling Californie 1980 345 pages

Possibiliteacutes deacutepandage des eaux useacutees urbaines Rapport Agence RMC 1979 371 pages

G 6295 BRESSON G Injection dans le sous-sol des effluents traiteacutes agrave la station deacutepuration de la ville de St-Jean-de-Monts Rapport DDA Vendeacutee 1980 74 pages

G 6501 TAKASHI ASANO GHIRELLI R Reacuteutilisation des eaux useacutees pour la recharge des eaux souterraines et lirrigation agricole Confeacuterence OMS Alger 1980 p 1-15

G 7220 BIZE J Recharge artificielle des nappes PNUD Compte-rendu de missionraquo SeptmdashOct 1981 45 pages

bullbullbullbullbullbull

- 20 -

G 7221 Lameacutenagement dinfiltration des eaux useacutees de Port-Leucate Soc Ameacutenag Mixte dEquip et dAmeacutenag de lAude Novembre 1981 45 pages

6604561

6616815

CALLAHAN JT Recycling of fresh water - the management and protection of ground water Tireacute agrave part 16 pages

SCHMIDT CJ CLEMENTS EV SHELTON SP A survey of practices and reacutegulations for reuse of water by ground water recharge JAWWA 1978 70 ndeg 3 p 140-147

6623044

6625917

ASAN0 T GHIRELLI RP WASSERMANN KL Recharge de nappe par eaux useacutees eacutepureacutees JWPCF 1979 51 ndeg 9 24 pages

MARTIN F THEBAULT P Reacutealimentation de nappe par de leau de riviegravere traiteacutee Liaison Cortambert 1980 ndeg 10 p 31-36

6627873

6627956

MARTIN F THEBAULT P Reacutealimentation de nappe agrave lusine de Moulle (Dunkerque) Techniques Eau Assainissement 1981 ndeg 409 p 37-42

MARTIN F Flottation et traitement des boues Eau et Industrie 1981 ndeg 52 p 61-65

CASTANY G Conditions hydrogeacuteologiques de lalimentation artificielle des nappes deau souterraine BRGM 1970

- CHAPITRE I I -

H Y D R O G E O L O G I E

- 23 -

LEAU DANS LE SOL

Rappel de notion geacutenltpoundnaAgraveamp4 dhyccedilugraveiogeacuteologAgravee

La porositeacute la porositeacute dune roche est deacutefinie par le rapport du volume des vides au volume total de la roche

La figure 1 montre les divers types dinterstices et leur relation avec la texshyture du sol

FIGURE 1

Several types of interstices and the relation of rock texture to porosity (a) Well-sorted sedimentary deposit having high porosity (6) poorly sorted sedimentary deposit haviog low porosity (c) well-sorted sedimentary deposits consisting of fragments of rock that are themselve-s porous so that the deposit has a very high porosity (d) well-sorted sedimentary deposit whose porosity has been diminished by the deacuteposition of minerai matter in interstices (e) rock rendered porous by solution and () rock rendered porous by fraccuring (Front Meimer 1959)

(Extrait du Document h 204-5)

TABLEAU 1

REPRESENTATIVE POROSITY RANGES

FOR SELECTED ROCKS

Le- tableau 1 donne la valeur de la porositeacute pour diffeacuterentes roches

(ExtnaJjt du Document r 20+5)

Rocks

Clay Sand Gravel Sand and gravel Sandstone Shale Limestone

Porosity

45-55 35-40 30-40 20-35 10-20 1-10 1-10

- 24 -

TABLEAU 2

REPRESENTATIVE SPECIFIC YIELD

RANGES FOR SELECTED ROCKS

Rocks

Clay Sand Grave Sand and grave Sandstone Shale Limestone

Speacutecifie yield

1-10 10-30 15-30 15-25 5-15

05-5 05-5

Pour les mecircmes roches le tableau 2 donne la valeur de la porositeacute efficace deacutefinie comme la fraction de la porositeacute corresshypondant agrave la contenance en eau gravitaire

(Extrait du Document h 20k5 )

La permeacuteabiliteacute la permeacuteabiliteacute est laptitude dune roche agrave laisser passer iumleau sous leffet dun gradient de potentiel

Le tableau 3 donne la valeur de la permeacuteabiliteacute intrinsegraveque (ou permeacuteabiliteacute en petit) pour diverses roches (rappel 1 darcy = 0987 10-^ cm2)

TABLEAU 3

PERMEABILITE INTRINSEQUE DE DIVERS TYPES DE FORMATION

Type de formation

Roches meacutetamorphiques et plutoniques

Roches solides

Zones meacutetamorphiques et fortement fractureacutees

Sable agrave grains de grosseur moyenne

Limon (roche)

Calcaire dense riche en argile

Gregraves de grain moyen

Bregraveche calcaire grossiegravere partiellement cimenteacutee

Roche calcaire demeureacutee poreuse

Sables alluviaux (plaines littorales)

Alluvions dargile et de limon

Sables dunaires

Loess

Valeur du coefficient en

Proche de zeacutero

Proche de zeacutero

Plusieurs centaines de darcys

darcys

1000-30000 millidarcys

01 millidarcy

1 millidarcy

1-500 millidarcy

Plusieurs milliers de darcy

10-500 darcys

Moins de 1 darcy

Moins de 01 darcy

5mdash50 HarcvR

10-4 -1 darcy

(extrait du Document Ccedil 51351)

- 25 -

Remarque certaines roches denses telles que le calcaire ou le basalte ont une permeacuteabiliteacute en petit tregraves faible Cependant elles constituent dexcellents aquifegraveres lorsquelles sont fractureacutees leur permeacuteabiliteacute devenant alors imporshytante

c) La transmissiviteacute la transmissiviteacute est la grandeur mesurant laptitude dune couche de terrain permeacuteable agrave transmettre conduire leau La transmissiviteacute est deacutefinie comme le produit de la permeacuteabiliteacute par leacutepaisshyseur de la couche aquifegravere en un point consideacutereacute

d) Le coefficient demmagasinement ce coefficient est deacutefini par le rapport entre la hauteur de la tranche deau immeacutediatement libeacuterable par la roche aquifegravere sous leffet dune deacutepression et la hauteur dabaissement correspondant du niveau pieacutezomeacutetrique

Le darcy est une uniteacute de surface deacutefinie par

1 darcy = 0987 10 ~8 cm2

1 centipoise cm3s 1 cm2

et 1 darcy 1 atmosphegraverecm

2) ReacutepanAcircJjtlon de leau darvi le IO-L

Leau infiltreacutee agrave la surface du sol circule de haut en bas jusquagrave rencontrer une surface impermeacuteable Elle constitue alors une nappe deau dont le niveau supeacuterieur est appeleacute niveau pieacutezomeacutetrique ou encore surface hydrostatique

La figure 2 scheacutematise leacutetat deacutequishylibre vertical de leau dans le sol

FIGURE 2

NAPPE PHREATIQUE

lExtAaJJi du Documervt h 2189)

La nappe deau ainsi deacutefinie peut ecirctre

soit libre ou percheacutee (notamment en cas de la preacutesence dune lentille dargile dans le sol)(voir figure 3)

soit captive encore appeleacutee arteacutesienne (voir figure 4)

SurfocA |

s l

bull l

lt

bull - bull bull bull bull bull

bull bull laquo bull laquo bull bull 5^ Icirc v bull

urfoc fiy4ro)tcitkivraquo

bull EayxpHrrltliqiraquo4laquo - J

bull bull raquo bull bull bull bull bull bull

bull bull bull bull bull bull bull bull bull

Couche imptfweacutecbi

Zooraquo divcpctmmpirotiocraquo

Zonraquo draquo rrltntron

I

Francraquo dgt cnpidarltv

Nappraquo aquiflaquorr

- 26 -

FIGURE 3

NAPPE LIBRE ET NAPPE PERCHEE

TgtraquoL bullbullbull-bull j^zzsz^-r =i-^^gt^ bull bull V

bullbullbull bullbull-bulllaquoiiii ^iumlrtW-----1---1--V- bull bull bull ^N

bullbullVbull^gt^^^bullCvi^bullrSbullibull^V^^bullbullbullbullvbull V^72

^

(Extrait du Document h 2189)

FIGURE 4

FORAGE DANS UNE NAPPE ARTESIENNE

fl) Eaux jaillissantes - f2) et 13) Puits agrave eaux remontantes (en hachures les couches impermeacuteables)

(SXampKLUL du Document h 2k15)

- 27 -

Remarque un cas particulier est celui dune nappe phreacuteatique cocirctiegravere Leau saleacutee eacutetant plus dense que leau douce il se creacutee un biseau deau douce comme le montre la figure 5 Par un pompage excessif dans la nappe deau douce on engendre une avanceacutee des eaux saleacutees vers linteacuterieur des terres Cette progresshysion peut entraicircner une deacuteteacuterioration irreacutemeacutediable de laquifegravere Une recharge artificielle dans la zone littorale permet de combattre ce pheacutenomegravene

FIGURE 5

CxtnaLt du Document Ccedil 513^1)

3) Btlan dune nappe

Pour pouvoir juger de lopportuniteacute dune reshycharge artificielle il est important de pouvoir quantifier les entreacutees et les sorties deau dans la nappe consideacutereacutee (voir figure 6) sur une peacuteriode de temps donneacutee On peut alors eacutetablir le bilan hydrique de la couche aquifegravere et suishyvant lobjectif viseacute (reacuteeacutequilibrage de la nappe ou bien stockage) quantifier lopeacuteration de recharge

(CxtnaiJ du Document ucirc 580)

(S)

laquo o a a lt

c

z a ta Q

FIGURE 6

SCHEMA DES ELEMENTS PRINCIPAUX DU BILAN DE

LA COUCHE AQUIFERE

APPORTS

X gui lt tj

3 -

PRECIPITATION P

INFILTRATION

EFFICACE

APPORTS DES EAUX

SOUTERRAINES

APPORTS CES EAUX

OE SURFACE

RESTITUTIONS

INFILTRATION

EAUX DE SURFACE

EVAPOTRANSPIRATION

REacuteELLE

VARIATION CE LA RIcircSSRVH

EN EAUX SOUTERRAINES dW

(INVERSEMENT

OE LA C0UCH4 AOgtIIFecircRE

ECOULEMENT

EN SURFACE

PREacuteLEgraveVEMENTS

EXPLOITATION EacuteMERGENCES DES

EAIU SOUTERRAINES

D E P E N S E S

Iw+ lccedil+ l r qwgtqs = E + R + ^nt + CcedileQs +Qwraquoplusmn dw

- 28 -

U) CaiacJeacuteAAgraveyiatLon deA urtLteacuteA geacuteologiques avoiable^ pouA la iechaiae aAixfJ-CxeAXe de nappe

a) Nature cles_terrains

Les terrains destineacutes agrave la recharge artificielle doivent avoir une permeacuteabiliteacute suffisante (10~2 agrave 10-^ ms) En fait cest la valeur de la transmissiviteacute qui intervient et par lagrave la puissance ou encore leacutepaisseur de la couche aquifegravere (F 2028)=

Suite agrave de nombreuses expeacuteriences il apparait que les formations aquifegraveres favorables pour une recharge artificielle sont les roches carbonateacutees karsshytiques iumles basaltes (notamment lorsquils sont fissureacutes) les sables les allu-vions

b) Dimensions de l^aquifegravere

Ce sont les limites geacuteologiques et hydrauliques du reacuteservoir que constitue 1aquifegravere qui deacuteterminent sa structure Les nappes sont limiteacutees nous lavons vu dans leur partie infeacuterieure par une couche impermeacuteable de terrain ou encore par un fluide plus dense que leau du gisement

Quand la nappe est libre cest la surface hydrostatique qui la limite dans sa partie supeacuterieure

Quand la nappe est captive cest la couche impermeacuteable ou toit sous laquelle elle est emprisonneacutee qui constitue sa limite supeacuterieure

Remarque lorsque 1aquifegravere est profond cest alors les limites lateacuterales qui pour des raisons eacuteconomiques deacuteterminent les possibiliteacutes de stockage de 1aquishyfegravere consideacutereacute

La figure 7 donne des exemples de formations aquifegraveres favorables au stockage

Les structures hydrogeacuteologiques les plus favorables agrave la mise en oeuvre dopeacuterashytions de recharge artificielle sont les massifs de roches carbonateacutees karstiques ou fissureacutes les plaines alluviales les dunes littorales et les deltas les basshysins hydrogeacuteologiques et enfin les zones ougrave la surface pieacutezomeacutetrique est deacuteprimeacutee par surexploitation

Cependant on peut faire les remarques suivantes

mdash les massifs de roches carbonateacutees karstiques peuvent en geacuteneacuteral absorber beaushycoup deau mais cette eau est rapidement rejeteacutee par des grosses sources Le stockage deau ne pourra donc se faire que dans les parties profondes

- les plaines alluviales constituent des lieux privileacutegieacutes pour la mise en oeuvre de recharge artificielle mais le stockage y est en geacuteneacuteral limiteacute du fait de la position eacuteleveacutee des niveaux deacutequilibre pieacutezomeacutetrique quand les eaux dalimenshytation sont abondantes

Suivant le climat les sites de recharge artificielle peuvent ecirctre diffeacuterents ainsi

en reacutegion agrave climat tempeacutereacute et humide on choisira

- les alluvions anciennes - les lits fossiles enfouis

- 29 -

- les cocircnes deacuteboulis

- les alluvions interconnecteacutees des valleacutees principales et de leurs affluents

en reacutegion aride on choisira

- les deacutepocircts alluviaux reacutecents - les dunes cocirctiegraveres - les zones deltaiumlques

en reacutegion tropicale des roches qui eacutetaient compactes agrave lorigine ont pu sous laction des agents atmospheacuteriques ecirctre alteacutereacutees sur une certaine eacutepaisseur (par exemple les graniteacutes deviennent des lateacuterites) Si cette couche alteacutereacutee est sufshyfisamment eacutepaisse elle consiste alors un terrain favorable agrave la mise en oeuvre dune opeacuteration de recharge artificielle

FIGURE 7

EXEMPLES DE COUCHES AQUIFERES AYANT UN POTENTIEL

DEMMAGASINEMENT IMPORTANT

j Couche l i b r e sans reacuteserve constante mais alimenteacutee par un cours deau

B formations massives ayant des sources l e long de l e u r s l im i t e s

(Extrait du Document Ccedil 513^1) bull bull bull bull raquo bull

- 30 -

B - PHYSIQUE DUNE OPEacuteRATION DE RECHARGE

1 ) Ccedila de baA4irvj difijlLUyicutLon (G 5920)

Le systegraveme hydraulique que constitue une opeacuteration de recharge par bassin se deacutecompose en deux parties distinctes

- linfiltration proprement dite agrave travers la partie non satureacutee du sol cest le domaine des eacutecoulements verticaux (I sur la figure 8)

- le transfert de leau dans la zone satureacutee de laquifegravere cest le domaine des eacutecoulements horizontaux (II sur la figure 8)

FIGURE 8

EXEMPLE DE DISPOSITIF DINFILTRATION

NIVEAU I

NIVEAU II

^ ^ raquoraquo S SSS^N S^ ^ V-sgtsgtSSSilHgts

(dxfrialt du Document Ccedil 5920)

NB si la capaciteacute de transfert de laquifegravere est insuffisante la nappe se gonfle jusquagrave remonter agrave la surface stoppant ainsi toute infiltration (G 5S20 G 7221)

Pour une recharge artificielle par bassin dinfiltration les terrains ayant une texture sableuse ou sablo-limoneuse ou encore limono-sableuse conviennent bien Linfiltration agrave travers la couche non satureacutee du terrain jouant un rocircle eacutepura-teur important une texture trop grossiegravere nest pas agrave recommander le chemineshyment est alors trop rapide empecircchant les reacuteactions chimiques et biologiques de se produire complegravetement (G 6230)

- 31 -

2) CQA deA pultyj dinjecJugraveon

Le systegraveme hydraulique dans le cas dune recharge par injection est reacuteduit au transfert du volume deau injecteacutee (voir figure S)

FIGURE 9

RADIAL FLOW FROM RECHARGE WELLS PENETRATING (a) CONFINED

AND (b) UNCONTINED AQUIFERS

Li y Ground surface

k^^x^xmiampxvA VteampraquoraquoV4iuml^^ti^K

Fiezometric surface bullgt

y ^ i ^ ^ - ^ y gt f t ^ ^ ^ 0 g y ^ -

Conflned aquifer

mltpoundzmpoundmzMMmg

te)

Qr

Unconfinsd bull-aquifer

S Ground suiface

^^^m^smMm^rrm^^micirc^mmmm^i

Vate Ublaquolaquo

S^SS5^SS^S3laquo^2ggSSSSraquo^wS5^SS3S

(poundxampiaLt du Document t 275)

Les deacutebits dinjection sont limiteacutes par les caracteacuteristiques physiques de laqui-fegravere En effet au voisinage du puits la vitesse deacutecoulement des eaux soutershyraines ne doit pas deacutepasser la valeur au-delagrave de laquelle elles provoqueraient une eacuterosion du terrain Pour les nappes captives cette eacuterosion peut entraicircner leacutecroulement du toicirct (G 51341)

- 32 -

Pour une recharge par injection les calcaires notamment lorsquils sont profonshydeacutement enfouis sont favorables

C -MEacuteTHODES DINVESTIGATION DES PARAMEgraveTRES DUNE OPEacuteRATION DE RECHARGE

ARTIFICIELLE

(B 580 G 51341 6619100 G 5191 G 6212)

1) ftasiivie de la conduativlteacute hycOiaLUAque ou peAmeacuteabLLLteacute au lt4erui de Ocuicy (eacutecouleshyment s a t u i eacute

Il sagit dune mesure classique qui peut ecirctre mise en oeuvre par diffeacuterentes meacutethodes

a) essai de pompage linterpreacutetation des variations du niveau de la nappe en foncshytion du temps pendant une opeacuteration de pompage permet de deacuteduire la valeur de la permeacuteabiliteacute de laquifegravere

b) Essais geacuteophysiques le principe de ces meacutethodes est deacutetudier certaines caracshyteacuteristiques pTiysiques dun terrain et de les interpreacuteter afin dobtenir diffeacuteshyrents renseignements sur le sol Principalement on utilise les meacutethodes geacuteophysiques suivantes

- meacutethode des reacutesistiviteacutes comme son nom lindique cest une meacutethode eacutelectrique destineacutee agrave connaicirctre la reacutesistiviteacute des terrains concerneacutes

- meacutethode de sismique-reacutefraction cette meacutethode consiste en le calcul des vitesses de propagation dondes de choc dans le sol

c) Essais eh laboratoire on mesure directement la permeacuteabiliteacute sur un eacutechantillon de sol obtenu par carottage agrave laide dappareils speacuteciaux (permeacuteamegravetres par exemple)

2) fteAime de ta conducJJLvLteacute kydnauUque verticale (ecouJemerut non statuieacute)

Il nexiste pas de meacutethode parfaite pour calculer ce paramegravetre Citons tout de mecircme la meacutethode de Weeks dont le principe est une eacutetude de la pression de lair contenu dans la zone non satureacutee du terrain Quoique sujette agrave erreur cette meacutethode est malgreacute tout la plus preacutecise actuellement (G 5191 G 6212)

3) MeAwie de JJOL tAarvmJui4LvJjLeacute et du coefifJicAeruL demmaaaAuiement

Ces mesures se deacuteduisent des reacutesultats des essais de pompages (cf la)

4 DugravenenALorui et 4poundnuctuuie de taquLfLegravejie

La mesure de ces diffeacuterents paramegravetres peut ecirctre mise en oeuvre par des meacutethodes geacuteophysiques classiques telles que la meacutethode des reacutesistiviteacutes ou de sismique-

- 33 -

reacutefraction ou encore par des meacutethodes plus sophistiqueacutees utilisant les proprieacuteshyteacutes radioactives des constituants du sol citons pour meacutemoire la meacutethode dactivation des neutrons et celle de la spectromeacutetrie aux rayons gamma

5) Etude de -leacutecoulement

Les meacutethodes deacutetude des eacutecoulements souterrains ont longtemps eacuteteacute dordre physishyque avant de devenir plus reacutecemment aussi dordre numeacuterique gracircce au deacutevelopshypement de linformatique

a) Meacutethodes physiques

- Utilisation de traceurs les traceurs sont en fait des substances polluantes dorigines physique chimique ou radioactive que lon introduit dans les eaux de recharge et qui vont suivre sans les perturber les eacutecoulements souterrains En les suivant on pourra obtenir des indications sur la direction et le deacutebit des eacutecoulements Parmi les nombreux traceurs utiliseacutes on peut citer agrave titre dexemple la tempeacuterature (6617781) la levure de boulanger (6619100) le tritium (6604550)

- Utilisation de modegraveles reacuteduits en respectant des regravegles de similitude bien preacuteshycises on peut construire des modegraveles reacuteduits deacutecoulement souterrain donnant des reacutesultats acceptables (F 2028 G 4944)

- Utilisation de modegraveles analogiques physiques le principe de ces meacutethodes est de remplacer les paramegravetres de leacutecoulement par dautres paramegravetres physiques veacuterifiant des eacutequations analogues aux eacutequations de leacutecoulement On fait alors les mesures neacutecessaires sur ce modegravele et lon transfert les reacutesultats obtenus au problegraveme reacuteel Citons agrave titre dexemple les modegraveles analogiques eacutelectriques qui ont donneacute de bons reacutesultats(G 2729 F 2045)

b) Meacutethodes numeacuteriques

Les progregraves de linformatique permettent aujourdhui la reacutesolution directe de toutes sortes de problegravemes physiques et en particulier les problegravemes deacutecoulement souterrain (G 4944 G 51341 G 2264 bis F 2045 G 4329 F 3918)

D - POUVOIR EacutePURATEUR DU SOL

Le passage des eaux de recharge agrave travers le milieu poreux que constitue le sol deacuteclenche au sein de celui-ci diverses reacuteactions de caractegravere physique chimique ou biologique Ces reacuteactions deacuteterminent la capaciteacute de reacutetention des contamishynants par le sol Nous ne citerons que quelques cas de reacutetention

1) ReacutetervLLon deA raatJeAeyi en AUApenyjLon

Le premier processus qui intervient est la filtration les particules de dimenshysions supeacuterieures aux pores du sol sont rapidement stoppeacutees Cest ensuite

- 34 -

laction combineacutee de linterception des particules des forces dinertie du pheacutenomegravene de seacutedimentation et de diffusion qui assure la reacutetention des particules les plus fines

Ces processus entraicircnent la constitution dune couche colmatante qui freine le cheminement de leau dans leacute sol

Lefficaciteacute de leacutelimination des matiegraveres en suspension croicirct avec la distance parcourue De nombreuses eacutetudes en milieux non fissureacutes ont montreacute leacutelimination totale de la turbiditeacute apregraves seulement quelques megravetres de trajet des eaux dans le sol

2) HeacuteAgraveLeniugrave-on deA geAmeA pathogknesi

Les eaux notamment les eaux useacutees dorigine urbaine contiennent des germes pathogegravenes que les traitements en station neacuteliminent que partiellement Il est donc important pour des raisons sanitaires eacutevidentes deacutetudier la reacutetention des germes pathogegravenes dans le sol

Le meacutecanisme de 1eacutepuration des germes pathogegravenes par le sol est double

- tout dabord une reacutetention des germes par filtration ou adsorption dans le sol

- puis un deacutepeacuterissement i

Lefficaciteacute de leacutelimination des germes pathogegravenes par les sols est fonction de leur survie de la capaciteacute de reacutetention du sol

a) Survie des germes pathogegravenes le tableau 4 nous en donne des exemples

TABLEAU 4

Entamoeba histolytica

Oeufs dAscaris

Salmonella

Coliformes feacutecaux

Entero vicircrus

Survie dans le sol

8 jours

6 ans

9 mois

6 mois

12 jours

Source

DUNLOP (1968)

POUND et CRITES (1973)

VAN DONSEL et al (1967)

EDKONDS (1976)

DUNLOP (1968)

(ExticiLt du Document Ccedil 5920)

- 35 -

b) capaciteacute de reacutetention du sol elle est elle-mecircme fonction du climat de la nature du sol de la nature des microorganismes

- Climat (G 6212)

la tempeacuterature la survie des pathogegravenes est grandement prolongeacutee aux basses tempeacuteratures

la pluviomeacutetrie lhumiditeacute du sol favorise la survie des germes pathogegravenes

- Nature des sols (G 5920)

les terrains fissureacutes doivent ecirctre consideacutereacutes avec beaucoup de preacutecautions car de nombreuses expeacuteriences ont donneacute des reacutesultats totalement diffeacuterents

les sols granulaires sont en geacuteneacuteral de bon eacutepurateurs Cependant la capaciteacute de reacutetention des germes pathogegravenes est lieacutee agrave leacutecoulement au sein du sol Ainsi la reacutetention en milieu non satureacute est tregraves supeacuterieure agrave celle en milieu satureacute

- Nature des microorganismes nous distinguerons les bacteacuteries et les virus

Le tableau 5 reacutesume les facteurs geacuteneacuteraux qui conditionnent le cheminement des virus et des bacteacuteries dans le sol

TABLEAU 5

FACTORS THAT INFLUENCE THE MOVEMENT OF VIRUSES AND BACTERIA IN SOIL

1 Rainfall bull 2 pH I 3 Soil composition j h Flow rate 5 Soluble organics I 6 Cations bull 7 Adsorptiumlon characteristics of the virus and bacteriumla |

(Sxtnltxut du Document Ccedil 6212)

De nombreuses eacutetudes ont montreacute que

- les bacteacuteries sont eacutelimineacutees par filtration et adsorption dans les premiers deacutecishymegravetres du sol Leur cheminement vertical (en non satureacute) ne deacutepasse pas 2 agrave 3 m Par contre leur cheminement horizontal (en satureacute) peut atteindre 10 m

- les virus plus petits sont eacutelimineacutes principalement par adsorption dans les preshymiers centimegravetres du sol comme le montre la figure 10 pour trois virus diffeacuterents

bullbullbullbullbull

- 36 -

FIGURE 10

ADSORPTION OF DIFFERENT ENTEROVIRUSES BY A SOIL COLUMN

001 n U

mdash 40 e o i 80 1mdash CL LU

deg 120

160 J

mdash

VIRUSES 01

1

REMAINING ) 1 10 100

l ^ ^ f S p ^ ^

1

bull POLIO OECHO 1

AECHO 29

(Extrait du Document Ccedil 6212)

31 6-LugraveriLncution du cxjuibone oyjganique

Sous lappellation carbone organique sont regroupeacutees la DCO (demande chimique en oxygegravene) et la DBOf- (demande biologique en oxygegravene agrave 5 jours)

Leacutelimination du carbone organique ne peut se faire quen conditions aeacuterobies donc dans la tranche non satureacutee du sol Ainsi les eaux de recharge destineacutees agrave linjection doivent subir une oxydation biologique en station avant injection

- 37 -

De nombreuses eacutetudes ont montreacute que la DBO dune eau eacutepureacutee par passage agrave travers un sol convenablement aeacutereacute est quasiment nulle (G 6230 G 5920)

U) Reacutetention deA eacuteleacutements Viace^i N

Ils sont ainsi appeleacutes car leur concentration dans les eaux reacutesiduaires est geacuteneacuteshyralement faible Cette appellation regroupe des eacuteleacutements tels que les meacutetaux lourds le bore le fluor etc

Les eacuteleacutements traces preacutesents dans les eaux de recharge peuvent soit saccumushyler dansle sol soit rester dans leau eacutepureacutee (6619645)

La reacutetention dun eacuteleacutement trace deacutepend de sa nature ainsi que de la composition du sol (G 6230) Ainsi on peut souligner limportance des argiles dans ladsorp-tion des eacuteleacutements traces (G 6212) De mecircme la valeur du pH du sol conditionne la solubiliteacute des corps complexes creacuteeacutes et par lagrave leur mobiliteacute (G 5920)

- en sol calcaire ou crayeux (pH gt 8) la grosse majoriteacute des eacuteleacutements traces est immobiliseacutee

- en sol acide (pH ^ 7) laugmentation de la solubiliteacute entraicircne une migration des eacuteleacutements vers la nappe

On recommande donc deacuteviter les sols ayant un pH infeacuterieur agrave 65

5) Reacutetention CLQA -4eAgraveA ^oAgraveubteA

On a constateacute par des expeacuteriences in situ que les reacuteactions chimiques portant sur les ions mineacuteraux ordinaires de leau (Ca Mg Na) seacutequilibrent peu de temps apregraves le deacutebut de lalimentation artificielle (G 6501) Cependant une teneur trop eacuteleveacutee en sodium (Na) par exemple par rapport au calcium (Ca) et au magneacuteshysium (Mg) peut entraicircner une deacutegradation de la structure du sol et ainsi entraver linfiltration

Une importante concentration en sels solubles de leffluent peut se corriger par une dilution notamment par lintermeacutediaire des preacutecipitations (G 6230) En pays aride une deacutemineacuteralisation preacutealable peut simposer

6) Reacutetention de lazote

La quantiteacute dazote total ameneacutee par les effluents de recharge est souvent supeacuteshyrieure agrave la quantiteacute qui peut ecirctre exporteacutee par les cultures Il faut doncsous risque de pollution de la nappe opeacuterer une deacutenitrification dans le sol Ceci impose dapporter agrave la fois des nitrates et du carbone dans un milieu anaeacuterobie

La deacutenitrification maximum est lieacutee agrave la peacuteriode de submersion des bassins ainsi quagrave la quantiteacute des effluents infiltreacutes Ces deux facteurs deacutependent eux-mecircmes des paramegravetres suivants

- capaciteacute deacutechange du sol - pourcentage dammonium eacutechangeable - teneur en azote de 1effluent

bull bull bull bull bull

- 38 -

- taux de diffusion de loxygegravene dans le sol au cours de la dessication des bassins - tempeacuterature

On a constateacute une augmentation exponentielle de leacutelimination de lazote avec une diminution de la charge (G 6230)

En conclusion on peut simplement dire quil est neacutecessaire deffectuer de nomshybreux essais in situ afin de deacuteterminer la peacuteriodiciteacute des submersions-disseacuteca-tions optimales donnant une eacutelimination maximale de lazote total

71 deacutetention du pho-ophoie

Comme dans le cas de lazote le phosphore ameneacute par les eaux de recharge est tregraves supeacuterieur agrave la quantiteacute exportable par la veacutegeacutetation

Le seul meacutecanisme rentrant en jeu dans leacutelimination du phosphore est sa preacutecipishytation

Des eacutetudes ont montreacute que 90 du phosphore peut ecirctre eacutelimineacute apregraves un parcours de 100 m dans le sol Cependant pour un sol contenant peu de cations et ayant un pH acide le phosphore est tregraves mobile il est alors neacutecessaire deffectuer sa preacutecipitation preacutealablement en station avant linfiltration (G 6230)

Lefficaciteacute de la reacutetention du phosphore diminue comme dans le cas de lazote avec laugmentation des doses dinfiltration

8) Exemples) - Compcuiaision deA 4UAterneA de Lechcmge cuitlp-cJ-ette (ptibUi dbullinjection et baAAUiA dinp-AiMatioal

Les tableaux 6 et 7 reacutesument sur deux cas particuliers de recharge artificielle (lune par injection lautre par infiltration dans un bassin) leacutevolution des contaminants par passage de leau dans le sol en fonction de la distance de parcours

TABLEAU 6

Waler Quality of Percofaie at Whlttieacuter Narrows Test BasinmdashConcentration mgl

Conslitutent Constituent That Did Not Changa

Sodium Nraquo Sulate SO Chloride CI PH

Comtitucnts That Increaxd Calcium Ca Magneacutesium Mg Bicarbonate HCOa Nitrate N O T D S Hardneu total (as CaCO)

Comtituentraquo That Decreascd Potalaquoiurn K Ammonium N H Phosphate PO COO

Surface

152 164 126

802

laquo08 199

385 440

1011 234

145 40

54 393

2 f t

120 160 134

769

132 209

369 440

994 411

130 0 060

104

4 f t

142 164 131

787

127 194

336 104

10S0 393

154 0

100 97

6 f t

140 161 130

784

139 179

395 842

108raquo 422

126 0 0 3 0

170

Eft

138 168 126

778

158 301

487 880

1200 520

51 0 02

146

bullMcMcHiiu F C amp MCKEE J E Report of Research on Wastewater Reacuteclamation at Whittier Narreraquoraquo Pr-pand fer Rcioorccj Agency of Califomia State Wtr QC Bd Sacramento Calif (Sep 1965)

(Extrait du Document 6603313)

- 39 -

TABLEAU 7

Yater-Quality Changes al Orange County Coastal Sarrier Project Injection Wellmdashaig1

Constituent

Constituent That Did Nol Changa bull Chtorides

SuUato Magnewura Borna Nitrate Ocor threshold odor numberf Sodiusi

CoiMiituenuThat Increased Calcium Volatilraquo solids Bicarbonate Hardncu total T D S

ConstltuentsThat Cecreased Potassium Organif nitrogen Ammonium nitrogen Carbon dioxido

con Color

bull B U E raquo D C amp VesHEK G M sources Bull 75 (Oct 1971)

f T O N unitraquo

Injection Water

272 430

30 1

OJS 40

251

98 100 213 368

1220

30 1

19 69 5 15

Native Grottnd

Water

12 40

7 01 0 0

35

40 0

185

233

3 0 0 2 0 0

Distance From Injection Wellmdashft

100

293 405

31 1 0J

40 239

156 65

317 517

1330

22 0 134 30 27 13

245

288 445

28 1 OJS

40 243

164 125 293 385

1325

21 11 77

30 25

8

545

261 430

32 08 0 J

40 207

200 170 317 631

1290

9 0 00

10 22 i

0

Rcclaimed Waste Water lot Ground Water Recharge Wtr Fe-

1

(ExtnaLt du Document 6603313)

9) CoacAgravewiLon

Leacutepuration des eaux de recharge par les sols granulaires ayant une tranche non satureacutee est excellente ils permettent une eacutelimination importante des pollutions organiques phosphoreacutees et bacteacuteriologiques ainsi quune diminution de 30 agrave 40 de la pollution azoteacutee (G 7221 Doc Geacutenie Rural Dec 1977 voir page suivante)

La recharge artificielle par des bassins dinfiltration est un moyen deacutepuration des eaux en soi

La recharge artificielle par injection demande des eaux reacutepondant agrave des critegraveres aussi stricts que ceux dune eau potable La recharge par injection demande donc linstallation dune uniteacute de traitement agrave part ce qui peut mettre en balance la rentabiliteacute de lopeacuteration de recharge toute entiegravere

bullbullbullbullbullbull

- 40 -

FIGURE 11

PRESENTATION SCHEMATIQUE DU ROLE EPURATEUR DU SOL

oltra2r g g o n t e g d Wvdy bull-bull z-

amp ^ v

mf-

A S S I M I L A T I O N PAR L A

V E G E T A T I O N

f au -bull Selraquo Mineacuteraux N P K cfc-

gt-$[ FILTRATION Xamp^^^iumlacircdZl Arrecirct elt3 Germes Satfioocna

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RETENTION

E A U

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MATIERES DfSSOUTES

Heoradalicircon des natiegraveres On

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P E R C O L A T I O N

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itxtAaAJi du CcedileacuteruLe liiuiaAgrave Nov-Deacutec 7977)

1 bull bull bull

- 41 -

E - CONCLUSIONS GEacuteNEacuteRALES

Dapregraves ce que nous venons de voir un sol ideacuteal pour la mise en oeuvre dune recharge artificielle aurait (F 3469)

1) des taux dinfiltration et de transmission eacuteleveacutes

2) au-dessus de lui un sol sans argile ou autres substances reacuteduisant linfiltrashytion

3) pas dargiles gonflantes ou contractantes qui creacuteent des fissures en seacutechant et permettent ainsi agrave leau de circuler rapidement pendant les premiegraveres phases de la recharge

4) suffisamment dargiles pour pouvoir adsorber les eacuteleacutements traces et les oligoshyeacuteleacutements et pour permettre aux microorganismes du sol de deacutecomposer les eacuteleacuteshyments organiques

5) du carbone pour favoriser une rapide deacutenitrification et pour supporter une popushylation microbienne active combattant les germes pathogegravenes et enfin pour favoshyriser une deacutecomposition rapide des substances organiques introduites

Il est clair que certaines de ces propositions sont contradictoires Une opeacuterashytion de recharge artificielle est donc le reacutesultat dun compromis entre la capashyciteacute dinfiltration du sol et sa capaciteacute deacutepuration

- 43 -

LISTE BIBLIOGRAPHIQUE

F 2189

F 2752

F 1605

F 2028

F 2045

F 2415

j bull bull bull

Livre de leau - volume I CEBEDEAU 1978 350 pages

TODD DK Groundwater hydrology J Wiley and Sons Ed 1980 546 pages

CASTANY G Prospection et exploitation des eaux souterraines Dunod Ed 1968 740 pages

BIZE Jf BOURGUET L LEMOINE J Lalimentation artificielle des nappes souterraines Ed Masson amp Cie 1972 199 pages

WALTON WC Groundwater resource eacutevaluation McGraw-Hill Book Company 1970 664 pages

LOUP J Les eaux terrestres - hydrologie continentale Masson et Cie Ed 1974 172 pages

F 3469

F 3884

F 3918

G 2264Bis

Health aspects of wastewater recharge Water Information Center New York 1978 240 pages

A bull bull

Waste disposai effects on groundwater Miller DW Ed 1980 512 pages

BEAR J Hydraulics of groundwater McGraw-Hill Book Company 1979 567 pages

X La meacutecanique des fluides et lenvironnement - preacutevision et maicirctrise de la qualiteacute de leau et de lair 14egraveme Journeacutees de lHydraulique Paris Sept 1976 Question 4 les eaux souterraines 48 pages

G 2729

G 4329

Artificial recharge of the London basin Reading Water Resources Board 1973 38 pages

W0LKER RE Numerical modelling of an aquifer System with intermittent recharge Dept of National Res Australian Water Res Council 1977 64 pages

bull bull bull bull bull bull

- 44 -

G 4944 KHANJI JD Etude de la recharge de nappes agrave surface libre par infiltration Thegravese Universiteacute Scient et Meacutedicale Grenoble 1975 252 pages

G 51341

G 5191

A bull bull bull

Emmagasinement souterrain des eaux et recharge artificielle Ressources NaturellesSeacuterie Eau ONU ndeg 2 1977 307 pages

BROWN RF SIGNOR DC WOOD wW Artificial groundwater recharge as a water management technique on the southern high plains of Texas and New Mexico Texas Deacutepart of Water Resources 1978 32 pages

G 5920 j bull bull bull

Lassainissement des reacutegions deacutepourvues de reacuteseau hydrographique et la protection des nappes - tome 1 Agence Fin de Bassin Seine-Normandie Dec 1978 107 pages

G 6212 Wastewater reuse for groundwater recharge Symposium Office of Water Recycling Californie 1980 345 pages

G 6230

G 6501

Possibiliteacutes deacutepandage des eaux useacutees urbaines Rapport Agence RMC 1979 371 pages

TAKASHI ASAN0 GHIRELLI R Reacuteutilisation des eaux useacutees pour la recharge des eaux souterraines et lirrigation agricole Confeacuterence OMS Alger 1980 p 1-15

G 7221

6603313

6604550

6604561

6617781

Lameacutenagement dinfiltration des eaux useacutees de Port-Leucate Soc Ameacutenag Mixte dEquip et dAmeacutenag de lAude Novembre 1981 45 pages

TOUPS JM Water quality and other aspects of groundwater recharge in southern California JAWWA Mars 1974 p 149-151

SMITH DB Tritium water tracing Water Treatment and Examination vol 22 1973 p 250-258

CALLAHAN JT Recycling of fresh water - the management and protection of groundwater Tireacute agrave part 16 pages

KEYS WS BROWN RF The use of tempeacuterature logs to trace the movement of injected water Groundwater Janv-Feacutev 1978 p 32-48

- 45 -

6619100 W00D WW EHRLICH GG Use of bakers yeast to trace microbial movement in groundwater Groundwater Nov-Deacutec 1S78 p 398-403

6619645 ROBERTS PV McCARTY PL Direct injection of reclaimed water into an aquifer J Environ Eng Div 1978 104 p 933-949

- CHAPITRE III -

DISPOSITIFS DALIMENTATION ARTIFICIELLE DE

NAPPE SOUTERRAINE

- 49 -

Pour la mise en oeuvre dune alimentation artificielle de nappe souterraine on distingue principalement les dispositifs dinfiltration et les dispositifs dinjection Ces deux types fondamentaux de dispositifs se diffeacuterencient nous allons le voir aussi bien par leur fonctionnement que par leur technologie et leur gestion

A - D I S P O S I T I F S D INFILTRATION

I - CONDITIONS GENERALES DUTILISATION

Les dispositifs dinfiltration sont utiliseacutes pour alimenter les nappes libres ou surmonteacutees dune eacutepaisseur de terrain impermeacuteable assez petite pour que lon puisse la deacutecaper

Il sagit essentiellement de bassins dinfiltration mais aussi de canaux fosseacutes fosses lits de cours deau ameacutenageacutes zones deacutepandage souterrain puits filshytrants

Ce sont en geacuteneacuteral des dispositifs de surface exception faite pour les disposishytifs deacutepandage souterrain par reacuteseau de drains

II - PRINCIPE GENERAL DE FONCTIONNEMENT CAS DUN BASSIN

1 ) fLoceA^uA cjomplampt de X infLLugravebiatLon provoqueacutee (F 2028)

Placcedilons nous dans le cas dun bassin dinfiltration que lon remplit

Lavanceacutee du front humide peut ecirctre deacutecomposeacutee en trois phases comme le montre la figure 1

FIGURE 1

SCHEMA DES TROIS PHASES DE LINFILTRATION PROVOQUEE

(poundxtLltzugravet du document 2028 )

- 50 -

1egravere phase avanceacutee du front humide vers la nappe

2egraveme phase eacutecoulement mixte (verticalement en milieu non satureacute horizontaleshyment en milieu satureacute)

3egraveme phase eacutecoulement en milieu satureacute aussi bien verticalement que horizonshytalement

2) AppaKJjtLon dune couche co-bnaiante agrave ta AwifLace du -ocircot pendant la jubmesiAton

Mis agrave part le cas ougrave lon utilise une eau tregraves pure et neutre vis-agrave-vis des consshytituants chimiques et biologiques du sol lexistence dans leau de recharge de toutes sortes dimpureteacutes entraicircne au contact de leau avec le sol des reacuteactions dorigine physique chimique et biologique

Le reacutesultat de ces diffeacuterentes reacuteactions est lapparition dune couche colmatante qui se comporte vis-agrave-vis de linfiltration comme une couche peu permeacuteable (parshytie C sur la figure 2)

FIGURE 2

EVOLUTION DE LINFILTRATION DANS UN BASSIN EN CAS DE SUBMERSION

PROLONGEE AVEC DES EAUX PEU COLMATANTES

Q (mj)

09-

0 8

07-

n fi_

n ccedil U 3

UJ 0

a

1

a

b

c

c

b

c

N d

2 3 4 5 6

= gonflement des colloiumldes du sol

= dissolut ion des bulles d a i r

= formation du voile bacteacuterien

1 = asphyxie du fond du bassin

i

mois

(Extrait du Document Ccedil 5920)

51 -

Si lon se place dans le cas ougrave la profondeur de laquifegravere ainsi que sa trans-missiviteacute sont suffisantes cest alors leacutecoulement mixte (phase ndeg2 dans le scheacutema preacuteceacutedent) qui constitue le reacutegime permanent deacutecoulement des eaux sous le bassin

Cest donc lexistence du pheacutenomegravene de colmatage du fond du bassin qui permet agrave leacutecoulement vertical en milieu non satureacute de se poursuivre

Nous deacutetaillerons le processus de colmatage plus loin On peut cependant deacutejagrave noter en observant- la figure 2 que le colmatage eacutevolue avec le temps et peut devenir intoleacuterable vis-agrave-vis du taux dinfiltration rechercheacute une vidange du bassin et une reacutenovation du sol constituant son fond simposent alors

La figure 3 donne une scheacutematisation de leacutecoulement de leau dans le sol avec existence dune couche colmatante agrave la surface

FIGURE 3

~~L

Eau

Colmatage ( 2 agrave 3 c m )

h = 1 m eacutepaisseur deau

t (succion)

4

S

JI7777777T777T77777m77777r

eacutecoulement vertical en milieu sature

eacutecoulement vprtica en milieu I non sature

eacutecoulement horizontal en milieu

satureacute (nappe)

IExtnaJjt du Document Ccedil 7220)

bull bull laquo bull

52 -

III - LES DISPOSITIFS DINFILTRATION

1 ) LeA ba^4inA dirLfJJjtAatiorL

a) Principe il peut sagir dune excavation faite dans le sol et pouvant avoir des origines diverses (anciennes carriegraveres par exemple) ou bien dun ouvrage de geacutenie civil comportant la construction de berges Le bassin ainsi formeacute reccediloit une certaine quantiteacute deau qui sous leffet de la charge hydraulique va peacuteneacuteshytrer dans le sol

La figure 4 donne un scheacutema densemble dune installation utilisant des bassins d infiltration

FIGURE 4

Ci) LoVe pump

( 2 ) Flocculanl-injection sysK

(3) Settling basi

Ccedil ) Clear-wafer pickup

(5) Sprecding basins

I d e a l i z e d S p r e a c s n g -Bas in I n s t a l l a t i o n W i t h V a t e r - icirc n i a k e Syste

(Lake Pump and C i e a r - W a t s r P ickup ]

F l o c c u l a n t - l n j e c t i o n System and Se t t l i ng Ba$ucircraquos

ms

(Extrait du Document Ccedil 5191 ) m bull bull bull bull bull

- 53 -

b) Forme dimensions des bassins la forme des bassins peut ecirctre quelconque Cepen-dacircnt_locircrsqueuml-T1l)7riJtrrrse~~plusieurs bassins on cherchera un encombrement au sol minimum

Le nombre de bassins deacutepend de la gestion de ceux-ci nous aborderons ce point plus loin

Dans la reacutealisation dun bassin dinfiltration ou plus geacuteneacuteralement dun disshypositif dinfiltration une contrainte importante est la distance entre le sol et le niveau de la nappe On estime quune distance de 3 agrave 5 m est un minimum pour assurer la bonne marche dun bassin

c) Construction dun bassin la construction dun bassin ne peut se faire que sur deumll-~teumlrracircins reTacirctfvement plats Sa mise en oeuvre peut se faire agrave laide dun bulldozer ou par des moyens plus simples Toutefois en cas dutilisation denshygins lourds il faudra prendre garde agrave ce que leurs passages successifs nentraicircshynent pas un tassement excessif du sol qui se traduirait par une reacuteduction signishyficative du taux dinfiltration

Les berges des bassins doivent ecirctre rendues impermeacuteables par beacutetonnage ou deacutepocirct de seacutediments tregraves fins ceci afin deacuteviter toute infiltration horizontale La pente recommandeacutee pour les berges dun bassin est de 2 pour 1 on limite ainsi leacuterosion due aux mouvements de leau dans le bassin Enfin pour faciliter la vidange du bassin on procegravede agrave la creacuteation dun point bas

d) Ameneacutee de leau lameneacutee de leau dans le bassin peut se faire par graviteacute ou par pompage Ces dispositifs sont en geacuteneacuteral aussi des dispositifs aeacuterateurs en favorisant les conditions aeacuterobies dans le bassin on permet une eacutepuration importante des eaux dans celui-ci

Cette aeacuteration se fait souvent agrave laide dune ou plusieurs cascades (figure 5)

FIGURE 5

lExiAcdA du Document t 2028)

e) Revecirctement du fond le revecirctement du fond peut ecirctre varieacute ainsi on distingue les bassins agrave fond nu agrave veacutegeacutetation agrave sable

bull raquo bull raquo raquo bull

- 54 -

Bassins agrave fond nu leur mise en oeuvre est simple car ils sont utiliseacutes tels quels Cependant ils sont soumis agrave un colmatage rapide Pour diminuer limporshytance de ce colmatage et pour assurer lentretien on peut utiliser divers proceacuteshydeacutes simples tels que le labourage ou leacutepandage de paille de bleacute (Confeacuterence AFEE Orleacuteans 1970) La lame deau dans ces bassins doit ecirctre de quelques deacutecimegravetres

Bassins agrave veacutegeacutetation leffet de la veacutegeacutetation est multiple (G 6230) - permeacuteashybiliteacute suppleacutementaire due aux racines protection du soi contre les gouttes deau lors des peacuteriodes pluvieuses exportation deacuteleacutements mineacuteraux si toutefois la veacutegeacutetation est reacutecolteacutee (5 environ) Par ailleurs elle favorise la deacutenitrifi-cation Cependant la preacutesence de veacutegeacutetation dans le bassin preacutesente certains inconveacutenients niveau assez faible deffluent dans le bassin (au printemps et en eacuteteacute notamment quelques centimegravetres seulement) assegravechement peacuteriodique du bassin pour permettre la reacutecolte

Malgreacute tous ces inconveacutenients de nombreuses eacutetudes ont montreacute linteacuterecirct de la veacutegeacutetation dans un bassin Le bermuda-grass geacuteant le riz et le souclan-grass paraissent bien sadapter agrave ces conditions de vie (G 6230 F 275)

Bassins agrave sable (Confeacuterence AFEE Orleacuteans 1970) Le fond du bassin est alors tapisseacute dune couche de sable rapporteacutee Le diamegravetre efficace du sable est en geacuteneacuteral compris entre 02 et 03 mm Cette couche sert de support meacutecanique et biochimique agrave leacutepuration des eaux Son eacutepaisseur doit ecirctre de lordre de 50 cm

Le sable agissant comme un filtre subit un colmatage progressif et demandedonc un entretien peacuteriodique apregraves vidange du bassin on procegravede agrave un remaniement du sable par diffeacuterents moyens allant du simple grattage agrave lexplosif ou bien on procegravede agrave un lavage du sable apregraves ramassage

Leacutepaisseur de la lame deau dans un tel bassin peut varier de quelques deacutecimegravetres agrave plusieurs megravetres

f) Taux dinfiltration dune maniegravere geacuteneacuterale on peut dire quil est impreacutevisible et que lon doit proceacuteder agrave des essais On dispose de deux types de meacutethodes pour ces essais (G 51341)

essais sur toute la zone deacutepandage cest cette meacutethode qui donne les reacutesultats les plus sucircrs mais sa mise en oeuvre neacutecessite des dispositions coucircteuses transport de leau acquisition des terrains

essais sur des mares deacutepandage cette meacutethode impose pour ecirctre fiable des essais de longue dureacutee ainsi que la connaissance des renseignements techniques tels que la geacuteologie du sous-sol la profondeur de la nappe etc

En geacuteneacuteral les taux dinfiltration se situent au-dessus de 015 - 030 m par jour (G 5191)

Le tableau 1 page suivante donne agrave titre dexemple la valeur des taux dinfilshytration de bassins reacutealiseacutes aux USA

NB du fait du colmatage le taux dinfiltration eacutevolue avec le temps pendant la submersion Il convient donc de parler de taux dinfiltration moyen

bullbullbullbullbullbull

- 55 -

TABLEAU 1

REPRESENTATIVE SPREADING BASIN RECHARGE RATES

Location

Sauta Cmz River-Ariz Los Angeles County Calif i Madera Colif San Gabriel River Calif Santa Ans River Calif Santa Clara Valley Calif Tulare County Colif Ventura County Calif Des Moines Iova NewtoD Mass East Orange N J Princeton N J Long Island N Y Richland TVash

Rateftday T

1 11-38 22-62 10-41 19-54 lS-96 14-73 04 12-1S i 15 l 43 04 | 01 31 77

(SxtAaJjt du Document t 275)

Suivant la nature du revecirctement du fond le taux dinfiltration est variable Ainsi (F 2028)

- pour les bassins nus 030 agrave 1 m par jour - pour les bassins agrave veacutegeacutetation 020 agrave 060 m par jour - pour les bassins agrave sable 2 agrave 5 m par jour

Des eacutetudes reacutecentes ont montreacute que dans le choix du revecirctement la veacutegeacutetation et le sable donnent les meilleurs reacutesultats ( G 6230)

g) Dispositifs de reprise des eaux trois dispositifs sont utiliseacutes pour reacutecupeacuterer les eaux apregraves leur infiltration dans la couche non satureacutee du terrain et leur transfert dans laquifegravere

les puits de pompage classiques

les drains placeacutes dans laquifegravere lui-mecircme

les exutoires naturels tels que les sources

Ces trois dispositifs sont repreacutesenteacutes sur la figure 5 bis

bullbullbullbullraquo

- 56 -

FIGURE 5 BIS

COLLECTION OF RENOVATED WATER FROM RAPID-INFILTRATION SYSTEMS WITH

WELLS (TOP) DRAINS (CENTER) OR VIA NATURAL SEEPAGE

INTO STREAMS (BOTTOM)

PUMPEO WELL - 0 8 3 WEU

IMPERMEABLE

bull- ygru ffi -

7 7 STREAM

rff

IMPERMEABLE v ^ v

(poundxampLltzugravet du Document Ccedil 62121

- 57 -

2) LeA poundcM^eacute4 XampA canaux leA jampM-ae-d

Ces dispositifs sont assez semblables aux bassins Neacuteanmoins on peut faire les remarques suivantes

- contrairement aux bassins sces dispositifs utilisent linfiltration horizontale agrave travers les berges Celles-ci sont en geacuteneacuteral tregraves releveacutees

- les fosseacutes de largeur plus reacuteduite (1 agrave 4 m) que les bassins sadaptent mieux aux variations de relief du terrain car ils peuvent eacutepouser sans difficulteacute les courbes de niveau

- les fosses sont caracteacuteriseacutees par une profondeur importante vis-agrave-vis de ses autres dimensions La charge hydraulique peut y ecirctre importante (plusieurs megravetres) Leur utilisation est particuliegraverement inteacuteressante pour linfiltration deaux brutes le fond et les bords jouant respectivement le rocircle de plage de seacutedimentation et de filtration

3) LAgraveJLA do AxvX0Ae ameacutenageai

a) Ppoundi|2poundiPpound le principe de ce dispositif est essentiellement damplifier artifishyciellement linfiltration naturelle des eaux de riviegraveres dans les terrains allushyvionnaires sous-jacents Pour cela on peut

soit augmenter la surface de contact entre leau et le sol cest le cas dun ameacutenagement dun lit mineur en chocircmage ou de leacutepandage des crues

soit augmenter la charge hydraulique en diffeacuterentes zones du lit cest le cas avec la construction de diguettes

soit les deux cestle cas avec la reacutealisation dune retenue

b) Les ameacutenagements (G 7220)

ameacutenagement dun lit mineur en chocircmage en dehors des peacuteriodes de crue par creuseshyment au bulldozer par exemple (figure 6)

eacutepandage des crues cette meacutethode ne peut ecirctre mise en oeuvre que dans des reacutegions peu habiteacutees Sa reacutealisation ne demande pas de moyens eacutelaboreacutes ni de main doeuvre qualifieacutee (figure 7)

construction de diguettes (G 7220) construites en travers du courant les diguettes permettent laugmentation de la charge hydraulique agrave lamont de celles-ci (figure 8)

bull bull bull bull bull

FIGURE 6

- 58 -

FIGURE 7

FIGURE 8

(poundxtnaAcircJA du Document Ccedil 72201

- 59 -

La hauteur des diguettes est de lordre de 150 m Pour ecirctre eacuteconomiques les diguettes doivent ecirctre reacutealiseacutees avec des mateacuteriaux locaux et des moyens simples

La figure 9 donne une coupe dune diguette

FIGURE 9

SEDIMENTS FINS PRE-DECANTES

TOUT-VENANT A OOMINANCE SABLEUSE

GALETS ET GRAVIERS

lSxiMalA du Document Ccedil 7220)

c) Construction dune retenue sa mise en oeuvre est coucircteuse car elle neacutecessite des eacutetudes eacutelaboreacutees ainsi que des moyens lourds

Remarque la construction de diguettes ou de barrages ne doit pas aggraver les crues ou bien deacutevier le fleuve de son lit naturel

U) poundpandage 4oupoundeAAain pan ieacuteAeau de diaisvocirc

Le principe de ce dispositif reste le mecircme que celui dun bassin mais la plage dinfiltration est alors constitueacutee par un drain permeacuteable enterreacute dans la partie supeacuterieure du sol

La figure 10 page suivante donne deux exemples de drains fonctionnant en disposhysitifs dinfiltration

Lavantage majeur de ce proceacutedeacute sur les bassins dinfiltration est de laisser les terrains libres en surface pour une autre utilisation (terrain de sports par exemple)

Le principal deacutefaut de ce proceacutedeacute est decirctre un dispositif souterrain donc decirctre deacutelicat agrave entretenir

bull bull bull

- 60 -

FIGURE 10

(Cxt^œU du Document 6608781 )

La figure 11 page suivante donne le plan dune reacutealisation dinfiltration par drains

5) PuLts) fJJjUiant

Le puitsfiltrant se diffeacuterencie du puits deau par le fait quil natteint pas la nappe Cest un proceacutedeacute assez peu utiliseacute

IV - COLMATAGE DES DISPOSITIFS DINFILTRATION

Le colmatage progressif du fond dun bassin par exemple se traduit comme nous lavons vu par une reacuteduction du taux dinfiltration

Le pheacutenomegravene de colmatage reacutesulte de la combinaison de deux meacutecanismes

- dune part deacutesorganisation de la porositeacute du sol

- dautre part bouchage des pores

bull bullbullbullbullbull

- 61 -

FIGURE 11

bullrO bullmdash bull - v - gt

5icirc4s-SIcirciumlSIcirc

PJan geacuteneacuteral deraquo installations de recircalimentation agravea la nappa souterrains agrave Vejsy Construction existante A digue B usin9 hydraulique ilouvellss construction l_ prisa deau i avec creacutepine laquo Hydromat raquo autonettoyante 2 conduitraquo 7 0 0 mm pour leau bruts 3 station de pompagraquo et de traitement dej bullaux 4 conduite de rejet agrave TArva 5 conduite 30O mm pour 1er eaux traiteacutees 6 aire dinfiltration dans le sol au moyen de tuyaux perforeacutes

1 ) CoAnatage pan deacute^origanAgravejiation de Xa pon-O^Lteacute du -OcircOJ

Cest le reacutesultat de divers meacutecanismes eacutelectrochimiques

- destruction des agreacutegats par un excegraves dions dispersant les argiles ou bien solu-bilisation du ciment liant ceux-ci en milieu reacuteducteur

- gonflement important des argiles

2) Co-ugravenatage pan bouchage deA posiez du AOX

Les origines de cette diminution de la porositeacute intrinsegraveque peuvent ecirctre diverses (physique chimique biologique) ou encore ecirctre dues agrave la preacutesence dalgues

bull bullbullbullbullbull

- 62 -

a) Colmatage dorigine physique le fond du bassin agit vis-agrave-vis des matiegraveres en sucircspeumlnsiuml8n~TM7Euml7s7 comme un filtre Limportance du colmatage dorigine physique est donc fonction de la concentration en MES des effluents (figure 12)

FIGURE 12

INFILTRATION SUR COLONNES DE SABLE - EVOLUTION DU COLMATAGE POUR

DIFFERENTES CHARGES EN MATIERES EN SUSPENSION

10 11 II

(CxiAaJJ du Document h 2028)

b) Colmatage dorigine chimique il est le reacutesultat de la preacutecipitation des sels contenus dans leffluent au contact de certains constituants du sol

c) Colmatage dorigine biologique le meacutecanisme exact du colmatage biologique nest pas entiegraverement connu mais on sait que le rocircle des bacteacuteries y est tregraves imporshytant (G 51341) Ainsi le deacuteveloppement des bacteacuteries et la production de proshyduits reacutesultant de leur meacutetabolisme peuvent entraicircner un colmatage par obstrucshytion des pores du sol

d) Colmatage par les algues la preacutesence deacuteleacutements nutritifs tels que le phosshyphore dans les eaux combineacutee avec un eacuteclairage suffisant permet si toutefois la tempeacuterature est assez eacuteleveacutee le deacuteveloppement des algues dans le bassin Laccumulation de celles-ci peut conduire au colmatage de la plage dinfiltration comme le montre la figure 13

bullbullbullbullbullbull

- 63 -

FIGURE 13

EFFECT OF OPEN RECHARGE ON RECHARGE RATE

dork recharge (no woter llaquovlaquol)

j

open recharge (50cm water levai) j

i

1 -j

O -j 1 I I 1 1 ~X 1 1 1mdash 1 p I

J F M A M J J A 5 0 N D

(CxtnaU du Docimervt 6610709)

La preacutesence dalgues dans un bassin apporte les avantages suivants

- les feutrages des algues favorisant la filtration de leau et la coagulation des particules en suspension

- la croissance algale preacutelegraveve des eacuteleacutements nutritifs dans le milieu et peut eacutegashylement concentrer dans la cellule veacutegeacutetale des substances nocives et en particushylier les meacutetaux lourds

Mais ces algues preacutesentent les inconveacutenients suivants

- le deacutegagement dodeurs deacutesagreacuteables

- la reacuteduction de la permeacuteabiliteacute des bassins par deacuteveloppement dun tapis dense agrave la surface du sol

En geacuteneacuteral le bilan global des actions dues agrave la preacutesence dalgues est nul ou neacutegatif

En conclusion on peut donc dire que le rocircle des algues est complexe Aussi chaque cas eacutetudieacute sera un cas particulier (6617223)

bulla

E

14 i 13

12

11

10

9

B-

7 -

6

5 -

4 bull

3

2 bulllt

star to f ctgal growthmdashj

start of woter Isvol -i t I

I

I I I I L

I l_ - t

I

ltSgt

bull bull raquo bull bull bull

- 64 -

V - REMEDES CONTRE LE COLMATAGE - GESTION DES DISPOSITIFS DINFILTRATION

1) Meacutethodes permettant de AeacuteduAgraveJie -Le cotmatage

a) Colmatage_par_les M E S _ on peut le reacuteduire par diffeacuterentes meacutethodes

- deacutecantation de leffluent ou filtration agrave travers un massif de graviers

- creacuteation dune couverture veacutegeacutetale dans le fond du bassin

- addition de matiegraveres organiques ou de produits chimiques dans la couche supeacuteshyrieure du- sol

b) Colmatage biol_ogique on peut le reacuteduire principalement par une javellisation de leffluent Mais ceci a linconveacutenient de supprimer leacutepuration biologique dans le bassin lui-mecircme

c) Colmatage par les algues le controcircle du deacuteveloppement des algues peut se faire

- par lemploi dalgicides mais avec un certain danger pour la qualiteacute future des eaux

- par une gestion approprieacutee des bassins

2) CcedileAtLon de dLipoj-LtLfLi dinp-AgravetsicutLon

Comme nous venons de le voir on ne peut et on ne veut pas annihiler complegravetement le pheacutenomegravene de colmatage En effet la toleacuterance dun certain colmatage est essentielle pour preacuteserver un eacutecoulement en milieu non satureacute sous le bassin Cet eacutecoulement reacutepeacutetons-le joue un rocircle deacuteterminant dans leacutepuration des eaux de recharge par le sol Le problegraveme est que le colmatage est un pheacutenomegravene qui samplifie avec le temps jusquagrave devenir inadmissible Il faut donc que les peacuteriodes dinfiltration alternent avec des peacuteriodes de dessegravechement afin de pouvoir dune part aeacuterer le sol et ainsi permettre agrave la vie microbienne dans le sol de se reconstituer et dautre part eacuteliminer les deacutepocircts de matiegraveres en suspension

Le dessegravechement des bassins permet une reacutecupeacuteration totale de la capaciteacute dinshyfiltration comme le montre la figure 14

Le problegraveme de gestion des systegravemes dinfiltration se reacutesume donc agrave la deacuteterminashytion du rythme dalternance entre les peacuteriodes de submersion et les peacuteriodes de seacutechage et dentretien pour que le rendement de linstallation soit optimum

La peacuteriode de submersion est deacutefinie par lapparition dun colmatage inacceptable

La dureacutee du seacutechage est fonction du climat et de la saison (cf figure 14)

copy bull raquo bull bull bull

- 65 -

FIGURE 14

AMENAGEMENT DE PHOENIX

EVOLUTION DE LA CAPACITE DINFILTRATION EN FONCTION DU COLMATAGE ET TAUX

DE RECUPERATION AU COURS DES PERIODES DE CHOMAGE DES BASSINS

degh de reacutecupeacuteration de la capaciteacute dinfiltration

40

Nombre de Jours

(Extrait du Document Ccedil 5920)

Examinons divers cas

a) Cas des bassins la peacuteriode dinfiltration doit ecirctre en principe de moitieacute par rapport agrave la peacuteriode de seacutechage

La figure 15 donne un exemple du fonctionnement dans le temps dun bassin

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- 66 -

FIGURE 15

EXAMPLE OF VARIATION OF INFILTRATION RATE WITH TIME

sect 30

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1 10

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1 Drying period

i t l 1 II l l 100

Titns (days)

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ltxtnaijt du Document F 3918)

Dans le cas ougrave lon veut un fonctionnement en continu de linstallation il est donc neacutecessaire de preacutevoir la construction de trois bassins au moins (en geacuteneacuteral plus de trois dans les reacutegions agrave climat humide ou tempeacutereacute) Le fonctionnement de ces bassins se fait alors en deacutephasage

b) Cas des ameacutenagements en lit de riviegravere la peacuteriode de submersion est alors conshyditionneacutee par le reacutegime deacutecoulement du fleuve

B - D I S P O S I T I F S D I N J E C T I O N

Il sagit principalement des puits dinjection

CONDITIONS GENERALES DE FONCTIONNEMENT

Les dispositifs dinjection sont utiliseacutes lagrave ougrave les dispositifs dinfiltration sont impossibles ou difficiles agrave mettre en oeuvre

cas ougrave la nappe phreacuteatique est captive (F 3918) existence dune couche dargile entre le sol et le niveau de la nappe (F 3918) cas ougrave le sol est alcalin (F 3969) existence de terrains en couches superposeacutees seacutedimentaires ou alluviaux ayant

bull bullbullbullbullbull

- 67 -

une conductiviteacute hydraulique horizontale beaucoup plus eacuteleveacutee que la conductiviteacute verticale (G 51341)

- neacutecessiteacute dun encombrement reacuteduit

El _ PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT DES PUITS DINJECTION

Comme nous lavons vu plus haut un puits dinjection est un forage plongeant dans la nappe Son principe est donc tout agrave fait semblable en premiegravere approxishymation agrave celui dun puits de pompage fonctionnant en sens inverse

Enfin contrairement au cas des dispositifs dinfiltration le colmatage mecircme leacuteger na aucune fonction eacutepuratrice dans le cas dun puits dinjection Il devra donc ecirctre eacuteviteacute agrave tout prix

II - LES PUITS DINJECTION

1) CorvitnucJuon

Dans leur construction les puits dinjection sont des forages classiques

La figure 16 donne le scheacutema dune installation complegravete dinjection FIGURE 16

(euroxtnc-ut du Document Ccedil 5191 ) bull bull bull bull bull bull

68 -

La figure 17 montre sur un exemple la coupe dun puits dinjection

FIGURE 17

PUITS DINJECTION DE LA VALLEE DE LA DURANCE

Arriveacutes deau provenant du bassin ite decirccantutioci

bull~X_ Buses ccediljOacircO non iointivas

FI Sable oM F^ Gravierraquo fe^-Wraquo-mdash

iumlMM Sraquo 203 - j -

Wf

bulllaquolaquobullraquo | p -

bullT 3350

te2 ^ bull bull bull V -

rampt

Niveau de la nappe

lExtnaAJi du Document F 2028)

Pour les puits dinjection il nexiste pas de dessin optimum mais certaines techniques de construction donnent manifestement de meilleurs reacutesultats que dautres Toute technique de construction qui reacuteduit la permeacuteabiliteacute du terrain comme cela est le cas avec linvasion des terrains entourant les puits par les boues de forage ou bien avec leffondrement des particules fines dans le puits peut conduire agrave une perte deacutefinitive de permeacuteabiliteacute (G 5191)

Lenvahissement du puits par des particules fines peut ecirctre contrecarreacute par la constitution autour du trou de forage dun eacutecran de graviers suffisamment petits pour empecirccher la migration des fines particules et assez gros pour ne pas gecircner leacutecoulement La figure 18 donne une coupe de cet eacutecran

Enfin la circulation de leau dans le puits dinjection doit ecirctre eacutetudieacutee pour ne produire ni eacuterosion ni effondrement des terrains qui pourrait se traduire par un colmatage du puits par les mateacuteriaux fins

bull bull bull bull bull bull

- 69 -

FIGURE- 18

FUNCTION OF A GRAVEL PACK IN RETARDING THE MIGRATION

OF FINE SAND TO A WELL SCREEN

(Sxtnalt du Document Ccedil 5191 )

2) Ameneacutee de leau darv4 le puAgraveJbs

Lintroduction de leau de recharge dans laquifeumlre peut se faire sous la presshysion atmospheacuterique ou sous une pression plus eacuteleveacutee

Contrairement au cas des dispositifs dinfiltration lair contenu dans leau doit ecirctre eacutelimineacute au maximum En effet lentraicircnement de bulles dair ou de gaz dissous joue un rocircle capital vis-agrave-vis du colmatage Certaines preacutecautions sont agrave prendre nous les examinerons plus loin

3) Taux dinfection

La preacutevision du taux dinjection peut se faire agrave partir dessais de pompage Cependant diffeacuterents facteurs rendent souvent peu fiables les extrapolations agrave partir de ces essais En effet la diffeacuterence entre une injection et un pompage ne se limite pas agrave un changement de sens du flux deau des problegravemes lieacutes agrave la preacutesence de MES dair de substances chimiques et organiques interviennent Cest pourquoi les deacutebits dinjection sont toujours plus faibles que les deacutebits du pompage (F 275)

Une autre meacutethode de preacutevision est lutilisation dune loi statistique donneacutee par la figure 19

bull bull bull bull bull bull

- 70 -

FIGURE 19

F O R A Q E S

DEacuteBIT INJpoundCTacirc MOTIN

bull M roHCTtOH pu m o o u l iuml

H x TTx P X P

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O bull K1TDI raquoartraquo t x p i m t l raquon I0~ 3 n) laquo

Lraquo c M H i e i t M tt colaquolaquo lo t ioraquo P q 9 7 9

L E G E N D E

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| j 1 1 Ml 100 raquobull-bullbull laquo bull r laquo o raquo raquo [raquoraquo bull bull bull

(ExtgtiaJjt du Document 6600637)

Le tableau 2 donne agrave titre dexemple la valeur du taux dinjection obtenue pour diffeacuterentes reacutealisations au USA

IV - COLMATAGE DES DISPOSITIFS DINJECTION

Le colmatage des puits dinjection a trois origines principales (F 2028)

- preacutesence de gaz dissous dair et de particules en suspension dans les eaux dinshyjection

- reacuteactions entre les eaux dinjection et les eaux du gisement

- reacuteactions entre les eaux dinjection et certains constituants du sol bull bull bull bull bull t

- 71 -

TABLEAU 2

AVERAGE WELL RECHARGE RATES

Location

Fresno Caliicirc Los Angeles Calif Manhattan Beach Calif Orange Cove Calif San Fernando Valley Calif Tulare County Calif Orlando Fia Mud Lake Idaho Jackson County Mich Newark N J Long Island N Y El Paso Texas Williarosbtirg Va

Rate cfs 1

02-09 12 1 04-10 1 07-09 03 | 012 02-21 02-10 01 06 02-22 23 03

(

(ExtnaLt du Document F 275)

Les processus de colmatage

Comme dans le cas des dispositifs dinfiltration les processus du colmatage sont dordre physique chimique ou biologique

1 ) TioceAsiuA meacutecaniques

- deacutepocirct des MES qui forme un eacutecran impermeacuteable

- entraicircnement dair et libeacuteration des gaz dissous Les bulles de gaz ainsi formeacutees peacutenegravetrent dans laquifegravere et en obstruent les pores ceci entraicircne une reacuteduction de la permeacuteabiliteacute Par ailleurs un autre pheacutenomegravene lieacute agrave la preacutesence dair dans les eaux dinjection est agrave craindre il sagit de la formation de poches de gaz sous pression qui par deacutetente lors de larrecirct de linjection peut entraicircner la destruction complegravete de louvrage La fig 20 illustre ce dernier pheacutenomegravene sur un exemple

2) VsioceAALLA chAgraventlque

- dispersion et gonflement des a rg i l e s

- preacutec ip i ta t ion de se ls meacutetalliques ou a lca l ino- ter reux

3) ioceAMA bLoioglqaeA

- pro l i feacutera t ion des bac teacuter ies

- production par l a c t i v i t eacute microbienne de substances chimiques colmatantes

FIGURE 20

PHENOMENE DENTRAINEMENT DAIR AU COURS DE LINJECTION DANS LES DOLOMIES

ET CALCAIRES KARSTIQUES DbullISRAEumlL

(poundxampiaLpound du Document h 2028)

V - REMEDES CONTRE LE COLMATAGE ET GESTION DES DISPOSITIFS DINJECTION

1 ) Meacutethodesi pousi la idducjtLon du colmatage

a) Cas des MES la concentration en MES des eaux dinjection peut ecirctre reacuteduite par un traitement preacutealable comme nous lavons vu dans la premiegravere partie de ce travail

k) pound^_Eumlpound_i ficirciiumlL es Iz dissous un traitement preacutealable permet une deacutesaeacuteration de leau dinjection Par ailleurs pour eacuteviter lentraicircnement dair on peut prendre les preacutecautions suivantes

le tube dameneacutee deau doit toujours ecirctre noyeacute Aussi lintroduction en chute libre est agrave exclure

la construction du puits doit ecirctre telle que tous ces eacuteleacutements soient agrave une pression supeacuterieure agrave la pression atmospheacuterique On eacutevite ainsi tout pheacutenomegravene de succion le long du puits dinjection Ce problegraveme peut ecirctre reacutesolu en utilishysant en pied de forage une valve antisuccion La figure 21 donne la coupe dun tel dispositif

- 73 -

FIGURE 2i

FOOT VALVE USED FOR CONTROLLING RATES OF RECHARGE

THROUGH AN INJECTION UELL

bullRECHARGE PIPE

DISCHARGE SLOTS

bullPISTON

-CYUNDER

-COMPRESSION SPRING

bullSPRING END DISC

SPRING TENSION SPACER

^SPRING RETAINER END PLUG

LxtnaU- du Document Ccedil 5191 )

les deacutebits doivent ecirctre limiteacutes ce controcircle peut se faire en utilisant des tubages ayant un faible diamegravetre ou encore ayant une rugositeacute suffisante

La figure 22 donne

dune part leacutevolution des deacutebits dinjection avec le diamegravetre du tubage

dautre part leacutevolution de ces deacutebits avec la rugositeacute du tubage

- 74 -

FIGURE 22

GRAPH OF FLOW RATES IN SMALL PIPES WITH UNIT HEAD LOSS

PER UNIT LENGTH OF PIPE

INS1DE DIAMeacuteTER OF PIPE IN MllUMETRES 20 40 60 80 J _1 L

2 3 IHS1DE DIAUETEacuteR OF PIPE IN INCHES

(CxtnaLt du Document 6607^39)

c) c3pound_du_colmatage_chimique pour reacuteduire le colmatage chimique lors de linjecshytion on peut suivant le cas

effectuer une deacutemineacuteralisation partielle ou complegravete lors dun traitement preacuteashylable

diluer les eaux dinjection avec une eau neutre vis-agrave-vis du gisement

^ poundpound_^_pound2imaicirclpound_BE_^es bacteacuteries une chloration des eaux dinjection permet en geacuteneacuteral de reacuteduire iumleumlffeumlt_deumls bacteacuteries

bull bull bull bull bull bull

- 75 -

2) CcedileAtLon dltiA puLtt dijyectLon

Comme dans le cas des dispositifs dinfiltration il apparait lors dune recharshyge artificielle de nappe par injection un colmatage progressif Lorsque celui-ci a atteint une valeur inadmissible on doit proceacuteder agrave un deacutecolmatage

La figure 23 montre leacutevolution du taux dinjection avec le temps ainsi que la reacutenovation de ce taux apregraves deacutecolmatage

FIGURE 23

INJECTION RATE VERSUS TIME FOR SHAFT

12

sectraquo o laquo_gt UJ ta 10

T 1 1 1 r~- r

Racharga ahoft

T_

16 24 32 40 48 TIME - DAYS

56 _1_ 64

MlxtnaUL du Document 6607790)

La freacutequence des deacutecolmatages est extrecircmement variable suivant les installations

Les proceacutedeacutes de deacutecolmatage les plus employeacutes sont le pistomage et le repompage dans ce dernier cas la pompe de nettoyage est geacuteneacuteralement laisseacutee agrave demeure dans louvrage (6600637) En effet le deacutemontage de la pompe est coucircteux et deacutelicat Toutefois il faut noter que la preacutesence de la pompe induit une reacutesisshytance hydraulique dans le circuit qui peut reacuteduire dun tiers la capaciteacute deacutecoushylement (G 51341)

La figure 24 donne les deacutetails dun puits dinjection ougrave le systegraveme de nettoyage est inteacutegreacute agrave lensemble de linstallation

- 76 -

FIGURE 24

SCHEMATIC OF INJECTION - WELL COMPLEX

EXTERIOR VIEW OF INJECTION-WELL COMPLEX (from Cohen and Durfor 1956 P D254)

18-ln-diamstelt ffbergtajs injection casing

Dopth below land surface In fost

36-in-diametraquor dritl hotraquo

3-ln-diamater liberglass treacutemie pipe

1 9 2

4-in-diumlamete annuiumlar-space observation wall casing

5-in-X62-f t- _ long scainlesJ Steel annular-space observa-tion-wall scroen

TO-ft-long statn less-steel sand traps

4-In-diamraquoter fibargtass injection pipraquo

1-in-diamraquoter fiberglass pressure-measuring pipraquo

3-in-diemeter fibargtass tromio pipraquo

Cernant grout

2-ft-thick layer of fine sand

16-iumln-X62-fr-long staintess-steel injection screen

Filtsr pack

Ceacutement grout

PLAN VIEW OF INJECTION-WELL COMPLEX

3-in-diameter treacutemie pipe 6-in-diameter opening

18-in-aiameter casing

6-in-diameter pump column

Q 4-in-diameter annular-space

well 4-in-diameter

instrurnent-

192 - f t - deep -^ ) Q-3-in-diameter injection pipe treacutemie pipe

WELL-HEAD FFATURES LOOKING NORTHEAST

50-hp redevelopment-pump motor

Support grate

6-in-diameter pump column-

Main casing access hole

4-iumln-diameter annular-space well

3-jn-diameter -treacutemie pipe

18-in-diameter 53 fiberglass casing^ 5

floor

A-in-diameter instrument-access pipe

Redevelopment lioe

diameter treacutemie pipe

4-in-diameter shaljow-

lnjectiocirc~npipe

4-in-diameter deep-injection pipe

(ExtsiaLt du Document Ccedil 1787b)

- 77 -

Le reacutesultat du deacutecolmatage des puits est en geacuteneacuteral une reacutecupeacuteration quasi-complegravete de la capaciteacute dinjection initiale Mais on peut dire dune maniegravere geacuteneacuterale que les ouvrages dinjection sont dune gestion deacutelicate et que leur dureacutee de vie est impreacutevisible mais de toute faccedilon infeacuterieure agrave celle des disposhysitifs dinfiltration

- 79 -

LISTE BIBLIOGRAPHIQUE

F 2752 TODD DK Groundwater hydrology J Wiley and Sons Ed 1980 546 pages

F 2028 BIZE J BOURGUET L LEMOINE J Lalimentation artificielle des nappes souterraines Ed Masson amp Cie 1972 199 pages

F 3469

F 3918

G 1681519

G 17874

G 51341

A bull bull bull

Health aspects of wastewater recharge Water Information Center New York 1978 240 pages

BEAR J Hydraulics of groundwater McGraw-Hill Book Company 1979 567 pages

SMITH DG LINSTEDT KD BENNETT ER Treatment of secondary effluent by infiltration-percolation EPA-6002-79-174 Aoucirct 1979 103 pages

KOCK E GIAIMO AA SULANN DJ Design and opeacuteration of the artificial-recharge plant at Bay Park New York US Geologicagravel Survey Washington sd

A bull bull bull

Emmagasinement souterrain des eaux et recharge artificielle Ressources NaturellesSeacuterie Eau ONU ndeg 2 1977 307 pages

G 5191 BROWN RF SIGNOR DC WOOD WW Artificial groundwater recharge as a water management technique on the southern high plains of Texas and New Mexico Texas Deacutepart of Water Resources 1978 32 pages

G 5920

G 6230

Lassainissement des reacutegions deacutepourvues de reacuteseau hydrographique et la protection des nappes - tome 1 Agence Fin de Bassin Seine-Normandie Dec 1978 107 pages

Possibiliteacutes deacutepandage des eaux useacutees urbaines Rapport Agence RMC 1979 371 pages

G 7220 BIZE J Recharge artificielle des nappes PNUD Compte-rendu de mission Sept-Oct 1981 45 pages

bull bullbullbullbull

- 80 -

6600517 M0RAVC0VA V Clogging of open air artificial recharge reacuteservoirs by heavy overgrowth of algae Wat Treat and Exam 1971 p 245-252

6600637

6607439

6608781

B0URGUET L Inventaire international des ameacutenagements dalimentation artificielle - deacutepouillement et synthegravese des reacuteponses Hydrologie ndeg 3 1971 80 pages

REEDER H0 Injection-pipe System for artificial recharge Jour Research US Geol Survey vol 3 ndeg 4 1975 p 501-503

TRUEB E BIZE J HZBERER K Kunstliche Grundwasseranreicherung Gas Wasser Abwasser 1975 vol 55 ndeg 12 p 805-815

6610709 ZOETEMAN BCJ HRUBEC J BRINKMANN FJJ The Veluwe artificial recharge plan water quality aspects JIWES 30 ndeg 3 1976 p 123-137

6617223

6619065

6626930

6628281

PIERRE J-F Etude de la veacutegeacutetation algale dune installation dalimentation artificielle dune nappe alluviale de la Moselle Tech Eau et Assainis ndeg 380-381 Aoucirct-Sept 1978 p 47-52

BARONI D La protection des eaux souterraines par la reacutealimentation artificielle - Cas de la nappe franco-suisse de lArve TSM Eau 74 ndeg 3 Mars 1979 p 123-130

TZIMOPOYLOS C TOLIKAS P Technical and theoretical aspects in artificial groundwater recharge ICID Bull 29 ndeg 2 1980 p 40-44

OLSON JV CRITES RW LEVINE PE Groundwater quality at rapid infiltration site J Environ Eng Div 106 1980 EE5 p 885-899

- CHAPITRE IV -

DONNEES ECONOMIQUES DUNE OPERATION DALIMENTATION

ARTIFICIELLE DE NAPPE SOUTERRAINE

- 83 -

La faisabiliteacute technique (existence de conditions geacuteologiques et hydrogeacuteologiques favorables) dune opeacuteration dalimentation artificielle ayant eacuteteacute prouveacutee il convient alors den veacuterifier lopportuniteacute eacuteconomique Pour cela une analyse minutieuse de tous les facteurs entrant dans la composition dune part du revenu et dautre part du coucirct doit ecirctre faite La comparaison de ces deux derniers points permet de deacuteterminer le beacuteneacutefice que peut apporter une telle opeacuteration

La suite du travail consistera alors agrave comparer le prix de revient de lopeacuteration de recharge avec le prix de revient dautres meacutethodes reacutepondant au mecircme objectif (agrave condition bien sucircr que ces autres meacutethodes soient techniquement reacutealisables) Par exemple

- choix entre une opeacuteration de recharge par bassin dinfiltration ou bien par puits dinjection

- choix entre une opeacuteration de recharge par bassin dinfiltration et une uniteacute de traitement des eaux

- choix entre une opeacuteration de recharge par puits dinjection et la construction dune adduction deau

- choix entre un stockage en surface et un stockage souterrain

Nous donnerons un deacuteveloppement de ces diffeacuterentes comparaisons dans le parashygraphe III de cette partie

- REVENUS APPORTEacuteS PAR UNE OPEacuteRATION DE RECHARGE

Ces revenus peuvent ecirc t re d i rec ts ou ind i r ec t s

1 ) RevemiA dLuiecJ^i

Les revenus directs sont le reacutesultat de la vente des eaux de recharge apregraves passage dans le sol et pompage Cette vente se fait suivant la tarification en vigueur des eaux Il faut noter que le prix de leau varie suivant lendroit et dans le temps et que par conseacutequent lestimation des revenus directs dune opeacuteration de recharge suppose la connaissance agrave long terme de la politique de tarification de leau

2) Revenue indiAecJ^i

Les revenus indirects sont le reacutesultat de limpact dune opeacuteration de recharge sur la vie eacuteconomique dune reacutegion ou dun Etat Par exemple

- si lobjectif de lopeacuteration de recharge est la suppression dune surexploitation de la nappe le revenu apporteacute par une telle opeacuteration reacutesultera de la diminution des coucircts de pompage mais aussi de leacuteconomie de travaux dapprofondissement des puits

- si lobjectif de lopeacuteration de recharge est le stockage deau pour une utilishysation posteacuterieure le revenu apporteacute viendra de laccroissement du revenu agrishycole ainsi que de lexpansion humaine et industrielle de la reacutegion concerneacutee

bullbullbullbullraquobull

- 84 -

Compte tenu de la multipliciteacute et de la complexiteacute des paramegravetres entrant dans la composition du revenu indirect apporteacute par une opeacuteration de recharge lestishymation de ce revenu est assez difficile

B - COUcircTS DUNE OPEacuteRATION DALIMENTATION ARTIFICIELLE DE NAPPE

La reacutepartition des coucircts se fait en trois eacutetapes

- coucircts des eacutetudes - coucircts de construction - coucircts de fonctionnement et dentretien

11 COLUA desi ltipoundudampsj

Les eacutetudes comprennent (G 51341)

les travaux de recherche des caracteacuteristiques geacuteologiques et hydrogeacuteologiques des terrains les reacutesultats de ces travaux permettent de conclure agrave la faisabishyliteacute technique ou non dune telle opeacuteration Cette eacutetape conditionne bien sucircr la suite des opeacuterations

le traceacute de cartes

les travaux de conception de linstallation de recharge

la recherche et lachat des terrains

les proceacutedures juridigues si lon doit recourir agrave lexpropriation

2) Travaux de cori4tnucJJoa

Le deacutetail des diffeacuterents points intervenant dans le coucirct dun bassin dinfiltrashytion et dun puits dinjection est donneacute par la figure 1

La figure 2 repreacutesente sur un diagramme le coucirct de certains eacuteleacutements de ces deux dispositifs de recharge artificielle Lanneacutee de reacutefeacuterence est 1975

Chaque installation de recharge est reacutepeacutetons-le un cas particulier Aussi ce sont les conditions locales qui dicteront leacutequipement neacutecessaire si par exemshyple tous les eacutecoulements agrave linteacuterieur de linstallation peuvent se faire par graviteacute le nombre total de pompes neacutecessaires sera reacuteduit ce qui aura pour effet de diminuer le coucirct global de leacutequipement de linstallation (G 5191)

bullbullbullbullbullbull

- 85 -

FIGURE 1

TRAVAUX DE CONSTRUCTION

1 Installations deacutepandage

a) Terrains ou bassins

- leveacutees ou digues - canaux dameneacutee - canaux deacutevacuation

b) Appareils enregistreurs

c) Installations de deacuterivation

d) Dispositifs de controcircle

e) Voies daccegraves

f) Clocirctures

g) Abris

h) Mateacuteriel de traitement de leau

2 Installations dinjection

a) Construction du puits dinjection

- colonne de tubage - compactage du gravier ou de la gravette-filtre

- injections pour eacutetancheacuteiteacute - packers - meacutethode de forage (rotation avec circulation de boue inverseacutee rotation normale battage au cacircble autres meacutethodes)

- perforations

b) Puits dobservation

- tubage - massif de gravette-filtre - injection pour eacutetancheacuteiteacute - meacutethode de forage (rotation avec circulation de boue inverseacutee rotation normale battage au cacircble autres meacutethodes)

- travaux dachegravevement (perforation dispositifs pour leacutetude du puits par la meacutethode du carottage geacuteophysique)

- installations de controcircle des expeacuteriences

- 86 -

c) Puits dextraction mdash mecircmes opeacuterations que pour les puits expeacuterimentaux avec en plus

- mateacuteriel de pompage - eacutenergie (eacutelectriciteacute moteurs agrave combustion interne)

d) Installations de controcircle de lexploitation

- poste de reacutegulation de la pression - compteurs - vannes (de fermeture controcircle soupape de seacutecuriteacute de purge soupape agrave vide)

e) Installations de traitement de leau

- javellisation - acidification - autres proceacutedeacutes

f) Conduites

- mateacuteriaux (buses en beacuteton acier recouvert et doubleacute de beacuteton amiante-ciment matiegraveres plastiques)

g) Bacirctiments

h) Appareillage de controcircle

- enregistreurs - sondeurs - eacutechantillonneurs (pompe submersible eacutechantillonneur aleacuteatoire pompe eacuteleacutevatoire agrave air conductiviteacute eacutelectrique)

(CxampiaU du Document Ccedil 513^1 )

- 87 -

FIGURE 2

DIAGRAM SHOWING COST FACTORS OF AN ARTIFICIAL-RECHARGE INSTALLATION

Playa lake

Screen wire enclosure styrofoam floating inlef

Flexible suction hose 50 et S 8 0 0 per foot

Chemical feed pump and tank capacity 03-2 galhr S 210 Chemical flocculant S 3 - S 3 0 acre-foot

reg

Q Pump-capacity 500 galmin at 80 head

Aluminum irrigation picircpe 6 at S 105 per foot 100 feet

Excavation of settling basiumln 10x 10x 100

Screen wire baffles I 14 pipe frames

Pump-capacity 500 galmin at 80 head __

Aluminum irrigation pipe g 6 o t S 105 per foot 100 feet

Excavotion of spreading basin

Flexible suction hose 20 at S 8 00 per foot

Injection well 200 depth =deg I0diamefer 150 wire

wrapped screen 50casicircng 30 yds gravel pack

Spreading basin

S 150 2 0

4 0 0

1800

105

80O

20O

160 1800

105 S540O

StOOO

Not to scate

lpoundxtnaAgraveJL du Document Ccedil 5191 ) - Anneacutee de sieacutepoundeacutesience 1975 -

- 88 -

3) Fonctionnement et entnetien

La figure 3 donne la liste des diffeacuterents eacuteleacutements constituant le coucirct du foncshytionnement et dentretien pour des bassins dinfiltration ou des puits dinjecshytion

U) Coucirct gj-obat

La reacuteunion des coucircts preacuteceacutedents deacutetermine le coucirct global dune opeacuteration de recharge Ce coucirct calculeacute sur une anneacutee de fonctionnement et rapporteacute au volume deau annuel ainsi utiliseacute donne le prix de revient du m3 deau de recharge

Lexamen de plusieurs installations montre que ce prix de revient est variable neacuteanmoins en utilisant les reacutesultats dune enquecircte faite il y a quelques anneacutees on peut deacutefinir les valeurs moyennes pour les diffeacuterents facteurs eacuteconomiques dune recharge artificielle Ainsi le tableau 1 donne la valeur moyenne des investissements neacutecessaires pour diffeacuterents dispositifs de recharge

TABLEAU 1

INVESTISSEMENT EN FRANCS PAR M3AN INFILTRE

Prctrait

Moyennes

Bassins et canaux

avec

0362

sans

0139

Puits ou forages

avec

0125

sans

0052

(Extrait du Document 6600637) - Anneacutee de AeacutefLeacutenence 1971 -

Lexamen du tableau 1 suggegravere les remarques suivantes

- le coucirct moyen des investissements par m3 et par an semble 2 agrave 3 fois plus eacuteleveacute pour les canaux et bassins que pour les puits et les forages dinjection Cette importante diffeacuterence dans les investissements sexplique en grande partie par la neacutecessiteacute dans le cas dun bassin ou dun canal dacheter une importante superficie de terrain Ainsi en zones urbaines lacquisition des terrains peut repreacutesenter jusquagrave 50 des investissements

mdash le coucirct dinvestissement du preacutetraitement constitue une part importante du coucirct total dinvestissement Le tableau 2 montre lincidence dun preacutetraitement sur le prix de revient moyen dun m3 deau (reacutesultats pour les dispositifs dinfilshytration seulement)

laquobullbullbullbullbull

- 89 -

FIGURE 3

FONCTIONNEMENT ET ENTRETIEN

1 Installations deacutepandage_

a) Nivellement eacutegalisation des surfaces

b) Protection contre les orages

c) Reacuteparation et remplacement des structures

d) Entretien du mateacuteriel

e) Combustible pour le mateacuteriel

f) Location du mateacuteriel

g) Ponccedilage et ramassage de la boue

h) Protection contre les insectes

i) Lutte contre la veacutegeacutetation parasite

j) Ameacutelioration de lapparence estheacutetique des installations (notamment plantation de rideaux darbres et systegraveme darrosage)

k) Protection contre les rongeurs

1) Patrouilles de surveillance

m) Traitement de leau (floculants)

n) Entretien des pentes

o) Actes de vandalisme

2 Installations dinjection

a) Appareillage dobservation et de controcircle

b) Appareillage pour la mesure du niveau deau

c) Echantillonnage de leau

d) Remise en eacutetat des puits et enlegravevement des deacutechets

e) Traitement de leau

- javellisation - acidification - autres proceacutedeacutes

f) Entretien du mateacuteriel

g) Reacuteparation des structures

- 90 -

h) Combustibles

i) Location de mateacuteriel

j) Patrouilles de surveillance

k) Analyses de leau

1) Acte de vandalisme

3 Bureaux

a) Controcircle et surveillance

b) Administration

c) Paiement des salaires et reacutemuneacuteration

d) Frais geacuteneacuteraux (bureaux et services locaux)

- location et services publics - teacuteleacutephone - fournitures

- entretien de leacutequipement de bureau

e) Salaires et traitements

f) Responsabiliteacute civile (assurances)

g) Impocircts et taxes

h) Inteacuterecircts

(poundxampiaLt du Document Ccedil 513^1 )

- SI -

TABLEAU 2

INCIDENCE DU PRETRAITEMENT SUR LE PRIX DU M3 DEAU

Moyennes

Prix du m3

en F F

0249

Incidence du

preacutetraitement

27

Prix du preacutetraitement par m5 (FF)

00787

(6xtnaLt du Document 6600637 ) - Anneacutee de ieacuteLeacutenence 1971 -

Le coucirct du preacutetraitement eacutetait donc en 1971 en moyenne de 8 centimes par m3

Nous avons vu que le preacutetraitement des eaux dinfiltration retarde lapparition dun colmatage inadmissible et donc reacuteduit lentretien du dispositif concerneacute Un calcul rapide montre cependant que leacuteconomie ainsi reacutealiseacutee est loin de venir compenser les deacutepenses dues au preacutetraitement de leau On cherchera donc dans le cas dun dispositif dinfiltration agrave reacuteduire au maximum le preacutetraitement des eaux de recharge

La figure 4 donne les reacutesultatsde correacutelations statistiques eacutetablies entre linshyvestissement neacutecessaire agrave la reacutealisation dune opeacuteration dalimentation artifishycielle de nappe et le volume annuel introduit par ce moyen dans laquifegravere

FIGURE 4

INVESTISSEMENT ET VOLUME

ANNUEL INTRODUIT DANS LAQUIFERE

-Don I raquo eacuteqootionraquo claquo tfroicircfraquoraquo draquo recircccediltbullgt

2 bullbullraquo bulltpfinegrave bullraquo | 0 Fiones

V bullbullraquo apgtrtmraquo raquon tOS ttram

mdashLlaquoraquo coMcirraquotraquo poundbull corttal ioraquo obtraquoraquoraquo

t E C E N D E

H+f+ nraquowl

p a raquo t t i laquoalelaquof

bull bull bull laquo

A m bull

i bull

raquobullbullraquo

A a o

o o

lSxtnait du Document h 2028) - Anneacutee de leacutefLeacutenence 1971 -

A Forage P 3 raquolaquo Cooi o DruI

IOraquo i o lO

Vol me AIMCCcedilI tulro-Stucirct 4raquouraquo IV^utfire Inraquo)

- 92 -

Sur la figure preacuteceacutedente on peut remarquer quune installation de recharge a un coucirct dinvestissement qui en moyenne croicirct plus vite que le volume annuel introduit Pour une installation sans preacutetraitement cest linverse

- ETUDE DE LOPPORTUNITEacute EacuteCONOMIQUE DUNE OPEacuteRATION DE RECHARGE

ARTIFICIELLE - COMPARAISON AVEC DAUTRES MEacuteTHODES DE MISE EN VALEUR

DES RESSOURCES EN EAU

Lalimentation artificielle de nappe est une opeacuteration rentable pour autant quelle soit moins coucircteuse que les autres meacutethodes de mise en valeur des ressou-ces en eau (G 51341) Il convient donc avant de choisir une meacutethode deacutetablir une comparaison de coucirct avec les autres meacutethodes (agrave condition bien sucircr que celles-ci soient techniquement reacutealisables)

Nous donnons ci-dessous quelques cas de comparaisons qui peuvent se preacutesenter

) CompcuiaLion enjQie un basi^in dinfJJjjtnaAlon et un puiAsi din^ecAion

Nous avons vu que agrave deacutebit annuel fixeacute le coucirct dinvestissement moyen dans le cas dun bassin dinfiltration est 2 agrave 3 fois plus eacuteleveacute que dans le cas dun puits dinjection Cependant le prix de revient dun m3 deau infiltreacute dans un bassin est en geacuteneacuteral un tant soit peu moins eacuteleveacute quun m3 deau injecteacute dans un puits Ceci sexplique par trois faits (6622466)

les coucircts de traitement sont reacuteduits dans le cas dune installation de recharge fonctionnant avec des bassins

lentretien des bassins est beaucoup plus aiseacute que celui des puits dinjection les frais dentretien des bassins sont donc moindres

la dureacutee de vie des ouvrages dinjection est en geacuteneacuteral beaucoup plus courte que celle des bassins Par conseacutequent lamortissement des premiers doit se faire plus rapidement que celui des seconds

Pour ecirctre compeacutetitifs vis-agrave-vis des bassins dinfiltration les puits dinjection doivent donc ecirctre conccedilus et geacutereacutes de maniegravere rigoureuse Cest pourquoi dans bien des cas on a preacutefeacutereacute malgreacute leur prix les bassins aux puits dinjection

2) CompcuiaLion entie une insitaUAation de Aechange anAAficJ-eAAcirce et une uniteacute de tnaAjtement damp4 eaux

Placcedilons nous dans le cas ougrave linstallation de recharge est un bassin Nous avons vu que par passage dans le sol leau dun bassin peut ecirctre grandement purifieacutee Ce traitement par le sol vient donc concurrencer techniquement le traitement en station

Examinons alors les eacuteleacutements de comparaison suivants (5600836)

a) implantation lespace neacutecessaire pour la construction dune uniteacute de traitement est infeacuterieur agrave celui neacutecessaire pour une recharge par bassin

b) besoin en eau dans le cas dune recharge les pertes en eau peuvent seacutelever a 40 du volume introduit

- 93 -

c) estheacutetique dans un cas comme dans lautre les installations paraicirctront inesshytheacutetiques

d) seacutecuriteacute de lexploitation dans le cas dune recharge par bassin on doit sattendre agrave des variations des deacutebits dinfiltration (colmatage fluctuations saisonniegraveres agissant sur la viscositeacute de leau) Mais la simpliciteacute des instalshylations avec bassins fait quelles sont moins exposeacutees aux pannes Pour ecirctre fiables les uniteacutes de traitement exigent pour leur part une gestion et un entretien rigoureux mis en oeuvre par un personnel qualifieacute

e) Possibiliteacute de surcharge les uniteacutes de traitement peuvent supporter jusquagrave 25 de surcharge Par contre la possibiliteacute de surcharge pour les bassins est faible En effet les bassins ont des dimensions fixeacutees et par conseacutequent ils ne peuvent recevoir plus deau quils peuvent en contenir

f) possibiliteacute dagrandissement les uniteacutes de traitement peuvent ecirctre facilement agrandies ce qui nest pas le cas pour les bassins

g) constitution de leau eacutepureacutee leau reprise apregraves infiltration dans le sol est agrave condition de respecter certaines conditions (cf 2egraveme partie de cette eacutetude) toujours claire et saine Leau traiteacutee pose souvent des problegravemes dodeur de saveur et de tempeacuterature

La comparaison eacuteconomique entre une installation de recharge par bassins et une uniteacute de traitement des eaux a souvent montreacute lagrave ougrave les conditions geacuteologiques et hydrogeacuteologiques sont favorables et le prix des terrains pas trop eacuteleveacute la rentabiliteacute de cette premiegravere meacutethode de traitement et de reacutegeacuteneacuteration des eaux

3) CompgiltxLion entte une i-nAtaAAaALon de iechaAge antAfcAcieMle et une adducJLJon deau (66025W7 ^

Placcedilons nous dans le cas ougrave linstallation de recharge est un puits dinjection

Pour ces deux installations on peut en premiegravere analyse confondre les frais de production et de pompage Si par ailleurs on neacuteglige les autres frais dexploishytation tels que lentretien la comparaison eacuteconomique entre les deux installashytions est alors rameneacutee agrave la comparaison des coucircts dinvestissement

pour les puits dinjection les coucircts dinvestissement sont composeacutes principaleshyment du coucirct du forage et du coucirct de la station de pompage

pour ladduction les coucircts dinvestissement sont reacuteduits aux coucircts de la canashylisation et des ouvrages annexes

La figure 5 donne un exemple chiffreacute dune telle comparaison pour lalimentation dune agglomeacuteration situeacutee au-dessus de la nappe souterraine de lAlbien (Reacutegion Parisienne)

Le coucirct dinvestissement pour une adduction deau eacutetant fonction de la longueur de la canalisation il apparaicirct donc quil existe une distance optimum au-delagrave de laquelle une installation de recharge est moins oneacutereuse quune adduction deau

bull bullbullbullbullraquo

- 94 -

FIGURE 5

ALIMENTATION A PARTIR DE LA NAPPE DE LALBIEN COMPARAISON AVEC UNE

SOLUTION DE TRANSPORT DEAUX DE SURFACE

exemple Lapprovisionnement en eau potable dune aggloshymeacuterat ion de 25 000 habitants dont les besoins atteishygnent laquon peacuteriode de pointe 7 000 m3jraquo peut ecirctre assureacute

soit p a r u n e adduct ion directe en premiegravere ecirclegrave-vation d eaux de surface depuis la plus proche usine de trai tement

soit par -des preacutelegravevements dans TAlbicircen effectueacutes sur place et compenseacutes pa r linjection simultaneacutee bullau niveau de la mecircme usine de Yolumes eacutequishyvalents

En premiegravere approximation l a comparaison entre ces deux solutions peut ecirctre rameneacutee agrave la comparaishyson des investissements correspondants

mdash lthuucircgt le ynetuief cas agrave une conduite de 350 mm de diamegravetre (1) soit environ 035 MFkm

(1) Coucirct moyen approximatifraquo au megravetre lineacuteaire en TOAC scmiuml-urbanicircseacutee y comprisregards ouvrages et toutes sujeacutetions r 350 F

dans le second cas agrave la reacutealisation d un doublet de forages agrave lAlbien

Forage dinjection 09011F Forage de preacutelegravevements 090Icirc1F Geacutenie Civil station de pompage et de tfeacuteferrisaticircon _ 035MF Equipements de pompage 015MF Equipements de deacutefcrrisatioR 015 MF

soit environ 2-15 MF

Comparaison des dsua solutions

Compte tenu des hypothegraveses adopteacutees la solution du doublet de forages agrave lAlbien parait la plus avanshytageuse si la longueur de ladduction directe excegravede 7 km (215035)

(Existait du Document 6602587) - Anneacutee de leacute^eacuteience 197b -

Le c a l c u l p reacuteceacuteden t e s t une s i m p l i f i c a t i o n du c a l c u l r eacute e l q u i en f a i t e s t p lu s complexe En dehors de t o u t e c o n s i d eacute r a t i o n eacuteconomique une opeacute ra t ion de recharge a r t i f i c i e l l e peut s imposer l agrave ougrave l e s r e s s o u r c e s n a t u r e l l e s d a l i m e n t a t i o n en eau s a v egrave r e n t i n s u f f i s a n t e s pour s a t i s f a i r e l e s b e s o i n s Exemple dans l e s icirc l e s ougrave l e s r e s s o u r c e s n a t u r e l l e s son t f a i b l e s e t ougrave l e p r i x du dessalement de l e a u de mer e s t souvent p r o h i b i t i f

- 95 -

U) Compcuiabbion ervUie le ^tocAage de siUAjlace et te 4tockage 4oideAAaln

Lfraquo figure 6 donne les reacutesultats dune correacutelation statistique entre le montant des investissements et le nombre de m3 deau stockeacutes par an pour un reacuteservoir de surface et un reacuteservoir souterrain

FIGURE 6

COMPARAISON DES COUTS DES STOCKAGES SUPERFICIEL ET SOUTERRAIN

1310raquo

I I

T3103

13107

TTykAT-STt 44-

rlt^r~^Trrttr

MaouM

IW3raquo 1V10raquo IVW

(ExtAaLt du Document f- 2028) - Anneacutee de ieacuteeacuteAence 1971 -

A partir de la figure preacuteceacutedente on peut donc deacuteduire que pour des volumes infeacuterieurs agrave environ 30 millions de m3 par an le stockage souterrain est plus inteacuteressant financiegraverement que le stockage de surface

bull bullbullbullbullbull

- S6 -

Par ailleurs le stockage souterrain preacutesente les avantages suivants

- disponibiliteacute de reacuteserve en cas de catastrophe stoppant les possibiliteacutes dimporshytation deau

- eacutelimination des pertes par eacutevapotranspiration

- pas de problegraveme dalgues et moins de risques de contamination

- reacuteduction des risques daffaissements dus agrave une baisse du niveau de la nappe

- possibiliteacute de traiter et de purifier leau par passage dans le sol

- 97

LISTE BIBLIOGRAPHIQUE

F 2028

G 1681506

BIZE J BOURGUET L LEMOINE J Lalimentation artificielle des nappes souterraines Ed Masson amp Cie 1972 199 pages

REED SC CRUES RW THOMAS RE HAIS AB Cost of land treatment Systems EPA-4309-75-003 Septembre 1979 135 pages

G 51341

G 5191

Emmagasinement souterrain des eaux et recharge artificielle Ressources NaturellesSeacuterie Eau ONU ndeg 2 1977 307 pages

BROWN RF SIGNOR DC WOOD WW Artificial groundwater recharge as a water management technique on the southern high plains of Texas and New Mexico Texas Dept of Water Resources 1978 32 pages

G 6230

5600836

6600449

6600637

6601974

6602587

Possibiliteacutes deacutepandage des eaux useacutees urbaines Rapport Agence RMC 1979 371 pages

GANDENBERGER W Principes de lalimentation artificielle des nappes souterraines Bull BRGM III Janvier 1968 p37-50

SAINT-PE MA Alimentation artificielle des nappes Bull of the Int Assoc of Scientific Hydrology XVI 2 Juin 1971 p 7-25

BOURGUET L Inventaire international des ameacutenagements dalimentation artificielle - deacutepouillement et synthegravese des reacuteponses Hydrologie ndeg 3 1971 80 pages

WESNER GM CULP RL Wastewater reacuteclamation and seawater desalination JWPCF vol 14 ndeg 10 Octobre 1972 p 1932-1939

GIRARD0T PL KESTER M Lesquichage de la nappe albienne en reacutegion parisienne TSM LEau Avril 1974 p 141-152

6610203 WILLIS R Optimal groundwater quality management well injection of waste waters Water Res Res Feacutevrier 1976 vol 12 p 47-53

bull bullbullbullbullbull

- 98 -

6613978

6614931

Divers auteurs Les problegravemes de leau Geacutenie Rural ndeg speacutecial Nov-Deacutec 1977 ndeg 11-12 158 pages

BUROSOK Wastewater reacuteclamation in St Croix JWPCF 1977 49 ndeg 3 p 429-435

6616816 BIANCHI WC NIGHTINGALE HI McCORMIGK RL A case history to evaluate the performance of water-spreading projects JAWWAMars 1978 p 176-180

6621087

6622466

ARGO DG The cost of water reacuteclamation by advanced wastewater treatment 51st Ann Conf WPCF Anaheim 1978 13 pages

EDWORTHY KJ Artificial groundwater recharge and its relevance in Britain JIWES 1979 33 ndeg 2 p 151-172

- CHAPITRE V -

LES INSTALLATIONS DE RECHARGE ARTIFICIELLE DE

NAPPE DANS LE MONDE

- 101 -

Les reacuteserves deaux souterraines constituent une immense ressource En effet on estime agrave 4 millions de km3 la quantiteacute des eaux souterraines situeacutees entre la surface du sol et la profondeur de 800 m agrave titre de comparaison le volume total des lacs deau douce est denviron 120000 km3

Cette ressource en eau souterraine est par ailleurs omnipreacutesente et peut donc ecirctre mis agrave part dans quelques reacutegions du globe exploiteacutee

Dans de larges reacutegions du monde les preacutecipitations sont insuffisantes pour pouvoir couvrir les besoins en eau A titre dexemple la figure 1 donne la carte des reacutegions du globe ougrave les preacutecipitations sont insuffisants vis-agrave-vis des besoins agricoles

FIGURE 1

Waiet-dejiciency (-) and valet-surplus (+) zones in ihe vorld A water deficiency exisls if preacutecipitation supplies less ztiater than would be nrrdedjor vellutatered vrgelalian In the reverse circumslcnccs ihere is a wzter surplus

((L-xtnaJut du Document Z 49 )

En comparant la figure 1 avec la figure 2 on peut se rendre compte que les zones ougrave on constate un manque en eau agricole sont naturellement les reacutegions arides ou semi-arides mais aussi certaines reacutegions tempeacutereacutees

bull bullbullbullbullbull

FIGURE 2

o ru

(euroxpoundnalpound du WoJild Atia by Bantholomew)

- 103 -

Pour situer le rocircle de la recharge artificielle dans la gestion globale des resshysources en eau nous allons eacutetudier deux cas

- cas des zones arides et semi-arides - cas des zones tempeacutereacutees

1 ) CaS desi gonampA avide^ et somL-cuiidesi

Dans ces reacutegions lexploitation des eaux souterraines est souvent la seule solushytion dapprovisionnement en eau Aussi la recharge artificielle vise dans ces reacutegions agrave augmenter la recharge naturelle lors des rares preacutecipitations afin de limiter les pertes par eacutecoulement de surface ainsi que par eacutevapotranspiration Il est possible de faire ainsi un stockage deau dans le sol

Il faut tenir compte du fait que la majoriteacute des pays situeacutes dans les zones arides du globe sont le plus souvent des pays en voie de deacuteveloppement donc dans lesquels on doit utiliser une technologie adapteacutee aux moyens locaux

Prenons lexemple de lAfrique et plus particuliegraverement les pays du Sahel

La figure 3 situe les zones arides et semi-arides dAfrique

Les pays du Sahel sont situeacutes au nord des deacuteserts du Sahara et du Fezzan dans des zones extrecircmement arides Parmi ces pays seules lAlgeacuterie et la Libye disposhysant de revenus peacutetroliers ont un niveau deacuteducation et deacuteconomie suffisant pour pouvoir mettre en oeuvre des techniques sophistiqueacutees de mise en valeur des resshysources en eau et ainsi assurer leur expansion humaine et eacuteconomique

2) CQA desi pay-si tompeacuteAeacuteA_

Laugmentation croissante des besoins en eau combineacutee avec la deacuteteacuterioration de la qualiteacute des eaux de surface ont entraicircneacute le deacuteveloppement de lexploitation des eaux souterraines

La recharge artificielle permet dans les reacutegions tempeacutereacutees

- dune part le soutien et la restauration de nappes surexploiteacutees

- dautre part lameacutelioration de la qualiteacute des eaux de surface par passage dans le sol

Ces deux points visent donc agrave ameacuteliorer en quantiteacute et en qualiteacute les eaux consommeacutees

Afin de preacutesenter les diffeacuterentes reacutealisations dans le monde nous allons les classer en fonction de lobjectif principal viseacute par ces installations

Principalement on distingue 4 objectifs

I - Stockage deau en peacuteriode humide pour utilisation en peacuteriode segraveche I - Soutien et restauration dune nappe surexploiteacutee I -Constitution dune barriegravere hydraulique contre lintrusion deaux saleacutees (ce

point est souvent une conseacutequence du point preacuteceacutedent) V - Ameacutelioration de la qualiteacute de leau par filtration dans le sol

- 104 -

FIGURE 3

TERRES ARIDES DAFRIQUE

E

A

S

rii bull i ri

i i

_

A n d raquo

Trontliraquo im plaquoV

1000 KIUX5

WOJtoeh

lpoundicOixLUt du Document I 1021)

bull bull bull bull bull

- 105 -

- INSTALLATIONS DE RECHARGE ARTIFICIELLE AYANT POUR OBJECTIF

LE STOCKAGE DEAU

1 ) Liacircte de^i in^taM-atlorvi

(1

(2

(3

(4

(5

(6

(7

(8

(9

(10

(U

(12

(13

Valleacutee du Danube Roumanie - Bulgarie

Valleacutee de la LeeGrande-Bretagne

Camp Peary USA

Valleacutee de la Prut Ukraine

Wroclaw Pologne

Comteacute de Los Angeles USA

Massif de Zaghouan Tunisie

Plaine cocirctiegravere dIsraeumll

Source de Yarkon Israeumll

Dan Project Israeumll

URSS

Valleacutee de lOued Biskra Algeacuterie

Plaine de Karakoum Turkmeacuten

Ahmedabad Inde

istan URSS

(G 51341)

(F 2028)

(F 2028)

(G 51341)

(6609067)

(G 51341)

(G 51341)

(G 51341 F 2028)

(G 51341)

(G 6230 G 6212)

(G 51341)

(G 51341)

(Z 13312c)

2) Le tablexiu 1 donne la reacutepartition suivant le climat et le niveau de deacuteveloppeshyment des pays concerneacutesdes installations preacuteceacutedentes

TABLEAU 1

- _ -NIVEAU DE

C L l r^-C^EVELOPPEM

TEMPERE

CONTINENTAL

MEDITERRANEEN

SEMI-ARIDE

ARIDE

TROPICAL

INDUSTRIALISE

(1) (2) (3) tableau 2

(4) (5) tableau 3

(6) tableau 4

(12) tableau 5

EN VOIE DE DEVELOPPEMENT

(7) (8) (9) (10) tableau 6

(11) tableau 7

(13) tableau 8

- 106 -

3) Lampi tableaux 2 agrave 8 donnent pour chaque cas particulier de climat et de niveau de deacuteveloppement quelques caracteacuteristiques des installations correspondantes

- tableaux 2 agrave 5 reacutealisations en pays industrialiseacutes

- tableaux 6- agrave 8 reacutealisations en pays en voie de deacuteveloppement

TABLEAU 2 REALISATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT TEMPERE

PAYS

Roumanie -Bulgarie

GBretagne

USA

1 j LOCALISATION

I 1 j Valleacutee du Danube | (voir fig 4) 1 1 j Valleacutee de la Lee

1 1 J Camp Peary 1 1

EAU

R

R

bull

1 1 | GEOLOGIE |

| 1 | Valleacutee alluviale | j (sables et graviers)j 1 1 1 l j Craie j j(voir fig 5) j 1 1 1 1 (Lentille deau dans | jeau saleacutee j

1 1

VOL

2109

AQUI

m3

DISPOSITIFS

bassins

bull puits

puits

1 ICOLMA

I 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

1 | TRAIT

| Preacute

1 1 1 1 2 1 1 1 j Preacute 1 1

1 | PERFORMANCES r i i i i j12 millions de j m3an

1 1 | entre 45 et 20 j m3h

1 bull

1 1 1 PRIX |

1 1 i i i i i i i i icirc 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

Notations

R e eau de riviegravere Preacute= preacutetraitement des eaux 2 raquo traitement secondaire des eaux

FIGURE 4

- VALLEE DUDANUBE - ROUMANIE-BULGARIE

(HODHAHIB)

m - d CALAT

MAJUk

Belgrade SEVEXraquo bull laquo bull 8L

Bucarest deg

(BULGARIE)

(Extrait du Document Ccedil 5 i47 ) bull bull bull bull bull bull

- 107 -

FIGURE 5

VALLEE DE LA LEE - GE0L0GIE-PIEZ0METRIE AVANT ET APRES ALIMENTATION

ARTIFICIELLE DURANT LA PERIODE 1954-1955

1 mite gt 1

Terrains superficiels

Eii3 Argiles de Londres

KiZij VoohvJch e t Reading beds (5mper7traquosbFe

Pampi Sables thanegravetiens

P 3 Craie

mdashmdash Njyrau piucircrorpucirclricircque en octobre 1953

(svanL DIcircirrcntattoT OftificicirccIIe) -~mdash Niveau piumlocircromstriqus maximum apregraves rnjrciian

durant la peacuteriode lS5f-19S5

Sx-Oiaugravet du Document t 2028)

TABLEAU 3 REALISATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT CONTINENTAL

i PAYS

| URSS

| Pologne

| LOCALISATION

| I | Valleacutee de la | Prut

I | Wroclaw

i

EAU

R

R

I | GEOLOGIE

iPlaine alluviale |(voir fig 6)

ISeacutediments tertiaires

I I

VOL AQUI I | DISPOSITIFS

|bassins agrave

I I I |fosseacutes et (eacutetangs

i

I |C0LMA

sable| P I I 1 |PCB 1 1

1 1 | TRAIT

I

1 | Preacute

1 1 1 | Preacute

1 1 1

PERFORMANCES

12S0OO m3jour

PRIX

Notations

H = eau de riviegravere P ~ physique C raquo chimique B = biologique

Preacute = preacutetraitement des eaux

- 108 -

FIGURE 6

VALLEE DE LA PRUT

l l t 1 T

A r g i l e du miocegravene

i _ i J - i J i laquov t iuml j 100 200 300 400 500

P i s t a n e e (en megravetres) 6 0 0

lHxtrialt du Ucircocumervt Ccedil 513^1 )

TABLEAU 4 REALISATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT MEDITERRANEEN

PAYS

USA

1 | | LOCALISATION | EAU

GEOLOGIE 1 I (VOL A8UI | DISPOSITIFS

jComte de Los I Angeles |(voir fig 7) I I

(Bassins remplis de (seacutediments mal |consolideacutes i i

gt agrave 12 10s m3

|bassins et |terrains |deacutepandage I

j COLMA | TRAIT | PERFORMANCES j PRIX

I Preacute | 60 m3s jde re-|vient [de 4 agrave |242 pou H (icirceee n3 I

Notations

R = riviegravere P = physique

Preacute = preacutetraitement

- 109 -

pound O

- H -M

a a

O gtrt bullXi rH a -H o bullraquo-gt

K 3

bull S bull 0)

-=f G rH O

ta

ta 0)

raquoltD 4-raquo bull H KJ u +gt X

d o

n o bulla

a a

ta

o bulla 6raquor4 p O

bullbullgt laquo ta a fcgtd

irvviraquo bullH ni

- 110 -

TABLEAU 5 REALISATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT ARIDE

PAYS

U R S S

1 | LOCALISATION

1 1 |P la ines de jKarakourt

l

EAU

R

1 | GEOLOGIE

1 1 JAlluvions forma-j t i o n s de l ta iumlques

1

I |VOL

1 i 1

AQUI 1 | DISPOSITIFS

| Pui t s 1 1

1 ICOLHA

1 1 1 P 1 1

1 |TRAIT

1 1 1 1 1

PERFORMANCES 1 | PRIX

1 1

Notations

R raquo riviegravere P = physique

TABLEAU 6 REALISATIONS EN PAYS EN VOIE DE DEVELOPPEMENT A CLIMAT MEDITERRANEEN

1 1 I I I I 1 1 PAYS j LOCALISATION EAU j GEOLOGIE |VOL AQUI | DISPOSITIFS |COLMA |TRAIT j PERFORMANCES j PRIX j

1 I I 1 I I 1 1 I I i i l 1 1 1 1 1 bdquo I I

Tunisie |Massif de | R | Calcaires | | P e t i t s barrages| P | Preacute 132 10deg m3an | | Izaghouan | j (voir f i g 8) j | l l l i l j ( v o i r f i g 8) | j j | I I I I I

1 1 1 1 1 1 1 i l I I 1 1 1 1 1 I sraeuml l |P la ine c S t i egrave r e | R | Pla ine l i t t o r a l e | |Pu i t s | PB | 2 | gt 10 10deg m3an | |

| ( v o i r f i g 9) j j (vo ir f i g 9) j j I I I i l

1 1 I I 1 1 1 1 1 i l 1 1 l l l I I I s r a euml l |Source de Yarkon | R | Roches carbonateacutees |900 10deg m3 |Puits mixtes | PB | 2 |entre 500 e t 1000 |de r e - |

1 I 1 p l i s s eacute e s j j l i t 3h jvient j I I I (voir fig 10) | j l l l I001S2 | 1 I I I I l l l Ipar n3 | 1 I l 1 1 i l I I l l l I I

I s r a euml l |Dan Projet (Tel | U | Dunes de sab le s | |Bass ins |PCB | 2 |300000 m3jour |de r e - | 1 Aviv) i l i l l l l jv ient j I i l I I i 1 1 i00262 | j i l i l I I jpar m3 i 1 I I I I l l l I I

Notations

R = riviegravere U = useacutee P = physique C = chimique B = biologique 2 = secondaire

- 111 -

FIGURE 8

MASSIF CALCAIRE DE ZAGHOUAN (Tun i s i e )

fmdash bull (n 1 f F H r

f Hammamet

SOUSSE --

5gt

+gtmdash mdashmdash mdash

^-a mdash

bull bull

9 - c a l c a i r e s du j u r a s s i q u e s u p eacute r i e u r

5 e t 1 - c a l c a i r e s djj l i a s

N-O m s-o

DJSBJL r i A H N C a

ampEacuteEacuteEacuteamp5

lLxtnaJjt du Document Ccedil 513^11 bull bull bull bull bull bull

- 112 -

FIGURE 9

FORMATION AQUIFERE DE LA PLAINE COTIERE

ISRAEumlL

Echelle

Limites des collines et raquoraquogtmdash des montagnes

Canalisations nationales bull deau laquo -Source raquo Ville

Direction de 1raquoeacutecoulement ~- ~ eaux souterraines

Zone de forages dexploitation

N n

Mer Zone de PLAINE COTIERE D1ISRAEumlL - PBOFIL SCHEMATIQUE

Z Z 7 Z ^ 7 7 Z Z Z Z Z Z pound ^ g f l a nappe ^T (ampgtgt p h r eacute a t i q u e bullpoundamp

iuml i d eacute s

S c h i s t e s a rg i l eux

(extrait du Document Ccedil 513U1 ) bull bull bull bull bull

- 113 -

FIGUREacute 10

SOURCE DE YARKON ISRAEumlL

ONO

PROFIL TRANSVERSAL DE LA FORMATION DANS LES MONTS DE JUDEE

Meacute ri i terraneacute e VAVHE

Plsst

J Aquifegravere

(Pleacuteistocegravene (Gregrave

Roches

es M (Neogene Neogsh _ deg

(Schistes

Sench

CeLraquostdol

2J impermeacuteables

(Seacutenonien

raquoraquoraquobull

Eocch

(Marnes crayeuses

(Turonien-Ceacutenomanien (calcaires et dolomites

(Craies (eacuteocegravenes (semi-(impermeacuteables

Q - (Ceacutenomanien infeacuterieur 1 (Dolomites

L e s h (Creacute t aceacute i n f eacute r i e u r ( S c h i s t e s

(dxtAaUL du Document Ccedil 513^1 )

TABLEAU 7 REALISATIONS EN PAYS EN VOIE DE DEVELOPPEMENT A CLIMAT SEMI-ARIDE

i r~ I I i l I I I i l I PAYS LOCALISATION | EAU | GEOLOGIE | VOL AQUI| DISPOSITIFS |COLMA |TRAIT | PERFORMANCES | PRIX |

i I I I lt i I i I I I I I l i i j Algeacuterie jvalleacutee de loued | R |deacutepots alluviaux | 20 agrave 30 (ameacutenagements du | P | I 510deg m3an | |

iBiskra I I 1 n6 bdquo | H t de loued I I I i l | |(voir fig 11) | | 10 m3 I I I I I 1 1 I I I I I I I I I

Notations

R = eau de riviegravere p = colmatage physique

114

FIGURE 11

VALLEE ALLUVIALE DE BISKRA (ALGERIE)

^r Meacutediterrans

Figure 11 Valleacutee a l luv ia le de Biskra

Echelle

bull M M iumllaquoklaquo

((LxtnaLt du Document Ccedil 513^1)

TABLEAU 8 REALISATIONS EN PAYS EN VOIE DE DEVELOPPEMENT A CLIMAT TROPICAL

l i t i i | PAYS | LOCALISATION | EAU | GEOLOGIE |VOL AQUI | DISPOSITIFS ICOLMA (TRAIT j PERFORBANCES | PRIX |

i i i l i l i i I I 3 I I Inde |Ahmedabad | R | sable (voir f i g 12) | Ipuits dans l e | PB | 1 | 4 5 10 m3jour dinves-| I I I I i 1 l i t de la j j | [ t i s se - | I l I I 1 Iriviegravere | j j jment | I l I I 1 |(voir fig 13) | j j (faible |

1 1 1 I l I I I I

Notations R = eau de riviegravere P = colmatage physique B = crvlmatagccedil hi ni odegique

1 = traitement primaire

bull bull bull bull bull bull

- 115 -

Crosraquo Stetions or tnraquo Sobormali Rivraquor Ot Ahmlaquodotgtod

Aerosi SubhojSBridnt MorScolraquo llOO O lOO 200

O _ 1 _

IO 20

Ver Scolt

SuSfiojhBridsraquo^

RraquofraquorraquofHraquo I I Riraquo to cucircc

groicircnraquod aond lil Sandvrm sill

E 3 Qov wlth raquoirt

Acraraquo Gond 8ridyraquo

J FIGURE 1 2

Sub-surface section or the Sabarmati River bed poundt Ahmedabad as seen in boring during_ the construction of road bridges across the river Data supplied by Ahmedabad Municipal Corshyporation and PWD Govt of Gujarat

FIGURE 1 3

Map of Ahmedabad city shorring locations of Municipal tubcwcll stations (open circlcs) and privatc tubcwclls (closcd circlcs) In the inset a schematic diagram or the suggested injection rcchargicircng scheme is stiown Pairs of double circlcs along the river indicnc pairs of vater supply and injection wclls

Schcmofic diogrom of tbe propoj icircd siphon rechorge schsrae for-tt)8 Ahmtdobod City

-Injection well -Cblorinofor

Ahmedobod City location pion o f tubewolU

Raferlaquoncel Roilwoy lene

mdash AbodMunlimit bull Privofetubewella 0 Mun Corpo

tubraquowlaquoij Sets orwot^r supply and injac-

AirPOrtA lonwlaquoH

(poundxtjiaJjt4 du Document Z 13312c) bull bull bull bull bull bull

- 116 -

B - INSTALLATIONS DE RECHARGE ARTIFICIELLE AYANT POUR OBJECTIF LE

SOUTIEN DUNE NAPPE DEAU SOUTERRAINE

1 ) LLite de jjz^tallatioiV4

(1

(2

(3

(4

(5

(6

(7

(8

(9

(10

(U

(12

(13

via

(15

(16

(17

(18

(19

Lettonie URSS

Lituanie URSS

Bacircle Suisse

Nappe du canton de Genegraveve Suisse

Donzegravere Mondragon France

Appoigny France

La Moulle France

Menuma Japon

Niigata Japon

Hodcgaya Japon

Wiesbaden RFA

Dortmund RFA

Haltern RFA

Hardham Grande-Bretagne

Peacuteoria USA

Valleacutee de la Durance France

Flushing Meadows USA

Fresno USA

St Croix Virgin Islands

(G 51341)

(G 51341)

(G 51341 F 2028)

(6618945)

(G 51341 F 2028)

(G 51341 F 2028)

(6627873)

(G 51341)

(G 51341)

(G 51341)

(G 51341)

(G 51341)

(G 51341)

(6622466)

(F 2028)

(G 51341 F 2028)

(G 6230)

(6616816)

(6614931)

2) Le tab-leau cL-apie donne la reacutepartition suivant le climat et le niveau de deacuteveshyloppement des pays concerneacutes des installations preacuteceacutedentes

NB il est inteacuteressant de remarquer que toutes les installations reacutepertorieacutees ont eu lieu en pays industrialiseacutes ce qui est logique car ces pays ont des besoins en eau tregraves importants donc exploitent largement leurs reacuteserves soutershyraines

Les installations de recharge artificielle pour le soutien de nappe dans le pays en voie de deacuteveloppement ne sont quagrave leacutetat du projet qui verront certainement le jour avec laugmentation des besoins en eau de ces pays

3) LeA tableaux 9 agrave 13 donnent pour chaque cas de climat et de niveau de deacuteveloppeshyment quelques caracteacuteristiques des installations correspondantes

- 117 -

NIVEAU DE CLIMAT ^ P J L V E L O P P E M

TEMPERE

CONTINENTAL

MEDITERRANEEN

SEMI-ARIDE

ARIDE

TROPICAL

INDUSTRIALISE

(1) (2) (3 ) (4 ) (5 ) (6 ) (7) (8) (S) (10) (11) (12) (13) (14) ( t a b l e a u x 9 e t 9 b i s )

(15) ( t a b l e a u 10)

(16) ( t a b l e a u 11)

(17) (18) ( t a b l e a u 12)

(19) ( t a b l e a u 13)

EN VOIE DE DEVELOPPEMENT

TABLEAU S REALISATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT TEMPERE

I l I I I I I I I 1 j PAYS | LOCALISATION | EAU | GEOLOGIE |VOL AQUI | DISPOSITIFS |C0LMA |TRAIT | PERFORMANCES | PRIX 1 1 1 1 1 I l i l i l 1 1 1 1 | URSS iLettonie | L lAlluvions e t deacutep6ts | |Bass ins 1 P-C | Preacute | 0 7 agrave 10 mjour | j | 1 |morainiques 1 | ( v o i r f i g 14) | | | | 1 1 1 1 i i i i I I I I I 1 | URSS iKaunas (Lituanie)1 R |Plaine a l l u v i a l e | |Bass ins | P | P r eacute agrave l | 2 8 agrave 005 njour | | | j i ( v o i r f i g 15) j j ( vo i r f i g 15) j j j j I l I I 1 I I I 1 1 1 I I 1 1 1 1 fi 1 | Suisse |Bacircle 1 R |Pla ine d a l luv ions | |Fosseacutes 1 P | 1 | 65 x 10 m3an |de r e -j j | | f l u v i o - g l a c i a i r e s | | (vo ir f i g 17) | j | | v i e n t j 1 i j (vo ir f i g 16) j j I I I |0 0242 1 I I I I I I I I Ipar m5 1 1

| Suisse j Canton de Genegraveve 1 R 1 Deacutepocircts morainiques j 18 10s ra3 JBassins et j P j 1 j 13 x 106 m3an jde re-| |(voir f ig 18) | | | jdrains | j j jvient 1 1 I I I I I I I j10 agrave 14 1 1 I I i l I I I Icent 1 1 I I I I l i t |suisses 1 1 I I I I 1 1 1 Ipar n3 1 1 1 i l i i 1 1 I I I 1 | France |Donzere-Mondragon| R lAlluvions f l u v i a - |105 10 m3 |Fosses d i n j e c - | P | Preacute | 8 5 m3s |charges I i I j t i l e s (vo ir f i g l 9 ) i j t ion 1 | j jd expl I I I I j j(voir f ig 20) j j j J400000F 1 1 I I I I I I I Ipar an 1 1 1 1 1 1 3 1 I 1 | France |Appoigny 1 R lAlluvions f l u v i a l e s 1180 10 m3 |Bass ins agrave s a b l e | P | Preacute |1000 m3jour | i l i i i j l v o i r f i g 21) j i j | 1 1 I I I I 1 1 1 1 France La Moulle R iCraie fissureacutee Bassins agrave sablei P 1 16IO6 m3an

(voir fig 22) (voir f ig 23) (10000 m2) J

- 118 -

FIGURE 14

PLAN DES OUVRAGES HYDRAULIQUES DE BALTEZERS REPUBLIQUE SOCIALISTE

SOVIETIQUE DE LETTONIE

(SxtnaJJ du Document Q 513^1 )

- 119 -

FIGURE 15

INSTALLATIONS DALIMENTATION ARTIFICIELLE DEIGULAI REPUBLIQUE SOCIALISTE

SOVIETIQUE DE LITUANIE

Legeiuiuml

1 Puits dexploitation 2 Puits dobservation 3 Station de pompage h Bassin dinfiltration

aglQ23 ^

A VA l

tma

Gravxer

S a b l e

Y777 T e r r e g r a s s e

7 Sab le mecircleacute de t e r r e g r a s s e j

(ExtAaJut du Document Ccedil 513^1 )

bull bull bull

- 120 -

FIGURE 16

COUPE HYDROGEOLOGIQUE DU SITE DE LA HARD (MUTTENZ-BALE)

giicircpositif tjltgtfitrjtun

II l VV95m v -bull bullbullbullbull

bullbull- bullbull -yf---w ^ ltbullraquo bullbull(vs5 bullbull A--raquo-

FIGURE 17

PLAN DE LAMENAGEMENT DALIMENTATION ARTIFICIELLE DE LA

NAPPE DE LA HARD (MUTTENZ-BALE)

OAcircUE Ccedily Prise en r7ytera

copy_ Station filtrante

(D_ Conduite dteu fiitrio

QFossucircn dinnltrction

_ Puits diuml repreumlso

copy Reacuteservoir deau poiumltUe et stetion de pampago

_ raquo _ l^ tajw _ J I _ 2Ttftipe

ttUTTENZ PHATTELH

leuroxtnaAgravejLi du Document h 2028)

- 121 -

FIGURE 18

PLAN DE SITUATION DE LA NAPPE DE LARVE ET DES OUVRAGES

I Fronlentx 2 Florencs 3 Corouga 4 Vmty (pont) S Veuy (uagravenraquo) 6 Trains

7 SooMnraquo dAnraquo 8 Perly 9 Sorol 10 Veyriat (Franc) il Gcitlard (F) 12 Crochu (F) 13 Veiraquo (F) bull Pulrs -J- PirKgtfnagravegtrraquo

x x

^ f Noppe deacute ^ rAilordonV x+ +

(E-xtnaiA du Document 66189^5)

Echees _ J l C T

lOOm

iroo-iVraquo SOCn-Vs

FIGURE 19

SCHEMA DE LALIMENTATION

ARTIFICIELLE A DONZERE-MONDRAGON

(ampctnaLt du Document h 2028)

m bull bull bull bull bull

- 122 -

FIGURE 20

DISPOSITIF DINJECTION

G r i l l e de f i l t r a t i o n Canal

d a l i m e n t acirc t P u i t s d i n f i l t r a t i o n

Gravier compacteacute bull-v ( 1 0 - 3 0 mm) --- -s

-~ii

Tuyau p e r f o r eacute - - iicirc TE ( D i a m egrave t r e bullbull - ^ -^ 056 m) bullbullbullbullf-_-_-|

bullAlluvions -(profondeurr 8 -18 megravetres)

^S^UMSIumlEATUi-l IMPERMEABLE

lCxtnoJJ du Document Ccedil 513^1)

123 -

FIGURE 21

NAPPE DE LA VALLEE DE LYONNE A APPOIGNY FRANCE

bulllt

Station de pompage - M

JC3 puits raquoP

Prise deau

Bac de deacutecantation

bull

laquo i

laquoiuml bullOi

Pompe de r e p r i s e

bullQtrademdashpieacutezomegravetre No

(ExtAOAgraveA du Document Ccedil 513^1)

FIGURE 22

GRAVELKES bull^IumlOUNKERQUS

bullEAU INDUSTRIELLE i l ] LAC DE BELLEVUE

LILLE

USINE DE FABRICATION DEAU POTABLE DcMOULLE

VALENClHWNHS^raquo

OOUAraquo tk^in y v

(poundxtsi(LUt du Document 6627873) bull bull bull bull

- 124 -

FIGURE 23

COUPE GEOLOGIQUE DU BASSIN VERSANT DAPRES BRGM

20N5 OAV5 lAOJElLE LA -1APPE DE IA CH-OE EST CAPtlVc SOUS IcircE TEfWKJraquo TEariUSH

Surface d la nap4 en mars-avril 1357

la nappa en mai 1072

TABLEAU 5 BIS REALISATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT TEMPERE

| PAYS | LOCALISATION | EAU j GEOLOGIE jvOL AQUI | DISPOSITIFS |COLHA jniAIT j PERFORMANCES | PRIX |

j Japon JMenuma | R JDiluvium j |Pu i t s d i n - | P-C | 2 |4 000 m3Jour j j j j t vo i r f i g 24) j j t vo i r f i g 24) j j j e c t i o n I I I i l

j Japon JNiigata 1 R JDiluvium j gt 120 10 5 m3 jPui t s d i n j e c - | P-C j 2 j20000 m3Jour jde r e - j j j t vo i r f i g 25) | j t vo i r f i g 25) j j t ion j j j jv ient j i l i l j j tvo ir f i g 2 5 ) | j j |0 02 $ j j j I I 1 1 1 1 j 1 i3 |

j Japon JHodogaya j U JDiluvium | |Pu i t s d i n j e c - j C | 2 J35 m3h j j i l j j 1 U i o n 1 I i j j i i i l j j tvo ir f i g 26)j j j j j

j RFA IWiesbaden | R JAlluvions f l u - j jflassins |P-C-B j 1 jlOO 10 6 m3an i I j i i j v i a l e s j j tvo ir f i g 27)j j j j j i l i j t v o i r f i g 27) j j j i j j j

| RFA JDortmund j R JAlluvions f l u v i a - j JBassins j P-B j Precirc jlOO 10 6 m3an jde r e - j j | j j t i l e s j j tvo ir f i g 28 ) j j j jv ient j j | | j t vo i r f i g 28) j j 1 i | |entre | j i i l i l i i i i deg gt 0 3 e t i i i i i i i i i i i 0 raquo 0 9 i 1 j I I j 1 i i |Par bull i

RFA Sables de Haltern L Sables profonds e t 108 10 s m3 Bassins Preacute 44 10 6 ngt3an (vo ir f i g 29) a l luv ions de (voir f i g 29)

1 t recouvrement [ I I I l

1 CB lHardham (Sussex) j R jSable-limoneux j |Bass ins j P j Precirc J26OO0 m3jour j j 1 1 I I I I I I I I I

Notations

Eau R raquo= eau de riviegravere U s eaux useacutees

Colmatage P raquo colmatage physique C raquo chimique B - bull bol ialt

Traitement Preacute = preacutetraitement 1 primaire 2 s secondaire

- 125 -

FIGURE 24

PROJET DINJECTION DE MENUNA JAPON

CARTE HYDROGEOLOGIQUE DE LA PLAINE DE KVANTO

Zone d a l i m e n t a t i o n des nappes c a p t i v e s

Zone de c i r c u l a t i o n des eaux douces c a p t i v e s

Zone d e a u x s o u t e r r a i n e s s e m i - c o n n eacute e s

TTTT-

200

Eaux souterraines coloreacutees du groupe de Kazusa Direction principale du courant des eaux douces souterraines

Limite infeacuterieure des deacutepocircts du plio-pleacuteistocegravene du groupe de Kazusz

Aluvions

Roches preacuteshytertiaires

PROFIL GENERALISE AB Groupe Kazusa

(Plio-pleacuteistocegravene)

(ExtnaiA du Document Ccedil 513b1) bull bullbullbullbull bull

- 126 -

FIGURE 25

PROJET DINJECTION DE NIIGATA - JAPON

C a r t e i n d i q u a n t l e m p l a c e m e n t d e s d i s p o s i t i f s d i n s e r t i o n

J D i s p o s i t i f s d i n j e c t i o n

B a s s i n de d eacute c a n t a t i o n

P r o d u i t s c h i m i q u e s p o u r l e t r a i t e shyment

^V^AJi-^r 1^^ 6 ^ e ^ e a u b r u t e

C ugrave-

i l i Vlaquo

I1III

P l a i n e c ocirc t i egrave r e Beacutegions montagneuses

(C-xJjiaUi du Document Ccedil 513U1 ) bull bull bull bull bull bull

- 127 -

FIGURE 26

INSTALLATION DINJECTION DE HODOGAYA

cp Vanne darrecirct ^

Pompe

R eacute s e r v o i r d e a u

G r a v e t t e f i l t r e compacteacute

Figure puit

JAPON

montrant la s dinjection

Tokyo zone m

struc Mo 1

eacutetrop

ture des et 2

olitaicircne

(ExtaaU du ucircocumertf Ccedil 51)^1 ) bull bull

- 128 -

FIGURE 27

POMPAGE DEAUX SOUTERRAINES ARTIFICIELLES A SCHIRSTEIN WIESBADEN

r JD

s u r l e Rhin

copy S t a t i o n de pompage copy P u i t s copy B a s s i n de d eacute c a n t a t i o n copy B a s s i n d i n f i l t r a t i o n copy Leveacutee

VALLEE DU BHIN WIESBADEM REPUBLIQUE FEDERALE DALLEMAGNE

lpoundxtAaJJL du Document Ccedil 57J47 )

- 129 -

FIGURE 28

INSTALLATIONS DALIMENTATION ARTIFICIELLE DE DORTMUND

BaBs in de d eacute c a n t a t i o n

P r eacute f i l t r e agrave g r a v i e z

mmmzm Substratum impermeacuteable

YSSSSSS Surfaccedile de la nappe phreacuteatique avant

bullbullbull 1 alimentation artificielle bull Surface de la nappe phreacuteatique apregraves lalimentation artificielle

bdquo+teacirce 1 a Lippeltx

N o t e laquobullmdash iy

Pour approvisionner les villes ~ bullgtegt G-Agrave et les industries on pompe dans la valleacutee de la Ruhr hlO millions de m-2 deau par an dont

320 millraquo de m2 dans lEnvscher 82 mill de m^ dans lu Lippe 6 millraquo de nvi dans la Vupper

et 2 millraquo de m dans la cuvette dEms

VALLEE DE LA RUHR REPUBLIQUE FEDERALE DALLEMAGNE

ouvrages hydrauliques

lx+ialt du Document Ccedil 513^1)

Lac artificiel

Bassin draquoinfiltra- puits de

tion pompage

Bassin dinfiltrashytion

I I

Surface pieacutezomeacutetrique avant lalimentation artificielle

Surface pieacutezomeacutetrique apregraves lalimontation artificielle

~

Sables de Haltorn

Carte de la reacutegion

DISPOSITIF DALIMENTATION ARTIFICIELLE DE HALTERN

REPUBLIQUE FEDERALE DALLEMAGNE

Cologne (K51n)

DlaquossEicanrgt

lExtnaAJi du Document Ccedil 513^1 )

- 131 -

TABLEAU 10 REALISATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT CONTINENTAL

I PAYS j LOCALISATION | EAU | GEOLOGIE | VOL AQUI | DISPOSITIFS | COIJU | TRAIT j PERFORMANCES I PRIX

T USA Peacuteoria (Illinois) R sables et graviers

(voir fig 30) Bassins agrave sable (voir fig 30)

AP Preacute JlO000 m3jour |de re-|vient 10008 FF| jpar rn3

Notations

R = eau de riviegravere P = colmatage physique A = colmatage ducirc aux algues

Preacute = preacutetraitement

FIGURE 30

PLAN ET COUPE DUN BASSIN DINFILTRATION DE PEORIA

Oacsm

mm f^-C^t

i - j laquo m r vsi bullbull bull bullgtraquo bullbullbull gt-r-mdash ~T -- -v bullbull-

JiiC^U-1 vv-------- bull t )- c bullbullsvcbullbull - bull bullbull -bullbull ^Vbullbullbull^bull^iT v^gt^7bull^^T-~----Trrbull^^-^-^-J-C^bullbullbull

Echelles United)

Arriveacutee dcui- Ijriiire

(Existait du Document t 2028)

- 132 -

TABLEAU 11 REALISATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT MEDITERRANEEN

PAYS I I I I I I j LOCALISATION | EAU | GEOLOGIE | VOL AOUI | DISPOSITIFS j COLHA

1 1 1 TRAIT | PERFORMANCES | PRIX |

Valleacutee de la Durance (Voir fig 31)

R Alluvions fluvia- gt 800 10 m3 Puits dinjec- P tiles tion

(voir fig 31)

830 1s

I

Notations

R raquo riviegravere P = colmatage physique 1 = traitement primaire

TABLEAU 12 REALISATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT ARIDE

| PAYS

USA

| USA

1 | LOCALISATION

Flushing Meadows

1 1

JFresno |(voir fig 33) 1 1 1

EAU

bull

R

1 | GEOLOGIE

Sable grossier et graviers

1

|Alluvions reacutecen-jtes dorigine |granitique 1 1

1 | VOL

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

AQUI 1 | DISPOSITIFS

Bassins (voir fig

1

|Bassins 1 1 1 1

32)

1 |COLMA

PB

1 1 1 1 1 P 1 1 1 1

1 |TRAIT

gt 1 1 | 1 | Preacute 1 1 1 1

1 | PERFORMANCES

35 m3s

1 1

|15 10 m3an 1 1 1 1

1 1 | PRIX j

1 1 1 1 de re- j vient 000432 jpar m3 j

1 i |de re- | jvient j |00142 | jpar m3 | 1 1

Notations

R laquo eau de riviegravere U = eaux useacutees

P =raquo colmatage physique B = colmatage biologique

2 raquo traitement secondaire Preacute = preacutetraitement

bullbullbullbullbulllt

- 133 -

FIGURE 31

BASSE VALLEE DE LA DURANCE - FRANCE

TARASCON

Limi t e s de l a p a r t i e c a p t i v e de l a format ion a q u i f egrave r e ( sous des d eacute p ocirc t s a r g i l e u x s u p e r f i c i e l s )

I n s t a l l a t i o n s d i n j e c t i o n ~^mdash P r o f i l eacute t u d i eacute

ipoundxtncuit du Document Ccedil 513^1 ) bull bull bull bull bull bull

- 134 -

FIGURE 32 SCHEMA DU PROJET DE FLUSHING MEADOWS ^-x

R eacute g u l a t e u r d e p r e s s i o n

A l i m e n t a t i o n

Canal dameneacutee Digue

Bassin V T

IOI JΠJLIumlL

=r~w5i bd alt

bull

Puits Ndeg bull 1

50

bull -ltgt

bullbull 3-4

5-6

100 megravetres

I

B _

3=

Tuyau de drainage

J^ Puits Est

Puits

FIGURE 32 BIS SYSTEME DES BASSINS DINFILTRATION SUR CHAQUE COTE DU LIT DE LA RIVIERE ET DES PUITS AU CENTRE POUR POMPER LEAU REGENEREE

Lit de la rivi egravere

horizon imperxeacuteable

(poundXpoundACLUgraveL4 du Document Ccedil 6230) bull bull bull bull

- 135 -

FIGURE 33

ZONAL RESPONSE IN WATER TABLE HYDRAULIC HEAD AND WATER QUALITY

AROUND THE CITY OF FRESNO CALIFORNIE

(poundxtnltzijt du Document 6616816)

TABLEAU 13 REALISATION EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT TROPICAL

i PAYS

USA

i | LOCALISATION |

St Croix (Virgin Islond)

Notations

EAU

U

| GEOLOGIE

Alluvions (voir fig 33 Bis

1

VOL AQUI DISPOSITIFS

Bassins (voir fig

33 Bis)

1 ICOLMA

1 1 PB

1 1 1

1 | TRAIT

1 1

1 1 1 1

PERFORMANCES

38000 n3jour

1 1 1 PRIX |

[de re- [ vient 05602 [par m3

U = eaux useacutees

P = colmatage physique 8 = colmatage biologique

1 = traitement primaire

- 136 -

FIGURE 33 BIS

GEOLOGY OF THE GOLDEN AND NEGRO BAY RECHARGE SITES

i ^ mdash E i f t t a N laquo y o Bay gt ^ bullbull bull Esurraquo Goldltn Grcraquoraquo bull gt

rtorironiai ugraveiitanc ifti

(poundxtialt du Document 661^931 )

bull bull bull bull bull bull

- 137 -

- INSTALLATIONS DE RECHARGE ARTIFICIELLE AYANT POUR OBJECTIF LA

CONSTITUTION DUNE BARRIEgraveRE HYDRAULIQUE CONTRE LINTRUSION

DEAUX SALEacuteES

1 ) L-Lite deA inAtaHaiJonA

(1

(2

(3

(4

(51

(6

(7

(8

(9

(10]

(11

(12)

Long Island USA

Zandvoort Pays-Bas

Tokushima Japon

Water Factory 21 USA

Palo Alto USA

Burdekin Australie

Kalauoo Hawaiuml USA

Dashte Naz Iran

Tanger Maroc

Telbaulba Tunisie

Sebikotane Seacuteneacutegal

Bas Togo Togo

(F 2028 G 51341 G 17874)

(F 2028 G 51341)

(G 51341)

(G 6212 5603546)

(G 6212)

(F 40332 G 51341)

(G 51341)

(Ground Water Ja-Fe 1977)

(F 2028 G 51341 6600101)

(G 6757)

(G 51341 5600835)

(G 51341)

2) Le tabMeau cL-apieA donne la r eacutepar t i t ion des i n s t a l l a t i ons preacuteceacutedentes suivant l e climat et l e niveau de deacuteveloppement des pays concerneacutes

3) LeA tabteaux 1b agrave 19 donnent pour chaque cas p a r t i c u l i e r de climat et de niveau de deacuteveloppement quelques carac teacuter is t iques des i n s t a l l a t i o n s correspondantes

Tableaux 14 agrave 16 r eacutea l i s a t ions en pays indus t r i a l i seacute s

Tableaux 17 agrave 19 r eacutea l i sa t ions en pays en voie de deacuteveloppement

- 138 -

- ______^ NIVEAU DE CLIMAT -^CEVELOPPEM

TEMPERE

CONTINENTAL

MEDITERRANEEN

SEMI-ARIDE

ARIDE

TROPICAL

INDUSTRIALISE

(1) (2 ) (3 ) t a b l e a u 14

(4 ) (5 ) t a b l e a u 15

(6) (7) t a b l e a u 16

EN VOIE DE DEVELOPPEMENT

(8) t a b l e a u 17)

(9 ) (10) t a b l e a u 18

(11) (12) t a b l e a u 19

TABLEAU 14 REALISATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT TEMPERE

C I I I I I I I I I I PAYS | LOCALISATION | EAU | GEOLOGIE | VOL AQUI | DISPOSITIFS |COLHA |TRAIT | PERFORMANCES | PRIX |

1 1 I I I I I 1 1 1 I I I I I I I I I | USA | Bay Park | U |Sable a r g i l e | gt 1200 10 9 m3|Puits d i n j e c - | PCB | 3 |13 agrave 25 1s | | | | Long Is land j | sab le argi leux j | t i o n I I I 1 | | (voir f i g 34) | | ( v o i r f i g 35) | | I I I I I

| Pays-Bas | Zandvoort j R |Plaine l i t t o r a l e | ) 4 5 10 9 m3 jcanaux e t j P j Preacute j 70 10 m3an jde r e -| j | | e t dune | jbass ins | | j | v i en t | | | j (vo ir f i g 36) j j fvo ir f i g 36) j j j |0 245

1 I I I I I I I lFFn3 1 1 1 1 II 1 1 1 II 1 1 1 1 1 1 1

Japon | Tokushima | R |Plaine l i t t o r a l e | |Pu i t s d i n j e c - | P | 2 | 20-25 n3heure | j (vo ir f i g 37) j jdiluvium | j t ion I I I 1 | | |(voir fig 37) | | I I I 1 1 I I I I I I I 1 Notations

R = eaux de riviegravere U = eaux useacutees

P = colmatage physique C = colmatage chimique B = colmatage biologique

Preacute = preacutetraitement des eaux 2 = traitement secondaire 3 = traitement tertiaire

- 139 -

FIGURE 34

LOCATION OF THE BAY ARTIFICIAL-RECHARGE SITE

(C-xtnaAJL du Document Ccedil 5211 )

FIGURE 35

Nord Sud Atlantioue

A r g i l e

^Zdia^) cfe fBe c 0

G r a v i e r

Sable argile sable argileux et limon S a b l e

Roche c o n s o l i d eacute e

lCxtaaJJ- du Document Ccedil 513^1 )

- 140 -

FIGURE 36

NI

n

Limite de la zone s captage

Limite des dunes

i

gt

Mer du Nord Dunes Polder du Lac de Haarlem

urbe ^^y-Lentilles Sables du plexs^ - T tocene ^ ^^aargile

---bullbullbullbull bull-bull-bullbullbullbull ejjgt---gt ltamp ltbull bull v- bullbullbullbull

gt--gtV^

^ampm$^amp^3^amp$^

ZANDV00RT PAYS-BAS

(CxtAaU du Document Ccedil 513^D bull bull bull bull bull

- 141 -

FIGURE 37

Aff l eu remen t s du s u b s t r a t r ocheux

_ _ p r o f o n d e u r du s o c l e rocheux ~ ( c o u r b e de n iveau ) 1ampampampVJ-~- Teneur en Ci s u p eacute r i e u r e agrave

bull Fo rage

copy P u i t s d i n j e c t i o n

TAKASE Deacutepocircts argileux superficiels HATSUMO

icirc l e r

PROJET DINJECTION DE TOKUSHIMA JAPON

fts^ k=eacutepoundagrave amp ^

Tokushima (sur Shikoku)

(6x-tzltzlt du Document Ccedil 513U1 )

- 142 -

FIGURE 38

ORANGE COUNTY CALIFORNIE

bullv KCCU CQ

5Au BtewAepiuo co

raquo _

eiVcZ^iPE- co

0

PIE60 1 l [ IMPERIAL CO i

_ 1 -T-

A i

(CxtacuJ du Document 56035^6)

TABLEAU 15 REALISATIONS EH PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT MEDITERRANEEN

r 1 i PAYS | LOCALISATION | EAU | GEOLOGIE

1 1 1 1 1 1 |VOL AQUI | DISPOSITIFS |COLMA | TRAIT | PERFORMANCES | PRIX

Water Factory 21 U Deacutepocircts marins et Californie continentaux mal (voir fig 38) consolideacutes

Puits dinjecj PB 3

(voir fig39)

066 IJI33

USA Palo Alto (voir f ig 40)

U Sables et jgraviers

I Puits dinjecj PB 6 1s

|(voir fig40)| I I

Notations

U = eaux useacutees

colmatage physique colmatage biologique

3 = traitement tertiaire

bull bull bull bull i

- 143 -

FIGURE 39

FLOW SCHEMATIC AND SAMPLING LOCATIONS FOR WATER FACTORY 21

LIQUID PROCES3IWG

C H E M C A L K I T R O S c N RECARSON-I __ _ icirc ACTIVATES bullDiSlNFECIiCV amp j CLARIFICATION j REMCVAL ATCN [ FILTr^siO^I CARBON 0poundMIKERASJZpound7Gricirc

t t fAOSQPPTiCtt

CAP80H 70 HIcircUSr

bull lt

lJCCTtOlaquolaquo wCLLS

bull laquo C Y C L E

PUMraquoS

S0L1DS HANOLING INJECTIONraquo SYSTEM

bull bull bull bull bull bull

- 144 -

FIGURE 40

PLAN 0F GROUNDWATER RECHARGE FACILITY IN THE PALO ALTO BAYLANDS

msmm FRAgraveSCISCOcircI

0 u

El 6k

PALO ALTO

copy

-e-o

LEGEND

EXTRACTION WELL

INJECTION WELL

MONITOft WELL

lpoundyLtnaLt du Document Q 6212)

- 145 -

TABLEAU 16 REALISATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT TROPICAL

1 f~^ 1 1 1 1 PAYS | LOCALISATION | EAU | GEOLOGIE | VOL AQUI | DISPOSITIFS |COLMA |THAIT j PERFORMANCES | PRIX

Australie Delta du Burdekin Delta avec 345 109 m3 Trancheacutees agrave Preacute (voir fig 41)

-h i

JKalauao Hawaiuml

deacutepocircts alluviaux

I I I I

sable (voir fig41

I Bta2) I H

40 agrave 100 106

m3an des in-vestis-jsements 2 106$

USA jcocircne volcanique 4800 10 in3 Retenue deau (basalte) (voir fig43) (voir fig 43)

120000 m3jour

Notations

R = eaux de riviegravere

P w colmatage physique

Preacute = preacutetraitement

FIGURE 41

CARTE GENERALE

bull Ui KlaquoraquokM

(ExtzaLt du Document Q 513^1 )

- 146 -

FIGURE 42

LOCALITIES OF RECHARGE TRENCHES IN BURDEKIN DELTA

FIGURE 43

TYPICAL CROSS SECTION OF A TRENCH

IpoundxtnaAgraveJbi du Document h U0332)

- 147 -

FIGURE 44

COUPE SCHEMATIQUE MONTRANT LES SOURCES DEAU DE HONOLULU

P u i t s d e K a l a u a o H a w a i i E t a t s - U n i s d A m eacute r i n u e

E c h e l l e

-2snmdash P r eacute c i p i t a t i o n (rrr)

- laquo laquo - - L i g n e s d e n i v e a u p i eacute z o m eacute t r i q u e ( c m )

(SxiAaJJ du Document Ccedil 513^1 )

- 148 -

TABLEAU 17 REALISATIONS EN PAYS EN VOIE DE DEVELOPPEMENT A CLIMAT TEMPERE

1 PAYS | LOCALISATION

j r

GEOLOGIE | VOL AQUI | DISPOSITIFS | COLHA | TRAIT | PERFORMANCES | PRIX

Iran iDashte Naz | N |Sables | jtvoir f ig 45) bull j jtvoir f ig 46) j

I I I I

|Puits din- j jjection j |(voir f ig 47) |

|200 1s I I

N = eau de nappe

FIGURE 45

DASHTE-NAZ FARM AREA

V--

I R A Q

S A U 0 1 A R A 8 I A

MIOOLE EAST AREA

(poundxpoundnaUt4 de VattLcAe do OS W-LLLLaniA pcuiu darvi Qiound Wateji Qa-Fe 1977)

- 149 -

FIGURE 47

CROSS SECTION OF TYPICAL INJECTION WELL

FIGURE 46

RELATION BETWE FRESH AND SALINATED

AQUIFERS IN DASHTE-NAZ

CAS-OH I f A

-bull C -r- ~ - = S ^ trade j f - iuml x bull bull 0 L

_ _ - ^ Fgtistoi cdHgtjkta wi(raquo gtlaquo-raquoai

fx-6iltxiXltJ de VantXcle de pound)poundbull WLilLami paMu dan Ccediliound Wateji Ccedila-Fe 1977 )

bull bull bull bull bull bull

- 1 5 0 -

CARTE GEOLOGIQUE DU CHARF-EL-AKAB

Echelle - ltm

QUATERNAIRE

Allumions

1 I Sable Je couverture

~gt---iuml 1 Sable de phje

1degdegdeg1 Gregraves marin

ANTEQUATERNAIRE

- j Gregraves lortonhn

bullpound3 Gregraves 1 vmucirc Arjiitesj

F-^- Marnes eacuteocegravenes

ugravediens

Mcrres schisteuses secircnonicircennss

bullif- ocircondacss dexploitation t Fesseacutes dabsorption

copy Pieacutezomtlrts G Diachse dinjection

evccedilraquo V^=gt-iuml

EXHAURE ET REALIMENTATION

ARTIFICIELLE DE LA NAPPE DE

CHARF-EL-AKAB (TANGER)

SCHEMA DE PRINCIPE

(poundxJyiaUA du Document 6600101 ) bullbullbullbullbullbull

- 151

TABLEAU 16 REALISATIONS EN PAYS EN VOIE DE DEVELOPPEMENT A CLIMAT MEDITERRANEEN

1 | PAYS

1 1 1 Maroc 1 1 1 1 1 Tunisie 1 1

1 | LOCALISATION

1 1 |Tanger 1 1 |Telboulba 1 1

1 | EAU

1 B 1 1 I 1 1 F 1 1

1 1 | GEOLOGIE | VOL

I 1 1 1 s ICuvette littorale|6 10 Iseacutedimentaire | |(voir fig 48) | | 1 i |Sables fins avec | (couches dargile | i i

AQUI

m3

1 1 | DISPOSITIFS |

1 1 1 |Fosses din- | Ifiltration | |(voir fig48)|

| i 1 i |Pults din- | Ijection | 1 1

COLMA

P

P

1 | TRAIT

I 1 1 1 1 1

1 1-2 1 1

1 | PERFORMANCES

I

1 |106 m3an 1 1 1 1 -|05 10deg ngt3an 1 1

1 1 1 PRIX | 1 1 t 1 1 1 1 1 1 1

1 1 1 1 1 1

Notations R = eau de riviegravere

P = colmatage physique

1 = traitement primaire 2 = traitement secondaire

TABLEAU 19 REALISATIONS EN PAYS EN VOIE DE DEVELOPPEMENT A CLIMAT TROPICAL

1 1 1 1 | VOL AQUI | DISPOSITIFS | COLMA |TRAIT PAYS | LOCALISATION | EAU GEOLOGIE PERFORMANCES | PRIX

Seacuteneacutegal | Sebikotane IRoches carbona- 6010 m3 jRetenue |teacutees karstiques | j(voir fig4SIuml| |(voir fig 49) j | |

+ -+- 4-I

1depandage j

34 10 n3an

Togo Bassin du Bas Togo

Sables dunaires (voir fig SO)

gt 1 4 1 0 S m3 jTerrains 5 6 10 m3an

Notation

R = Eau de r i v i egrave r e

- 152 -

FIGURE 49

ECORCHE DU COMPARTIMENT DE SEBIKOTANE

ECORCHE DU COMPARTIMENT

DE SEBIKOTANE

Rosine infeacuterieur supposa en levraquoJ

i JIumlAMirretir

F N Cad m rcreujf

i rjJ 5AAV t 7srracirces

iKf[^|rT bull | ^T7^WL T Icirc j-r-- r- i - F

jt|l-k bull i T i ^ ^ J iiuml S t e k y X MaUr Guey

(poundxtaU du Document 5600835)

- 153 -

FIGURE 50

PLAINES LITTORALES DU TOGO

Limi te des p eacute n eacute t r a t i o n s UJJJplusmn-LLL d e a u s d e mer ^o

tf C o u r b e s de n i v e a u de l a pound I iuml m i t e iuml h f eacute r i e u r e de l a q u i - ^ bull bull

f egrave r e du c o n t i n e n t a l t e r m i n a l v

E a u de ui(

Oceacutean o

P r o f i l

C o n t i n e n t a l t e r m i n a l

( ^S ta t ion de pompage) T a b l i g b o

Eaux

S-ogt6 W ^

(poundxfrialpound du Document Ccedil 513^1) bull bull bull bull

- 154 -

D - INSTALLATIONS DE RECHARGE ARTIFICIELLE AYANT POUR OBJECTIF

LEacutePURATION NATURELLE DES EAUX PAR PASSAGE DANS LE SOL

1 ) Lutte deA inAtaLlampLLorvi

(1) Bertrange France

(2) Blagnac France

(3) Dangeacute - St Romain France

(4) Ginasservis France

(5) Nancy France

(6) Croissy France

(7) Karlskoga Suegravede

(8) Goteborg Suegravede

(S) Port Leucate France

(10) Boulder USA

(G 2264 bis)

(G 2264 bis)

(G 2264 bis)

(5605250)

(F 2028)

(G 51341 G 3663)

(G 51341 F 2028)

(G 51341 F 2028)

(G 7221)

(G 1681519)

2) Le tabZeau cx-de440uA donne la reacutepartition des installations preacuteceacutedentes suivant le climat et le niveau de deacuteveloppement des pays concerneacutes

mdashbullmdash-___ NIVEAU DE CLIMAT -^DEVELOPPEM

TEMPERE

CONTINENTAL

MEDITERRANEEN

SEMI-ARIDE

ARIDE

TROPICAL

INDUSTRIALISE

(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) Tableaux 20 et 20 bis

(S) Tableau 21

(10) Tableau 22

EN VOIE DE DEVELOPPEMENT

bullbullbullbullbullbull

- 155 -

NB Toutes les installations reacutepertorieacutees ont eacuteteacute construites dans des pays industrialiseacutes Ceci montre bien que face dune part agrave laugmentation des besoins en eau et face dautre partagrave limportance de la quantiteacute deaux useacutees rejeteacutees lalimentation artificielle apparait comme eacutetant un moyen de gestion bien approprieacute

N

3) LampA tableaux 20 agrave 22 donnent pour chaque cas particulier de climat et de niveau de deacuteveloppement quelques caracteacuteristiques des installations correspondantes

TABLEAU 20 INSTALLATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT TEMPERE

| PAYS | LOCALISATION | EAU | GEOLOGIE j VOL AQUI j DISPOSITIFS | COLMA | TRAIT | PERFORMANCES | PRIX

France Bertrange R Alluvions gros- bullBassins agrave PB Preacute 800 m3jour bull 1siegraveres bull bullsable j j Jenviron j

(sables et gra- i itvoir fig51)

1 I I vieuro r s) | i 1 1 I 1

j France 1 Blagnac 1 R JAlluvions gros- | iBassins agrave j PB j Preacute |800 m3jour j | 1 1 Isiegraveres 1 Isable | j lenviron i j j I ((sables et gra- | |(voir figbllj j j j 1 1 I I viers) 1 1 I I I I

France Dangeacute Saint R Alluvions gros- Bassirs agrave PB Preacute 800 n3jour

Romain siegraveres isable [ [environ

(sables et gra- (voir fig51)

r 1 v i e r s ) bull I

j France | Ginasservis j U | 1 |Lagune j PB | 3 |50 m3heure j 1 I (Var) | | 1 Kvoir fig52)| | j |

France Nancy R Alluvions bull Bassins p Preacute 100000 m3j

(voir fig53)

| France j Croissy j R |Craie fissureacutee | |Bassins j PB j 1 |3010 m3an jde revient

| | (voir fig 54) | |sous alluvions | |(voir fig55lj | j |0062 par

1 1 1 |(voir fig54) | | I I I I m3

j | I l 1 9 1 I j I i Suegravede Karlskogo R Alluvions (sables 2 10 m3 Bassins agrave 1 15000 mSjour

(voir fig 56) [et graviers) [ [sable [ [ J J

(voir fig 56) (voir fig56)] j

Notations

R = eaux de riviegravere

U = eaux useacutees

P = colmatage physique

B ~ colmatage biologique

Preacute = preacutetraitement des eaux 1 = traitement primaire 3 = traitement tertiaire

bullbullbullbullbullbull

- 156 -

FIGURE 51

Pt eacute iome t r cm

4 3

4 2 Stiagravettrotum de cateotres marneux tm peu permtobtn ^ -IMPLANTATION -

EcheteViOOO

SP I I I I I I I I I t I rr BOMilt 4raquoJtrotlaquoii

1gtIuml I I M J I I I M I A B

bull Fore 9 bull tf rlaquopi i

laquoraquooo l _ 1 2 0 O

J-raquoraquo

lLxtnaiA du Document Ccedil 226k b-Li)

FIG-52

T iu i teumlu ien t d eacutepuiut iou degraves fcJUii Utgteacutees Urbaines

en vus de Leur recyclage pour la consommation

Scheacutema deprincipe de l installation pilote de GINASSERV1S

ChXraquot olaquoJraquolaquolraquoraquo Otcf lntr iictgtpiraquolraquoraquo

v bull T R A I T E M E N T PRIMAIRE laquot SECONDAIRE

TRAI1EHENT TERTIAIRE

ur

raquo ^ ^ ~ i

C3 J ya amdashraquo f

^ mdash - feu eraquor gtbull bull bull bull bull bull

LACUNE dlaquo r i mj action

(poundxUaU du Document 5605250

- 157 -

FIGURE 53

SCHEMAS EN PLAN ET EN COUPE DE LALIMENTATION ARTIFICIELLE DE LA NAPPE

DE LA MOSELLE A MESSEIN (NANCY)

MoseUe

vers trai

Barrage

25-3 Om | 25-30trade

gt^ |2a3nraquo

f Galerie L J captante

77777777-7777777 Subslratum impermeacuteable

(LxJjiaAgraveJ du Document h 2028)

FIGURE 54

NAPPE SOUTERRAINE DE LA VALLEE DE LA SEINE A CROISSY (FRANCE)

S e i n e Deacutecanteurs

U

P r i s e d eau

F i l t r e s agrave s a b l e

B a s s i n S t a t x o n r _ V e r s l e d m f i l - de _ reseau de t r a t x o n pompage l - d i e t r - i -

1 bution

Craie f i s s u r eacute e

(ExtAcujt du Document Q 513^1 )

- 158 -

FIGURE 55

Usine du PECQ

Prise deau de CROISSY

Chatou 9

bull bull lt - - bull lt iuml gt

FORAGES SLEE bull FORAGES fslJFTl

coupe des terrains suivant A B

a Meuliegraveres e Calcaire grossier b Sables du Stampien f Argiles et sables du Sparnacien c Gases vertes du Sarncisien g Craie blanche Seacutenonienne d Marnes et caillasses h Sables et graviers

(6xtAalt du Document Ccedil 3663)

- 159 -

RESERVOIR DEAU SOUTERRAINE DE KARLSKOGA SUEDE

Carte de l a reacuteg ion

bull w

(ExtnaLt du Document Ccedil 513^1 )

FIGURE 56

SCHEMA DE LALIMENTATION ARTIFICIELLE A KARLSKOGA

(Extnatt du Document t 2028)

- 160 -

TABLEAU 20 BIS INSTALLATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT TEMPERE

1 1 I LOCALISATION | EAU | GEOLOGIE | VOL AQUI

1 1 1 r~ DISPOSITIFS | COLMA | TRAIT | PERFORMANCES | PI

PAYS

Suegravede | Goteborg I I

R |AlIuvlons (sables | jet graviers) | j(voir fig 57) |

Bassins | (voir fig 57) j

| 1 |12000 m3jour I I

Notations

R = eaux de riviegravere

1 = traitement primaire

FIGURE 57

SCHEMA DE LALIMENTATION ARTIFICIELLE A GOTEBORG

Bass in d raquo i n j e c t i o n

Nivlaquo p i eacute z on eacute triccedilju^

v v v V

vSocle cristallin

n M bull

(Cxtnaijt du Document Q 513^1 )

bull

NW Echelle horizontale 1500

PZ5

488 529

590 622-6 28

249-250 HV

360-364-k

482-484

Golel dorgile humifecircre 03cm + golels oxydes

602

690

775-784 810

Lentille dorgile humifecircre 02cm ggft

l ^ g S S J Forte dodeur H2 S 75 926 944

10-1018

1086 bull

1168-12-

1540 L-J

w

Argile humifecircre sableuse

Argile sableuse humifecircre oxydotion ferrique 10

Argile sableuse humifecircre

Deacutebris de- vecircgeacutetoux 10 Traces oxydation 1

Sable tourbeux Deacutebris de bois Soble fin tourbeux

Sable fin tourbeux

Amas de soble argileux humifecircre Soble partiellement tourbeux

054 bullbullbull 089-071

240

354-360

425-428

517

610

9 936

arc

515

Lentille dorgile tourbeuse 1cm Toches doxyde ferrique

Golel dorgile sableuse

Galets dargile sableuse brun-rouge 01 cm Toches humifegraveres Bois en deacutecomposition Soble ovec oxyde ferrique 20 Soble humifecircre H2S Soble humifecircre ovec racines

LEacuteGENDE

] Soble grossier moyen

Soble fin

FIGURE 59 PORT LEUCATE

PLAN DE SITUATION DE LA DUNE DE LA CORREGE

Echelle M 15 000

bullbullbullv Zoneeacutequipeacutee pour l i r r i g a t i o n acirc p a r t i r des ef f luents en 1980

Zone basse planteacutee (+ 2 NGF)

Conduite 0 400

Bassins d i n f i l t r a t ( 1981)

Zone haute non anteacutee (+7NG

M E R bullbull M E D I T E R R A N E E

- 163 -

TABLEAU 21 INSTALLATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT MEDITERRANEEN

j VOL AQUI | DISPOSITIFS |COLMA |TRAIT | PERFORMANCES | PRIX PAYS LOCALISATION EAU j GEOLOGIE

] 1 h Port Leucate U Dunes cStiegraveres

(voir fig 58) Bassins din- PB filtration (voir fig 59)

Preacute 1500 m3Jour

Notations

U = eaux useacutees P = colmatage physique B = colmatage biologique

Preacute = preacutetraitement des eaux

TABLEAU 22 INSTALLATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT SEMI-ARIDE

i 1 r | LOCALISATION | EAU |

PAYS GEOLOGIE VOL AQUI 1 1 1

DISPOSITIFS ICOLMA |TRAIT | PERFORMANCES

1 1mdash4 PRIX

SA Boulder (Colorado)

I bdquo I U jAlluvions (sables et graviers)

Bassins din- j PB filtration

I entre 50000 e t ( f ig 60 ) 200000 m3an

Notations

U = eaux useacutees P = colmatage physique B = colmatage biologique 2 raquo traitement secondaire

bullbullbullbullbullraquo

FIGURE 60

SCHEMATIC 0F BOULDER WASTEWATER TREATMENT PLANT

M

Flow Prlmagravery Diversion Clarifiers

Iteadworks Oox

r L

Trfckling Ti t ters

Secondary Clarifiers Chlori nation

City Collection

System

V

Grit to Land Disposai

Site

Kl

bulla

o a v

Infiltration-Percolation Basins

1 mdash lt To Land

~ Disposai Site

Sludge Vacuum Holding Filters Tanks

(ExtnaU du Document Q 1681519)

- 165 -

L I S T E B I B L I O G R A P H I Q U E

F 2028 BIZE Jf BOURGUET L LEMOINE J Lalimentation artificielle des nappes souterraines Ed Masson et Cie 1S72 199 pages

F 3091

F 40332

FALKENMARK M LINDH G Water for a starving world Westview Press Boulder Colorado Feacutev 1977 204 pages

Proceedings of the groundwater recharge confeacuterence - 1980 Australian Water Resources Council Confeacuterence Seacuteries ndeg 3 281 pages

F 4443 MATHEW K NEWMAN PWG HO GE Groundwater recharge with secondary sewage effluent Australian Water Resources Council 1982 167 pages

F 44521 agrave 4 Artificial groundwater recharge International Symposium - Research results and practical applic Dortmund 1979 Publication 1982 1500 pages environ

F 4462 HUISMAN L 0LSTH00RN TN Artificial groundwater recharge Pitman Advanced Pub Program Ed 1983 320 pages

G 1681519 SMITH DG LIumlNSTEDT KD BENNETT ER Treatment of secondary effluent by infiltration-percolation EPA-6002-79174 Aoucirct 1979 103 pages

G 17874 KOCH E GIAIMO AA SULAM DJ Design and opeacuteration of the artificial-recharge plant at Bay Park New York US Dept of the Interior Geol Survey 1973 14 pages

G 2264 Bis La meacutecanique des fluides et lenvironnement - Preacutevision et maicirctrise de la qualiteacute de leau et de lair Socieacuteteacute Hydrotechnique de France 14egravemes Journeacutees de lHydraulique Paris Sept 1976 Question 4 les eaux souterraines 48 pages

G 3663 A bull bull bull

Plaquette de preacutesentation de linstallation de recharge artificielle de Croissy SLEE sd 16 pages

G 51341 Emmagasinement souterrain des eaux et recharge artificielle Ressources NaturellesSeacuterie Eau ONU ndeg2 1977 307 pages

bullbullbullbullbullbull

- 166 -

G 6094

G 6212

G 6230

G 7221

A bull bull bull

World climate confeacuterence Organisation Meacuteteacuteorologique Mondiale Confeacuterence Feacutevrier 1977 Genegraveve 791 pages

A bull bull bull

Wastewater reuse for groundwater recharge Symposium Office of Wat Recycling Californie 1980 345 pages

A bull bull bull

Possibiliteacutes deacutepandage des eaux useacutees urbaines Rapport Agence RMC 1979 371 pages

A bull bull bull

Lameacutenagement dinfiltration des eaux useacutees de Port-Leucate Socieacuteteacute dEconomie Mixte dEquip et dAmeacutenag de lAude Nov 1981 45 pages

5603546 COFER JR Orange county water districts Water Factory 21 Journ of the Irrigation and Drainage Div Dec 1972 p 553-567

5605250 ALEXANDRE D De leau potable agrave partir des eaux useacutees urbaines Nuisances et Environnement Oct 1973 p 368-374

6600101 MAHI LARAKI M Recircalimentation artificielle de la nappe aquifegravere de Charf-el-Akab TSM LEau Aoucirct-Sept 1970 p 355-359

6609067 JASINSKI B Captages deau dinfiltration du reacuteseau de distribution de Wroclaw (Pologne) TSMLEau Feacutevrier 1976 ndeg 2 p 88-92

6614931 BURAS OK Wastewater reacuteclamation in St Croix JWPCF 1977 49 ndeg 3 p 429-435

6616816 BIANCHI WC NIGHTINGALE HI McCORMICK RL A case history to evaluate the performance of Water-Spreading projects JAWWA Mars 1978 p 176-180

6618945

6622466

CARSAT G Quelques eacutequipements publics de Genegraveve Equip Eur 1978 2 ndeg 98 p 59-67

EDWORTHY KJ Artificial groundwater recharge and its relevance in Britain JIWES 1979 33 ndeg 2 p 151-172

6627873 MARTIN F THEBAULT P La flottation agrave lusine de Moulle Techniques Eau Ass 1981 ndeg 409 p 37-42

6628231 Water for human needs Ass Int Ress en Eau Vol 3 1975 413 pages

bull bull bull t

- 167 -

BARTOLOMEW JC World Atlas Edinbourgh John Bartholomew and Son 1974 167 pages

MARTIN A MOUSSU H Alimentation artificielle de la nappe de Sebikotane (Seacuteneacutegal) par creacuteation dune retenue deau Bull BRGM 1S68 ndeg 1 p 79-88

WILLIAMS DE The Dashte-Naz groundwater barrier and recharge project Groundwater Janvier-Feacutevrier 1977

C O N C L U S I O N

- 171 -

La consommation croissante deau dans tous les paus conduit parfois agrave une surexshyploitation des ressources naturelles le manque deau dans certains paus en deacuteveloppement et la po-Llution de leau dans les paus Industrialiseacutes ont fait que les aestlonnaLnes de leau ont eacutetudieacute toutes les possibiliteacutes de conserver leau quantitativement et qualitativement

Lalimentation artificielle des nappes paiait ecirctie une solution judicieuse agrave ces problegravemes de ressource en eau

Tout au long de cette eacutetude on a miA en eacutevidence les questions techniques et eacuteconomiques

meacutethodes dinflltratlon qualiteacute de leau agrave infecter colmatage de la one dinfiltration coucirct des tiavaux coucirct dexploitation

De nombreux exemples pais tant dans les paus deacuteveloppeacutes que dans les paus du tiers monde aussi bien en climat humide quen gone aiide ou senti aride ont permis de mettre en eacutevidence les avantages et les inconveacutenients de cette techshynique Un bilan eacuteconomique montre que dans de nombreux cas la reacuteallmentatlon artificielle des nappes peut ecirctre consideacutereacutee comme un dispositif efficace dans la gestion de leau dun paus

Cette synthegravese montre aussi le soin quil faut apporter aux eacutetudes preacutealables pour ne pas se heurter agrave de giaves pnoblemes en cours dexploitation

Un autre enseignement tireacute de la lecture des documents est le fait que chaque cas est unique leacutetude dexemples similaires est eacutevidemment Importante mais elle ne leacutesoud pas tous les problegravemes 31 faut en particulier une eacutetude hudiogeacuteologishyque seacuterieuse de la jone

Laction eacutepuratrlce des sols ameacuteliore grandement la qualiteacute de leau ma-ls ce nest pas une seacutecuriteacute suffisante et dans le cas de lutilisation dune eau infiltreacutee pour la consommation animale ou humaine il est neacutecessaire de proceacuteder agrave des controcircles et eacuteventuellement agrave des traitements

La reacutealimentation des nappes permet laugmentation de la quantiteacute deau disponible et en ameacuteliore souvent la qualiteacute cest donc un proceacutedeacute inteacuteressant pour les ones arides et seml arides car leacutevaporatlon Intervient moins que pour un reacuteservoLr deau agrave ciel ouvert 01 est aussi avantageux pour les paus deacutevelopshypeacutes puisquil permet de deacutevelopper la ressource en eau tout en assurant une certaine eacutepuration des eaux brutes ou useacutees que lon infiltre

Page 7: AMELIORATION DE LA RESSOURCE EN EAU LA REALIMEIMTATION DES …

- s -

Face aux beAoinA en eau AWXA ceAAe gAandlAAanlA -Le concept de rechange antljtl-clelie deA napper yiouteMAatneyi appanalt comme eacutetant un mouen epoundpoundtcace deacutetabliA une meLlieune gestion deA sieAAOUAceA en eau

poundn ejLfcet te objectlpoundA viseacuteA pan une rechange antifciclette de nappe peuvent ecirctie mioLtipleA

- neAtaunation dune nappe Ausiexplotteacutee - Atockage deau en vue dune utiliAotlon ulteacuterieure - eacutepuration naturelle de eaux uAeacuteeA pan te AOI - barriegravere hudnaullque contre ta pnogreAAion deA eaux AaleacuteeA notamment dorigine

marine en exploitation cocirctlegravere - reacutegularisation thermique deA eaux dun circuit de repioidlAAement - Atockage deacutenergie AOUA fLonme deau chaude

Remanque teA deux dernier A pointA fLalAont intervenir teA capaclteacuteA thermlqueA du AOI (diffjjAlon emmagaAinement) ne Aont poA tralteacuteA danA cette eacutetude

poundn contnecaAAant te deacuteficit en eau dorigine Aouternalne ta recharge anttfl-cteLie apporte teA beacuteneacutefices Aulvants

- mise en valeur deA tenjteA pan augmentation deA disponlbLLiteacuteA en eau (notamment pendant teA peacuteriodes de AeacutecheAeAAe en payA Aeml-arlde et aride)

- maintien de ta vte veacutegeacutetate agrave ta Aurface du Aot en Aoutenant te ntveau de ta nappe - expanAlon humaine et industrielle de reacutegion jusqu atonA geacuteneacuteeA pan te manque

deau

LeA dispoAltlfA de recharge artificielle Aont principalement de deux tupes

infiltration danA deA baAAJnA ou eacutepandage Auperflclei teau pencole agrave tnaverA ta jone non Aatunee du Aot avant datteindre ta nappe Cette technique peut Ae pratiquer preAque AOUA touA teA ctimatA agrave condition cependant que cetul-cl ne Aolt paA agrave pluviomeacutetrie tnop eacuteleveacutee et dautant mieux A le climat eAt anlde ou Aeml-anide fan allteunA le AOI doiX avoir ceAtalneA caracteacuteristiques que nouA pneacuteclAeAonA

Lavantage pnlnclpal deA baAAins eAt de pouvoln recevoir deA eaux quasi-brutes en effet pan paAAoge danA le AOI teA eaux de nechange Aubi-AAent une eacutepuration naturelAgravee pratiquement totale

On^ection danA deA puitA leau eAt directement ameneacutee au niveau de ta nappe Ce pnoceacutedeacute eAt notamment utiAgravelseacute lonAqu il exlAte une couche impenmeacuteabte entre la Aurface du AOI et la nappe Laction eacutepwiatAlce du AOI Intervenant peu poui leA eaux dinfection le tnaltement de ceileA-ct doit ecirctre pliiA eacutelaboreacute que danA le CŒA de baAAinA

Le choix dun pnoceacutedeacute deacutepend de plusleiuiA paramegravetres dont leA pnlnclpaux Aont donc

- leA caracteacuterlAtlques hgdrogeacuteologiques du AOI - la qualiteacute deA eaux de nechange et leun compatibiliteacute vis-agrave-vis deA eaux natlveA

du gisement

bull bull bull bull bull bull

- 10 -

poundnpji ta zieacuteuA^lte dune opeacuteration de iechange eAt dAgraveJiectement Jjee au pheacutenomegravene de co-Lmatage qui tend agrave pietneA linpJJytation de -Leau de lechajige danA teA baAA-inA ou teA puLtA LeA oiLgineA du pheacutenomegravene de coMnatage Aont ta OUAAAgrave dAveA4est phuAiqueA chirniqueA bLoiogAjQjjeA NOUA LampnonA un LnventaJuie desi lemegravedeA contsie -Le colmatage malA -il jLaut deacutejagrave AOutigneA que chaque opeacuteration de Jiechaige eAt un CJXA paAtLcutLeA et que AeuAgraveA deA eAAaAgraveA agrave long ternie et in Aitu permettent den deacutegagent leA paAametAeA

- CHAPITRE I -

L E S E A U X DE R E C H A R G E

- 13 -

Avant dexposer lorigine des eaux de recharge et les traitements eacuteventuels que lon doit leur faire subir il serait utile dintroduire la notion de compatibishyliteacute entre les eaux de recharge et les eaux natives du gisement On peut deacutefinir trois domaines de compatibiliteacute physique chimique et biologique

compatibiliteacute physique elle concerne le pH la teneur en matiegraveres en suspension ou MES

compatibiliteacute chimique elle concerne laction des gaz dissous la teneur en MES en fer en manganegravese en calcium en magneacutesium en silice ainsi que la dureteacute de 1eau

compatibiliteacute biologique elle concerne la preacutesence de pathogegravenes susceptibles de polluer les eaux souterraines

Les traitements eacuteventuels des eaux de recharge visent agrave proteacuteger les eaux du gisement vis-agrave-vis de toute pollution pouvant entraicircner une deacutegradation irreacutevershysible de sa qualiteacute

A - RECHARGE PAR EAUX DE RIVIEgraveRE

1 ) RomanqueA piltLLLmJjriCLuiltZA

a) Lanalyse quantitative de la recharge naturelle de la nappe alluviale par la riviegravere elle-mecircme est essentielle pour pouvoir juger de lefficaciteacute dune recharge artificielle En effet cette analyse permet de deacuteterminer les deacutebits reacuteellement utiles parla recharge artificielle dun aquifegravere donneacute

b) Lanalyse qualitative des eaux de riviegravere permet den connaicirctre le degreacute de polshylution ainsi que la teneur en MES Il faut remarquer que ces deux facteurs peushyvent ecirctre directement influenceacutes par le reacutegime de la riviegravere elle-mecircme Ainsi

en peacuteriode deacutetiage la pollution des eaux peut ecirctre plus importante quagrave lorshydinaire

en peacuteriode de crue un transport solide important peut apparaicirctre augmentant du mecircme coup la teneur en MES (F 2028)

Les eacutetudes en vue dune recharge artificielle par des eaux de riviegravere doivent donc se faire sur une large plage de valeurs des deacutebits

La pollution et la teneur en MES jouant un rocircle tregraves important vis-agrave-vis du pheacutenomegravene de colmatage le pompage en riviegravere peut donc ecirctre intermittent ou conshytinu suivant les toleacuterances admises pour la pollution et la teneur en MES des eaux de recharge

2) Eaux dltZAtinecirceA agrave ampOie jjipoundJJJyieacuteesgt dan dzA baj4inA (F 2518 F 3469)

Suivant le degreacute de pollution et la teneur en MES de la riviegravere les eaux peuvent subir les traitement suivants

- 14 -

preacute-traitement deacutegrillage suivi dune simple deacutecantation Cest le cas des oueds et des cours deau ne preacutesentant pas de pollution notable

NB les anciennes sabliegraveres se preacutesentent comme eacutetant dexcellents bassins de deacutecantation

traitement primaire en station injection de coagulants deacutecantation et filtra-tion sur sable pour reacuteduire la teneur en MES et la demande biologique en oxygegravene des eaux

Exemple

Croissy (eau de Seine) - la figure 1 donne un scheacutema de linstallation (G 3663)

Moulle (eau de lAa) (6627873 6625917 6627956)

Appoigny(eau de lYonne) (G 1947)

Remarque dans le cas deacutepandage superficiel des eaux de recharge on ne procegravede pas agrave une steacuterilisation lors du traitement En effet la chloration aurait le grand inconveacutenient de deacutetruire dans les bassins laction eacutepuratrice des bacteacuteries diverses qui oxydent et mineacuteralisent les diffeacuterents produits organiques preacutesents dans les eaux (G 3459)

FIGURE 1

EXEMPLE DE CROISSY

(poundxiiaJJ du Document Ccedil 3663)

bull bull bull bull bull

- 15 -

3) Eaux desitlneacuteesi agrave linfection (F 3469 F 2028)

Remarque preacuteliminaire les eaux dinjection dune maniegravere geacuteneacuterale doivent ecirctre deacutebarrasseacutees de toute pollution susceptible dalteacuterer la qualiteacute des eaux du gisement et notamment des matiegraveres toxiques non eacuteliminables par filtration naturelle De plus les eaux dinjection doivent ecirctre chimiquement compatibles avec les eaux du gisement

En geacuteneacuteral en plus dun traitement primaire classique les eaux de riviegraveres desshytineacutees agrave linjection subissent un traitement secondaire plus ou moins eacutelaboreacute en fonction de leur degreacute de pollution Ce traitement vise principalement agrave deacutesaeacuterer leau et agrave la steacuteriliser avant injection

Exemples (F 2028)

En Israeumll (eaux du Lac de Tibeacuteriade)

En Californie (eaux des torrents de la Sierra Nevada)

3 - RECHARGE PAR EAUX USEacuteES

Le niveau de traitement des eaux useacutees destineacutees agrave la recharge artificielle deacutepend tregraves largement de lorigine de celles-ci (domestique ou industrielle) et aussi de la nature des terrains de recharge

Le tableau 1 (extrait de 6604561) rappelle la nature des pollutions en fonction de lorigine des eaux useacutees

Le tableau 2 (G 6501) donne agrave titre indicatif les recommandations du Service de Santeacute de la Californie pour lutilisation agrave des fins de recharge artificielle deaux useacutees

Le tableau 3 (G 6501) montre par des exemples la diversiteacute des traitements que lon peut appliquer suivant les paramegravetres de la recharge

ConcAgravewiioni

Comme nous lavons deacutejagrave souligneacute dans lintroduction chaque opeacuteration de recharshyge doit ecirctre traiteacutee comme un cas particulier Le niveau de traitement requis pour les eaux de recharge en est une preuve Aussi seuls des essais in situ et agrave long terme associeacutes agrave lexpeacuterience du professionnel peuvent deacutefinir les traishytements neacutecessaires des eaux de recharge Cette eacutetape est importante car elle conditionne la rentabiliteacute de lensemble de lopeacuteration de recharge le coucirct du traitement entrant pour une part importante dans le coucirct global (F 2028 G 6501)

bull bull bull bull bull bull

- 16

TABLEAU 1

Sources deaux useacutees

- Eaux useacutees urbaines

non traiteacutees

traiteacutees

fosses septiques

- Eaux useacutees industrielles

eau de refroidissement

industries alimentaires

industrie du papier

industrie chimique et traitement des meacutetaux

industrie du peacutetrole

- Irrigation

- Ruissellement urbain et nettoyage des

- Eau de crues

Types de pollution

composeacutes organiques et mineacuteraux matiegraveres en suspension faibles teneurs en meacutetaux lourds et en toxiques Tregraves forte teneur en DBO Biodeacutegradable ou non deacutegradabie

composeacutes organiques et mineacuteraux faibles teneurs en meacutetaux lourds et en toxiques Substances biodeacutegradables et non deacutegra-dables

surtout des matiegraveres organiques Biodeacuteshygradable

chaleur

composeacutes organiques et matiegraveres en susshypension surtout DBO eacuteleveacute Particuliegraveshyrement biodeacutegradables

composeacutes organiques et mineacuteraux En partie biodeacutegradable Quelques matiegraveres solides organiques en suspension

composeacutes organiques et mineacuteraux y compris des meacutetaux lourds des toxiques et des substances dangereuses Selon le proceacutedeacute certaines substances sont biodeacutegradables

composeacutes organiques biodeacutegradables et non biodeacutegradables surtout Nombreux toxiques et substances dangereuses

deacutechets organiques et mineacuteraux subsshytances nutritives sels de lessivage du sol substances biodeacutegradables ou non biodeacutegradables matiegraveres en suspenshysion

mers composeacutes organiques et mineacuteraux fortes charges en DBO substances nutritives pesticides matiegraveres en suspension en partie biodeacutegradables

composeacutes organiques et mineacuteraux matiegraveres en suspension en partie biodeacutegradables Eminemment variable selon lutilisation du sol

(tsiaducJUon du tableau 1 eyLtnaJut du Document 66OU561 )

bull bull bull bull bull

17 -

TABLEAU 2

NIVEAUX DE TRAITEMENT RECOMMANDES POUR LES EAUX USEES EPUREES

UTILISEES A LA RECHARGE DES NAPPES SOUTERRAINES

1

2

3

t

5

6

7

par eacutepandage superficiel

Veacuterification de linexistence de deacutecharges deffluent industriels toxiques dans les eaux useacutees utiliseacutees

Oxydation biologique normale (traitement secondaire)

Adsorption sur charbon actif (temps de contact 30 mn demande chimique doxygegravene reacutesiduelle moins de 5 mg1)

Epandage avec percolation de leffluent dans la zone aeacuterobie non satureacutee du sol non remanieacutee - profondeur minimale de la nappe 3 megravetres

- une semaine deacutepandage alterneacutee avec 2 semaines dassegravechement

Dilution par une quantiteacute eacutegale deau souterraine naturelle

Leau de recharge doit rester dans la nappe pendant un an avant decirctre extraite

La qualiteacute de leau souterraine doit ecirctre doit ecirctre reacuteguliegraverement surveilleacutee

l

2

3

A

5

6

7

8

9

10

11

12

ou par injection directe

Veacuterification de linexistence de deacutecharges deffluent industriels toxiques dans les eaux useacutees

Oxydation biologique normale (traitement secondaire)

Deacutesinfection correcte (chlorination)

Coagulation-floculation chimique

Deacutecantation

Filtration rapide sur sable

Adsorption sur charbon actif

Deacutemineacuteralisation par osmose inverse

Aeacuteration par aspersion pour leacutelimination des composeacutes organiques volatils

Dilution par une quantiteacute eacutegale deau souterraine naturelle

Leau de recharge doit rester dans la sapps pendant un an avant decirctre extraite

La qualiteacute de leau souterraine doit ecirctre recircguliegravereoent surveilleacutee

(acirc-x-ttalt du Document Ccedil 6501 )

bull bullbullbullbullbull

- 18 -

TABLEAU 3

PRINCIPALES INSTALLATIONS DE RECHARGES DE NAPPE SOUTERRAINES EN CALIFORNIE

UTILISANT LES EAUX USEES EPUREES

Nom de iumla station de reacutecupeacuteration

deaux useacutees San Joseacute Creek (Whittier)

Whittier Narrow

Water Factory 21 (Orange County)

Chino Basin (Ontario)

Palo Alto

Proceacutedeacutes de traitement =

Proceacutedeacutes de traitement

des eaux useacutees

Meacutethode de recharge des

eaux souterraines

Problegraveme agrave

reacutesoudre Deacutebit annuel reacutecupeacutereacute en millions de m-

DP BA CF FR Ch

DP BA CF FR Ch

DP BA CF FR AAeA ACA 01 Ch

DP LB

DPBACFFR Ch Ozonisation

Epandage superficiel

Epandage superficiel

Injection directe

Epandage superficiel

Injection directe

Deacutecantation primaire Boues activeacutees Coagulation floculation Filtration rapide Lits bacteacuteriens Adsoption sur charbon actif

Chloration Aeacuteration par aspersion pour leacutelimination de lamoniaque

DP BA CF FR LB

ACA Ch

AAeA

Reacutealimen-Cation de la nappe soushyterraine

Reacutealimentashytion de la nappe soushyterraine

Barriegravere contre linfiltrashytion deau marine (et reacutealimentashytion)

Reacutealimenta-tion de la nappe soutershyraine

Barriegravere contre linshyfiltration deaux marines

166

87

63

32

23

En ce qui concerne la station Water Factory 21 le traitement primaire et secondaire de leffluent a lieu preacutealablement a la station de traitement du Comteacute dOrange

(CxtAciut du Document Ccedil 6501 )

- 19 -

L I S T E B I B L I O G R A P H I Q U E

F 2028

F 2518

BIZE J BOURGUET L LEMOINE J Lalimentation artificielle des nappes souterraines Ed Masson amp Cie 1972 199 pages

HUISMAN L WOOD WE La filtration lente sur sable OMS Genegraveve 1975 133 pages

F 3469 Health aspects of wastewater recharge Water Information Center New-York 1978 240 pages

G 2264Bis

G 3459

La meacutecanique des fluides et lenvironnement - preacutevision et maicirctrise de la qualiteacute de leau et de lair 14egraveme Journeacutees de lHydraulique Paris Sept 1976 Question 4 les eaux souterraines 48 pages

DEVILLERS G Lalimentation artificielle des nappes souterraines - Exemple de la nappe de Croissy Journeacutees Information Eaux 1976 14 pages

G 3663

G 6212

G 6230

Plaquette de preacutesentation de linstallation de recharge artificielle de Croissy SLEE sd 16 pages

Wastewater reuse for groundwater recharge Symposium Office of Water Recycling Californie 1980 345 pages

Possibiliteacutes deacutepandage des eaux useacutees urbaines Rapport Agence RMC 1979 371 pages

G 6295 BRESSON G Injection dans le sous-sol des effluents traiteacutes agrave la station deacutepuration de la ville de St-Jean-de-Monts Rapport DDA Vendeacutee 1980 74 pages

G 6501 TAKASHI ASANO GHIRELLI R Reacuteutilisation des eaux useacutees pour la recharge des eaux souterraines et lirrigation agricole Confeacuterence OMS Alger 1980 p 1-15

G 7220 BIZE J Recharge artificielle des nappes PNUD Compte-rendu de missionraquo SeptmdashOct 1981 45 pages

bullbullbullbullbullbull

- 20 -

G 7221 Lameacutenagement dinfiltration des eaux useacutees de Port-Leucate Soc Ameacutenag Mixte dEquip et dAmeacutenag de lAude Novembre 1981 45 pages

6604561

6616815

CALLAHAN JT Recycling of fresh water - the management and protection of ground water Tireacute agrave part 16 pages

SCHMIDT CJ CLEMENTS EV SHELTON SP A survey of practices and reacutegulations for reuse of water by ground water recharge JAWWA 1978 70 ndeg 3 p 140-147

6623044

6625917

ASAN0 T GHIRELLI RP WASSERMANN KL Recharge de nappe par eaux useacutees eacutepureacutees JWPCF 1979 51 ndeg 9 24 pages

MARTIN F THEBAULT P Reacutealimentation de nappe par de leau de riviegravere traiteacutee Liaison Cortambert 1980 ndeg 10 p 31-36

6627873

6627956

MARTIN F THEBAULT P Reacutealimentation de nappe agrave lusine de Moulle (Dunkerque) Techniques Eau Assainissement 1981 ndeg 409 p 37-42

MARTIN F Flottation et traitement des boues Eau et Industrie 1981 ndeg 52 p 61-65

CASTANY G Conditions hydrogeacuteologiques de lalimentation artificielle des nappes deau souterraine BRGM 1970

- CHAPITRE I I -

H Y D R O G E O L O G I E

- 23 -

LEAU DANS LE SOL

Rappel de notion geacutenltpoundnaAgraveamp4 dhyccedilugraveiogeacuteologAgravee

La porositeacute la porositeacute dune roche est deacutefinie par le rapport du volume des vides au volume total de la roche

La figure 1 montre les divers types dinterstices et leur relation avec la texshyture du sol

FIGURE 1

Several types of interstices and the relation of rock texture to porosity (a) Well-sorted sedimentary deposit having high porosity (6) poorly sorted sedimentary deposit haviog low porosity (c) well-sorted sedimentary deposits consisting of fragments of rock that are themselve-s porous so that the deposit has a very high porosity (d) well-sorted sedimentary deposit whose porosity has been diminished by the deacuteposition of minerai matter in interstices (e) rock rendered porous by solution and () rock rendered porous by fraccuring (Front Meimer 1959)

(Extrait du Document h 204-5)

TABLEAU 1

REPRESENTATIVE POROSITY RANGES

FOR SELECTED ROCKS

Le- tableau 1 donne la valeur de la porositeacute pour diffeacuterentes roches

(ExtnaJjt du Document r 20+5)

Rocks

Clay Sand Gravel Sand and gravel Sandstone Shale Limestone

Porosity

45-55 35-40 30-40 20-35 10-20 1-10 1-10

- 24 -

TABLEAU 2

REPRESENTATIVE SPECIFIC YIELD

RANGES FOR SELECTED ROCKS

Rocks

Clay Sand Grave Sand and grave Sandstone Shale Limestone

Speacutecifie yield

1-10 10-30 15-30 15-25 5-15

05-5 05-5

Pour les mecircmes roches le tableau 2 donne la valeur de la porositeacute efficace deacutefinie comme la fraction de la porositeacute corresshypondant agrave la contenance en eau gravitaire

(Extrait du Document h 20k5 )

La permeacuteabiliteacute la permeacuteabiliteacute est laptitude dune roche agrave laisser passer iumleau sous leffet dun gradient de potentiel

Le tableau 3 donne la valeur de la permeacuteabiliteacute intrinsegraveque (ou permeacuteabiliteacute en petit) pour diverses roches (rappel 1 darcy = 0987 10-^ cm2)

TABLEAU 3

PERMEABILITE INTRINSEQUE DE DIVERS TYPES DE FORMATION

Type de formation

Roches meacutetamorphiques et plutoniques

Roches solides

Zones meacutetamorphiques et fortement fractureacutees

Sable agrave grains de grosseur moyenne

Limon (roche)

Calcaire dense riche en argile

Gregraves de grain moyen

Bregraveche calcaire grossiegravere partiellement cimenteacutee

Roche calcaire demeureacutee poreuse

Sables alluviaux (plaines littorales)

Alluvions dargile et de limon

Sables dunaires

Loess

Valeur du coefficient en

Proche de zeacutero

Proche de zeacutero

Plusieurs centaines de darcys

darcys

1000-30000 millidarcys

01 millidarcy

1 millidarcy

1-500 millidarcy

Plusieurs milliers de darcy

10-500 darcys

Moins de 1 darcy

Moins de 01 darcy

5mdash50 HarcvR

10-4 -1 darcy

(extrait du Document Ccedil 51351)

- 25 -

Remarque certaines roches denses telles que le calcaire ou le basalte ont une permeacuteabiliteacute en petit tregraves faible Cependant elles constituent dexcellents aquifegraveres lorsquelles sont fractureacutees leur permeacuteabiliteacute devenant alors imporshytante

c) La transmissiviteacute la transmissiviteacute est la grandeur mesurant laptitude dune couche de terrain permeacuteable agrave transmettre conduire leau La transmissiviteacute est deacutefinie comme le produit de la permeacuteabiliteacute par leacutepaisshyseur de la couche aquifegravere en un point consideacutereacute

d) Le coefficient demmagasinement ce coefficient est deacutefini par le rapport entre la hauteur de la tranche deau immeacutediatement libeacuterable par la roche aquifegravere sous leffet dune deacutepression et la hauteur dabaissement correspondant du niveau pieacutezomeacutetrique

Le darcy est une uniteacute de surface deacutefinie par

1 darcy = 0987 10 ~8 cm2

1 centipoise cm3s 1 cm2

et 1 darcy 1 atmosphegraverecm

2) ReacutepanAcircJjtlon de leau darvi le IO-L

Leau infiltreacutee agrave la surface du sol circule de haut en bas jusquagrave rencontrer une surface impermeacuteable Elle constitue alors une nappe deau dont le niveau supeacuterieur est appeleacute niveau pieacutezomeacutetrique ou encore surface hydrostatique

La figure 2 scheacutematise leacutetat deacutequishylibre vertical de leau dans le sol

FIGURE 2

NAPPE PHREATIQUE

lExtAaJJi du Documervt h 2189)

La nappe deau ainsi deacutefinie peut ecirctre

soit libre ou percheacutee (notamment en cas de la preacutesence dune lentille dargile dans le sol)(voir figure 3)

soit captive encore appeleacutee arteacutesienne (voir figure 4)

SurfocA |

s l

bull l

lt

bull - bull bull bull bull bull

bull bull laquo bull laquo bull bull 5^ Icirc v bull

urfoc fiy4ro)tcitkivraquo

bull EayxpHrrltliqiraquo4laquo - J

bull bull raquo bull bull bull bull bull bull

bull bull bull bull bull bull bull bull bull

Couche imptfweacutecbi

Zooraquo divcpctmmpirotiocraquo

Zonraquo draquo rrltntron

I

Francraquo dgt cnpidarltv

Nappraquo aquiflaquorr

- 26 -

FIGURE 3

NAPPE LIBRE ET NAPPE PERCHEE

TgtraquoL bullbullbull-bull j^zzsz^-r =i-^^gt^ bull bull V

bullbullbull bullbull-bulllaquoiiii ^iumlrtW-----1---1--V- bull bull bull ^N

bullbullVbull^gt^^^bullCvi^bullrSbullibull^V^^bullbullbullbullvbull V^72

^

(Extrait du Document h 2189)

FIGURE 4

FORAGE DANS UNE NAPPE ARTESIENNE

fl) Eaux jaillissantes - f2) et 13) Puits agrave eaux remontantes (en hachures les couches impermeacuteables)

(SXampKLUL du Document h 2k15)

- 27 -

Remarque un cas particulier est celui dune nappe phreacuteatique cocirctiegravere Leau saleacutee eacutetant plus dense que leau douce il se creacutee un biseau deau douce comme le montre la figure 5 Par un pompage excessif dans la nappe deau douce on engendre une avanceacutee des eaux saleacutees vers linteacuterieur des terres Cette progresshysion peut entraicircner une deacuteteacuterioration irreacutemeacutediable de laquifegravere Une recharge artificielle dans la zone littorale permet de combattre ce pheacutenomegravene

FIGURE 5

CxtnaLt du Document Ccedil 513^1)

3) Btlan dune nappe

Pour pouvoir juger de lopportuniteacute dune reshycharge artificielle il est important de pouvoir quantifier les entreacutees et les sorties deau dans la nappe consideacutereacutee (voir figure 6) sur une peacuteriode de temps donneacutee On peut alors eacutetablir le bilan hydrique de la couche aquifegravere et suishyvant lobjectif viseacute (reacuteeacutequilibrage de la nappe ou bien stockage) quantifier lopeacuteration de recharge

(CxtnaiJ du Document ucirc 580)

(S)

laquo o a a lt

c

z a ta Q

FIGURE 6

SCHEMA DES ELEMENTS PRINCIPAUX DU BILAN DE

LA COUCHE AQUIFERE

APPORTS

X gui lt tj

3 -

PRECIPITATION P

INFILTRATION

EFFICACE

APPORTS DES EAUX

SOUTERRAINES

APPORTS CES EAUX

OE SURFACE

RESTITUTIONS

INFILTRATION

EAUX DE SURFACE

EVAPOTRANSPIRATION

REacuteELLE

VARIATION CE LA RIcircSSRVH

EN EAUX SOUTERRAINES dW

(INVERSEMENT

OE LA C0UCH4 AOgtIIFecircRE

ECOULEMENT

EN SURFACE

PREacuteLEgraveVEMENTS

EXPLOITATION EacuteMERGENCES DES

EAIU SOUTERRAINES

D E P E N S E S

Iw+ lccedil+ l r qwgtqs = E + R + ^nt + CcedileQs +Qwraquoplusmn dw

- 28 -

U) CaiacJeacuteAAgraveyiatLon deA urtLteacuteA geacuteologiques avoiable^ pouA la iechaiae aAixfJ-CxeAXe de nappe

a) Nature cles_terrains

Les terrains destineacutes agrave la recharge artificielle doivent avoir une permeacuteabiliteacute suffisante (10~2 agrave 10-^ ms) En fait cest la valeur de la transmissiviteacute qui intervient et par lagrave la puissance ou encore leacutepaisseur de la couche aquifegravere (F 2028)=

Suite agrave de nombreuses expeacuteriences il apparait que les formations aquifegraveres favorables pour une recharge artificielle sont les roches carbonateacutees karsshytiques iumles basaltes (notamment lorsquils sont fissureacutes) les sables les allu-vions

b) Dimensions de l^aquifegravere

Ce sont les limites geacuteologiques et hydrauliques du reacuteservoir que constitue 1aquifegravere qui deacuteterminent sa structure Les nappes sont limiteacutees nous lavons vu dans leur partie infeacuterieure par une couche impermeacuteable de terrain ou encore par un fluide plus dense que leau du gisement

Quand la nappe est libre cest la surface hydrostatique qui la limite dans sa partie supeacuterieure

Quand la nappe est captive cest la couche impermeacuteable ou toit sous laquelle elle est emprisonneacutee qui constitue sa limite supeacuterieure

Remarque lorsque 1aquifegravere est profond cest alors les limites lateacuterales qui pour des raisons eacuteconomiques deacuteterminent les possibiliteacutes de stockage de 1aquishyfegravere consideacutereacute

La figure 7 donne des exemples de formations aquifegraveres favorables au stockage

Les structures hydrogeacuteologiques les plus favorables agrave la mise en oeuvre dopeacuterashytions de recharge artificielle sont les massifs de roches carbonateacutees karstiques ou fissureacutes les plaines alluviales les dunes littorales et les deltas les basshysins hydrogeacuteologiques et enfin les zones ougrave la surface pieacutezomeacutetrique est deacuteprimeacutee par surexploitation

Cependant on peut faire les remarques suivantes

mdash les massifs de roches carbonateacutees karstiques peuvent en geacuteneacuteral absorber beaushycoup deau mais cette eau est rapidement rejeteacutee par des grosses sources Le stockage deau ne pourra donc se faire que dans les parties profondes

- les plaines alluviales constituent des lieux privileacutegieacutes pour la mise en oeuvre de recharge artificielle mais le stockage y est en geacuteneacuteral limiteacute du fait de la position eacuteleveacutee des niveaux deacutequilibre pieacutezomeacutetrique quand les eaux dalimenshytation sont abondantes

Suivant le climat les sites de recharge artificielle peuvent ecirctre diffeacuterents ainsi

en reacutegion agrave climat tempeacutereacute et humide on choisira

- les alluvions anciennes - les lits fossiles enfouis

- 29 -

- les cocircnes deacuteboulis

- les alluvions interconnecteacutees des valleacutees principales et de leurs affluents

en reacutegion aride on choisira

- les deacutepocircts alluviaux reacutecents - les dunes cocirctiegraveres - les zones deltaiumlques

en reacutegion tropicale des roches qui eacutetaient compactes agrave lorigine ont pu sous laction des agents atmospheacuteriques ecirctre alteacutereacutees sur une certaine eacutepaisseur (par exemple les graniteacutes deviennent des lateacuterites) Si cette couche alteacutereacutee est sufshyfisamment eacutepaisse elle consiste alors un terrain favorable agrave la mise en oeuvre dune opeacuteration de recharge artificielle

FIGURE 7

EXEMPLES DE COUCHES AQUIFERES AYANT UN POTENTIEL

DEMMAGASINEMENT IMPORTANT

j Couche l i b r e sans reacuteserve constante mais alimenteacutee par un cours deau

B formations massives ayant des sources l e long de l e u r s l im i t e s

(Extrait du Document Ccedil 513^1) bull bull bull bull raquo bull

- 30 -

B - PHYSIQUE DUNE OPEacuteRATION DE RECHARGE

1 ) Ccedila de baA4irvj difijlLUyicutLon (G 5920)

Le systegraveme hydraulique que constitue une opeacuteration de recharge par bassin se deacutecompose en deux parties distinctes

- linfiltration proprement dite agrave travers la partie non satureacutee du sol cest le domaine des eacutecoulements verticaux (I sur la figure 8)

- le transfert de leau dans la zone satureacutee de laquifegravere cest le domaine des eacutecoulements horizontaux (II sur la figure 8)

FIGURE 8

EXEMPLE DE DISPOSITIF DINFILTRATION

NIVEAU I

NIVEAU II

^ ^ raquoraquo S SSS^N S^ ^ V-sgtsgtSSSilHgts

(dxfrialt du Document Ccedil 5920)

NB si la capaciteacute de transfert de laquifegravere est insuffisante la nappe se gonfle jusquagrave remonter agrave la surface stoppant ainsi toute infiltration (G 5S20 G 7221)

Pour une recharge artificielle par bassin dinfiltration les terrains ayant une texture sableuse ou sablo-limoneuse ou encore limono-sableuse conviennent bien Linfiltration agrave travers la couche non satureacutee du terrain jouant un rocircle eacutepura-teur important une texture trop grossiegravere nest pas agrave recommander le chemineshyment est alors trop rapide empecircchant les reacuteactions chimiques et biologiques de se produire complegravetement (G 6230)

- 31 -

2) CQA deA pultyj dinjecJugraveon

Le systegraveme hydraulique dans le cas dune recharge par injection est reacuteduit au transfert du volume deau injecteacutee (voir figure S)

FIGURE 9

RADIAL FLOW FROM RECHARGE WELLS PENETRATING (a) CONFINED

AND (b) UNCONTINED AQUIFERS

Li y Ground surface

k^^x^xmiampxvA VteampraquoraquoV4iuml^^ti^K

Fiezometric surface bullgt

y ^ i ^ ^ - ^ y gt f t ^ ^ ^ 0 g y ^ -

Conflned aquifer

mltpoundzmpoundmzMMmg

te)

Qr

Unconfinsd bull-aquifer

S Ground suiface

^^^m^smMm^rrm^^micirc^mmmm^i

Vate Ublaquolaquo

S^SS5^SS^S3laquo^2ggSSSSraquo^wS5^SS3S

(poundxampiaLt du Document t 275)

Les deacutebits dinjection sont limiteacutes par les caracteacuteristiques physiques de laqui-fegravere En effet au voisinage du puits la vitesse deacutecoulement des eaux soutershyraines ne doit pas deacutepasser la valeur au-delagrave de laquelle elles provoqueraient une eacuterosion du terrain Pour les nappes captives cette eacuterosion peut entraicircner leacutecroulement du toicirct (G 51341)

- 32 -

Pour une recharge par injection les calcaires notamment lorsquils sont profonshydeacutement enfouis sont favorables

C -MEacuteTHODES DINVESTIGATION DES PARAMEgraveTRES DUNE OPEacuteRATION DE RECHARGE

ARTIFICIELLE

(B 580 G 51341 6619100 G 5191 G 6212)

1) ftasiivie de la conduativlteacute hycOiaLUAque ou peAmeacuteabLLLteacute au lt4erui de Ocuicy (eacutecouleshyment s a t u i eacute

Il sagit dune mesure classique qui peut ecirctre mise en oeuvre par diffeacuterentes meacutethodes

a) essai de pompage linterpreacutetation des variations du niveau de la nappe en foncshytion du temps pendant une opeacuteration de pompage permet de deacuteduire la valeur de la permeacuteabiliteacute de laquifegravere

b) Essais geacuteophysiques le principe de ces meacutethodes est deacutetudier certaines caracshyteacuteristiques pTiysiques dun terrain et de les interpreacuteter afin dobtenir diffeacuteshyrents renseignements sur le sol Principalement on utilise les meacutethodes geacuteophysiques suivantes

- meacutethode des reacutesistiviteacutes comme son nom lindique cest une meacutethode eacutelectrique destineacutee agrave connaicirctre la reacutesistiviteacute des terrains concerneacutes

- meacutethode de sismique-reacutefraction cette meacutethode consiste en le calcul des vitesses de propagation dondes de choc dans le sol

c) Essais eh laboratoire on mesure directement la permeacuteabiliteacute sur un eacutechantillon de sol obtenu par carottage agrave laide dappareils speacuteciaux (permeacuteamegravetres par exemple)

2) fteAime de ta conducJJLvLteacute kydnauUque verticale (ecouJemerut non statuieacute)

Il nexiste pas de meacutethode parfaite pour calculer ce paramegravetre Citons tout de mecircme la meacutethode de Weeks dont le principe est une eacutetude de la pression de lair contenu dans la zone non satureacutee du terrain Quoique sujette agrave erreur cette meacutethode est malgreacute tout la plus preacutecise actuellement (G 5191 G 6212)

3) MeAwie de JJOL tAarvmJui4LvJjLeacute et du coefifJicAeruL demmaaaAuiement

Ces mesures se deacuteduisent des reacutesultats des essais de pompages (cf la)

4 DugravenenALorui et 4poundnuctuuie de taquLfLegravejie

La mesure de ces diffeacuterents paramegravetres peut ecirctre mise en oeuvre par des meacutethodes geacuteophysiques classiques telles que la meacutethode des reacutesistiviteacutes ou de sismique-

- 33 -

reacutefraction ou encore par des meacutethodes plus sophistiqueacutees utilisant les proprieacuteshyteacutes radioactives des constituants du sol citons pour meacutemoire la meacutethode dactivation des neutrons et celle de la spectromeacutetrie aux rayons gamma

5) Etude de -leacutecoulement

Les meacutethodes deacutetude des eacutecoulements souterrains ont longtemps eacuteteacute dordre physishyque avant de devenir plus reacutecemment aussi dordre numeacuterique gracircce au deacutevelopshypement de linformatique

a) Meacutethodes physiques

- Utilisation de traceurs les traceurs sont en fait des substances polluantes dorigines physique chimique ou radioactive que lon introduit dans les eaux de recharge et qui vont suivre sans les perturber les eacutecoulements souterrains En les suivant on pourra obtenir des indications sur la direction et le deacutebit des eacutecoulements Parmi les nombreux traceurs utiliseacutes on peut citer agrave titre dexemple la tempeacuterature (6617781) la levure de boulanger (6619100) le tritium (6604550)

- Utilisation de modegraveles reacuteduits en respectant des regravegles de similitude bien preacuteshycises on peut construire des modegraveles reacuteduits deacutecoulement souterrain donnant des reacutesultats acceptables (F 2028 G 4944)

- Utilisation de modegraveles analogiques physiques le principe de ces meacutethodes est de remplacer les paramegravetres de leacutecoulement par dautres paramegravetres physiques veacuterifiant des eacutequations analogues aux eacutequations de leacutecoulement On fait alors les mesures neacutecessaires sur ce modegravele et lon transfert les reacutesultats obtenus au problegraveme reacuteel Citons agrave titre dexemple les modegraveles analogiques eacutelectriques qui ont donneacute de bons reacutesultats(G 2729 F 2045)

b) Meacutethodes numeacuteriques

Les progregraves de linformatique permettent aujourdhui la reacutesolution directe de toutes sortes de problegravemes physiques et en particulier les problegravemes deacutecoulement souterrain (G 4944 G 51341 G 2264 bis F 2045 G 4329 F 3918)

D - POUVOIR EacutePURATEUR DU SOL

Le passage des eaux de recharge agrave travers le milieu poreux que constitue le sol deacuteclenche au sein de celui-ci diverses reacuteactions de caractegravere physique chimique ou biologique Ces reacuteactions deacuteterminent la capaciteacute de reacutetention des contamishynants par le sol Nous ne citerons que quelques cas de reacutetention

1) ReacutetervLLon deA raatJeAeyi en AUApenyjLon

Le premier processus qui intervient est la filtration les particules de dimenshysions supeacuterieures aux pores du sol sont rapidement stoppeacutees Cest ensuite

- 34 -

laction combineacutee de linterception des particules des forces dinertie du pheacutenomegravene de seacutedimentation et de diffusion qui assure la reacutetention des particules les plus fines

Ces processus entraicircnent la constitution dune couche colmatante qui freine le cheminement de leau dans leacute sol

Lefficaciteacute de leacutelimination des matiegraveres en suspension croicirct avec la distance parcourue De nombreuses eacutetudes en milieux non fissureacutes ont montreacute leacutelimination totale de la turbiditeacute apregraves seulement quelques megravetres de trajet des eaux dans le sol

2) HeacuteAgraveLeniugrave-on deA geAmeA pathogknesi

Les eaux notamment les eaux useacutees dorigine urbaine contiennent des germes pathogegravenes que les traitements en station neacuteliminent que partiellement Il est donc important pour des raisons sanitaires eacutevidentes deacutetudier la reacutetention des germes pathogegravenes dans le sol

Le meacutecanisme de 1eacutepuration des germes pathogegravenes par le sol est double

- tout dabord une reacutetention des germes par filtration ou adsorption dans le sol

- puis un deacutepeacuterissement i

Lefficaciteacute de leacutelimination des germes pathogegravenes par les sols est fonction de leur survie de la capaciteacute de reacutetention du sol

a) Survie des germes pathogegravenes le tableau 4 nous en donne des exemples

TABLEAU 4

Entamoeba histolytica

Oeufs dAscaris

Salmonella

Coliformes feacutecaux

Entero vicircrus

Survie dans le sol

8 jours

6 ans

9 mois

6 mois

12 jours

Source

DUNLOP (1968)

POUND et CRITES (1973)

VAN DONSEL et al (1967)

EDKONDS (1976)

DUNLOP (1968)

(ExticiLt du Document Ccedil 5920)

- 35 -

b) capaciteacute de reacutetention du sol elle est elle-mecircme fonction du climat de la nature du sol de la nature des microorganismes

- Climat (G 6212)

la tempeacuterature la survie des pathogegravenes est grandement prolongeacutee aux basses tempeacuteratures

la pluviomeacutetrie lhumiditeacute du sol favorise la survie des germes pathogegravenes

- Nature des sols (G 5920)

les terrains fissureacutes doivent ecirctre consideacutereacutes avec beaucoup de preacutecautions car de nombreuses expeacuteriences ont donneacute des reacutesultats totalement diffeacuterents

les sols granulaires sont en geacuteneacuteral de bon eacutepurateurs Cependant la capaciteacute de reacutetention des germes pathogegravenes est lieacutee agrave leacutecoulement au sein du sol Ainsi la reacutetention en milieu non satureacute est tregraves supeacuterieure agrave celle en milieu satureacute

- Nature des microorganismes nous distinguerons les bacteacuteries et les virus

Le tableau 5 reacutesume les facteurs geacuteneacuteraux qui conditionnent le cheminement des virus et des bacteacuteries dans le sol

TABLEAU 5

FACTORS THAT INFLUENCE THE MOVEMENT OF VIRUSES AND BACTERIA IN SOIL

1 Rainfall bull 2 pH I 3 Soil composition j h Flow rate 5 Soluble organics I 6 Cations bull 7 Adsorptiumlon characteristics of the virus and bacteriumla |

(Sxtnltxut du Document Ccedil 6212)

De nombreuses eacutetudes ont montreacute que

- les bacteacuteries sont eacutelimineacutees par filtration et adsorption dans les premiers deacutecishymegravetres du sol Leur cheminement vertical (en non satureacute) ne deacutepasse pas 2 agrave 3 m Par contre leur cheminement horizontal (en satureacute) peut atteindre 10 m

- les virus plus petits sont eacutelimineacutes principalement par adsorption dans les preshymiers centimegravetres du sol comme le montre la figure 10 pour trois virus diffeacuterents

bullbullbullbullbull

- 36 -

FIGURE 10

ADSORPTION OF DIFFERENT ENTEROVIRUSES BY A SOIL COLUMN

001 n U

mdash 40 e o i 80 1mdash CL LU

deg 120

160 J

mdash

VIRUSES 01

1

REMAINING ) 1 10 100

l ^ ^ f S p ^ ^

1

bull POLIO OECHO 1

AECHO 29

(Extrait du Document Ccedil 6212)

31 6-LugraveriLncution du cxjuibone oyjganique

Sous lappellation carbone organique sont regroupeacutees la DCO (demande chimique en oxygegravene) et la DBOf- (demande biologique en oxygegravene agrave 5 jours)

Leacutelimination du carbone organique ne peut se faire quen conditions aeacuterobies donc dans la tranche non satureacutee du sol Ainsi les eaux de recharge destineacutees agrave linjection doivent subir une oxydation biologique en station avant injection

- 37 -

De nombreuses eacutetudes ont montreacute que la DBO dune eau eacutepureacutee par passage agrave travers un sol convenablement aeacutereacute est quasiment nulle (G 6230 G 5920)

U) Reacutetention deA eacuteleacutements Viace^i N

Ils sont ainsi appeleacutes car leur concentration dans les eaux reacutesiduaires est geacuteneacuteshyralement faible Cette appellation regroupe des eacuteleacutements tels que les meacutetaux lourds le bore le fluor etc

Les eacuteleacutements traces preacutesents dans les eaux de recharge peuvent soit saccumushyler dansle sol soit rester dans leau eacutepureacutee (6619645)

La reacutetention dun eacuteleacutement trace deacutepend de sa nature ainsi que de la composition du sol (G 6230) Ainsi on peut souligner limportance des argiles dans ladsorp-tion des eacuteleacutements traces (G 6212) De mecircme la valeur du pH du sol conditionne la solubiliteacute des corps complexes creacuteeacutes et par lagrave leur mobiliteacute (G 5920)

- en sol calcaire ou crayeux (pH gt 8) la grosse majoriteacute des eacuteleacutements traces est immobiliseacutee

- en sol acide (pH ^ 7) laugmentation de la solubiliteacute entraicircne une migration des eacuteleacutements vers la nappe

On recommande donc deacuteviter les sols ayant un pH infeacuterieur agrave 65

5) Reacutetention CLQA -4eAgraveA ^oAgraveubteA

On a constateacute par des expeacuteriences in situ que les reacuteactions chimiques portant sur les ions mineacuteraux ordinaires de leau (Ca Mg Na) seacutequilibrent peu de temps apregraves le deacutebut de lalimentation artificielle (G 6501) Cependant une teneur trop eacuteleveacutee en sodium (Na) par exemple par rapport au calcium (Ca) et au magneacuteshysium (Mg) peut entraicircner une deacutegradation de la structure du sol et ainsi entraver linfiltration

Une importante concentration en sels solubles de leffluent peut se corriger par une dilution notamment par lintermeacutediaire des preacutecipitations (G 6230) En pays aride une deacutemineacuteralisation preacutealable peut simposer

6) Reacutetention de lazote

La quantiteacute dazote total ameneacutee par les effluents de recharge est souvent supeacuteshyrieure agrave la quantiteacute qui peut ecirctre exporteacutee par les cultures Il faut doncsous risque de pollution de la nappe opeacuterer une deacutenitrification dans le sol Ceci impose dapporter agrave la fois des nitrates et du carbone dans un milieu anaeacuterobie

La deacutenitrification maximum est lieacutee agrave la peacuteriode de submersion des bassins ainsi quagrave la quantiteacute des effluents infiltreacutes Ces deux facteurs deacutependent eux-mecircmes des paramegravetres suivants

- capaciteacute deacutechange du sol - pourcentage dammonium eacutechangeable - teneur en azote de 1effluent

bull bull bull bull bull

- 38 -

- taux de diffusion de loxygegravene dans le sol au cours de la dessication des bassins - tempeacuterature

On a constateacute une augmentation exponentielle de leacutelimination de lazote avec une diminution de la charge (G 6230)

En conclusion on peut simplement dire quil est neacutecessaire deffectuer de nomshybreux essais in situ afin de deacuteterminer la peacuteriodiciteacute des submersions-disseacuteca-tions optimales donnant une eacutelimination maximale de lazote total

71 deacutetention du pho-ophoie

Comme dans le cas de lazote le phosphore ameneacute par les eaux de recharge est tregraves supeacuterieur agrave la quantiteacute exportable par la veacutegeacutetation

Le seul meacutecanisme rentrant en jeu dans leacutelimination du phosphore est sa preacutecipishytation

Des eacutetudes ont montreacute que 90 du phosphore peut ecirctre eacutelimineacute apregraves un parcours de 100 m dans le sol Cependant pour un sol contenant peu de cations et ayant un pH acide le phosphore est tregraves mobile il est alors neacutecessaire deffectuer sa preacutecipitation preacutealablement en station avant linfiltration (G 6230)

Lefficaciteacute de la reacutetention du phosphore diminue comme dans le cas de lazote avec laugmentation des doses dinfiltration

8) Exemples) - Compcuiaision deA 4UAterneA de Lechcmge cuitlp-cJ-ette (ptibUi dbullinjection et baAAUiA dinp-AiMatioal

Les tableaux 6 et 7 reacutesument sur deux cas particuliers de recharge artificielle (lune par injection lautre par infiltration dans un bassin) leacutevolution des contaminants par passage de leau dans le sol en fonction de la distance de parcours

TABLEAU 6

Waler Quality of Percofaie at Whlttieacuter Narrows Test BasinmdashConcentration mgl

Conslitutent Constituent That Did Not Changa

Sodium Nraquo Sulate SO Chloride CI PH

Comtitucnts That Increaxd Calcium Ca Magneacutesium Mg Bicarbonate HCOa Nitrate N O T D S Hardneu total (as CaCO)

Comtituentraquo That Decreascd Potalaquoiurn K Ammonium N H Phosphate PO COO

Surface

152 164 126

802

laquo08 199

385 440

1011 234

145 40

54 393

2 f t

120 160 134

769

132 209

369 440

994 411

130 0 060

104

4 f t

142 164 131

787

127 194

336 104

10S0 393

154 0

100 97

6 f t

140 161 130

784

139 179

395 842

108raquo 422

126 0 0 3 0

170

Eft

138 168 126

778

158 301

487 880

1200 520

51 0 02

146

bullMcMcHiiu F C amp MCKEE J E Report of Research on Wastewater Reacuteclamation at Whittier Narreraquoraquo Pr-pand fer Rcioorccj Agency of Califomia State Wtr QC Bd Sacramento Calif (Sep 1965)

(Extrait du Document 6603313)

- 39 -

TABLEAU 7

Yater-Quality Changes al Orange County Coastal Sarrier Project Injection Wellmdashaig1

Constituent

Constituent That Did Nol Changa bull Chtorides

SuUato Magnewura Borna Nitrate Ocor threshold odor numberf Sodiusi

CoiMiituenuThat Increased Calcium Volatilraquo solids Bicarbonate Hardncu total T D S

ConstltuentsThat Cecreased Potassium Organif nitrogen Ammonium nitrogen Carbon dioxido

con Color

bull B U E raquo D C amp VesHEK G M sources Bull 75 (Oct 1971)

f T O N unitraquo

Injection Water

272 430

30 1

OJS 40

251

98 100 213 368

1220

30 1

19 69 5 15

Native Grottnd

Water

12 40

7 01 0 0

35

40 0

185

233

3 0 0 2 0 0

Distance From Injection Wellmdashft

100

293 405

31 1 0J

40 239

156 65

317 517

1330

22 0 134 30 27 13

245

288 445

28 1 OJS

40 243

164 125 293 385

1325

21 11 77

30 25

8

545

261 430

32 08 0 J

40 207

200 170 317 631

1290

9 0 00

10 22 i

0

Rcclaimed Waste Water lot Ground Water Recharge Wtr Fe-

1

(ExtnaLt du Document 6603313)

9) CoacAgravewiLon

Leacutepuration des eaux de recharge par les sols granulaires ayant une tranche non satureacutee est excellente ils permettent une eacutelimination importante des pollutions organiques phosphoreacutees et bacteacuteriologiques ainsi quune diminution de 30 agrave 40 de la pollution azoteacutee (G 7221 Doc Geacutenie Rural Dec 1977 voir page suivante)

La recharge artificielle par des bassins dinfiltration est un moyen deacutepuration des eaux en soi

La recharge artificielle par injection demande des eaux reacutepondant agrave des critegraveres aussi stricts que ceux dune eau potable La recharge par injection demande donc linstallation dune uniteacute de traitement agrave part ce qui peut mettre en balance la rentabiliteacute de lopeacuteration de recharge toute entiegravere

bullbullbullbullbullbull

- 40 -

FIGURE 11

PRESENTATION SCHEMATIQUE DU ROLE EPURATEUR DU SOL

oltra2r g g o n t e g d Wvdy bull-bull z-

amp ^ v

mf-

A S S I M I L A T I O N PAR L A

V E G E T A T I O N

f au -bull Selraquo Mineacuteraux N P K cfc-

gt-$[ FILTRATION Xamp^^^iumlacircdZl Arrecirct elt3 Germes Satfioocna

bull

bull - - bull lt bull ^ Jk y rCOa

- -- )rpoundsjkbull - - v v k - mdash O O

RETENTION

E A U

e t

MATIERES DfSSOUTES

Heoradalicircon des natiegraveres On

(action acs s rT coarr jomvno

DT

P E R C O L A T I O N

o o

O o tgt o I

jStocffaqe Jes Eleacutement fini

(oJaorplion - mSOiulraquoilaafi

e s a V o o c

des ionraquo

Jhort^ort sap bull Jtieumla numifOx

lone de

prospection

racine^

^ 7 M c a t ^ xmP 3faltlaquo

M yccedilou ctltfuirerc

Na+CaV Nps~ Cl~S0f DifmrjenS

Fer

itxtAaAJi du CcedileacuteruLe liiuiaAgrave Nov-Deacutec 7977)

1 bull bull bull

- 41 -

E - CONCLUSIONS GEacuteNEacuteRALES

Dapregraves ce que nous venons de voir un sol ideacuteal pour la mise en oeuvre dune recharge artificielle aurait (F 3469)

1) des taux dinfiltration et de transmission eacuteleveacutes

2) au-dessus de lui un sol sans argile ou autres substances reacuteduisant linfiltrashytion

3) pas dargiles gonflantes ou contractantes qui creacuteent des fissures en seacutechant et permettent ainsi agrave leau de circuler rapidement pendant les premiegraveres phases de la recharge

4) suffisamment dargiles pour pouvoir adsorber les eacuteleacutements traces et les oligoshyeacuteleacutements et pour permettre aux microorganismes du sol de deacutecomposer les eacuteleacuteshyments organiques

5) du carbone pour favoriser une rapide deacutenitrification et pour supporter une popushylation microbienne active combattant les germes pathogegravenes et enfin pour favoshyriser une deacutecomposition rapide des substances organiques introduites

Il est clair que certaines de ces propositions sont contradictoires Une opeacuterashytion de recharge artificielle est donc le reacutesultat dun compromis entre la capashyciteacute dinfiltration du sol et sa capaciteacute deacutepuration

- 43 -

LISTE BIBLIOGRAPHIQUE

F 2189

F 2752

F 1605

F 2028

F 2045

F 2415

j bull bull bull

Livre de leau - volume I CEBEDEAU 1978 350 pages

TODD DK Groundwater hydrology J Wiley and Sons Ed 1980 546 pages

CASTANY G Prospection et exploitation des eaux souterraines Dunod Ed 1968 740 pages

BIZE Jf BOURGUET L LEMOINE J Lalimentation artificielle des nappes souterraines Ed Masson amp Cie 1972 199 pages

WALTON WC Groundwater resource eacutevaluation McGraw-Hill Book Company 1970 664 pages

LOUP J Les eaux terrestres - hydrologie continentale Masson et Cie Ed 1974 172 pages

F 3469

F 3884

F 3918

G 2264Bis

Health aspects of wastewater recharge Water Information Center New York 1978 240 pages

A bull bull

Waste disposai effects on groundwater Miller DW Ed 1980 512 pages

BEAR J Hydraulics of groundwater McGraw-Hill Book Company 1979 567 pages

X La meacutecanique des fluides et lenvironnement - preacutevision et maicirctrise de la qualiteacute de leau et de lair 14egraveme Journeacutees de lHydraulique Paris Sept 1976 Question 4 les eaux souterraines 48 pages

G 2729

G 4329

Artificial recharge of the London basin Reading Water Resources Board 1973 38 pages

W0LKER RE Numerical modelling of an aquifer System with intermittent recharge Dept of National Res Australian Water Res Council 1977 64 pages

bull bull bull bull bull bull

- 44 -

G 4944 KHANJI JD Etude de la recharge de nappes agrave surface libre par infiltration Thegravese Universiteacute Scient et Meacutedicale Grenoble 1975 252 pages

G 51341

G 5191

A bull bull bull

Emmagasinement souterrain des eaux et recharge artificielle Ressources NaturellesSeacuterie Eau ONU ndeg 2 1977 307 pages

BROWN RF SIGNOR DC WOOD wW Artificial groundwater recharge as a water management technique on the southern high plains of Texas and New Mexico Texas Deacutepart of Water Resources 1978 32 pages

G 5920 j bull bull bull

Lassainissement des reacutegions deacutepourvues de reacuteseau hydrographique et la protection des nappes - tome 1 Agence Fin de Bassin Seine-Normandie Dec 1978 107 pages

G 6212 Wastewater reuse for groundwater recharge Symposium Office of Water Recycling Californie 1980 345 pages

G 6230

G 6501

Possibiliteacutes deacutepandage des eaux useacutees urbaines Rapport Agence RMC 1979 371 pages

TAKASHI ASAN0 GHIRELLI R Reacuteutilisation des eaux useacutees pour la recharge des eaux souterraines et lirrigation agricole Confeacuterence OMS Alger 1980 p 1-15

G 7221

6603313

6604550

6604561

6617781

Lameacutenagement dinfiltration des eaux useacutees de Port-Leucate Soc Ameacutenag Mixte dEquip et dAmeacutenag de lAude Novembre 1981 45 pages

TOUPS JM Water quality and other aspects of groundwater recharge in southern California JAWWA Mars 1974 p 149-151

SMITH DB Tritium water tracing Water Treatment and Examination vol 22 1973 p 250-258

CALLAHAN JT Recycling of fresh water - the management and protection of groundwater Tireacute agrave part 16 pages

KEYS WS BROWN RF The use of tempeacuterature logs to trace the movement of injected water Groundwater Janv-Feacutev 1978 p 32-48

- 45 -

6619100 W00D WW EHRLICH GG Use of bakers yeast to trace microbial movement in groundwater Groundwater Nov-Deacutec 1S78 p 398-403

6619645 ROBERTS PV McCARTY PL Direct injection of reclaimed water into an aquifer J Environ Eng Div 1978 104 p 933-949

- CHAPITRE III -

DISPOSITIFS DALIMENTATION ARTIFICIELLE DE

NAPPE SOUTERRAINE

- 49 -

Pour la mise en oeuvre dune alimentation artificielle de nappe souterraine on distingue principalement les dispositifs dinfiltration et les dispositifs dinjection Ces deux types fondamentaux de dispositifs se diffeacuterencient nous allons le voir aussi bien par leur fonctionnement que par leur technologie et leur gestion

A - D I S P O S I T I F S D INFILTRATION

I - CONDITIONS GENERALES DUTILISATION

Les dispositifs dinfiltration sont utiliseacutes pour alimenter les nappes libres ou surmonteacutees dune eacutepaisseur de terrain impermeacuteable assez petite pour que lon puisse la deacutecaper

Il sagit essentiellement de bassins dinfiltration mais aussi de canaux fosseacutes fosses lits de cours deau ameacutenageacutes zones deacutepandage souterrain puits filshytrants

Ce sont en geacuteneacuteral des dispositifs de surface exception faite pour les disposishytifs deacutepandage souterrain par reacuteseau de drains

II - PRINCIPE GENERAL DE FONCTIONNEMENT CAS DUN BASSIN

1 ) fLoceA^uA cjomplampt de X infLLugravebiatLon provoqueacutee (F 2028)

Placcedilons nous dans le cas dun bassin dinfiltration que lon remplit

Lavanceacutee du front humide peut ecirctre deacutecomposeacutee en trois phases comme le montre la figure 1

FIGURE 1

SCHEMA DES TROIS PHASES DE LINFILTRATION PROVOQUEE

(poundxtLltzugravet du document 2028 )

- 50 -

1egravere phase avanceacutee du front humide vers la nappe

2egraveme phase eacutecoulement mixte (verticalement en milieu non satureacute horizontaleshyment en milieu satureacute)

3egraveme phase eacutecoulement en milieu satureacute aussi bien verticalement que horizonshytalement

2) AppaKJjtLon dune couche co-bnaiante agrave ta AwifLace du -ocircot pendant la jubmesiAton

Mis agrave part le cas ougrave lon utilise une eau tregraves pure et neutre vis-agrave-vis des consshytituants chimiques et biologiques du sol lexistence dans leau de recharge de toutes sortes dimpureteacutes entraicircne au contact de leau avec le sol des reacuteactions dorigine physique chimique et biologique

Le reacutesultat de ces diffeacuterentes reacuteactions est lapparition dune couche colmatante qui se comporte vis-agrave-vis de linfiltration comme une couche peu permeacuteable (parshytie C sur la figure 2)

FIGURE 2

EVOLUTION DE LINFILTRATION DANS UN BASSIN EN CAS DE SUBMERSION

PROLONGEE AVEC DES EAUX PEU COLMATANTES

Q (mj)

09-

0 8

07-

n fi_

n ccedil U 3

UJ 0

a

1

a

b

c

c

b

c

N d

2 3 4 5 6

= gonflement des colloiumldes du sol

= dissolut ion des bulles d a i r

= formation du voile bacteacuterien

1 = asphyxie du fond du bassin

i

mois

(Extrait du Document Ccedil 5920)

51 -

Si lon se place dans le cas ougrave la profondeur de laquifegravere ainsi que sa trans-missiviteacute sont suffisantes cest alors leacutecoulement mixte (phase ndeg2 dans le scheacutema preacuteceacutedent) qui constitue le reacutegime permanent deacutecoulement des eaux sous le bassin

Cest donc lexistence du pheacutenomegravene de colmatage du fond du bassin qui permet agrave leacutecoulement vertical en milieu non satureacute de se poursuivre

Nous deacutetaillerons le processus de colmatage plus loin On peut cependant deacutejagrave noter en observant- la figure 2 que le colmatage eacutevolue avec le temps et peut devenir intoleacuterable vis-agrave-vis du taux dinfiltration rechercheacute une vidange du bassin et une reacutenovation du sol constituant son fond simposent alors

La figure 3 donne une scheacutematisation de leacutecoulement de leau dans le sol avec existence dune couche colmatante agrave la surface

FIGURE 3

~~L

Eau

Colmatage ( 2 agrave 3 c m )

h = 1 m eacutepaisseur deau

t (succion)

4

S

JI7777777T777T77777m77777r

eacutecoulement vertical en milieu sature

eacutecoulement vprtica en milieu I non sature

eacutecoulement horizontal en milieu

satureacute (nappe)

IExtnaJjt du Document Ccedil 7220)

bull bull laquo bull

52 -

III - LES DISPOSITIFS DINFILTRATION

1 ) LeA ba^4inA dirLfJJjtAatiorL

a) Principe il peut sagir dune excavation faite dans le sol et pouvant avoir des origines diverses (anciennes carriegraveres par exemple) ou bien dun ouvrage de geacutenie civil comportant la construction de berges Le bassin ainsi formeacute reccediloit une certaine quantiteacute deau qui sous leffet de la charge hydraulique va peacuteneacuteshytrer dans le sol

La figure 4 donne un scheacutema densemble dune installation utilisant des bassins d infiltration

FIGURE 4

Ci) LoVe pump

( 2 ) Flocculanl-injection sysK

(3) Settling basi

Ccedil ) Clear-wafer pickup

(5) Sprecding basins

I d e a l i z e d S p r e a c s n g -Bas in I n s t a l l a t i o n W i t h V a t e r - icirc n i a k e Syste

(Lake Pump and C i e a r - W a t s r P ickup ]

F l o c c u l a n t - l n j e c t i o n System and Se t t l i ng Ba$ucircraquos

ms

(Extrait du Document Ccedil 5191 ) m bull bull bull bull bull

- 53 -

b) Forme dimensions des bassins la forme des bassins peut ecirctre quelconque Cepen-dacircnt_locircrsqueuml-T1l)7riJtrrrse~~plusieurs bassins on cherchera un encombrement au sol minimum

Le nombre de bassins deacutepend de la gestion de ceux-ci nous aborderons ce point plus loin

Dans la reacutealisation dun bassin dinfiltration ou plus geacuteneacuteralement dun disshypositif dinfiltration une contrainte importante est la distance entre le sol et le niveau de la nappe On estime quune distance de 3 agrave 5 m est un minimum pour assurer la bonne marche dun bassin

c) Construction dun bassin la construction dun bassin ne peut se faire que sur deumll-~teumlrracircins reTacirctfvement plats Sa mise en oeuvre peut se faire agrave laide dun bulldozer ou par des moyens plus simples Toutefois en cas dutilisation denshygins lourds il faudra prendre garde agrave ce que leurs passages successifs nentraicircshynent pas un tassement excessif du sol qui se traduirait par une reacuteduction signishyficative du taux dinfiltration

Les berges des bassins doivent ecirctre rendues impermeacuteables par beacutetonnage ou deacutepocirct de seacutediments tregraves fins ceci afin deacuteviter toute infiltration horizontale La pente recommandeacutee pour les berges dun bassin est de 2 pour 1 on limite ainsi leacuterosion due aux mouvements de leau dans le bassin Enfin pour faciliter la vidange du bassin on procegravede agrave la creacuteation dun point bas

d) Ameneacutee de leau lameneacutee de leau dans le bassin peut se faire par graviteacute ou par pompage Ces dispositifs sont en geacuteneacuteral aussi des dispositifs aeacuterateurs en favorisant les conditions aeacuterobies dans le bassin on permet une eacutepuration importante des eaux dans celui-ci

Cette aeacuteration se fait souvent agrave laide dune ou plusieurs cascades (figure 5)

FIGURE 5

lExiAcdA du Document t 2028)

e) Revecirctement du fond le revecirctement du fond peut ecirctre varieacute ainsi on distingue les bassins agrave fond nu agrave veacutegeacutetation agrave sable

bull raquo bull raquo raquo bull

- 54 -

Bassins agrave fond nu leur mise en oeuvre est simple car ils sont utiliseacutes tels quels Cependant ils sont soumis agrave un colmatage rapide Pour diminuer limporshytance de ce colmatage et pour assurer lentretien on peut utiliser divers proceacuteshydeacutes simples tels que le labourage ou leacutepandage de paille de bleacute (Confeacuterence AFEE Orleacuteans 1970) La lame deau dans ces bassins doit ecirctre de quelques deacutecimegravetres

Bassins agrave veacutegeacutetation leffet de la veacutegeacutetation est multiple (G 6230) - permeacuteashybiliteacute suppleacutementaire due aux racines protection du soi contre les gouttes deau lors des peacuteriodes pluvieuses exportation deacuteleacutements mineacuteraux si toutefois la veacutegeacutetation est reacutecolteacutee (5 environ) Par ailleurs elle favorise la deacutenitrifi-cation Cependant la preacutesence de veacutegeacutetation dans le bassin preacutesente certains inconveacutenients niveau assez faible deffluent dans le bassin (au printemps et en eacuteteacute notamment quelques centimegravetres seulement) assegravechement peacuteriodique du bassin pour permettre la reacutecolte

Malgreacute tous ces inconveacutenients de nombreuses eacutetudes ont montreacute linteacuterecirct de la veacutegeacutetation dans un bassin Le bermuda-grass geacuteant le riz et le souclan-grass paraissent bien sadapter agrave ces conditions de vie (G 6230 F 275)

Bassins agrave sable (Confeacuterence AFEE Orleacuteans 1970) Le fond du bassin est alors tapisseacute dune couche de sable rapporteacutee Le diamegravetre efficace du sable est en geacuteneacuteral compris entre 02 et 03 mm Cette couche sert de support meacutecanique et biochimique agrave leacutepuration des eaux Son eacutepaisseur doit ecirctre de lordre de 50 cm

Le sable agissant comme un filtre subit un colmatage progressif et demandedonc un entretien peacuteriodique apregraves vidange du bassin on procegravede agrave un remaniement du sable par diffeacuterents moyens allant du simple grattage agrave lexplosif ou bien on procegravede agrave un lavage du sable apregraves ramassage

Leacutepaisseur de la lame deau dans un tel bassin peut varier de quelques deacutecimegravetres agrave plusieurs megravetres

f) Taux dinfiltration dune maniegravere geacuteneacuterale on peut dire quil est impreacutevisible et que lon doit proceacuteder agrave des essais On dispose de deux types de meacutethodes pour ces essais (G 51341)

essais sur toute la zone deacutepandage cest cette meacutethode qui donne les reacutesultats les plus sucircrs mais sa mise en oeuvre neacutecessite des dispositions coucircteuses transport de leau acquisition des terrains

essais sur des mares deacutepandage cette meacutethode impose pour ecirctre fiable des essais de longue dureacutee ainsi que la connaissance des renseignements techniques tels que la geacuteologie du sous-sol la profondeur de la nappe etc

En geacuteneacuteral les taux dinfiltration se situent au-dessus de 015 - 030 m par jour (G 5191)

Le tableau 1 page suivante donne agrave titre dexemple la valeur des taux dinfilshytration de bassins reacutealiseacutes aux USA

NB du fait du colmatage le taux dinfiltration eacutevolue avec le temps pendant la submersion Il convient donc de parler de taux dinfiltration moyen

bullbullbullbullbullbull

- 55 -

TABLEAU 1

REPRESENTATIVE SPREADING BASIN RECHARGE RATES

Location

Sauta Cmz River-Ariz Los Angeles County Calif i Madera Colif San Gabriel River Calif Santa Ans River Calif Santa Clara Valley Calif Tulare County Colif Ventura County Calif Des Moines Iova NewtoD Mass East Orange N J Princeton N J Long Island N Y Richland TVash

Rateftday T

1 11-38 22-62 10-41 19-54 lS-96 14-73 04 12-1S i 15 l 43 04 | 01 31 77

(SxtAaJjt du Document t 275)

Suivant la nature du revecirctement du fond le taux dinfiltration est variable Ainsi (F 2028)

- pour les bassins nus 030 agrave 1 m par jour - pour les bassins agrave veacutegeacutetation 020 agrave 060 m par jour - pour les bassins agrave sable 2 agrave 5 m par jour

Des eacutetudes reacutecentes ont montreacute que dans le choix du revecirctement la veacutegeacutetation et le sable donnent les meilleurs reacutesultats ( G 6230)

g) Dispositifs de reprise des eaux trois dispositifs sont utiliseacutes pour reacutecupeacuterer les eaux apregraves leur infiltration dans la couche non satureacutee du terrain et leur transfert dans laquifegravere

les puits de pompage classiques

les drains placeacutes dans laquifegravere lui-mecircme

les exutoires naturels tels que les sources

Ces trois dispositifs sont repreacutesenteacutes sur la figure 5 bis

bullbullbullbullraquo

- 56 -

FIGURE 5 BIS

COLLECTION OF RENOVATED WATER FROM RAPID-INFILTRATION SYSTEMS WITH

WELLS (TOP) DRAINS (CENTER) OR VIA NATURAL SEEPAGE

INTO STREAMS (BOTTOM)

PUMPEO WELL - 0 8 3 WEU

IMPERMEABLE

bull- ygru ffi -

7 7 STREAM

rff

IMPERMEABLE v ^ v

(poundxampLltzugravet du Document Ccedil 62121

- 57 -

2) LeA poundcM^eacute4 XampA canaux leA jampM-ae-d

Ces dispositifs sont assez semblables aux bassins Neacuteanmoins on peut faire les remarques suivantes

- contrairement aux bassins sces dispositifs utilisent linfiltration horizontale agrave travers les berges Celles-ci sont en geacuteneacuteral tregraves releveacutees

- les fosseacutes de largeur plus reacuteduite (1 agrave 4 m) que les bassins sadaptent mieux aux variations de relief du terrain car ils peuvent eacutepouser sans difficulteacute les courbes de niveau

- les fosses sont caracteacuteriseacutees par une profondeur importante vis-agrave-vis de ses autres dimensions La charge hydraulique peut y ecirctre importante (plusieurs megravetres) Leur utilisation est particuliegraverement inteacuteressante pour linfiltration deaux brutes le fond et les bords jouant respectivement le rocircle de plage de seacutedimentation et de filtration

3) LAgraveJLA do AxvX0Ae ameacutenageai

a) Ppoundi|2poundiPpound le principe de ce dispositif est essentiellement damplifier artifishyciellement linfiltration naturelle des eaux de riviegraveres dans les terrains allushyvionnaires sous-jacents Pour cela on peut

soit augmenter la surface de contact entre leau et le sol cest le cas dun ameacutenagement dun lit mineur en chocircmage ou de leacutepandage des crues

soit augmenter la charge hydraulique en diffeacuterentes zones du lit cest le cas avec la construction de diguettes

soit les deux cestle cas avec la reacutealisation dune retenue

b) Les ameacutenagements (G 7220)

ameacutenagement dun lit mineur en chocircmage en dehors des peacuteriodes de crue par creuseshyment au bulldozer par exemple (figure 6)

eacutepandage des crues cette meacutethode ne peut ecirctre mise en oeuvre que dans des reacutegions peu habiteacutees Sa reacutealisation ne demande pas de moyens eacutelaboreacutes ni de main doeuvre qualifieacutee (figure 7)

construction de diguettes (G 7220) construites en travers du courant les diguettes permettent laugmentation de la charge hydraulique agrave lamont de celles-ci (figure 8)

bull bull bull bull bull

FIGURE 6

- 58 -

FIGURE 7

FIGURE 8

(poundxtnaAcircJA du Document Ccedil 72201

- 59 -

La hauteur des diguettes est de lordre de 150 m Pour ecirctre eacuteconomiques les diguettes doivent ecirctre reacutealiseacutees avec des mateacuteriaux locaux et des moyens simples

La figure 9 donne une coupe dune diguette

FIGURE 9

SEDIMENTS FINS PRE-DECANTES

TOUT-VENANT A OOMINANCE SABLEUSE

GALETS ET GRAVIERS

lSxiMalA du Document Ccedil 7220)

c) Construction dune retenue sa mise en oeuvre est coucircteuse car elle neacutecessite des eacutetudes eacutelaboreacutees ainsi que des moyens lourds

Remarque la construction de diguettes ou de barrages ne doit pas aggraver les crues ou bien deacutevier le fleuve de son lit naturel

U) poundpandage 4oupoundeAAain pan ieacuteAeau de diaisvocirc

Le principe de ce dispositif reste le mecircme que celui dun bassin mais la plage dinfiltration est alors constitueacutee par un drain permeacuteable enterreacute dans la partie supeacuterieure du sol

La figure 10 page suivante donne deux exemples de drains fonctionnant en disposhysitifs dinfiltration

Lavantage majeur de ce proceacutedeacute sur les bassins dinfiltration est de laisser les terrains libres en surface pour une autre utilisation (terrain de sports par exemple)

Le principal deacutefaut de ce proceacutedeacute est decirctre un dispositif souterrain donc decirctre deacutelicat agrave entretenir

bull bull bull

- 60 -

FIGURE 10

(Cxt^œU du Document 6608781 )

La figure 11 page suivante donne le plan dune reacutealisation dinfiltration par drains

5) PuLts) fJJjUiant

Le puitsfiltrant se diffeacuterencie du puits deau par le fait quil natteint pas la nappe Cest un proceacutedeacute assez peu utiliseacute

IV - COLMATAGE DES DISPOSITIFS DINFILTRATION

Le colmatage progressif du fond dun bassin par exemple se traduit comme nous lavons vu par une reacuteduction du taux dinfiltration

Le pheacutenomegravene de colmatage reacutesulte de la combinaison de deux meacutecanismes

- dune part deacutesorganisation de la porositeacute du sol

- dautre part bouchage des pores

bull bullbullbullbullbull

- 61 -

FIGURE 11

bullrO bullmdash bull - v - gt

5icirc4s-SIcirciumlSIcirc

PJan geacuteneacuteral deraquo installations de recircalimentation agravea la nappa souterrains agrave Vejsy Construction existante A digue B usin9 hydraulique ilouvellss construction l_ prisa deau i avec creacutepine laquo Hydromat raquo autonettoyante 2 conduitraquo 7 0 0 mm pour leau bruts 3 station de pompagraquo et de traitement dej bullaux 4 conduite de rejet agrave TArva 5 conduite 30O mm pour 1er eaux traiteacutees 6 aire dinfiltration dans le sol au moyen de tuyaux perforeacutes

1 ) CoAnatage pan deacute^origanAgravejiation de Xa pon-O^Lteacute du -OcircOJ

Cest le reacutesultat de divers meacutecanismes eacutelectrochimiques

- destruction des agreacutegats par un excegraves dions dispersant les argiles ou bien solu-bilisation du ciment liant ceux-ci en milieu reacuteducteur

- gonflement important des argiles

2) Co-ugravenatage pan bouchage deA posiez du AOX

Les origines de cette diminution de la porositeacute intrinsegraveque peuvent ecirctre diverses (physique chimique biologique) ou encore ecirctre dues agrave la preacutesence dalgues

bull bullbullbullbullbull

- 62 -

a) Colmatage dorigine physique le fond du bassin agit vis-agrave-vis des matiegraveres en sucircspeumlnsiuml8n~TM7Euml7s7 comme un filtre Limportance du colmatage dorigine physique est donc fonction de la concentration en MES des effluents (figure 12)

FIGURE 12

INFILTRATION SUR COLONNES DE SABLE - EVOLUTION DU COLMATAGE POUR

DIFFERENTES CHARGES EN MATIERES EN SUSPENSION

10 11 II

(CxiAaJJ du Document h 2028)

b) Colmatage dorigine chimique il est le reacutesultat de la preacutecipitation des sels contenus dans leffluent au contact de certains constituants du sol

c) Colmatage dorigine biologique le meacutecanisme exact du colmatage biologique nest pas entiegraverement connu mais on sait que le rocircle des bacteacuteries y est tregraves imporshytant (G 51341) Ainsi le deacuteveloppement des bacteacuteries et la production de proshyduits reacutesultant de leur meacutetabolisme peuvent entraicircner un colmatage par obstrucshytion des pores du sol

d) Colmatage par les algues la preacutesence deacuteleacutements nutritifs tels que le phosshyphore dans les eaux combineacutee avec un eacuteclairage suffisant permet si toutefois la tempeacuterature est assez eacuteleveacutee le deacuteveloppement des algues dans le bassin Laccumulation de celles-ci peut conduire au colmatage de la plage dinfiltration comme le montre la figure 13

bullbullbullbullbullbull

- 63 -

FIGURE 13

EFFECT OF OPEN RECHARGE ON RECHARGE RATE

dork recharge (no woter llaquovlaquol)

j

open recharge (50cm water levai) j

i

1 -j

O -j 1 I I 1 1 ~X 1 1 1mdash 1 p I

J F M A M J J A 5 0 N D

(CxtnaU du Docimervt 6610709)

La preacutesence dalgues dans un bassin apporte les avantages suivants

- les feutrages des algues favorisant la filtration de leau et la coagulation des particules en suspension

- la croissance algale preacutelegraveve des eacuteleacutements nutritifs dans le milieu et peut eacutegashylement concentrer dans la cellule veacutegeacutetale des substances nocives et en particushylier les meacutetaux lourds

Mais ces algues preacutesentent les inconveacutenients suivants

- le deacutegagement dodeurs deacutesagreacuteables

- la reacuteduction de la permeacuteabiliteacute des bassins par deacuteveloppement dun tapis dense agrave la surface du sol

En geacuteneacuteral le bilan global des actions dues agrave la preacutesence dalgues est nul ou neacutegatif

En conclusion on peut donc dire que le rocircle des algues est complexe Aussi chaque cas eacutetudieacute sera un cas particulier (6617223)

bulla

E

14 i 13

12

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10

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- 64 -

V - REMEDES CONTRE LE COLMATAGE - GESTION DES DISPOSITIFS DINFILTRATION

1) Meacutethodes permettant de AeacuteduAgraveJie -Le cotmatage

a) Colmatage_par_les M E S _ on peut le reacuteduire par diffeacuterentes meacutethodes

- deacutecantation de leffluent ou filtration agrave travers un massif de graviers

- creacuteation dune couverture veacutegeacutetale dans le fond du bassin

- addition de matiegraveres organiques ou de produits chimiques dans la couche supeacuteshyrieure du- sol

b) Colmatage biol_ogique on peut le reacuteduire principalement par une javellisation de leffluent Mais ceci a linconveacutenient de supprimer leacutepuration biologique dans le bassin lui-mecircme

c) Colmatage par les algues le controcircle du deacuteveloppement des algues peut se faire

- par lemploi dalgicides mais avec un certain danger pour la qualiteacute future des eaux

- par une gestion approprieacutee des bassins

2) CcedileAtLon de dLipoj-LtLfLi dinp-AgravetsicutLon

Comme nous venons de le voir on ne peut et on ne veut pas annihiler complegravetement le pheacutenomegravene de colmatage En effet la toleacuterance dun certain colmatage est essentielle pour preacuteserver un eacutecoulement en milieu non satureacute sous le bassin Cet eacutecoulement reacutepeacutetons-le joue un rocircle deacuteterminant dans leacutepuration des eaux de recharge par le sol Le problegraveme est que le colmatage est un pheacutenomegravene qui samplifie avec le temps jusquagrave devenir inadmissible Il faut donc que les peacuteriodes dinfiltration alternent avec des peacuteriodes de dessegravechement afin de pouvoir dune part aeacuterer le sol et ainsi permettre agrave la vie microbienne dans le sol de se reconstituer et dautre part eacuteliminer les deacutepocircts de matiegraveres en suspension

Le dessegravechement des bassins permet une reacutecupeacuteration totale de la capaciteacute dinshyfiltration comme le montre la figure 14

Le problegraveme de gestion des systegravemes dinfiltration se reacutesume donc agrave la deacuteterminashytion du rythme dalternance entre les peacuteriodes de submersion et les peacuteriodes de seacutechage et dentretien pour que le rendement de linstallation soit optimum

La peacuteriode de submersion est deacutefinie par lapparition dun colmatage inacceptable

La dureacutee du seacutechage est fonction du climat et de la saison (cf figure 14)

copy bull raquo bull bull bull

- 65 -

FIGURE 14

AMENAGEMENT DE PHOENIX

EVOLUTION DE LA CAPACITE DINFILTRATION EN FONCTION DU COLMATAGE ET TAUX

DE RECUPERATION AU COURS DES PERIODES DE CHOMAGE DES BASSINS

degh de reacutecupeacuteration de la capaciteacute dinfiltration

40

Nombre de Jours

(Extrait du Document Ccedil 5920)

Examinons divers cas

a) Cas des bassins la peacuteriode dinfiltration doit ecirctre en principe de moitieacute par rapport agrave la peacuteriode de seacutechage

La figure 15 donne un exemple du fonctionnement dans le temps dun bassin

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- 66 -

FIGURE 15

EXAMPLE OF VARIATION OF INFILTRATION RATE WITH TIME

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Titns (days)

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ltxtnaijt du Document F 3918)

Dans le cas ougrave lon veut un fonctionnement en continu de linstallation il est donc neacutecessaire de preacutevoir la construction de trois bassins au moins (en geacuteneacuteral plus de trois dans les reacutegions agrave climat humide ou tempeacutereacute) Le fonctionnement de ces bassins se fait alors en deacutephasage

b) Cas des ameacutenagements en lit de riviegravere la peacuteriode de submersion est alors conshyditionneacutee par le reacutegime deacutecoulement du fleuve

B - D I S P O S I T I F S D I N J E C T I O N

Il sagit principalement des puits dinjection

CONDITIONS GENERALES DE FONCTIONNEMENT

Les dispositifs dinjection sont utiliseacutes lagrave ougrave les dispositifs dinfiltration sont impossibles ou difficiles agrave mettre en oeuvre

cas ougrave la nappe phreacuteatique est captive (F 3918) existence dune couche dargile entre le sol et le niveau de la nappe (F 3918) cas ougrave le sol est alcalin (F 3969) existence de terrains en couches superposeacutees seacutedimentaires ou alluviaux ayant

bull bullbullbullbullbull

- 67 -

une conductiviteacute hydraulique horizontale beaucoup plus eacuteleveacutee que la conductiviteacute verticale (G 51341)

- neacutecessiteacute dun encombrement reacuteduit

El _ PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT DES PUITS DINJECTION

Comme nous lavons vu plus haut un puits dinjection est un forage plongeant dans la nappe Son principe est donc tout agrave fait semblable en premiegravere approxishymation agrave celui dun puits de pompage fonctionnant en sens inverse

Enfin contrairement au cas des dispositifs dinfiltration le colmatage mecircme leacuteger na aucune fonction eacutepuratrice dans le cas dun puits dinjection Il devra donc ecirctre eacuteviteacute agrave tout prix

II - LES PUITS DINJECTION

1) CorvitnucJuon

Dans leur construction les puits dinjection sont des forages classiques

La figure 16 donne le scheacutema dune installation complegravete dinjection FIGURE 16

(euroxtnc-ut du Document Ccedil 5191 ) bull bull bull bull bull bull

68 -

La figure 17 montre sur un exemple la coupe dun puits dinjection

FIGURE 17

PUITS DINJECTION DE LA VALLEE DE LA DURANCE

Arriveacutes deau provenant du bassin ite decirccantutioci

bull~X_ Buses ccediljOacircO non iointivas

FI Sable oM F^ Gravierraquo fe^-Wraquo-mdash

iumlMM Sraquo 203 - j -

Wf

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bullT 3350

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rampt

Niveau de la nappe

lExtnaAJi du Document F 2028)

Pour les puits dinjection il nexiste pas de dessin optimum mais certaines techniques de construction donnent manifestement de meilleurs reacutesultats que dautres Toute technique de construction qui reacuteduit la permeacuteabiliteacute du terrain comme cela est le cas avec linvasion des terrains entourant les puits par les boues de forage ou bien avec leffondrement des particules fines dans le puits peut conduire agrave une perte deacutefinitive de permeacuteabiliteacute (G 5191)

Lenvahissement du puits par des particules fines peut ecirctre contrecarreacute par la constitution autour du trou de forage dun eacutecran de graviers suffisamment petits pour empecirccher la migration des fines particules et assez gros pour ne pas gecircner leacutecoulement La figure 18 donne une coupe de cet eacutecran

Enfin la circulation de leau dans le puits dinjection doit ecirctre eacutetudieacutee pour ne produire ni eacuterosion ni effondrement des terrains qui pourrait se traduire par un colmatage du puits par les mateacuteriaux fins

bull bull bull bull bull bull

- 69 -

FIGURE- 18

FUNCTION OF A GRAVEL PACK IN RETARDING THE MIGRATION

OF FINE SAND TO A WELL SCREEN

(Sxtnalt du Document Ccedil 5191 )

2) Ameneacutee de leau darv4 le puAgraveJbs

Lintroduction de leau de recharge dans laquifeumlre peut se faire sous la presshysion atmospheacuterique ou sous une pression plus eacuteleveacutee

Contrairement au cas des dispositifs dinfiltration lair contenu dans leau doit ecirctre eacutelimineacute au maximum En effet lentraicircnement de bulles dair ou de gaz dissous joue un rocircle capital vis-agrave-vis du colmatage Certaines preacutecautions sont agrave prendre nous les examinerons plus loin

3) Taux dinfection

La preacutevision du taux dinjection peut se faire agrave partir dessais de pompage Cependant diffeacuterents facteurs rendent souvent peu fiables les extrapolations agrave partir de ces essais En effet la diffeacuterence entre une injection et un pompage ne se limite pas agrave un changement de sens du flux deau des problegravemes lieacutes agrave la preacutesence de MES dair de substances chimiques et organiques interviennent Cest pourquoi les deacutebits dinjection sont toujours plus faibles que les deacutebits du pompage (F 275)

Une autre meacutethode de preacutevision est lutilisation dune loi statistique donneacutee par la figure 19

bull bull bull bull bull bull

- 70 -

FIGURE 19

F O R A Q E S

DEacuteBIT INJpoundCTacirc MOTIN

bull M roHCTtOH pu m o o u l iuml

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(ExtgtiaJjt du Document 6600637)

Le tableau 2 donne agrave titre dexemple la valeur du taux dinjection obtenue pour diffeacuterentes reacutealisations au USA

IV - COLMATAGE DES DISPOSITIFS DINJECTION

Le colmatage des puits dinjection a trois origines principales (F 2028)

- preacutesence de gaz dissous dair et de particules en suspension dans les eaux dinshyjection

- reacuteactions entre les eaux dinjection et les eaux du gisement

- reacuteactions entre les eaux dinjection et certains constituants du sol bull bull bull bull bull t

- 71 -

TABLEAU 2

AVERAGE WELL RECHARGE RATES

Location

Fresno Caliicirc Los Angeles Calif Manhattan Beach Calif Orange Cove Calif San Fernando Valley Calif Tulare County Calif Orlando Fia Mud Lake Idaho Jackson County Mich Newark N J Long Island N Y El Paso Texas Williarosbtirg Va

Rate cfs 1

02-09 12 1 04-10 1 07-09 03 | 012 02-21 02-10 01 06 02-22 23 03

(

(ExtnaLt du Document F 275)

Les processus de colmatage

Comme dans le cas des dispositifs dinfiltration les processus du colmatage sont dordre physique chimique ou biologique

1 ) TioceAsiuA meacutecaniques

- deacutepocirct des MES qui forme un eacutecran impermeacuteable

- entraicircnement dair et libeacuteration des gaz dissous Les bulles de gaz ainsi formeacutees peacutenegravetrent dans laquifegravere et en obstruent les pores ceci entraicircne une reacuteduction de la permeacuteabiliteacute Par ailleurs un autre pheacutenomegravene lieacute agrave la preacutesence dair dans les eaux dinjection est agrave craindre il sagit de la formation de poches de gaz sous pression qui par deacutetente lors de larrecirct de linjection peut entraicircner la destruction complegravete de louvrage La fig 20 illustre ce dernier pheacutenomegravene sur un exemple

2) VsioceAALLA chAgraventlque

- dispersion et gonflement des a rg i l e s

- preacutec ip i ta t ion de se ls meacutetalliques ou a lca l ino- ter reux

3) ioceAMA bLoioglqaeA

- pro l i feacutera t ion des bac teacuter ies

- production par l a c t i v i t eacute microbienne de substances chimiques colmatantes

FIGURE 20

PHENOMENE DENTRAINEMENT DAIR AU COURS DE LINJECTION DANS LES DOLOMIES

ET CALCAIRES KARSTIQUES DbullISRAEumlL

(poundxampiaLpound du Document h 2028)

V - REMEDES CONTRE LE COLMATAGE ET GESTION DES DISPOSITIFS DINJECTION

1 ) Meacutethodesi pousi la idducjtLon du colmatage

a) Cas des MES la concentration en MES des eaux dinjection peut ecirctre reacuteduite par un traitement preacutealable comme nous lavons vu dans la premiegravere partie de ce travail

k) pound^_Eumlpound_i ficirciiumlL es Iz dissous un traitement preacutealable permet une deacutesaeacuteration de leau dinjection Par ailleurs pour eacuteviter lentraicircnement dair on peut prendre les preacutecautions suivantes

le tube dameneacutee deau doit toujours ecirctre noyeacute Aussi lintroduction en chute libre est agrave exclure

la construction du puits doit ecirctre telle que tous ces eacuteleacutements soient agrave une pression supeacuterieure agrave la pression atmospheacuterique On eacutevite ainsi tout pheacutenomegravene de succion le long du puits dinjection Ce problegraveme peut ecirctre reacutesolu en utilishysant en pied de forage une valve antisuccion La figure 21 donne la coupe dun tel dispositif

- 73 -

FIGURE 2i

FOOT VALVE USED FOR CONTROLLING RATES OF RECHARGE

THROUGH AN INJECTION UELL

bullRECHARGE PIPE

DISCHARGE SLOTS

bullPISTON

-CYUNDER

-COMPRESSION SPRING

bullSPRING END DISC

SPRING TENSION SPACER

^SPRING RETAINER END PLUG

LxtnaU- du Document Ccedil 5191 )

les deacutebits doivent ecirctre limiteacutes ce controcircle peut se faire en utilisant des tubages ayant un faible diamegravetre ou encore ayant une rugositeacute suffisante

La figure 22 donne

dune part leacutevolution des deacutebits dinjection avec le diamegravetre du tubage

dautre part leacutevolution de ces deacutebits avec la rugositeacute du tubage

- 74 -

FIGURE 22

GRAPH OF FLOW RATES IN SMALL PIPES WITH UNIT HEAD LOSS

PER UNIT LENGTH OF PIPE

INS1DE DIAMeacuteTER OF PIPE IN MllUMETRES 20 40 60 80 J _1 L

2 3 IHS1DE DIAUETEacuteR OF PIPE IN INCHES

(CxtnaLt du Document 6607^39)

c) c3pound_du_colmatage_chimique pour reacuteduire le colmatage chimique lors de linjecshytion on peut suivant le cas

effectuer une deacutemineacuteralisation partielle ou complegravete lors dun traitement preacuteashylable

diluer les eaux dinjection avec une eau neutre vis-agrave-vis du gisement

^ poundpound_^_pound2imaicirclpound_BE_^es bacteacuteries une chloration des eaux dinjection permet en geacuteneacuteral de reacuteduire iumleumlffeumlt_deumls bacteacuteries

bull bull bull bull bull bull

- 75 -

2) CcedileAtLon dltiA puLtt dijyectLon

Comme dans le cas des dispositifs dinfiltration il apparait lors dune recharshyge artificielle de nappe par injection un colmatage progressif Lorsque celui-ci a atteint une valeur inadmissible on doit proceacuteder agrave un deacutecolmatage

La figure 23 montre leacutevolution du taux dinjection avec le temps ainsi que la reacutenovation de ce taux apregraves deacutecolmatage

FIGURE 23

INJECTION RATE VERSUS TIME FOR SHAFT

12

sectraquo o laquo_gt UJ ta 10

T 1 1 1 r~- r

Racharga ahoft

T_

16 24 32 40 48 TIME - DAYS

56 _1_ 64

MlxtnaUL du Document 6607790)

La freacutequence des deacutecolmatages est extrecircmement variable suivant les installations

Les proceacutedeacutes de deacutecolmatage les plus employeacutes sont le pistomage et le repompage dans ce dernier cas la pompe de nettoyage est geacuteneacuteralement laisseacutee agrave demeure dans louvrage (6600637) En effet le deacutemontage de la pompe est coucircteux et deacutelicat Toutefois il faut noter que la preacutesence de la pompe induit une reacutesisshytance hydraulique dans le circuit qui peut reacuteduire dun tiers la capaciteacute deacutecoushylement (G 51341)

La figure 24 donne les deacutetails dun puits dinjection ougrave le systegraveme de nettoyage est inteacutegreacute agrave lensemble de linstallation

- 76 -

FIGURE 24

SCHEMATIC OF INJECTION - WELL COMPLEX

EXTERIOR VIEW OF INJECTION-WELL COMPLEX (from Cohen and Durfor 1956 P D254)

18-ln-diamstelt ffbergtajs injection casing

Dopth below land surface In fost

36-in-diametraquor dritl hotraquo

3-ln-diamater liberglass treacutemie pipe

1 9 2

4-in-diumlamete annuiumlar-space observation wall casing

5-in-X62-f t- _ long scainlesJ Steel annular-space observa-tion-wall scroen

TO-ft-long statn less-steel sand traps

4-In-diamraquoter fibargtass injection pipraquo

1-in-diamraquoter fiberglass pressure-measuring pipraquo

3-in-diemeter fibargtass tromio pipraquo

Cernant grout

2-ft-thick layer of fine sand

16-iumln-X62-fr-long staintess-steel injection screen

Filtsr pack

Ceacutement grout

PLAN VIEW OF INJECTION-WELL COMPLEX

3-in-diameter treacutemie pipe 6-in-diameter opening

18-in-aiameter casing

6-in-diameter pump column

Q 4-in-diameter annular-space

well 4-in-diameter

instrurnent-

192 - f t - deep -^ ) Q-3-in-diameter injection pipe treacutemie pipe

WELL-HEAD FFATURES LOOKING NORTHEAST

50-hp redevelopment-pump motor

Support grate

6-in-diameter pump column-

Main casing access hole

4-iumln-diameter annular-space well

3-jn-diameter -treacutemie pipe

18-in-diameter 53 fiberglass casing^ 5

floor

A-in-diameter instrument-access pipe

Redevelopment lioe

diameter treacutemie pipe

4-in-diameter shaljow-

lnjectiocirc~npipe

4-in-diameter deep-injection pipe

(ExtsiaLt du Document Ccedil 1787b)

- 77 -

Le reacutesultat du deacutecolmatage des puits est en geacuteneacuteral une reacutecupeacuteration quasi-complegravete de la capaciteacute dinjection initiale Mais on peut dire dune maniegravere geacuteneacuterale que les ouvrages dinjection sont dune gestion deacutelicate et que leur dureacutee de vie est impreacutevisible mais de toute faccedilon infeacuterieure agrave celle des disposhysitifs dinfiltration

- 79 -

LISTE BIBLIOGRAPHIQUE

F 2752 TODD DK Groundwater hydrology J Wiley and Sons Ed 1980 546 pages

F 2028 BIZE J BOURGUET L LEMOINE J Lalimentation artificielle des nappes souterraines Ed Masson amp Cie 1972 199 pages

F 3469

F 3918

G 1681519

G 17874

G 51341

A bull bull bull

Health aspects of wastewater recharge Water Information Center New York 1978 240 pages

BEAR J Hydraulics of groundwater McGraw-Hill Book Company 1979 567 pages

SMITH DG LINSTEDT KD BENNETT ER Treatment of secondary effluent by infiltration-percolation EPA-6002-79-174 Aoucirct 1979 103 pages

KOCK E GIAIMO AA SULANN DJ Design and opeacuteration of the artificial-recharge plant at Bay Park New York US Geologicagravel Survey Washington sd

A bull bull bull

Emmagasinement souterrain des eaux et recharge artificielle Ressources NaturellesSeacuterie Eau ONU ndeg 2 1977 307 pages

G 5191 BROWN RF SIGNOR DC WOOD WW Artificial groundwater recharge as a water management technique on the southern high plains of Texas and New Mexico Texas Deacutepart of Water Resources 1978 32 pages

G 5920

G 6230

Lassainissement des reacutegions deacutepourvues de reacuteseau hydrographique et la protection des nappes - tome 1 Agence Fin de Bassin Seine-Normandie Dec 1978 107 pages

Possibiliteacutes deacutepandage des eaux useacutees urbaines Rapport Agence RMC 1979 371 pages

G 7220 BIZE J Recharge artificielle des nappes PNUD Compte-rendu de mission Sept-Oct 1981 45 pages

bull bullbullbullbull

- 80 -

6600517 M0RAVC0VA V Clogging of open air artificial recharge reacuteservoirs by heavy overgrowth of algae Wat Treat and Exam 1971 p 245-252

6600637

6607439

6608781

B0URGUET L Inventaire international des ameacutenagements dalimentation artificielle - deacutepouillement et synthegravese des reacuteponses Hydrologie ndeg 3 1971 80 pages

REEDER H0 Injection-pipe System for artificial recharge Jour Research US Geol Survey vol 3 ndeg 4 1975 p 501-503

TRUEB E BIZE J HZBERER K Kunstliche Grundwasseranreicherung Gas Wasser Abwasser 1975 vol 55 ndeg 12 p 805-815

6610709 ZOETEMAN BCJ HRUBEC J BRINKMANN FJJ The Veluwe artificial recharge plan water quality aspects JIWES 30 ndeg 3 1976 p 123-137

6617223

6619065

6626930

6628281

PIERRE J-F Etude de la veacutegeacutetation algale dune installation dalimentation artificielle dune nappe alluviale de la Moselle Tech Eau et Assainis ndeg 380-381 Aoucirct-Sept 1978 p 47-52

BARONI D La protection des eaux souterraines par la reacutealimentation artificielle - Cas de la nappe franco-suisse de lArve TSM Eau 74 ndeg 3 Mars 1979 p 123-130

TZIMOPOYLOS C TOLIKAS P Technical and theoretical aspects in artificial groundwater recharge ICID Bull 29 ndeg 2 1980 p 40-44

OLSON JV CRITES RW LEVINE PE Groundwater quality at rapid infiltration site J Environ Eng Div 106 1980 EE5 p 885-899

- CHAPITRE IV -

DONNEES ECONOMIQUES DUNE OPERATION DALIMENTATION

ARTIFICIELLE DE NAPPE SOUTERRAINE

- 83 -

La faisabiliteacute technique (existence de conditions geacuteologiques et hydrogeacuteologiques favorables) dune opeacuteration dalimentation artificielle ayant eacuteteacute prouveacutee il convient alors den veacuterifier lopportuniteacute eacuteconomique Pour cela une analyse minutieuse de tous les facteurs entrant dans la composition dune part du revenu et dautre part du coucirct doit ecirctre faite La comparaison de ces deux derniers points permet de deacuteterminer le beacuteneacutefice que peut apporter une telle opeacuteration

La suite du travail consistera alors agrave comparer le prix de revient de lopeacuteration de recharge avec le prix de revient dautres meacutethodes reacutepondant au mecircme objectif (agrave condition bien sucircr que ces autres meacutethodes soient techniquement reacutealisables) Par exemple

- choix entre une opeacuteration de recharge par bassin dinfiltration ou bien par puits dinjection

- choix entre une opeacuteration de recharge par bassin dinfiltration et une uniteacute de traitement des eaux

- choix entre une opeacuteration de recharge par puits dinjection et la construction dune adduction deau

- choix entre un stockage en surface et un stockage souterrain

Nous donnerons un deacuteveloppement de ces diffeacuterentes comparaisons dans le parashygraphe III de cette partie

- REVENUS APPORTEacuteS PAR UNE OPEacuteRATION DE RECHARGE

Ces revenus peuvent ecirc t re d i rec ts ou ind i r ec t s

1 ) RevemiA dLuiecJ^i

Les revenus directs sont le reacutesultat de la vente des eaux de recharge apregraves passage dans le sol et pompage Cette vente se fait suivant la tarification en vigueur des eaux Il faut noter que le prix de leau varie suivant lendroit et dans le temps et que par conseacutequent lestimation des revenus directs dune opeacuteration de recharge suppose la connaissance agrave long terme de la politique de tarification de leau

2) Revenue indiAecJ^i

Les revenus indirects sont le reacutesultat de limpact dune opeacuteration de recharge sur la vie eacuteconomique dune reacutegion ou dun Etat Par exemple

- si lobjectif de lopeacuteration de recharge est la suppression dune surexploitation de la nappe le revenu apporteacute par une telle opeacuteration reacutesultera de la diminution des coucircts de pompage mais aussi de leacuteconomie de travaux dapprofondissement des puits

- si lobjectif de lopeacuteration de recharge est le stockage deau pour une utilishysation posteacuterieure le revenu apporteacute viendra de laccroissement du revenu agrishycole ainsi que de lexpansion humaine et industrielle de la reacutegion concerneacutee

bullbullbullbullraquobull

- 84 -

Compte tenu de la multipliciteacute et de la complexiteacute des paramegravetres entrant dans la composition du revenu indirect apporteacute par une opeacuteration de recharge lestishymation de ce revenu est assez difficile

B - COUcircTS DUNE OPEacuteRATION DALIMENTATION ARTIFICIELLE DE NAPPE

La reacutepartition des coucircts se fait en trois eacutetapes

- coucircts des eacutetudes - coucircts de construction - coucircts de fonctionnement et dentretien

11 COLUA desi ltipoundudampsj

Les eacutetudes comprennent (G 51341)

les travaux de recherche des caracteacuteristiques geacuteologiques et hydrogeacuteologiques des terrains les reacutesultats de ces travaux permettent de conclure agrave la faisabishyliteacute technique ou non dune telle opeacuteration Cette eacutetape conditionne bien sucircr la suite des opeacuterations

le traceacute de cartes

les travaux de conception de linstallation de recharge

la recherche et lachat des terrains

les proceacutedures juridigues si lon doit recourir agrave lexpropriation

2) Travaux de cori4tnucJJoa

Le deacutetail des diffeacuterents points intervenant dans le coucirct dun bassin dinfiltrashytion et dun puits dinjection est donneacute par la figure 1

La figure 2 repreacutesente sur un diagramme le coucirct de certains eacuteleacutements de ces deux dispositifs de recharge artificielle Lanneacutee de reacutefeacuterence est 1975

Chaque installation de recharge est reacutepeacutetons-le un cas particulier Aussi ce sont les conditions locales qui dicteront leacutequipement neacutecessaire si par exemshyple tous les eacutecoulements agrave linteacuterieur de linstallation peuvent se faire par graviteacute le nombre total de pompes neacutecessaires sera reacuteduit ce qui aura pour effet de diminuer le coucirct global de leacutequipement de linstallation (G 5191)

bullbullbullbullbullbull

- 85 -

FIGURE 1

TRAVAUX DE CONSTRUCTION

1 Installations deacutepandage

a) Terrains ou bassins

- leveacutees ou digues - canaux dameneacutee - canaux deacutevacuation

b) Appareils enregistreurs

c) Installations de deacuterivation

d) Dispositifs de controcircle

e) Voies daccegraves

f) Clocirctures

g) Abris

h) Mateacuteriel de traitement de leau

2 Installations dinjection

a) Construction du puits dinjection

- colonne de tubage - compactage du gravier ou de la gravette-filtre

- injections pour eacutetancheacuteiteacute - packers - meacutethode de forage (rotation avec circulation de boue inverseacutee rotation normale battage au cacircble autres meacutethodes)

- perforations

b) Puits dobservation

- tubage - massif de gravette-filtre - injection pour eacutetancheacuteiteacute - meacutethode de forage (rotation avec circulation de boue inverseacutee rotation normale battage au cacircble autres meacutethodes)

- travaux dachegravevement (perforation dispositifs pour leacutetude du puits par la meacutethode du carottage geacuteophysique)

- installations de controcircle des expeacuteriences

- 86 -

c) Puits dextraction mdash mecircmes opeacuterations que pour les puits expeacuterimentaux avec en plus

- mateacuteriel de pompage - eacutenergie (eacutelectriciteacute moteurs agrave combustion interne)

d) Installations de controcircle de lexploitation

- poste de reacutegulation de la pression - compteurs - vannes (de fermeture controcircle soupape de seacutecuriteacute de purge soupape agrave vide)

e) Installations de traitement de leau

- javellisation - acidification - autres proceacutedeacutes

f) Conduites

- mateacuteriaux (buses en beacuteton acier recouvert et doubleacute de beacuteton amiante-ciment matiegraveres plastiques)

g) Bacirctiments

h) Appareillage de controcircle

- enregistreurs - sondeurs - eacutechantillonneurs (pompe submersible eacutechantillonneur aleacuteatoire pompe eacuteleacutevatoire agrave air conductiviteacute eacutelectrique)

(CxampiaU du Document Ccedil 513^1 )

- 87 -

FIGURE 2

DIAGRAM SHOWING COST FACTORS OF AN ARTIFICIAL-RECHARGE INSTALLATION

Playa lake

Screen wire enclosure styrofoam floating inlef

Flexible suction hose 50 et S 8 0 0 per foot

Chemical feed pump and tank capacity 03-2 galhr S 210 Chemical flocculant S 3 - S 3 0 acre-foot

reg

Q Pump-capacity 500 galmin at 80 head

Aluminum irrigation picircpe 6 at S 105 per foot 100 feet

Excavation of settling basiumln 10x 10x 100

Screen wire baffles I 14 pipe frames

Pump-capacity 500 galmin at 80 head __

Aluminum irrigation pipe g 6 o t S 105 per foot 100 feet

Excavotion of spreading basin

Flexible suction hose 20 at S 8 00 per foot

Injection well 200 depth =deg I0diamefer 150 wire

wrapped screen 50casicircng 30 yds gravel pack

Spreading basin

S 150 2 0

4 0 0

1800

105

80O

20O

160 1800

105 S540O

StOOO

Not to scate

lpoundxtnaAgraveJL du Document Ccedil 5191 ) - Anneacutee de sieacutepoundeacutesience 1975 -

- 88 -

3) Fonctionnement et entnetien

La figure 3 donne la liste des diffeacuterents eacuteleacutements constituant le coucirct du foncshytionnement et dentretien pour des bassins dinfiltration ou des puits dinjecshytion

U) Coucirct gj-obat

La reacuteunion des coucircts preacuteceacutedents deacutetermine le coucirct global dune opeacuteration de recharge Ce coucirct calculeacute sur une anneacutee de fonctionnement et rapporteacute au volume deau annuel ainsi utiliseacute donne le prix de revient du m3 deau de recharge

Lexamen de plusieurs installations montre que ce prix de revient est variable neacuteanmoins en utilisant les reacutesultats dune enquecircte faite il y a quelques anneacutees on peut deacutefinir les valeurs moyennes pour les diffeacuterents facteurs eacuteconomiques dune recharge artificielle Ainsi le tableau 1 donne la valeur moyenne des investissements neacutecessaires pour diffeacuterents dispositifs de recharge

TABLEAU 1

INVESTISSEMENT EN FRANCS PAR M3AN INFILTRE

Prctrait

Moyennes

Bassins et canaux

avec

0362

sans

0139

Puits ou forages

avec

0125

sans

0052

(Extrait du Document 6600637) - Anneacutee de AeacutefLeacutenence 1971 -

Lexamen du tableau 1 suggegravere les remarques suivantes

- le coucirct moyen des investissements par m3 et par an semble 2 agrave 3 fois plus eacuteleveacute pour les canaux et bassins que pour les puits et les forages dinjection Cette importante diffeacuterence dans les investissements sexplique en grande partie par la neacutecessiteacute dans le cas dun bassin ou dun canal dacheter une importante superficie de terrain Ainsi en zones urbaines lacquisition des terrains peut repreacutesenter jusquagrave 50 des investissements

mdash le coucirct dinvestissement du preacutetraitement constitue une part importante du coucirct total dinvestissement Le tableau 2 montre lincidence dun preacutetraitement sur le prix de revient moyen dun m3 deau (reacutesultats pour les dispositifs dinfilshytration seulement)

laquobullbullbullbullbull

- 89 -

FIGURE 3

FONCTIONNEMENT ET ENTRETIEN

1 Installations deacutepandage_

a) Nivellement eacutegalisation des surfaces

b) Protection contre les orages

c) Reacuteparation et remplacement des structures

d) Entretien du mateacuteriel

e) Combustible pour le mateacuteriel

f) Location du mateacuteriel

g) Ponccedilage et ramassage de la boue

h) Protection contre les insectes

i) Lutte contre la veacutegeacutetation parasite

j) Ameacutelioration de lapparence estheacutetique des installations (notamment plantation de rideaux darbres et systegraveme darrosage)

k) Protection contre les rongeurs

1) Patrouilles de surveillance

m) Traitement de leau (floculants)

n) Entretien des pentes

o) Actes de vandalisme

2 Installations dinjection

a) Appareillage dobservation et de controcircle

b) Appareillage pour la mesure du niveau deau

c) Echantillonnage de leau

d) Remise en eacutetat des puits et enlegravevement des deacutechets

e) Traitement de leau

- javellisation - acidification - autres proceacutedeacutes

f) Entretien du mateacuteriel

g) Reacuteparation des structures

- 90 -

h) Combustibles

i) Location de mateacuteriel

j) Patrouilles de surveillance

k) Analyses de leau

1) Acte de vandalisme

3 Bureaux

a) Controcircle et surveillance

b) Administration

c) Paiement des salaires et reacutemuneacuteration

d) Frais geacuteneacuteraux (bureaux et services locaux)

- location et services publics - teacuteleacutephone - fournitures

- entretien de leacutequipement de bureau

e) Salaires et traitements

f) Responsabiliteacute civile (assurances)

g) Impocircts et taxes

h) Inteacuterecircts

(poundxampiaLt du Document Ccedil 513^1 )

- SI -

TABLEAU 2

INCIDENCE DU PRETRAITEMENT SUR LE PRIX DU M3 DEAU

Moyennes

Prix du m3

en F F

0249

Incidence du

preacutetraitement

27

Prix du preacutetraitement par m5 (FF)

00787

(6xtnaLt du Document 6600637 ) - Anneacutee de ieacuteLeacutenence 1971 -

Le coucirct du preacutetraitement eacutetait donc en 1971 en moyenne de 8 centimes par m3

Nous avons vu que le preacutetraitement des eaux dinfiltration retarde lapparition dun colmatage inadmissible et donc reacuteduit lentretien du dispositif concerneacute Un calcul rapide montre cependant que leacuteconomie ainsi reacutealiseacutee est loin de venir compenser les deacutepenses dues au preacutetraitement de leau On cherchera donc dans le cas dun dispositif dinfiltration agrave reacuteduire au maximum le preacutetraitement des eaux de recharge

La figure 4 donne les reacutesultatsde correacutelations statistiques eacutetablies entre linshyvestissement neacutecessaire agrave la reacutealisation dune opeacuteration dalimentation artifishycielle de nappe et le volume annuel introduit par ce moyen dans laquifegravere

FIGURE 4

INVESTISSEMENT ET VOLUME

ANNUEL INTRODUIT DANS LAQUIFERE

-Don I raquo eacuteqootionraquo claquo tfroicircfraquoraquo draquo recircccediltbullgt

2 bullbullraquo bulltpfinegrave bullraquo | 0 Fiones

V bullbullraquo apgtrtmraquo raquon tOS ttram

mdashLlaquoraquo coMcirraquotraquo poundbull corttal ioraquo obtraquoraquoraquo

t E C E N D E

H+f+ nraquowl

p a raquo t t i laquoalelaquof

bull bull bull laquo

A m bull

i bull

raquobullbullraquo

A a o

o o

lSxtnait du Document h 2028) - Anneacutee de leacutefLeacutenence 1971 -

A Forage P 3 raquolaquo Cooi o DruI

IOraquo i o lO

Vol me AIMCCcedilI tulro-Stucirct 4raquouraquo IV^utfire Inraquo)

- 92 -

Sur la figure preacuteceacutedente on peut remarquer quune installation de recharge a un coucirct dinvestissement qui en moyenne croicirct plus vite que le volume annuel introduit Pour une installation sans preacutetraitement cest linverse

- ETUDE DE LOPPORTUNITEacute EacuteCONOMIQUE DUNE OPEacuteRATION DE RECHARGE

ARTIFICIELLE - COMPARAISON AVEC DAUTRES MEacuteTHODES DE MISE EN VALEUR

DES RESSOURCES EN EAU

Lalimentation artificielle de nappe est une opeacuteration rentable pour autant quelle soit moins coucircteuse que les autres meacutethodes de mise en valeur des ressou-ces en eau (G 51341) Il convient donc avant de choisir une meacutethode deacutetablir une comparaison de coucirct avec les autres meacutethodes (agrave condition bien sucircr que celles-ci soient techniquement reacutealisables)

Nous donnons ci-dessous quelques cas de comparaisons qui peuvent se preacutesenter

) CompcuiaLion enjQie un basi^in dinfJJjjtnaAlon et un puiAsi din^ecAion

Nous avons vu que agrave deacutebit annuel fixeacute le coucirct dinvestissement moyen dans le cas dun bassin dinfiltration est 2 agrave 3 fois plus eacuteleveacute que dans le cas dun puits dinjection Cependant le prix de revient dun m3 deau infiltreacute dans un bassin est en geacuteneacuteral un tant soit peu moins eacuteleveacute quun m3 deau injecteacute dans un puits Ceci sexplique par trois faits (6622466)

les coucircts de traitement sont reacuteduits dans le cas dune installation de recharge fonctionnant avec des bassins

lentretien des bassins est beaucoup plus aiseacute que celui des puits dinjection les frais dentretien des bassins sont donc moindres

la dureacutee de vie des ouvrages dinjection est en geacuteneacuteral beaucoup plus courte que celle des bassins Par conseacutequent lamortissement des premiers doit se faire plus rapidement que celui des seconds

Pour ecirctre compeacutetitifs vis-agrave-vis des bassins dinfiltration les puits dinjection doivent donc ecirctre conccedilus et geacutereacutes de maniegravere rigoureuse Cest pourquoi dans bien des cas on a preacutefeacutereacute malgreacute leur prix les bassins aux puits dinjection

2) CompcuiaLion entie une insitaUAation de Aechange anAAficJ-eAAcirce et une uniteacute de tnaAjtement damp4 eaux

Placcedilons nous dans le cas ougrave linstallation de recharge est un bassin Nous avons vu que par passage dans le sol leau dun bassin peut ecirctre grandement purifieacutee Ce traitement par le sol vient donc concurrencer techniquement le traitement en station

Examinons alors les eacuteleacutements de comparaison suivants (5600836)

a) implantation lespace neacutecessaire pour la construction dune uniteacute de traitement est infeacuterieur agrave celui neacutecessaire pour une recharge par bassin

b) besoin en eau dans le cas dune recharge les pertes en eau peuvent seacutelever a 40 du volume introduit

- 93 -

c) estheacutetique dans un cas comme dans lautre les installations paraicirctront inesshytheacutetiques

d) seacutecuriteacute de lexploitation dans le cas dune recharge par bassin on doit sattendre agrave des variations des deacutebits dinfiltration (colmatage fluctuations saisonniegraveres agissant sur la viscositeacute de leau) Mais la simpliciteacute des instalshylations avec bassins fait quelles sont moins exposeacutees aux pannes Pour ecirctre fiables les uniteacutes de traitement exigent pour leur part une gestion et un entretien rigoureux mis en oeuvre par un personnel qualifieacute

e) Possibiliteacute de surcharge les uniteacutes de traitement peuvent supporter jusquagrave 25 de surcharge Par contre la possibiliteacute de surcharge pour les bassins est faible En effet les bassins ont des dimensions fixeacutees et par conseacutequent ils ne peuvent recevoir plus deau quils peuvent en contenir

f) possibiliteacute dagrandissement les uniteacutes de traitement peuvent ecirctre facilement agrandies ce qui nest pas le cas pour les bassins

g) constitution de leau eacutepureacutee leau reprise apregraves infiltration dans le sol est agrave condition de respecter certaines conditions (cf 2egraveme partie de cette eacutetude) toujours claire et saine Leau traiteacutee pose souvent des problegravemes dodeur de saveur et de tempeacuterature

La comparaison eacuteconomique entre une installation de recharge par bassins et une uniteacute de traitement des eaux a souvent montreacute lagrave ougrave les conditions geacuteologiques et hydrogeacuteologiques sont favorables et le prix des terrains pas trop eacuteleveacute la rentabiliteacute de cette premiegravere meacutethode de traitement et de reacutegeacuteneacuteration des eaux

3) CompgiltxLion entte une i-nAtaAAaALon de iechaAge antAfcAcieMle et une adducJLJon deau (66025W7 ^

Placcedilons nous dans le cas ougrave linstallation de recharge est un puits dinjection

Pour ces deux installations on peut en premiegravere analyse confondre les frais de production et de pompage Si par ailleurs on neacuteglige les autres frais dexploishytation tels que lentretien la comparaison eacuteconomique entre les deux installashytions est alors rameneacutee agrave la comparaison des coucircts dinvestissement

pour les puits dinjection les coucircts dinvestissement sont composeacutes principaleshyment du coucirct du forage et du coucirct de la station de pompage

pour ladduction les coucircts dinvestissement sont reacuteduits aux coucircts de la canashylisation et des ouvrages annexes

La figure 5 donne un exemple chiffreacute dune telle comparaison pour lalimentation dune agglomeacuteration situeacutee au-dessus de la nappe souterraine de lAlbien (Reacutegion Parisienne)

Le coucirct dinvestissement pour une adduction deau eacutetant fonction de la longueur de la canalisation il apparaicirct donc quil existe une distance optimum au-delagrave de laquelle une installation de recharge est moins oneacutereuse quune adduction deau

bull bullbullbullbullraquo

- 94 -

FIGURE 5

ALIMENTATION A PARTIR DE LA NAPPE DE LALBIEN COMPARAISON AVEC UNE

SOLUTION DE TRANSPORT DEAUX DE SURFACE

exemple Lapprovisionnement en eau potable dune aggloshymeacuterat ion de 25 000 habitants dont les besoins atteishygnent laquon peacuteriode de pointe 7 000 m3jraquo peut ecirctre assureacute

soit p a r u n e adduct ion directe en premiegravere ecirclegrave-vation d eaux de surface depuis la plus proche usine de trai tement

soit par -des preacutelegravevements dans TAlbicircen effectueacutes sur place et compenseacutes pa r linjection simultaneacutee bullau niveau de la mecircme usine de Yolumes eacutequishyvalents

En premiegravere approximation l a comparaison entre ces deux solutions peut ecirctre rameneacutee agrave la comparaishyson des investissements correspondants

mdash lthuucircgt le ynetuief cas agrave une conduite de 350 mm de diamegravetre (1) soit environ 035 MFkm

(1) Coucirct moyen approximatifraquo au megravetre lineacuteaire en TOAC scmiuml-urbanicircseacutee y comprisregards ouvrages et toutes sujeacutetions r 350 F

dans le second cas agrave la reacutealisation d un doublet de forages agrave lAlbien

Forage dinjection 09011F Forage de preacutelegravevements 090Icirc1F Geacutenie Civil station de pompage et de tfeacuteferrisaticircon _ 035MF Equipements de pompage 015MF Equipements de deacutefcrrisatioR 015 MF

soit environ 2-15 MF

Comparaison des dsua solutions

Compte tenu des hypothegraveses adopteacutees la solution du doublet de forages agrave lAlbien parait la plus avanshytageuse si la longueur de ladduction directe excegravede 7 km (215035)

(Existait du Document 6602587) - Anneacutee de leacute^eacuteience 197b -

Le c a l c u l p reacuteceacuteden t e s t une s i m p l i f i c a t i o n du c a l c u l r eacute e l q u i en f a i t e s t p lu s complexe En dehors de t o u t e c o n s i d eacute r a t i o n eacuteconomique une opeacute ra t ion de recharge a r t i f i c i e l l e peut s imposer l agrave ougrave l e s r e s s o u r c e s n a t u r e l l e s d a l i m e n t a t i o n en eau s a v egrave r e n t i n s u f f i s a n t e s pour s a t i s f a i r e l e s b e s o i n s Exemple dans l e s icirc l e s ougrave l e s r e s s o u r c e s n a t u r e l l e s son t f a i b l e s e t ougrave l e p r i x du dessalement de l e a u de mer e s t souvent p r o h i b i t i f

- 95 -

U) Compcuiabbion ervUie le ^tocAage de siUAjlace et te 4tockage 4oideAAaln

Lfraquo figure 6 donne les reacutesultats dune correacutelation statistique entre le montant des investissements et le nombre de m3 deau stockeacutes par an pour un reacuteservoir de surface et un reacuteservoir souterrain

FIGURE 6

COMPARAISON DES COUTS DES STOCKAGES SUPERFICIEL ET SOUTERRAIN

1310raquo

I I

T3103

13107

TTykAT-STt 44-

rlt^r~^Trrttr

MaouM

IW3raquo 1V10raquo IVW

(ExtAaLt du Document f- 2028) - Anneacutee de ieacuteeacuteAence 1971 -

A partir de la figure preacuteceacutedente on peut donc deacuteduire que pour des volumes infeacuterieurs agrave environ 30 millions de m3 par an le stockage souterrain est plus inteacuteressant financiegraverement que le stockage de surface

bull bullbullbullbullbull

- S6 -

Par ailleurs le stockage souterrain preacutesente les avantages suivants

- disponibiliteacute de reacuteserve en cas de catastrophe stoppant les possibiliteacutes dimporshytation deau

- eacutelimination des pertes par eacutevapotranspiration

- pas de problegraveme dalgues et moins de risques de contamination

- reacuteduction des risques daffaissements dus agrave une baisse du niveau de la nappe

- possibiliteacute de traiter et de purifier leau par passage dans le sol

- 97

LISTE BIBLIOGRAPHIQUE

F 2028

G 1681506

BIZE J BOURGUET L LEMOINE J Lalimentation artificielle des nappes souterraines Ed Masson amp Cie 1972 199 pages

REED SC CRUES RW THOMAS RE HAIS AB Cost of land treatment Systems EPA-4309-75-003 Septembre 1979 135 pages

G 51341

G 5191

Emmagasinement souterrain des eaux et recharge artificielle Ressources NaturellesSeacuterie Eau ONU ndeg 2 1977 307 pages

BROWN RF SIGNOR DC WOOD WW Artificial groundwater recharge as a water management technique on the southern high plains of Texas and New Mexico Texas Dept of Water Resources 1978 32 pages

G 6230

5600836

6600449

6600637

6601974

6602587

Possibiliteacutes deacutepandage des eaux useacutees urbaines Rapport Agence RMC 1979 371 pages

GANDENBERGER W Principes de lalimentation artificielle des nappes souterraines Bull BRGM III Janvier 1968 p37-50

SAINT-PE MA Alimentation artificielle des nappes Bull of the Int Assoc of Scientific Hydrology XVI 2 Juin 1971 p 7-25

BOURGUET L Inventaire international des ameacutenagements dalimentation artificielle - deacutepouillement et synthegravese des reacuteponses Hydrologie ndeg 3 1971 80 pages

WESNER GM CULP RL Wastewater reacuteclamation and seawater desalination JWPCF vol 14 ndeg 10 Octobre 1972 p 1932-1939

GIRARD0T PL KESTER M Lesquichage de la nappe albienne en reacutegion parisienne TSM LEau Avril 1974 p 141-152

6610203 WILLIS R Optimal groundwater quality management well injection of waste waters Water Res Res Feacutevrier 1976 vol 12 p 47-53

bull bullbullbullbullbull

- 98 -

6613978

6614931

Divers auteurs Les problegravemes de leau Geacutenie Rural ndeg speacutecial Nov-Deacutec 1977 ndeg 11-12 158 pages

BUROSOK Wastewater reacuteclamation in St Croix JWPCF 1977 49 ndeg 3 p 429-435

6616816 BIANCHI WC NIGHTINGALE HI McCORMIGK RL A case history to evaluate the performance of water-spreading projects JAWWAMars 1978 p 176-180

6621087

6622466

ARGO DG The cost of water reacuteclamation by advanced wastewater treatment 51st Ann Conf WPCF Anaheim 1978 13 pages

EDWORTHY KJ Artificial groundwater recharge and its relevance in Britain JIWES 1979 33 ndeg 2 p 151-172

- CHAPITRE V -

LES INSTALLATIONS DE RECHARGE ARTIFICIELLE DE

NAPPE DANS LE MONDE

- 101 -

Les reacuteserves deaux souterraines constituent une immense ressource En effet on estime agrave 4 millions de km3 la quantiteacute des eaux souterraines situeacutees entre la surface du sol et la profondeur de 800 m agrave titre de comparaison le volume total des lacs deau douce est denviron 120000 km3

Cette ressource en eau souterraine est par ailleurs omnipreacutesente et peut donc ecirctre mis agrave part dans quelques reacutegions du globe exploiteacutee

Dans de larges reacutegions du monde les preacutecipitations sont insuffisantes pour pouvoir couvrir les besoins en eau A titre dexemple la figure 1 donne la carte des reacutegions du globe ougrave les preacutecipitations sont insuffisants vis-agrave-vis des besoins agricoles

FIGURE 1

Waiet-dejiciency (-) and valet-surplus (+) zones in ihe vorld A water deficiency exisls if preacutecipitation supplies less ztiater than would be nrrdedjor vellutatered vrgelalian In the reverse circumslcnccs ihere is a wzter surplus

((L-xtnaJut du Document Z 49 )

En comparant la figure 1 avec la figure 2 on peut se rendre compte que les zones ougrave on constate un manque en eau agricole sont naturellement les reacutegions arides ou semi-arides mais aussi certaines reacutegions tempeacutereacutees

bull bullbullbullbullbull

FIGURE 2

o ru

(euroxpoundnalpound du WoJild Atia by Bantholomew)

- 103 -

Pour situer le rocircle de la recharge artificielle dans la gestion globale des resshysources en eau nous allons eacutetudier deux cas

- cas des zones arides et semi-arides - cas des zones tempeacutereacutees

1 ) CaS desi gonampA avide^ et somL-cuiidesi

Dans ces reacutegions lexploitation des eaux souterraines est souvent la seule solushytion dapprovisionnement en eau Aussi la recharge artificielle vise dans ces reacutegions agrave augmenter la recharge naturelle lors des rares preacutecipitations afin de limiter les pertes par eacutecoulement de surface ainsi que par eacutevapotranspiration Il est possible de faire ainsi un stockage deau dans le sol

Il faut tenir compte du fait que la majoriteacute des pays situeacutes dans les zones arides du globe sont le plus souvent des pays en voie de deacuteveloppement donc dans lesquels on doit utiliser une technologie adapteacutee aux moyens locaux

Prenons lexemple de lAfrique et plus particuliegraverement les pays du Sahel

La figure 3 situe les zones arides et semi-arides dAfrique

Les pays du Sahel sont situeacutes au nord des deacuteserts du Sahara et du Fezzan dans des zones extrecircmement arides Parmi ces pays seules lAlgeacuterie et la Libye disposhysant de revenus peacutetroliers ont un niveau deacuteducation et deacuteconomie suffisant pour pouvoir mettre en oeuvre des techniques sophistiqueacutees de mise en valeur des resshysources en eau et ainsi assurer leur expansion humaine et eacuteconomique

2) CQA desi pay-si tompeacuteAeacuteA_

Laugmentation croissante des besoins en eau combineacutee avec la deacuteteacuterioration de la qualiteacute des eaux de surface ont entraicircneacute le deacuteveloppement de lexploitation des eaux souterraines

La recharge artificielle permet dans les reacutegions tempeacutereacutees

- dune part le soutien et la restauration de nappes surexploiteacutees

- dautre part lameacutelioration de la qualiteacute des eaux de surface par passage dans le sol

Ces deux points visent donc agrave ameacuteliorer en quantiteacute et en qualiteacute les eaux consommeacutees

Afin de preacutesenter les diffeacuterentes reacutealisations dans le monde nous allons les classer en fonction de lobjectif principal viseacute par ces installations

Principalement on distingue 4 objectifs

I - Stockage deau en peacuteriode humide pour utilisation en peacuteriode segraveche I - Soutien et restauration dune nappe surexploiteacutee I -Constitution dune barriegravere hydraulique contre lintrusion deaux saleacutees (ce

point est souvent une conseacutequence du point preacuteceacutedent) V - Ameacutelioration de la qualiteacute de leau par filtration dans le sol

- 104 -

FIGURE 3

TERRES ARIDES DAFRIQUE

E

A

S

rii bull i ri

i i

_

A n d raquo

Trontliraquo im plaquoV

1000 KIUX5

WOJtoeh

lpoundicOixLUt du Document I 1021)

bull bull bull bull bull

- 105 -

- INSTALLATIONS DE RECHARGE ARTIFICIELLE AYANT POUR OBJECTIF

LE STOCKAGE DEAU

1 ) Liacircte de^i in^taM-atlorvi

(1

(2

(3

(4

(5

(6

(7

(8

(9

(10

(U

(12

(13

Valleacutee du Danube Roumanie - Bulgarie

Valleacutee de la LeeGrande-Bretagne

Camp Peary USA

Valleacutee de la Prut Ukraine

Wroclaw Pologne

Comteacute de Los Angeles USA

Massif de Zaghouan Tunisie

Plaine cocirctiegravere dIsraeumll

Source de Yarkon Israeumll

Dan Project Israeumll

URSS

Valleacutee de lOued Biskra Algeacuterie

Plaine de Karakoum Turkmeacuten

Ahmedabad Inde

istan URSS

(G 51341)

(F 2028)

(F 2028)

(G 51341)

(6609067)

(G 51341)

(G 51341)

(G 51341 F 2028)

(G 51341)

(G 6230 G 6212)

(G 51341)

(G 51341)

(Z 13312c)

2) Le tablexiu 1 donne la reacutepartition suivant le climat et le niveau de deacuteveloppeshyment des pays concerneacutesdes installations preacuteceacutedentes

TABLEAU 1

- _ -NIVEAU DE

C L l r^-C^EVELOPPEM

TEMPERE

CONTINENTAL

MEDITERRANEEN

SEMI-ARIDE

ARIDE

TROPICAL

INDUSTRIALISE

(1) (2) (3) tableau 2

(4) (5) tableau 3

(6) tableau 4

(12) tableau 5

EN VOIE DE DEVELOPPEMENT

(7) (8) (9) (10) tableau 6

(11) tableau 7

(13) tableau 8

- 106 -

3) Lampi tableaux 2 agrave 8 donnent pour chaque cas particulier de climat et de niveau de deacuteveloppement quelques caracteacuteristiques des installations correspondantes

- tableaux 2 agrave 5 reacutealisations en pays industrialiseacutes

- tableaux 6- agrave 8 reacutealisations en pays en voie de deacuteveloppement

TABLEAU 2 REALISATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT TEMPERE

PAYS

Roumanie -Bulgarie

GBretagne

USA

1 j LOCALISATION

I 1 j Valleacutee du Danube | (voir fig 4) 1 1 j Valleacutee de la Lee

1 1 J Camp Peary 1 1

EAU

R

R

bull

1 1 | GEOLOGIE |

| 1 | Valleacutee alluviale | j (sables et graviers)j 1 1 1 l j Craie j j(voir fig 5) j 1 1 1 1 (Lentille deau dans | jeau saleacutee j

1 1

VOL

2109

AQUI

m3

DISPOSITIFS

bassins

bull puits

puits

1 ICOLMA

I 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

1 | TRAIT

| Preacute

1 1 1 1 2 1 1 1 j Preacute 1 1

1 | PERFORMANCES r i i i i j12 millions de j m3an

1 1 | entre 45 et 20 j m3h

1 bull

1 1 1 PRIX |

1 1 i i i i i i i i icirc 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

Notations

R e eau de riviegravere Preacute= preacutetraitement des eaux 2 raquo traitement secondaire des eaux

FIGURE 4

- VALLEE DUDANUBE - ROUMANIE-BULGARIE

(HODHAHIB)

m - d CALAT

MAJUk

Belgrade SEVEXraquo bull laquo bull 8L

Bucarest deg

(BULGARIE)

(Extrait du Document Ccedil 5 i47 ) bull bull bull bull bull bull

- 107 -

FIGURE 5

VALLEE DE LA LEE - GE0L0GIE-PIEZ0METRIE AVANT ET APRES ALIMENTATION

ARTIFICIELLE DURANT LA PERIODE 1954-1955

1 mite gt 1

Terrains superficiels

Eii3 Argiles de Londres

KiZij VoohvJch e t Reading beds (5mper7traquosbFe

Pampi Sables thanegravetiens

P 3 Craie

mdashmdash Njyrau piucircrorpucirclricircque en octobre 1953

(svanL DIcircirrcntattoT OftificicirccIIe) -~mdash Niveau piumlocircromstriqus maximum apregraves rnjrciian

durant la peacuteriode lS5f-19S5

Sx-Oiaugravet du Document t 2028)

TABLEAU 3 REALISATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT CONTINENTAL

i PAYS

| URSS

| Pologne

| LOCALISATION

| I | Valleacutee de la | Prut

I | Wroclaw

i

EAU

R

R

I | GEOLOGIE

iPlaine alluviale |(voir fig 6)

ISeacutediments tertiaires

I I

VOL AQUI I | DISPOSITIFS

|bassins agrave

I I I |fosseacutes et (eacutetangs

i

I |C0LMA

sable| P I I 1 |PCB 1 1

1 1 | TRAIT

I

1 | Preacute

1 1 1 | Preacute

1 1 1

PERFORMANCES

12S0OO m3jour

PRIX

Notations

H = eau de riviegravere P ~ physique C raquo chimique B = biologique

Preacute = preacutetraitement des eaux

- 108 -

FIGURE 6

VALLEE DE LA PRUT

l l t 1 T

A r g i l e du miocegravene

i _ i J - i J i laquov t iuml j 100 200 300 400 500

P i s t a n e e (en megravetres) 6 0 0

lHxtrialt du Ucircocumervt Ccedil 513^1 )

TABLEAU 4 REALISATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT MEDITERRANEEN

PAYS

USA

1 | | LOCALISATION | EAU

GEOLOGIE 1 I (VOL A8UI | DISPOSITIFS

jComte de Los I Angeles |(voir fig 7) I I

(Bassins remplis de (seacutediments mal |consolideacutes i i

gt agrave 12 10s m3

|bassins et |terrains |deacutepandage I

j COLMA | TRAIT | PERFORMANCES j PRIX

I Preacute | 60 m3s jde re-|vient [de 4 agrave |242 pou H (icirceee n3 I

Notations

R = riviegravere P = physique

Preacute = preacutetraitement

- 109 -

pound O

- H -M

a a

O gtrt bullXi rH a -H o bullraquo-gt

K 3

bull S bull 0)

-=f G rH O

ta

ta 0)

raquoltD 4-raquo bull H KJ u +gt X

d o

n o bulla

a a

ta

o bulla 6raquor4 p O

bullbullgt laquo ta a fcgtd

irvviraquo bullH ni

- 110 -

TABLEAU 5 REALISATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT ARIDE

PAYS

U R S S

1 | LOCALISATION

1 1 |P la ines de jKarakourt

l

EAU

R

1 | GEOLOGIE

1 1 JAlluvions forma-j t i o n s de l ta iumlques

1

I |VOL

1 i 1

AQUI 1 | DISPOSITIFS

| Pui t s 1 1

1 ICOLHA

1 1 1 P 1 1

1 |TRAIT

1 1 1 1 1

PERFORMANCES 1 | PRIX

1 1

Notations

R raquo riviegravere P = physique

TABLEAU 6 REALISATIONS EN PAYS EN VOIE DE DEVELOPPEMENT A CLIMAT MEDITERRANEEN

1 1 I I I I 1 1 PAYS j LOCALISATION EAU j GEOLOGIE |VOL AQUI | DISPOSITIFS |COLMA |TRAIT j PERFORMANCES j PRIX j

1 I I 1 I I 1 1 I I i i l 1 1 1 1 1 bdquo I I

Tunisie |Massif de | R | Calcaires | | P e t i t s barrages| P | Preacute 132 10deg m3an | | Izaghouan | j (voir f i g 8) j | l l l i l j ( v o i r f i g 8) | j j | I I I I I

1 1 1 1 1 1 1 i l I I 1 1 1 1 1 I sraeuml l |P la ine c S t i egrave r e | R | Pla ine l i t t o r a l e | |Pu i t s | PB | 2 | gt 10 10deg m3an | |

| ( v o i r f i g 9) j j (vo ir f i g 9) j j I I I i l

1 1 I I 1 1 1 1 1 i l 1 1 l l l I I I s r a euml l |Source de Yarkon | R | Roches carbonateacutees |900 10deg m3 |Puits mixtes | PB | 2 |entre 500 e t 1000 |de r e - |

1 I 1 p l i s s eacute e s j j l i t 3h jvient j I I I (voir fig 10) | j l l l I001S2 | 1 I I I I l l l Ipar n3 | 1 I l 1 1 i l I I l l l I I

I s r a euml l |Dan Projet (Tel | U | Dunes de sab le s | |Bass ins |PCB | 2 |300000 m3jour |de r e - | 1 Aviv) i l i l l l l jv ient j I i l I I i 1 1 i00262 | j i l i l I I jpar m3 i 1 I I I I l l l I I

Notations

R = riviegravere U = useacutee P = physique C = chimique B = biologique 2 = secondaire

- 111 -

FIGURE 8

MASSIF CALCAIRE DE ZAGHOUAN (Tun i s i e )

fmdash bull (n 1 f F H r

f Hammamet

SOUSSE --

5gt

+gtmdash mdashmdash mdash

^-a mdash

bull bull

9 - c a l c a i r e s du j u r a s s i q u e s u p eacute r i e u r

5 e t 1 - c a l c a i r e s djj l i a s

N-O m s-o

DJSBJL r i A H N C a

ampEacuteEacuteEacuteamp5

lLxtnaJjt du Document Ccedil 513^11 bull bull bull bull bull bull

- 112 -

FIGURE 9

FORMATION AQUIFERE DE LA PLAINE COTIERE

ISRAEumlL

Echelle

Limites des collines et raquoraquogtmdash des montagnes

Canalisations nationales bull deau laquo -Source raquo Ville

Direction de 1raquoeacutecoulement ~- ~ eaux souterraines

Zone de forages dexploitation

N n

Mer Zone de PLAINE COTIERE D1ISRAEumlL - PBOFIL SCHEMATIQUE

Z Z 7 Z ^ 7 7 Z Z Z Z Z Z pound ^ g f l a nappe ^T (ampgtgt p h r eacute a t i q u e bullpoundamp

iuml i d eacute s

S c h i s t e s a rg i l eux

(extrait du Document Ccedil 513U1 ) bull bull bull bull bull

- 113 -

FIGUREacute 10

SOURCE DE YARKON ISRAEumlL

ONO

PROFIL TRANSVERSAL DE LA FORMATION DANS LES MONTS DE JUDEE

Meacute ri i terraneacute e VAVHE

Plsst

J Aquifegravere

(Pleacuteistocegravene (Gregrave

Roches

es M (Neogene Neogsh _ deg

(Schistes

Sench

CeLraquostdol

2J impermeacuteables

(Seacutenonien

raquoraquoraquobull

Eocch

(Marnes crayeuses

(Turonien-Ceacutenomanien (calcaires et dolomites

(Craies (eacuteocegravenes (semi-(impermeacuteables

Q - (Ceacutenomanien infeacuterieur 1 (Dolomites

L e s h (Creacute t aceacute i n f eacute r i e u r ( S c h i s t e s

(dxtAaUL du Document Ccedil 513^1 )

TABLEAU 7 REALISATIONS EN PAYS EN VOIE DE DEVELOPPEMENT A CLIMAT SEMI-ARIDE

i r~ I I i l I I I i l I PAYS LOCALISATION | EAU | GEOLOGIE | VOL AQUI| DISPOSITIFS |COLMA |TRAIT | PERFORMANCES | PRIX |

i I I I lt i I i I I I I I l i i j Algeacuterie jvalleacutee de loued | R |deacutepots alluviaux | 20 agrave 30 (ameacutenagements du | P | I 510deg m3an | |

iBiskra I I 1 n6 bdquo | H t de loued I I I i l | |(voir fig 11) | | 10 m3 I I I I I 1 1 I I I I I I I I I

Notations

R = eau de riviegravere p = colmatage physique

114

FIGURE 11

VALLEE ALLUVIALE DE BISKRA (ALGERIE)

^r Meacutediterrans

Figure 11 Valleacutee a l luv ia le de Biskra

Echelle

bull M M iumllaquoklaquo

((LxtnaLt du Document Ccedil 513^1)

TABLEAU 8 REALISATIONS EN PAYS EN VOIE DE DEVELOPPEMENT A CLIMAT TROPICAL

l i t i i | PAYS | LOCALISATION | EAU | GEOLOGIE |VOL AQUI | DISPOSITIFS ICOLMA (TRAIT j PERFORBANCES | PRIX |

i i i l i l i i I I 3 I I Inde |Ahmedabad | R | sable (voir f i g 12) | Ipuits dans l e | PB | 1 | 4 5 10 m3jour dinves-| I I I I i 1 l i t de la j j | [ t i s se - | I l I I 1 Iriviegravere | j j jment | I l I I 1 |(voir fig 13) | j j (faible |

1 1 1 I l I I I I

Notations R = eau de riviegravere P = colmatage physique B = crvlmatagccedil hi ni odegique

1 = traitement primaire

bull bull bull bull bull bull

- 115 -

Crosraquo Stetions or tnraquo Sobormali Rivraquor Ot Ahmlaquodotgtod

Aerosi SubhojSBridnt MorScolraquo llOO O lOO 200

O _ 1 _

IO 20

Ver Scolt

SuSfiojhBridsraquo^

RraquofraquorraquofHraquo I I Riraquo to cucircc

groicircnraquod aond lil Sandvrm sill

E 3 Qov wlth raquoirt

Acraraquo Gond 8ridyraquo

J FIGURE 1 2

Sub-surface section or the Sabarmati River bed poundt Ahmedabad as seen in boring during_ the construction of road bridges across the river Data supplied by Ahmedabad Municipal Corshyporation and PWD Govt of Gujarat

FIGURE 1 3

Map of Ahmedabad city shorring locations of Municipal tubcwcll stations (open circlcs) and privatc tubcwclls (closcd circlcs) In the inset a schematic diagram or the suggested injection rcchargicircng scheme is stiown Pairs of double circlcs along the river indicnc pairs of vater supply and injection wclls

Schcmofic diogrom of tbe propoj icircd siphon rechorge schsrae for-tt)8 Ahmtdobod City

-Injection well -Cblorinofor

Ahmedobod City location pion o f tubewolU

Raferlaquoncel Roilwoy lene

mdash AbodMunlimit bull Privofetubewella 0 Mun Corpo

tubraquowlaquoij Sets orwot^r supply and injac-

AirPOrtA lonwlaquoH

(poundxtjiaJjt4 du Document Z 13312c) bull bull bull bull bull bull

- 116 -

B - INSTALLATIONS DE RECHARGE ARTIFICIELLE AYANT POUR OBJECTIF LE

SOUTIEN DUNE NAPPE DEAU SOUTERRAINE

1 ) LLite de jjz^tallatioiV4

(1

(2

(3

(4

(5

(6

(7

(8

(9

(10

(U

(12

(13

via

(15

(16

(17

(18

(19

Lettonie URSS

Lituanie URSS

Bacircle Suisse

Nappe du canton de Genegraveve Suisse

Donzegravere Mondragon France

Appoigny France

La Moulle France

Menuma Japon

Niigata Japon

Hodcgaya Japon

Wiesbaden RFA

Dortmund RFA

Haltern RFA

Hardham Grande-Bretagne

Peacuteoria USA

Valleacutee de la Durance France

Flushing Meadows USA

Fresno USA

St Croix Virgin Islands

(G 51341)

(G 51341)

(G 51341 F 2028)

(6618945)

(G 51341 F 2028)

(G 51341 F 2028)

(6627873)

(G 51341)

(G 51341)

(G 51341)

(G 51341)

(G 51341)

(G 51341)

(6622466)

(F 2028)

(G 51341 F 2028)

(G 6230)

(6616816)

(6614931)

2) Le tab-leau cL-apie donne la reacutepartition suivant le climat et le niveau de deacuteveshyloppement des pays concerneacutes des installations preacuteceacutedentes

NB il est inteacuteressant de remarquer que toutes les installations reacutepertorieacutees ont eu lieu en pays industrialiseacutes ce qui est logique car ces pays ont des besoins en eau tregraves importants donc exploitent largement leurs reacuteserves soutershyraines

Les installations de recharge artificielle pour le soutien de nappe dans le pays en voie de deacuteveloppement ne sont quagrave leacutetat du projet qui verront certainement le jour avec laugmentation des besoins en eau de ces pays

3) LeA tableaux 9 agrave 13 donnent pour chaque cas de climat et de niveau de deacuteveloppeshyment quelques caracteacuteristiques des installations correspondantes

- 117 -

NIVEAU DE CLIMAT ^ P J L V E L O P P E M

TEMPERE

CONTINENTAL

MEDITERRANEEN

SEMI-ARIDE

ARIDE

TROPICAL

INDUSTRIALISE

(1) (2) (3 ) (4 ) (5 ) (6 ) (7) (8) (S) (10) (11) (12) (13) (14) ( t a b l e a u x 9 e t 9 b i s )

(15) ( t a b l e a u 10)

(16) ( t a b l e a u 11)

(17) (18) ( t a b l e a u 12)

(19) ( t a b l e a u 13)

EN VOIE DE DEVELOPPEMENT

TABLEAU S REALISATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT TEMPERE

I l I I I I I I I 1 j PAYS | LOCALISATION | EAU | GEOLOGIE |VOL AQUI | DISPOSITIFS |C0LMA |TRAIT | PERFORMANCES | PRIX 1 1 1 1 1 I l i l i l 1 1 1 1 | URSS iLettonie | L lAlluvions e t deacutep6ts | |Bass ins 1 P-C | Preacute | 0 7 agrave 10 mjour | j | 1 |morainiques 1 | ( v o i r f i g 14) | | | | 1 1 1 1 i i i i I I I I I 1 | URSS iKaunas (Lituanie)1 R |Plaine a l l u v i a l e | |Bass ins | P | P r eacute agrave l | 2 8 agrave 005 njour | | | j i ( v o i r f i g 15) j j ( vo i r f i g 15) j j j j I l I I 1 I I I 1 1 1 I I 1 1 1 1 fi 1 | Suisse |Bacircle 1 R |Pla ine d a l luv ions | |Fosseacutes 1 P | 1 | 65 x 10 m3an |de r e -j j | | f l u v i o - g l a c i a i r e s | | (vo ir f i g 17) | j | | v i e n t j 1 i j (vo ir f i g 16) j j I I I |0 0242 1 I I I I I I I I Ipar m5 1 1

| Suisse j Canton de Genegraveve 1 R 1 Deacutepocircts morainiques j 18 10s ra3 JBassins et j P j 1 j 13 x 106 m3an jde re-| |(voir f ig 18) | | | jdrains | j j jvient 1 1 I I I I I I I j10 agrave 14 1 1 I I i l I I I Icent 1 1 I I I I l i t |suisses 1 1 I I I I 1 1 1 Ipar n3 1 1 1 i l i i 1 1 I I I 1 | France |Donzere-Mondragon| R lAlluvions f l u v i a - |105 10 m3 |Fosses d i n j e c - | P | Preacute | 8 5 m3s |charges I i I j t i l e s (vo ir f i g l 9 ) i j t ion 1 | j jd expl I I I I j j(voir f ig 20) j j j J400000F 1 1 I I I I I I I Ipar an 1 1 1 1 1 1 3 1 I 1 | France |Appoigny 1 R lAlluvions f l u v i a l e s 1180 10 m3 |Bass ins agrave s a b l e | P | Preacute |1000 m3jour | i l i i i j l v o i r f i g 21) j i j | 1 1 I I I I 1 1 1 1 France La Moulle R iCraie fissureacutee Bassins agrave sablei P 1 16IO6 m3an

(voir fig 22) (voir f ig 23) (10000 m2) J

- 118 -

FIGURE 14

PLAN DES OUVRAGES HYDRAULIQUES DE BALTEZERS REPUBLIQUE SOCIALISTE

SOVIETIQUE DE LETTONIE

(SxtnaJJ du Document Q 513^1 )

- 119 -

FIGURE 15

INSTALLATIONS DALIMENTATION ARTIFICIELLE DEIGULAI REPUBLIQUE SOCIALISTE

SOVIETIQUE DE LITUANIE

Legeiuiuml

1 Puits dexploitation 2 Puits dobservation 3 Station de pompage h Bassin dinfiltration

aglQ23 ^

A VA l

tma

Gravxer

S a b l e

Y777 T e r r e g r a s s e

7 Sab le mecircleacute de t e r r e g r a s s e j

(ExtAaJut du Document Ccedil 513^1 )

bull bull bull

- 120 -

FIGURE 16

COUPE HYDROGEOLOGIQUE DU SITE DE LA HARD (MUTTENZ-BALE)

giicircpositif tjltgtfitrjtun

II l VV95m v -bull bullbullbullbull

bullbull- bullbull -yf---w ^ ltbullraquo bullbull(vs5 bullbull A--raquo-

FIGURE 17

PLAN DE LAMENAGEMENT DALIMENTATION ARTIFICIELLE DE LA

NAPPE DE LA HARD (MUTTENZ-BALE)

OAcircUE Ccedily Prise en r7ytera

copy_ Station filtrante

(D_ Conduite dteu fiitrio

QFossucircn dinnltrction

_ Puits diuml repreumlso

copy Reacuteservoir deau poiumltUe et stetion de pampago

_ raquo _ l^ tajw _ J I _ 2Ttftipe

ttUTTENZ PHATTELH

leuroxtnaAgravejLi du Document h 2028)

- 121 -

FIGURE 18

PLAN DE SITUATION DE LA NAPPE DE LARVE ET DES OUVRAGES

I Fronlentx 2 Florencs 3 Corouga 4 Vmty (pont) S Veuy (uagravenraquo) 6 Trains

7 SooMnraquo dAnraquo 8 Perly 9 Sorol 10 Veyriat (Franc) il Gcitlard (F) 12 Crochu (F) 13 Veiraquo (F) bull Pulrs -J- PirKgtfnagravegtrraquo

x x

^ f Noppe deacute ^ rAilordonV x+ +

(E-xtnaiA du Document 66189^5)

Echees _ J l C T

lOOm

iroo-iVraquo SOCn-Vs

FIGURE 19

SCHEMA DE LALIMENTATION

ARTIFICIELLE A DONZERE-MONDRAGON

(ampctnaLt du Document h 2028)

m bull bull bull bull bull

- 122 -

FIGURE 20

DISPOSITIF DINJECTION

G r i l l e de f i l t r a t i o n Canal

d a l i m e n t acirc t P u i t s d i n f i l t r a t i o n

Gravier compacteacute bull-v ( 1 0 - 3 0 mm) --- -s

-~ii

Tuyau p e r f o r eacute - - iicirc TE ( D i a m egrave t r e bullbull - ^ -^ 056 m) bullbullbullbullf-_-_-|

bullAlluvions -(profondeurr 8 -18 megravetres)

^S^UMSIumlEATUi-l IMPERMEABLE

lCxtnoJJ du Document Ccedil 513^1)

123 -

FIGURE 21

NAPPE DE LA VALLEE DE LYONNE A APPOIGNY FRANCE

bulllt

Station de pompage - M

JC3 puits raquoP

Prise deau

Bac de deacutecantation

bull

laquo i

laquoiuml bullOi

Pompe de r e p r i s e

bullQtrademdashpieacutezomegravetre No

(ExtAOAgraveA du Document Ccedil 513^1)

FIGURE 22

GRAVELKES bull^IumlOUNKERQUS

bullEAU INDUSTRIELLE i l ] LAC DE BELLEVUE

LILLE

USINE DE FABRICATION DEAU POTABLE DcMOULLE

VALENClHWNHS^raquo

OOUAraquo tk^in y v

(poundxtsi(LUt du Document 6627873) bull bull bull bull

- 124 -

FIGURE 23

COUPE GEOLOGIQUE DU BASSIN VERSANT DAPRES BRGM

20N5 OAV5 lAOJElLE LA -1APPE DE IA CH-OE EST CAPtlVc SOUS IcircE TEfWKJraquo TEariUSH

Surface d la nap4 en mars-avril 1357

la nappa en mai 1072

TABLEAU 5 BIS REALISATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT TEMPERE

| PAYS | LOCALISATION | EAU j GEOLOGIE jvOL AQUI | DISPOSITIFS |COLHA jniAIT j PERFORMANCES | PRIX |

j Japon JMenuma | R JDiluvium j |Pu i t s d i n - | P-C | 2 |4 000 m3Jour j j j j t vo i r f i g 24) j j t vo i r f i g 24) j j j e c t i o n I I I i l

j Japon JNiigata 1 R JDiluvium j gt 120 10 5 m3 jPui t s d i n j e c - | P-C j 2 j20000 m3Jour jde r e - j j j t vo i r f i g 25) | j t vo i r f i g 25) j j t ion j j j jv ient j i l i l j j tvo ir f i g 2 5 ) | j j |0 02 $ j j j I I 1 1 1 1 j 1 i3 |

j Japon JHodogaya j U JDiluvium | |Pu i t s d i n j e c - j C | 2 J35 m3h j j i l j j 1 U i o n 1 I i j j i i i l j j tvo ir f i g 26)j j j j j

j RFA IWiesbaden | R JAlluvions f l u - j jflassins |P-C-B j 1 jlOO 10 6 m3an i I j i i j v i a l e s j j tvo ir f i g 27)j j j j j i l i j t v o i r f i g 27) j j j i j j j

| RFA JDortmund j R JAlluvions f l u v i a - j JBassins j P-B j Precirc jlOO 10 6 m3an jde r e - j j | j j t i l e s j j tvo ir f i g 28 ) j j j jv ient j j | | j t vo i r f i g 28) j j 1 i | |entre | j i i l i l i i i i deg gt 0 3 e t i i i i i i i i i i i 0 raquo 0 9 i 1 j I I j 1 i i |Par bull i

RFA Sables de Haltern L Sables profonds e t 108 10 s m3 Bassins Preacute 44 10 6 ngt3an (vo ir f i g 29) a l luv ions de (voir f i g 29)

1 t recouvrement [ I I I l

1 CB lHardham (Sussex) j R jSable-limoneux j |Bass ins j P j Precirc J26OO0 m3jour j j 1 1 I I I I I I I I I

Notations

Eau R raquo= eau de riviegravere U s eaux useacutees

Colmatage P raquo colmatage physique C raquo chimique B - bull bol ialt

Traitement Preacute = preacutetraitement 1 primaire 2 s secondaire

- 125 -

FIGURE 24

PROJET DINJECTION DE MENUNA JAPON

CARTE HYDROGEOLOGIQUE DE LA PLAINE DE KVANTO

Zone d a l i m e n t a t i o n des nappes c a p t i v e s

Zone de c i r c u l a t i o n des eaux douces c a p t i v e s

Zone d e a u x s o u t e r r a i n e s s e m i - c o n n eacute e s

TTTT-

200

Eaux souterraines coloreacutees du groupe de Kazusa Direction principale du courant des eaux douces souterraines

Limite infeacuterieure des deacutepocircts du plio-pleacuteistocegravene du groupe de Kazusz

Aluvions

Roches preacuteshytertiaires

PROFIL GENERALISE AB Groupe Kazusa

(Plio-pleacuteistocegravene)

(ExtnaiA du Document Ccedil 513b1) bull bullbullbullbull bull

- 126 -

FIGURE 25

PROJET DINJECTION DE NIIGATA - JAPON

C a r t e i n d i q u a n t l e m p l a c e m e n t d e s d i s p o s i t i f s d i n s e r t i o n

J D i s p o s i t i f s d i n j e c t i o n

B a s s i n de d eacute c a n t a t i o n

P r o d u i t s c h i m i q u e s p o u r l e t r a i t e shyment

^V^AJi-^r 1^^ 6 ^ e ^ e a u b r u t e

C ugrave-

i l i Vlaquo

I1III

P l a i n e c ocirc t i egrave r e Beacutegions montagneuses

(C-xJjiaUi du Document Ccedil 513U1 ) bull bull bull bull bull bull

- 127 -

FIGURE 26

INSTALLATION DINJECTION DE HODOGAYA

cp Vanne darrecirct ^

Pompe

R eacute s e r v o i r d e a u

G r a v e t t e f i l t r e compacteacute

Figure puit

JAPON

montrant la s dinjection

Tokyo zone m

struc Mo 1

eacutetrop

ture des et 2

olitaicircne

(ExtaaU du ucircocumertf Ccedil 51)^1 ) bull bull

- 128 -

FIGURE 27

POMPAGE DEAUX SOUTERRAINES ARTIFICIELLES A SCHIRSTEIN WIESBADEN

r JD

s u r l e Rhin

copy S t a t i o n de pompage copy P u i t s copy B a s s i n de d eacute c a n t a t i o n copy B a s s i n d i n f i l t r a t i o n copy Leveacutee

VALLEE DU BHIN WIESBADEM REPUBLIQUE FEDERALE DALLEMAGNE

lpoundxtAaJJL du Document Ccedil 57J47 )

- 129 -

FIGURE 28

INSTALLATIONS DALIMENTATION ARTIFICIELLE DE DORTMUND

BaBs in de d eacute c a n t a t i o n

P r eacute f i l t r e agrave g r a v i e z

mmmzm Substratum impermeacuteable

YSSSSSS Surfaccedile de la nappe phreacuteatique avant

bullbullbull 1 alimentation artificielle bull Surface de la nappe phreacuteatique apregraves lalimentation artificielle

bdquo+teacirce 1 a Lippeltx

N o t e laquobullmdash iy

Pour approvisionner les villes ~ bullgtegt G-Agrave et les industries on pompe dans la valleacutee de la Ruhr hlO millions de m-2 deau par an dont

320 millraquo de m2 dans lEnvscher 82 mill de m^ dans lu Lippe 6 millraquo de nvi dans la Vupper

et 2 millraquo de m dans la cuvette dEms

VALLEE DE LA RUHR REPUBLIQUE FEDERALE DALLEMAGNE

ouvrages hydrauliques

lx+ialt du Document Ccedil 513^1)

Lac artificiel

Bassin draquoinfiltra- puits de

tion pompage

Bassin dinfiltrashytion

I I

Surface pieacutezomeacutetrique avant lalimentation artificielle

Surface pieacutezomeacutetrique apregraves lalimontation artificielle

~

Sables de Haltorn

Carte de la reacutegion

DISPOSITIF DALIMENTATION ARTIFICIELLE DE HALTERN

REPUBLIQUE FEDERALE DALLEMAGNE

Cologne (K51n)

DlaquossEicanrgt

lExtnaAJi du Document Ccedil 513^1 )

- 131 -

TABLEAU 10 REALISATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT CONTINENTAL

I PAYS j LOCALISATION | EAU | GEOLOGIE | VOL AQUI | DISPOSITIFS | COIJU | TRAIT j PERFORMANCES I PRIX

T USA Peacuteoria (Illinois) R sables et graviers

(voir fig 30) Bassins agrave sable (voir fig 30)

AP Preacute JlO000 m3jour |de re-|vient 10008 FF| jpar rn3

Notations

R = eau de riviegravere P = colmatage physique A = colmatage ducirc aux algues

Preacute = preacutetraitement

FIGURE 30

PLAN ET COUPE DUN BASSIN DINFILTRATION DE PEORIA

Oacsm

mm f^-C^t

i - j laquo m r vsi bullbull bull bullgtraquo bullbullbull gt-r-mdash ~T -- -v bullbull-

JiiC^U-1 vv-------- bull t )- c bullbullsvcbullbull - bull bullbull -bullbull ^Vbullbullbull^bull^iT v^gt^7bull^^T-~----Trrbull^^-^-^-J-C^bullbullbull

Echelles United)

Arriveacutee dcui- Ijriiire

(Existait du Document t 2028)

- 132 -

TABLEAU 11 REALISATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT MEDITERRANEEN

PAYS I I I I I I j LOCALISATION | EAU | GEOLOGIE | VOL AOUI | DISPOSITIFS j COLHA

1 1 1 TRAIT | PERFORMANCES | PRIX |

Valleacutee de la Durance (Voir fig 31)

R Alluvions fluvia- gt 800 10 m3 Puits dinjec- P tiles tion

(voir fig 31)

830 1s

I

Notations

R raquo riviegravere P = colmatage physique 1 = traitement primaire

TABLEAU 12 REALISATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT ARIDE

| PAYS

USA

| USA

1 | LOCALISATION

Flushing Meadows

1 1

JFresno |(voir fig 33) 1 1 1

EAU

bull

R

1 | GEOLOGIE

Sable grossier et graviers

1

|Alluvions reacutecen-jtes dorigine |granitique 1 1

1 | VOL

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

AQUI 1 | DISPOSITIFS

Bassins (voir fig

1

|Bassins 1 1 1 1

32)

1 |COLMA

PB

1 1 1 1 1 P 1 1 1 1

1 |TRAIT

gt 1 1 | 1 | Preacute 1 1 1 1

1 | PERFORMANCES

35 m3s

1 1

|15 10 m3an 1 1 1 1

1 1 | PRIX j

1 1 1 1 de re- j vient 000432 jpar m3 j

1 i |de re- | jvient j |00142 | jpar m3 | 1 1

Notations

R laquo eau de riviegravere U = eaux useacutees

P =raquo colmatage physique B = colmatage biologique

2 raquo traitement secondaire Preacute = preacutetraitement

bullbullbullbullbulllt

- 133 -

FIGURE 31

BASSE VALLEE DE LA DURANCE - FRANCE

TARASCON

Limi t e s de l a p a r t i e c a p t i v e de l a format ion a q u i f egrave r e ( sous des d eacute p ocirc t s a r g i l e u x s u p e r f i c i e l s )

I n s t a l l a t i o n s d i n j e c t i o n ~^mdash P r o f i l eacute t u d i eacute

ipoundxtncuit du Document Ccedil 513^1 ) bull bull bull bull bull bull

- 134 -

FIGURE 32 SCHEMA DU PROJET DE FLUSHING MEADOWS ^-x

R eacute g u l a t e u r d e p r e s s i o n

A l i m e n t a t i o n

Canal dameneacutee Digue

Bassin V T

IOI JΠJLIumlL

=r~w5i bd alt

bull

Puits Ndeg bull 1

50

bull -ltgt

bullbull 3-4

5-6

100 megravetres

I

B _

3=

Tuyau de drainage

J^ Puits Est

Puits

FIGURE 32 BIS SYSTEME DES BASSINS DINFILTRATION SUR CHAQUE COTE DU LIT DE LA RIVIERE ET DES PUITS AU CENTRE POUR POMPER LEAU REGENEREE

Lit de la rivi egravere

horizon imperxeacuteable

(poundXpoundACLUgraveL4 du Document Ccedil 6230) bull bull bull bull

- 135 -

FIGURE 33

ZONAL RESPONSE IN WATER TABLE HYDRAULIC HEAD AND WATER QUALITY

AROUND THE CITY OF FRESNO CALIFORNIE

(poundxtnltzijt du Document 6616816)

TABLEAU 13 REALISATION EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT TROPICAL

i PAYS

USA

i | LOCALISATION |

St Croix (Virgin Islond)

Notations

EAU

U

| GEOLOGIE

Alluvions (voir fig 33 Bis

1

VOL AQUI DISPOSITIFS

Bassins (voir fig

33 Bis)

1 ICOLMA

1 1 PB

1 1 1

1 | TRAIT

1 1

1 1 1 1

PERFORMANCES

38000 n3jour

1 1 1 PRIX |

[de re- [ vient 05602 [par m3

U = eaux useacutees

P = colmatage physique 8 = colmatage biologique

1 = traitement primaire

- 136 -

FIGURE 33 BIS

GEOLOGY OF THE GOLDEN AND NEGRO BAY RECHARGE SITES

i ^ mdash E i f t t a N laquo y o Bay gt ^ bullbull bull Esurraquo Goldltn Grcraquoraquo bull gt

rtorironiai ugraveiitanc ifti

(poundxtialt du Document 661^931 )

bull bull bull bull bull bull

- 137 -

- INSTALLATIONS DE RECHARGE ARTIFICIELLE AYANT POUR OBJECTIF LA

CONSTITUTION DUNE BARRIEgraveRE HYDRAULIQUE CONTRE LINTRUSION

DEAUX SALEacuteES

1 ) L-Lite deA inAtaHaiJonA

(1

(2

(3

(4

(51

(6

(7

(8

(9

(10]

(11

(12)

Long Island USA

Zandvoort Pays-Bas

Tokushima Japon

Water Factory 21 USA

Palo Alto USA

Burdekin Australie

Kalauoo Hawaiuml USA

Dashte Naz Iran

Tanger Maroc

Telbaulba Tunisie

Sebikotane Seacuteneacutegal

Bas Togo Togo

(F 2028 G 51341 G 17874)

(F 2028 G 51341)

(G 51341)

(G 6212 5603546)

(G 6212)

(F 40332 G 51341)

(G 51341)

(Ground Water Ja-Fe 1977)

(F 2028 G 51341 6600101)

(G 6757)

(G 51341 5600835)

(G 51341)

2) Le tabMeau cL-apieA donne la r eacutepar t i t ion des i n s t a l l a t i ons preacuteceacutedentes suivant l e climat et l e niveau de deacuteveloppement des pays concerneacutes

3) LeA tabteaux 1b agrave 19 donnent pour chaque cas p a r t i c u l i e r de climat et de niveau de deacuteveloppement quelques carac teacuter is t iques des i n s t a l l a t i o n s correspondantes

Tableaux 14 agrave 16 r eacutea l i s a t ions en pays indus t r i a l i seacute s

Tableaux 17 agrave 19 r eacutea l i sa t ions en pays en voie de deacuteveloppement

- 138 -

- ______^ NIVEAU DE CLIMAT -^CEVELOPPEM

TEMPERE

CONTINENTAL

MEDITERRANEEN

SEMI-ARIDE

ARIDE

TROPICAL

INDUSTRIALISE

(1) (2 ) (3 ) t a b l e a u 14

(4 ) (5 ) t a b l e a u 15

(6) (7) t a b l e a u 16

EN VOIE DE DEVELOPPEMENT

(8) t a b l e a u 17)

(9 ) (10) t a b l e a u 18

(11) (12) t a b l e a u 19

TABLEAU 14 REALISATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT TEMPERE

C I I I I I I I I I I PAYS | LOCALISATION | EAU | GEOLOGIE | VOL AQUI | DISPOSITIFS |COLHA |TRAIT | PERFORMANCES | PRIX |

1 1 I I I I I 1 1 1 I I I I I I I I I | USA | Bay Park | U |Sable a r g i l e | gt 1200 10 9 m3|Puits d i n j e c - | PCB | 3 |13 agrave 25 1s | | | | Long Is land j | sab le argi leux j | t i o n I I I 1 | | (voir f i g 34) | | ( v o i r f i g 35) | | I I I I I

| Pays-Bas | Zandvoort j R |Plaine l i t t o r a l e | ) 4 5 10 9 m3 jcanaux e t j P j Preacute j 70 10 m3an jde r e -| j | | e t dune | jbass ins | | j | v i en t | | | j (vo ir f i g 36) j j fvo ir f i g 36) j j j |0 245

1 I I I I I I I lFFn3 1 1 1 1 II 1 1 1 II 1 1 1 1 1 1 1

Japon | Tokushima | R |Plaine l i t t o r a l e | |Pu i t s d i n j e c - | P | 2 | 20-25 n3heure | j (vo ir f i g 37) j jdiluvium | j t ion I I I 1 | | |(voir fig 37) | | I I I 1 1 I I I I I I I 1 Notations

R = eaux de riviegravere U = eaux useacutees

P = colmatage physique C = colmatage chimique B = colmatage biologique

Preacute = preacutetraitement des eaux 2 = traitement secondaire 3 = traitement tertiaire

- 139 -

FIGURE 34

LOCATION OF THE BAY ARTIFICIAL-RECHARGE SITE

(C-xtnaAJL du Document Ccedil 5211 )

FIGURE 35

Nord Sud Atlantioue

A r g i l e

^Zdia^) cfe fBe c 0

G r a v i e r

Sable argile sable argileux et limon S a b l e

Roche c o n s o l i d eacute e

lCxtaaJJ- du Document Ccedil 513^1 )

- 140 -

FIGURE 36

NI

n

Limite de la zone s captage

Limite des dunes

i

gt

Mer du Nord Dunes Polder du Lac de Haarlem

urbe ^^y-Lentilles Sables du plexs^ - T tocene ^ ^^aargile

---bullbullbullbull bull-bull-bullbullbullbull ejjgt---gt ltamp ltbull bull v- bullbullbullbull

gt--gtV^

^ampm$^amp^3^amp$^

ZANDV00RT PAYS-BAS

(CxtAaU du Document Ccedil 513^D bull bull bull bull bull

- 141 -

FIGURE 37

Aff l eu remen t s du s u b s t r a t r ocheux

_ _ p r o f o n d e u r du s o c l e rocheux ~ ( c o u r b e de n iveau ) 1ampampampVJ-~- Teneur en Ci s u p eacute r i e u r e agrave

bull Fo rage

copy P u i t s d i n j e c t i o n

TAKASE Deacutepocircts argileux superficiels HATSUMO

icirc l e r

PROJET DINJECTION DE TOKUSHIMA JAPON

fts^ k=eacutepoundagrave amp ^

Tokushima (sur Shikoku)

(6x-tzltzlt du Document Ccedil 513U1 )

- 142 -

FIGURE 38

ORANGE COUNTY CALIFORNIE

bullv KCCU CQ

5Au BtewAepiuo co

raquo _

eiVcZ^iPE- co

0

PIE60 1 l [ IMPERIAL CO i

_ 1 -T-

A i

(CxtacuJ du Document 56035^6)

TABLEAU 15 REALISATIONS EH PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT MEDITERRANEEN

r 1 i PAYS | LOCALISATION | EAU | GEOLOGIE

1 1 1 1 1 1 |VOL AQUI | DISPOSITIFS |COLMA | TRAIT | PERFORMANCES | PRIX

Water Factory 21 U Deacutepocircts marins et Californie continentaux mal (voir fig 38) consolideacutes

Puits dinjecj PB 3

(voir fig39)

066 IJI33

USA Palo Alto (voir f ig 40)

U Sables et jgraviers

I Puits dinjecj PB 6 1s

|(voir fig40)| I I

Notations

U = eaux useacutees

colmatage physique colmatage biologique

3 = traitement tertiaire

bull bull bull bull i

- 143 -

FIGURE 39

FLOW SCHEMATIC AND SAMPLING LOCATIONS FOR WATER FACTORY 21

LIQUID PROCES3IWG

C H E M C A L K I T R O S c N RECARSON-I __ _ icirc ACTIVATES bullDiSlNFECIiCV amp j CLARIFICATION j REMCVAL ATCN [ FILTr^siO^I CARBON 0poundMIKERASJZpound7Gricirc

t t fAOSQPPTiCtt

CAP80H 70 HIcircUSr

bull lt

lJCCTtOlaquolaquo wCLLS

bull laquo C Y C L E

PUMraquoS

S0L1DS HANOLING INJECTIONraquo SYSTEM

bull bull bull bull bull bull

- 144 -

FIGURE 40

PLAN 0F GROUNDWATER RECHARGE FACILITY IN THE PALO ALTO BAYLANDS

msmm FRAgraveSCISCOcircI

0 u

El 6k

PALO ALTO

copy

-e-o

LEGEND

EXTRACTION WELL

INJECTION WELL

MONITOft WELL

lpoundyLtnaLt du Document Q 6212)

- 145 -

TABLEAU 16 REALISATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT TROPICAL

1 f~^ 1 1 1 1 PAYS | LOCALISATION | EAU | GEOLOGIE | VOL AQUI | DISPOSITIFS |COLMA |THAIT j PERFORMANCES | PRIX

Australie Delta du Burdekin Delta avec 345 109 m3 Trancheacutees agrave Preacute (voir fig 41)

-h i

JKalauao Hawaiuml

deacutepocircts alluviaux

I I I I

sable (voir fig41

I Bta2) I H

40 agrave 100 106

m3an des in-vestis-jsements 2 106$

USA jcocircne volcanique 4800 10 in3 Retenue deau (basalte) (voir fig43) (voir fig 43)

120000 m3jour

Notations

R = eaux de riviegravere

P w colmatage physique

Preacute = preacutetraitement

FIGURE 41

CARTE GENERALE

bull Ui KlaquoraquokM

(ExtzaLt du Document Q 513^1 )

- 146 -

FIGURE 42

LOCALITIES OF RECHARGE TRENCHES IN BURDEKIN DELTA

FIGURE 43

TYPICAL CROSS SECTION OF A TRENCH

IpoundxtnaAgraveJbi du Document h U0332)

- 147 -

FIGURE 44

COUPE SCHEMATIQUE MONTRANT LES SOURCES DEAU DE HONOLULU

P u i t s d e K a l a u a o H a w a i i E t a t s - U n i s d A m eacute r i n u e

E c h e l l e

-2snmdash P r eacute c i p i t a t i o n (rrr)

- laquo laquo - - L i g n e s d e n i v e a u p i eacute z o m eacute t r i q u e ( c m )

(SxiAaJJ du Document Ccedil 513^1 )

- 148 -

TABLEAU 17 REALISATIONS EN PAYS EN VOIE DE DEVELOPPEMENT A CLIMAT TEMPERE

1 PAYS | LOCALISATION

j r

GEOLOGIE | VOL AQUI | DISPOSITIFS | COLHA | TRAIT | PERFORMANCES | PRIX

Iran iDashte Naz | N |Sables | jtvoir f ig 45) bull j jtvoir f ig 46) j

I I I I

|Puits din- j jjection j |(voir f ig 47) |

|200 1s I I

N = eau de nappe

FIGURE 45

DASHTE-NAZ FARM AREA

V--

I R A Q

S A U 0 1 A R A 8 I A

MIOOLE EAST AREA

(poundxpoundnaUt4 de VattLcAe do OS W-LLLLaniA pcuiu darvi Qiound Wateji Qa-Fe 1977)

- 149 -

FIGURE 47

CROSS SECTION OF TYPICAL INJECTION WELL

FIGURE 46

RELATION BETWE FRESH AND SALINATED

AQUIFERS IN DASHTE-NAZ

CAS-OH I f A

-bull C -r- ~ - = S ^ trade j f - iuml x bull bull 0 L

_ _ - ^ Fgtistoi cdHgtjkta wi(raquo gtlaquo-raquoai

fx-6iltxiXltJ de VantXcle de pound)poundbull WLilLami paMu dan Ccediliound Wateji Ccedila-Fe 1977 )

bull bull bull bull bull bull

- 1 5 0 -

CARTE GEOLOGIQUE DU CHARF-EL-AKAB

Echelle - ltm

QUATERNAIRE

Allumions

1 I Sable Je couverture

~gt---iuml 1 Sable de phje

1degdegdeg1 Gregraves marin

ANTEQUATERNAIRE

- j Gregraves lortonhn

bullpound3 Gregraves 1 vmucirc Arjiitesj

F-^- Marnes eacuteocegravenes

ugravediens

Mcrres schisteuses secircnonicircennss

bullif- ocircondacss dexploitation t Fesseacutes dabsorption

copy Pieacutezomtlrts G Diachse dinjection

evccedilraquo V^=gt-iuml

EXHAURE ET REALIMENTATION

ARTIFICIELLE DE LA NAPPE DE

CHARF-EL-AKAB (TANGER)

SCHEMA DE PRINCIPE

(poundxJyiaUA du Document 6600101 ) bullbullbullbullbullbull

- 151

TABLEAU 16 REALISATIONS EN PAYS EN VOIE DE DEVELOPPEMENT A CLIMAT MEDITERRANEEN

1 | PAYS

1 1 1 Maroc 1 1 1 1 1 Tunisie 1 1

1 | LOCALISATION

1 1 |Tanger 1 1 |Telboulba 1 1

1 | EAU

1 B 1 1 I 1 1 F 1 1

1 1 | GEOLOGIE | VOL

I 1 1 1 s ICuvette littorale|6 10 Iseacutedimentaire | |(voir fig 48) | | 1 i |Sables fins avec | (couches dargile | i i

AQUI

m3

1 1 | DISPOSITIFS |

1 1 1 |Fosses din- | Ifiltration | |(voir fig48)|

| i 1 i |Pults din- | Ijection | 1 1

COLMA

P

P

1 | TRAIT

I 1 1 1 1 1

1 1-2 1 1

1 | PERFORMANCES

I

1 |106 m3an 1 1 1 1 -|05 10deg ngt3an 1 1

1 1 1 PRIX | 1 1 t 1 1 1 1 1 1 1

1 1 1 1 1 1

Notations R = eau de riviegravere

P = colmatage physique

1 = traitement primaire 2 = traitement secondaire

TABLEAU 19 REALISATIONS EN PAYS EN VOIE DE DEVELOPPEMENT A CLIMAT TROPICAL

1 1 1 1 | VOL AQUI | DISPOSITIFS | COLMA |TRAIT PAYS | LOCALISATION | EAU GEOLOGIE PERFORMANCES | PRIX

Seacuteneacutegal | Sebikotane IRoches carbona- 6010 m3 jRetenue |teacutees karstiques | j(voir fig4SIuml| |(voir fig 49) j | |

+ -+- 4-I

1depandage j

34 10 n3an

Togo Bassin du Bas Togo

Sables dunaires (voir fig SO)

gt 1 4 1 0 S m3 jTerrains 5 6 10 m3an

Notation

R = Eau de r i v i egrave r e

- 152 -

FIGURE 49

ECORCHE DU COMPARTIMENT DE SEBIKOTANE

ECORCHE DU COMPARTIMENT

DE SEBIKOTANE

Rosine infeacuterieur supposa en levraquoJ

i JIumlAMirretir

F N Cad m rcreujf

i rjJ 5AAV t 7srracirces

iKf[^|rT bull | ^T7^WL T Icirc j-r-- r- i - F

jt|l-k bull i T i ^ ^ J iiuml S t e k y X MaUr Guey

(poundxtaU du Document 5600835)

- 153 -

FIGURE 50

PLAINES LITTORALES DU TOGO

Limi te des p eacute n eacute t r a t i o n s UJJJplusmn-LLL d e a u s d e mer ^o

tf C o u r b e s de n i v e a u de l a pound I iuml m i t e iuml h f eacute r i e u r e de l a q u i - ^ bull bull

f egrave r e du c o n t i n e n t a l t e r m i n a l v

E a u de ui(

Oceacutean o

P r o f i l

C o n t i n e n t a l t e r m i n a l

( ^S ta t ion de pompage) T a b l i g b o

Eaux

S-ogt6 W ^

(poundxfrialpound du Document Ccedil 513^1) bull bull bull bull

- 154 -

D - INSTALLATIONS DE RECHARGE ARTIFICIELLE AYANT POUR OBJECTIF

LEacutePURATION NATURELLE DES EAUX PAR PASSAGE DANS LE SOL

1 ) Lutte deA inAtaLlampLLorvi

(1) Bertrange France

(2) Blagnac France

(3) Dangeacute - St Romain France

(4) Ginasservis France

(5) Nancy France

(6) Croissy France

(7) Karlskoga Suegravede

(8) Goteborg Suegravede

(S) Port Leucate France

(10) Boulder USA

(G 2264 bis)

(G 2264 bis)

(G 2264 bis)

(5605250)

(F 2028)

(G 51341 G 3663)

(G 51341 F 2028)

(G 51341 F 2028)

(G 7221)

(G 1681519)

2) Le tabZeau cx-de440uA donne la reacutepartition des installations preacuteceacutedentes suivant le climat et le niveau de deacuteveloppement des pays concerneacutes

mdashbullmdash-___ NIVEAU DE CLIMAT -^DEVELOPPEM

TEMPERE

CONTINENTAL

MEDITERRANEEN

SEMI-ARIDE

ARIDE

TROPICAL

INDUSTRIALISE

(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) Tableaux 20 et 20 bis

(S) Tableau 21

(10) Tableau 22

EN VOIE DE DEVELOPPEMENT

bullbullbullbullbullbull

- 155 -

NB Toutes les installations reacutepertorieacutees ont eacuteteacute construites dans des pays industrialiseacutes Ceci montre bien que face dune part agrave laugmentation des besoins en eau et face dautre partagrave limportance de la quantiteacute deaux useacutees rejeteacutees lalimentation artificielle apparait comme eacutetant un moyen de gestion bien approprieacute

N

3) LampA tableaux 20 agrave 22 donnent pour chaque cas particulier de climat et de niveau de deacuteveloppement quelques caracteacuteristiques des installations correspondantes

TABLEAU 20 INSTALLATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT TEMPERE

| PAYS | LOCALISATION | EAU | GEOLOGIE j VOL AQUI j DISPOSITIFS | COLMA | TRAIT | PERFORMANCES | PRIX

France Bertrange R Alluvions gros- bullBassins agrave PB Preacute 800 m3jour bull 1siegraveres bull bullsable j j Jenviron j

(sables et gra- i itvoir fig51)

1 I I vieuro r s) | i 1 1 I 1

j France 1 Blagnac 1 R JAlluvions gros- | iBassins agrave j PB j Preacute |800 m3jour j | 1 1 Isiegraveres 1 Isable | j lenviron i j j I ((sables et gra- | |(voir figbllj j j j 1 1 I I viers) 1 1 I I I I

France Dangeacute Saint R Alluvions gros- Bassirs agrave PB Preacute 800 n3jour

Romain siegraveres isable [ [environ

(sables et gra- (voir fig51)

r 1 v i e r s ) bull I

j France | Ginasservis j U | 1 |Lagune j PB | 3 |50 m3heure j 1 I (Var) | | 1 Kvoir fig52)| | j |

France Nancy R Alluvions bull Bassins p Preacute 100000 m3j

(voir fig53)

| France j Croissy j R |Craie fissureacutee | |Bassins j PB j 1 |3010 m3an jde revient

| | (voir fig 54) | |sous alluvions | |(voir fig55lj | j |0062 par

1 1 1 |(voir fig54) | | I I I I m3

j | I l 1 9 1 I j I i Suegravede Karlskogo R Alluvions (sables 2 10 m3 Bassins agrave 1 15000 mSjour

(voir fig 56) [et graviers) [ [sable [ [ J J

(voir fig 56) (voir fig56)] j

Notations

R = eaux de riviegravere

U = eaux useacutees

P = colmatage physique

B ~ colmatage biologique

Preacute = preacutetraitement des eaux 1 = traitement primaire 3 = traitement tertiaire

bullbullbullbullbullbull

- 156 -

FIGURE 51

Pt eacute iome t r cm

4 3

4 2 Stiagravettrotum de cateotres marneux tm peu permtobtn ^ -IMPLANTATION -

EcheteViOOO

SP I I I I I I I I I t I rr BOMilt 4raquoJtrotlaquoii

1gtIuml I I M J I I I M I A B

bull Fore 9 bull tf rlaquopi i

laquoraquooo l _ 1 2 0 O

J-raquoraquo

lLxtnaiA du Document Ccedil 226k b-Li)

FIG-52

T iu i teumlu ien t d eacutepuiut iou degraves fcJUii Utgteacutees Urbaines

en vus de Leur recyclage pour la consommation

Scheacutema deprincipe de l installation pilote de GINASSERV1S

ChXraquot olaquoJraquolaquolraquoraquo Otcf lntr iictgtpiraquolraquoraquo

v bull T R A I T E M E N T PRIMAIRE laquot SECONDAIRE

TRAI1EHENT TERTIAIRE

ur

raquo ^ ^ ~ i

C3 J ya amdashraquo f

^ mdash - feu eraquor gtbull bull bull bull bull bull

LACUNE dlaquo r i mj action

(poundxUaU du Document 5605250

- 157 -

FIGURE 53

SCHEMAS EN PLAN ET EN COUPE DE LALIMENTATION ARTIFICIELLE DE LA NAPPE

DE LA MOSELLE A MESSEIN (NANCY)

MoseUe

vers trai

Barrage

25-3 Om | 25-30trade

gt^ |2a3nraquo

f Galerie L J captante

77777777-7777777 Subslratum impermeacuteable

(LxJjiaAgraveJ du Document h 2028)

FIGURE 54

NAPPE SOUTERRAINE DE LA VALLEE DE LA SEINE A CROISSY (FRANCE)

S e i n e Deacutecanteurs

U

P r i s e d eau

F i l t r e s agrave s a b l e

B a s s i n S t a t x o n r _ V e r s l e d m f i l - de _ reseau de t r a t x o n pompage l - d i e t r - i -

1 bution

Craie f i s s u r eacute e

(ExtAcujt du Document Q 513^1 )

- 158 -

FIGURE 55

Usine du PECQ

Prise deau de CROISSY

Chatou 9

bull bull lt - - bull lt iuml gt

FORAGES SLEE bull FORAGES fslJFTl

coupe des terrains suivant A B

a Meuliegraveres e Calcaire grossier b Sables du Stampien f Argiles et sables du Sparnacien c Gases vertes du Sarncisien g Craie blanche Seacutenonienne d Marnes et caillasses h Sables et graviers

(6xtAalt du Document Ccedil 3663)

- 159 -

RESERVOIR DEAU SOUTERRAINE DE KARLSKOGA SUEDE

Carte de l a reacuteg ion

bull w

(ExtnaLt du Document Ccedil 513^1 )

FIGURE 56

SCHEMA DE LALIMENTATION ARTIFICIELLE A KARLSKOGA

(Extnatt du Document t 2028)

- 160 -

TABLEAU 20 BIS INSTALLATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT TEMPERE

1 1 I LOCALISATION | EAU | GEOLOGIE | VOL AQUI

1 1 1 r~ DISPOSITIFS | COLMA | TRAIT | PERFORMANCES | PI

PAYS

Suegravede | Goteborg I I

R |AlIuvlons (sables | jet graviers) | j(voir fig 57) |

Bassins | (voir fig 57) j

| 1 |12000 m3jour I I

Notations

R = eaux de riviegravere

1 = traitement primaire

FIGURE 57

SCHEMA DE LALIMENTATION ARTIFICIELLE A GOTEBORG

Bass in d raquo i n j e c t i o n

Nivlaquo p i eacute z on eacute triccedilju^

v v v V

vSocle cristallin

n M bull

(Cxtnaijt du Document Q 513^1 )

bull

NW Echelle horizontale 1500

PZ5

488 529

590 622-6 28

249-250 HV

360-364-k

482-484

Golel dorgile humifecircre 03cm + golels oxydes

602

690

775-784 810

Lentille dorgile humifecircre 02cm ggft

l ^ g S S J Forte dodeur H2 S 75 926 944

10-1018

1086 bull

1168-12-

1540 L-J

w

Argile humifecircre sableuse

Argile sableuse humifecircre oxydotion ferrique 10

Argile sableuse humifecircre

Deacutebris de- vecircgeacutetoux 10 Traces oxydation 1

Sable tourbeux Deacutebris de bois Soble fin tourbeux

Sable fin tourbeux

Amas de soble argileux humifecircre Soble partiellement tourbeux

054 bullbullbull 089-071

240

354-360

425-428

517

610

9 936

arc

515

Lentille dorgile tourbeuse 1cm Toches doxyde ferrique

Golel dorgile sableuse

Galets dargile sableuse brun-rouge 01 cm Toches humifegraveres Bois en deacutecomposition Soble ovec oxyde ferrique 20 Soble humifecircre H2S Soble humifecircre ovec racines

LEacuteGENDE

] Soble grossier moyen

Soble fin

FIGURE 59 PORT LEUCATE

PLAN DE SITUATION DE LA DUNE DE LA CORREGE

Echelle M 15 000

bullbullbullv Zoneeacutequipeacutee pour l i r r i g a t i o n acirc p a r t i r des ef f luents en 1980

Zone basse planteacutee (+ 2 NGF)

Conduite 0 400

Bassins d i n f i l t r a t ( 1981)

Zone haute non anteacutee (+7NG

M E R bullbull M E D I T E R R A N E E

- 163 -

TABLEAU 21 INSTALLATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT MEDITERRANEEN

j VOL AQUI | DISPOSITIFS |COLMA |TRAIT | PERFORMANCES | PRIX PAYS LOCALISATION EAU j GEOLOGIE

] 1 h Port Leucate U Dunes cStiegraveres

(voir fig 58) Bassins din- PB filtration (voir fig 59)

Preacute 1500 m3Jour

Notations

U = eaux useacutees P = colmatage physique B = colmatage biologique

Preacute = preacutetraitement des eaux

TABLEAU 22 INSTALLATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT SEMI-ARIDE

i 1 r | LOCALISATION | EAU |

PAYS GEOLOGIE VOL AQUI 1 1 1

DISPOSITIFS ICOLMA |TRAIT | PERFORMANCES

1 1mdash4 PRIX

SA Boulder (Colorado)

I bdquo I U jAlluvions (sables et graviers)

Bassins din- j PB filtration

I entre 50000 e t ( f ig 60 ) 200000 m3an

Notations

U = eaux useacutees P = colmatage physique B = colmatage biologique 2 raquo traitement secondaire

bullbullbullbullbullraquo

FIGURE 60

SCHEMATIC 0F BOULDER WASTEWATER TREATMENT PLANT

M

Flow Prlmagravery Diversion Clarifiers

Iteadworks Oox

r L

Trfckling Ti t ters

Secondary Clarifiers Chlori nation

City Collection

System

V

Grit to Land Disposai

Site

Kl

bulla

o a v

Infiltration-Percolation Basins

1 mdash lt To Land

~ Disposai Site

Sludge Vacuum Holding Filters Tanks

(ExtnaU du Document Q 1681519)

- 165 -

L I S T E B I B L I O G R A P H I Q U E

F 2028 BIZE Jf BOURGUET L LEMOINE J Lalimentation artificielle des nappes souterraines Ed Masson et Cie 1S72 199 pages

F 3091

F 40332

FALKENMARK M LINDH G Water for a starving world Westview Press Boulder Colorado Feacutev 1977 204 pages

Proceedings of the groundwater recharge confeacuterence - 1980 Australian Water Resources Council Confeacuterence Seacuteries ndeg 3 281 pages

F 4443 MATHEW K NEWMAN PWG HO GE Groundwater recharge with secondary sewage effluent Australian Water Resources Council 1982 167 pages

F 44521 agrave 4 Artificial groundwater recharge International Symposium - Research results and practical applic Dortmund 1979 Publication 1982 1500 pages environ

F 4462 HUISMAN L 0LSTH00RN TN Artificial groundwater recharge Pitman Advanced Pub Program Ed 1983 320 pages

G 1681519 SMITH DG LIumlNSTEDT KD BENNETT ER Treatment of secondary effluent by infiltration-percolation EPA-6002-79174 Aoucirct 1979 103 pages

G 17874 KOCH E GIAIMO AA SULAM DJ Design and opeacuteration of the artificial-recharge plant at Bay Park New York US Dept of the Interior Geol Survey 1973 14 pages

G 2264 Bis La meacutecanique des fluides et lenvironnement - Preacutevision et maicirctrise de la qualiteacute de leau et de lair Socieacuteteacute Hydrotechnique de France 14egravemes Journeacutees de lHydraulique Paris Sept 1976 Question 4 les eaux souterraines 48 pages

G 3663 A bull bull bull

Plaquette de preacutesentation de linstallation de recharge artificielle de Croissy SLEE sd 16 pages

G 51341 Emmagasinement souterrain des eaux et recharge artificielle Ressources NaturellesSeacuterie Eau ONU ndeg2 1977 307 pages

bullbullbullbullbullbull

- 166 -

G 6094

G 6212

G 6230

G 7221

A bull bull bull

World climate confeacuterence Organisation Meacuteteacuteorologique Mondiale Confeacuterence Feacutevrier 1977 Genegraveve 791 pages

A bull bull bull

Wastewater reuse for groundwater recharge Symposium Office of Wat Recycling Californie 1980 345 pages

A bull bull bull

Possibiliteacutes deacutepandage des eaux useacutees urbaines Rapport Agence RMC 1979 371 pages

A bull bull bull

Lameacutenagement dinfiltration des eaux useacutees de Port-Leucate Socieacuteteacute dEconomie Mixte dEquip et dAmeacutenag de lAude Nov 1981 45 pages

5603546 COFER JR Orange county water districts Water Factory 21 Journ of the Irrigation and Drainage Div Dec 1972 p 553-567

5605250 ALEXANDRE D De leau potable agrave partir des eaux useacutees urbaines Nuisances et Environnement Oct 1973 p 368-374

6600101 MAHI LARAKI M Recircalimentation artificielle de la nappe aquifegravere de Charf-el-Akab TSM LEau Aoucirct-Sept 1970 p 355-359

6609067 JASINSKI B Captages deau dinfiltration du reacuteseau de distribution de Wroclaw (Pologne) TSMLEau Feacutevrier 1976 ndeg 2 p 88-92

6614931 BURAS OK Wastewater reacuteclamation in St Croix JWPCF 1977 49 ndeg 3 p 429-435

6616816 BIANCHI WC NIGHTINGALE HI McCORMICK RL A case history to evaluate the performance of Water-Spreading projects JAWWA Mars 1978 p 176-180

6618945

6622466

CARSAT G Quelques eacutequipements publics de Genegraveve Equip Eur 1978 2 ndeg 98 p 59-67

EDWORTHY KJ Artificial groundwater recharge and its relevance in Britain JIWES 1979 33 ndeg 2 p 151-172

6627873 MARTIN F THEBAULT P La flottation agrave lusine de Moulle Techniques Eau Ass 1981 ndeg 409 p 37-42

6628231 Water for human needs Ass Int Ress en Eau Vol 3 1975 413 pages

bull bull bull t

- 167 -

BARTOLOMEW JC World Atlas Edinbourgh John Bartholomew and Son 1974 167 pages

MARTIN A MOUSSU H Alimentation artificielle de la nappe de Sebikotane (Seacuteneacutegal) par creacuteation dune retenue deau Bull BRGM 1S68 ndeg 1 p 79-88

WILLIAMS DE The Dashte-Naz groundwater barrier and recharge project Groundwater Janvier-Feacutevrier 1977

C O N C L U S I O N

- 171 -

La consommation croissante deau dans tous les paus conduit parfois agrave une surexshyploitation des ressources naturelles le manque deau dans certains paus en deacuteveloppement et la po-Llution de leau dans les paus Industrialiseacutes ont fait que les aestlonnaLnes de leau ont eacutetudieacute toutes les possibiliteacutes de conserver leau quantitativement et qualitativement

Lalimentation artificielle des nappes paiait ecirctie une solution judicieuse agrave ces problegravemes de ressource en eau

Tout au long de cette eacutetude on a miA en eacutevidence les questions techniques et eacuteconomiques

meacutethodes dinflltratlon qualiteacute de leau agrave infecter colmatage de la one dinfiltration coucirct des tiavaux coucirct dexploitation

De nombreux exemples pais tant dans les paus deacuteveloppeacutes que dans les paus du tiers monde aussi bien en climat humide quen gone aiide ou senti aride ont permis de mettre en eacutevidence les avantages et les inconveacutenients de cette techshynique Un bilan eacuteconomique montre que dans de nombreux cas la reacuteallmentatlon artificielle des nappes peut ecirctre consideacutereacutee comme un dispositif efficace dans la gestion de leau dun paus

Cette synthegravese montre aussi le soin quil faut apporter aux eacutetudes preacutealables pour ne pas se heurter agrave de giaves pnoblemes en cours dexploitation

Un autre enseignement tireacute de la lecture des documents est le fait que chaque cas est unique leacutetude dexemples similaires est eacutevidemment Importante mais elle ne leacutesoud pas tous les problegravemes 31 faut en particulier une eacutetude hudiogeacuteologishyque seacuterieuse de la jone

Laction eacutepuratrlce des sols ameacuteliore grandement la qualiteacute de leau ma-ls ce nest pas une seacutecuriteacute suffisante et dans le cas de lutilisation dune eau infiltreacutee pour la consommation animale ou humaine il est neacutecessaire de proceacuteder agrave des controcircles et eacuteventuellement agrave des traitements

La reacutealimentation des nappes permet laugmentation de la quantiteacute deau disponible et en ameacuteliore souvent la qualiteacute cest donc un proceacutedeacute inteacuteressant pour les ones arides et seml arides car leacutevaporatlon Intervient moins que pour un reacuteservoLr deau agrave ciel ouvert 01 est aussi avantageux pour les paus deacutevelopshypeacutes puisquil permet de deacutevelopper la ressource en eau tout en assurant une certaine eacutepuration des eaux brutes ou useacutees que lon infiltre

Page 8: AMELIORATION DE LA RESSOURCE EN EAU LA REALIMEIMTATION DES …

- 10 -

poundnpji ta zieacuteuA^lte dune opeacuteration de iechange eAt dAgraveJiectement Jjee au pheacutenomegravene de co-Lmatage qui tend agrave pietneA linpJJytation de -Leau de lechajige danA teA baAA-inA ou teA puLtA LeA oiLgineA du pheacutenomegravene de coMnatage Aont ta OUAAAgrave dAveA4est phuAiqueA chirniqueA bLoiogAjQjjeA NOUA LampnonA un LnventaJuie desi lemegravedeA contsie -Le colmatage malA -il jLaut deacutejagrave AOutigneA que chaque opeacuteration de Jiechaige eAt un CJXA paAtLcutLeA et que AeuAgraveA deA eAAaAgraveA agrave long ternie et in Aitu permettent den deacutegagent leA paAametAeA

- CHAPITRE I -

L E S E A U X DE R E C H A R G E

- 13 -

Avant dexposer lorigine des eaux de recharge et les traitements eacuteventuels que lon doit leur faire subir il serait utile dintroduire la notion de compatibishyliteacute entre les eaux de recharge et les eaux natives du gisement On peut deacutefinir trois domaines de compatibiliteacute physique chimique et biologique

compatibiliteacute physique elle concerne le pH la teneur en matiegraveres en suspension ou MES

compatibiliteacute chimique elle concerne laction des gaz dissous la teneur en MES en fer en manganegravese en calcium en magneacutesium en silice ainsi que la dureteacute de 1eau

compatibiliteacute biologique elle concerne la preacutesence de pathogegravenes susceptibles de polluer les eaux souterraines

Les traitements eacuteventuels des eaux de recharge visent agrave proteacuteger les eaux du gisement vis-agrave-vis de toute pollution pouvant entraicircner une deacutegradation irreacutevershysible de sa qualiteacute

A - RECHARGE PAR EAUX DE RIVIEgraveRE

1 ) RomanqueA piltLLLmJjriCLuiltZA

a) Lanalyse quantitative de la recharge naturelle de la nappe alluviale par la riviegravere elle-mecircme est essentielle pour pouvoir juger de lefficaciteacute dune recharge artificielle En effet cette analyse permet de deacuteterminer les deacutebits reacuteellement utiles parla recharge artificielle dun aquifegravere donneacute

b) Lanalyse qualitative des eaux de riviegravere permet den connaicirctre le degreacute de polshylution ainsi que la teneur en MES Il faut remarquer que ces deux facteurs peushyvent ecirctre directement influenceacutes par le reacutegime de la riviegravere elle-mecircme Ainsi

en peacuteriode deacutetiage la pollution des eaux peut ecirctre plus importante quagrave lorshydinaire

en peacuteriode de crue un transport solide important peut apparaicirctre augmentant du mecircme coup la teneur en MES (F 2028)

Les eacutetudes en vue dune recharge artificielle par des eaux de riviegravere doivent donc se faire sur une large plage de valeurs des deacutebits

La pollution et la teneur en MES jouant un rocircle tregraves important vis-agrave-vis du pheacutenomegravene de colmatage le pompage en riviegravere peut donc ecirctre intermittent ou conshytinu suivant les toleacuterances admises pour la pollution et la teneur en MES des eaux de recharge

2) Eaux dltZAtinecirceA agrave ampOie jjipoundJJJyieacuteesgt dan dzA baj4inA (F 2518 F 3469)

Suivant le degreacute de pollution et la teneur en MES de la riviegravere les eaux peuvent subir les traitement suivants

- 14 -

preacute-traitement deacutegrillage suivi dune simple deacutecantation Cest le cas des oueds et des cours deau ne preacutesentant pas de pollution notable

NB les anciennes sabliegraveres se preacutesentent comme eacutetant dexcellents bassins de deacutecantation

traitement primaire en station injection de coagulants deacutecantation et filtra-tion sur sable pour reacuteduire la teneur en MES et la demande biologique en oxygegravene des eaux

Exemple

Croissy (eau de Seine) - la figure 1 donne un scheacutema de linstallation (G 3663)

Moulle (eau de lAa) (6627873 6625917 6627956)

Appoigny(eau de lYonne) (G 1947)

Remarque dans le cas deacutepandage superficiel des eaux de recharge on ne procegravede pas agrave une steacuterilisation lors du traitement En effet la chloration aurait le grand inconveacutenient de deacutetruire dans les bassins laction eacutepuratrice des bacteacuteries diverses qui oxydent et mineacuteralisent les diffeacuterents produits organiques preacutesents dans les eaux (G 3459)

FIGURE 1

EXEMPLE DE CROISSY

(poundxiiaJJ du Document Ccedil 3663)

bull bull bull bull bull

- 15 -

3) Eaux desitlneacuteesi agrave linfection (F 3469 F 2028)

Remarque preacuteliminaire les eaux dinjection dune maniegravere geacuteneacuterale doivent ecirctre deacutebarrasseacutees de toute pollution susceptible dalteacuterer la qualiteacute des eaux du gisement et notamment des matiegraveres toxiques non eacuteliminables par filtration naturelle De plus les eaux dinjection doivent ecirctre chimiquement compatibles avec les eaux du gisement

En geacuteneacuteral en plus dun traitement primaire classique les eaux de riviegraveres desshytineacutees agrave linjection subissent un traitement secondaire plus ou moins eacutelaboreacute en fonction de leur degreacute de pollution Ce traitement vise principalement agrave deacutesaeacuterer leau et agrave la steacuteriliser avant injection

Exemples (F 2028)

En Israeumll (eaux du Lac de Tibeacuteriade)

En Californie (eaux des torrents de la Sierra Nevada)

3 - RECHARGE PAR EAUX USEacuteES

Le niveau de traitement des eaux useacutees destineacutees agrave la recharge artificielle deacutepend tregraves largement de lorigine de celles-ci (domestique ou industrielle) et aussi de la nature des terrains de recharge

Le tableau 1 (extrait de 6604561) rappelle la nature des pollutions en fonction de lorigine des eaux useacutees

Le tableau 2 (G 6501) donne agrave titre indicatif les recommandations du Service de Santeacute de la Californie pour lutilisation agrave des fins de recharge artificielle deaux useacutees

Le tableau 3 (G 6501) montre par des exemples la diversiteacute des traitements que lon peut appliquer suivant les paramegravetres de la recharge

ConcAgravewiioni

Comme nous lavons deacutejagrave souligneacute dans lintroduction chaque opeacuteration de recharshyge doit ecirctre traiteacutee comme un cas particulier Le niveau de traitement requis pour les eaux de recharge en est une preuve Aussi seuls des essais in situ et agrave long terme associeacutes agrave lexpeacuterience du professionnel peuvent deacutefinir les traishytements neacutecessaires des eaux de recharge Cette eacutetape est importante car elle conditionne la rentabiliteacute de lensemble de lopeacuteration de recharge le coucirct du traitement entrant pour une part importante dans le coucirct global (F 2028 G 6501)

bull bull bull bull bull bull

- 16

TABLEAU 1

Sources deaux useacutees

- Eaux useacutees urbaines

non traiteacutees

traiteacutees

fosses septiques

- Eaux useacutees industrielles

eau de refroidissement

industries alimentaires

industrie du papier

industrie chimique et traitement des meacutetaux

industrie du peacutetrole

- Irrigation

- Ruissellement urbain et nettoyage des

- Eau de crues

Types de pollution

composeacutes organiques et mineacuteraux matiegraveres en suspension faibles teneurs en meacutetaux lourds et en toxiques Tregraves forte teneur en DBO Biodeacutegradable ou non deacutegradabie

composeacutes organiques et mineacuteraux faibles teneurs en meacutetaux lourds et en toxiques Substances biodeacutegradables et non deacutegra-dables

surtout des matiegraveres organiques Biodeacuteshygradable

chaleur

composeacutes organiques et matiegraveres en susshypension surtout DBO eacuteleveacute Particuliegraveshyrement biodeacutegradables

composeacutes organiques et mineacuteraux En partie biodeacutegradable Quelques matiegraveres solides organiques en suspension

composeacutes organiques et mineacuteraux y compris des meacutetaux lourds des toxiques et des substances dangereuses Selon le proceacutedeacute certaines substances sont biodeacutegradables

composeacutes organiques biodeacutegradables et non biodeacutegradables surtout Nombreux toxiques et substances dangereuses

deacutechets organiques et mineacuteraux subsshytances nutritives sels de lessivage du sol substances biodeacutegradables ou non biodeacutegradables matiegraveres en suspenshysion

mers composeacutes organiques et mineacuteraux fortes charges en DBO substances nutritives pesticides matiegraveres en suspension en partie biodeacutegradables

composeacutes organiques et mineacuteraux matiegraveres en suspension en partie biodeacutegradables Eminemment variable selon lutilisation du sol

(tsiaducJUon du tableau 1 eyLtnaJut du Document 66OU561 )

bull bull bull bull bull

17 -

TABLEAU 2

NIVEAUX DE TRAITEMENT RECOMMANDES POUR LES EAUX USEES EPUREES

UTILISEES A LA RECHARGE DES NAPPES SOUTERRAINES

1

2

3

t

5

6

7

par eacutepandage superficiel

Veacuterification de linexistence de deacutecharges deffluent industriels toxiques dans les eaux useacutees utiliseacutees

Oxydation biologique normale (traitement secondaire)

Adsorption sur charbon actif (temps de contact 30 mn demande chimique doxygegravene reacutesiduelle moins de 5 mg1)

Epandage avec percolation de leffluent dans la zone aeacuterobie non satureacutee du sol non remanieacutee - profondeur minimale de la nappe 3 megravetres

- une semaine deacutepandage alterneacutee avec 2 semaines dassegravechement

Dilution par une quantiteacute eacutegale deau souterraine naturelle

Leau de recharge doit rester dans la nappe pendant un an avant decirctre extraite

La qualiteacute de leau souterraine doit ecirctre doit ecirctre reacuteguliegraverement surveilleacutee

l

2

3

A

5

6

7

8

9

10

11

12

ou par injection directe

Veacuterification de linexistence de deacutecharges deffluent industriels toxiques dans les eaux useacutees

Oxydation biologique normale (traitement secondaire)

Deacutesinfection correcte (chlorination)

Coagulation-floculation chimique

Deacutecantation

Filtration rapide sur sable

Adsorption sur charbon actif

Deacutemineacuteralisation par osmose inverse

Aeacuteration par aspersion pour leacutelimination des composeacutes organiques volatils

Dilution par une quantiteacute eacutegale deau souterraine naturelle

Leau de recharge doit rester dans la sapps pendant un an avant decirctre extraite

La qualiteacute de leau souterraine doit ecirctre recircguliegravereoent surveilleacutee

(acirc-x-ttalt du Document Ccedil 6501 )

bull bullbullbullbullbull

- 18 -

TABLEAU 3

PRINCIPALES INSTALLATIONS DE RECHARGES DE NAPPE SOUTERRAINES EN CALIFORNIE

UTILISANT LES EAUX USEES EPUREES

Nom de iumla station de reacutecupeacuteration

deaux useacutees San Joseacute Creek (Whittier)

Whittier Narrow

Water Factory 21 (Orange County)

Chino Basin (Ontario)

Palo Alto

Proceacutedeacutes de traitement =

Proceacutedeacutes de traitement

des eaux useacutees

Meacutethode de recharge des

eaux souterraines

Problegraveme agrave

reacutesoudre Deacutebit annuel reacutecupeacutereacute en millions de m-

DP BA CF FR Ch

DP BA CF FR Ch

DP BA CF FR AAeA ACA 01 Ch

DP LB

DPBACFFR Ch Ozonisation

Epandage superficiel

Epandage superficiel

Injection directe

Epandage superficiel

Injection directe

Deacutecantation primaire Boues activeacutees Coagulation floculation Filtration rapide Lits bacteacuteriens Adsoption sur charbon actif

Chloration Aeacuteration par aspersion pour leacutelimination de lamoniaque

DP BA CF FR LB

ACA Ch

AAeA

Reacutealimen-Cation de la nappe soushyterraine

Reacutealimentashytion de la nappe soushyterraine

Barriegravere contre linfiltrashytion deau marine (et reacutealimentashytion)

Reacutealimenta-tion de la nappe soutershyraine

Barriegravere contre linshyfiltration deaux marines

166

87

63

32

23

En ce qui concerne la station Water Factory 21 le traitement primaire et secondaire de leffluent a lieu preacutealablement a la station de traitement du Comteacute dOrange

(CxtAciut du Document Ccedil 6501 )

- 19 -

L I S T E B I B L I O G R A P H I Q U E

F 2028

F 2518

BIZE J BOURGUET L LEMOINE J Lalimentation artificielle des nappes souterraines Ed Masson amp Cie 1972 199 pages

HUISMAN L WOOD WE La filtration lente sur sable OMS Genegraveve 1975 133 pages

F 3469 Health aspects of wastewater recharge Water Information Center New-York 1978 240 pages

G 2264Bis

G 3459

La meacutecanique des fluides et lenvironnement - preacutevision et maicirctrise de la qualiteacute de leau et de lair 14egraveme Journeacutees de lHydraulique Paris Sept 1976 Question 4 les eaux souterraines 48 pages

DEVILLERS G Lalimentation artificielle des nappes souterraines - Exemple de la nappe de Croissy Journeacutees Information Eaux 1976 14 pages

G 3663

G 6212

G 6230

Plaquette de preacutesentation de linstallation de recharge artificielle de Croissy SLEE sd 16 pages

Wastewater reuse for groundwater recharge Symposium Office of Water Recycling Californie 1980 345 pages

Possibiliteacutes deacutepandage des eaux useacutees urbaines Rapport Agence RMC 1979 371 pages

G 6295 BRESSON G Injection dans le sous-sol des effluents traiteacutes agrave la station deacutepuration de la ville de St-Jean-de-Monts Rapport DDA Vendeacutee 1980 74 pages

G 6501 TAKASHI ASANO GHIRELLI R Reacuteutilisation des eaux useacutees pour la recharge des eaux souterraines et lirrigation agricole Confeacuterence OMS Alger 1980 p 1-15

G 7220 BIZE J Recharge artificielle des nappes PNUD Compte-rendu de missionraquo SeptmdashOct 1981 45 pages

bullbullbullbullbullbull

- 20 -

G 7221 Lameacutenagement dinfiltration des eaux useacutees de Port-Leucate Soc Ameacutenag Mixte dEquip et dAmeacutenag de lAude Novembre 1981 45 pages

6604561

6616815

CALLAHAN JT Recycling of fresh water - the management and protection of ground water Tireacute agrave part 16 pages

SCHMIDT CJ CLEMENTS EV SHELTON SP A survey of practices and reacutegulations for reuse of water by ground water recharge JAWWA 1978 70 ndeg 3 p 140-147

6623044

6625917

ASAN0 T GHIRELLI RP WASSERMANN KL Recharge de nappe par eaux useacutees eacutepureacutees JWPCF 1979 51 ndeg 9 24 pages

MARTIN F THEBAULT P Reacutealimentation de nappe par de leau de riviegravere traiteacutee Liaison Cortambert 1980 ndeg 10 p 31-36

6627873

6627956

MARTIN F THEBAULT P Reacutealimentation de nappe agrave lusine de Moulle (Dunkerque) Techniques Eau Assainissement 1981 ndeg 409 p 37-42

MARTIN F Flottation et traitement des boues Eau et Industrie 1981 ndeg 52 p 61-65

CASTANY G Conditions hydrogeacuteologiques de lalimentation artificielle des nappes deau souterraine BRGM 1970

- CHAPITRE I I -

H Y D R O G E O L O G I E

- 23 -

LEAU DANS LE SOL

Rappel de notion geacutenltpoundnaAgraveamp4 dhyccedilugraveiogeacuteologAgravee

La porositeacute la porositeacute dune roche est deacutefinie par le rapport du volume des vides au volume total de la roche

La figure 1 montre les divers types dinterstices et leur relation avec la texshyture du sol

FIGURE 1

Several types of interstices and the relation of rock texture to porosity (a) Well-sorted sedimentary deposit having high porosity (6) poorly sorted sedimentary deposit haviog low porosity (c) well-sorted sedimentary deposits consisting of fragments of rock that are themselve-s porous so that the deposit has a very high porosity (d) well-sorted sedimentary deposit whose porosity has been diminished by the deacuteposition of minerai matter in interstices (e) rock rendered porous by solution and () rock rendered porous by fraccuring (Front Meimer 1959)

(Extrait du Document h 204-5)

TABLEAU 1

REPRESENTATIVE POROSITY RANGES

FOR SELECTED ROCKS

Le- tableau 1 donne la valeur de la porositeacute pour diffeacuterentes roches

(ExtnaJjt du Document r 20+5)

Rocks

Clay Sand Gravel Sand and gravel Sandstone Shale Limestone

Porosity

45-55 35-40 30-40 20-35 10-20 1-10 1-10

- 24 -

TABLEAU 2

REPRESENTATIVE SPECIFIC YIELD

RANGES FOR SELECTED ROCKS

Rocks

Clay Sand Grave Sand and grave Sandstone Shale Limestone

Speacutecifie yield

1-10 10-30 15-30 15-25 5-15

05-5 05-5

Pour les mecircmes roches le tableau 2 donne la valeur de la porositeacute efficace deacutefinie comme la fraction de la porositeacute corresshypondant agrave la contenance en eau gravitaire

(Extrait du Document h 20k5 )

La permeacuteabiliteacute la permeacuteabiliteacute est laptitude dune roche agrave laisser passer iumleau sous leffet dun gradient de potentiel

Le tableau 3 donne la valeur de la permeacuteabiliteacute intrinsegraveque (ou permeacuteabiliteacute en petit) pour diverses roches (rappel 1 darcy = 0987 10-^ cm2)

TABLEAU 3

PERMEABILITE INTRINSEQUE DE DIVERS TYPES DE FORMATION

Type de formation

Roches meacutetamorphiques et plutoniques

Roches solides

Zones meacutetamorphiques et fortement fractureacutees

Sable agrave grains de grosseur moyenne

Limon (roche)

Calcaire dense riche en argile

Gregraves de grain moyen

Bregraveche calcaire grossiegravere partiellement cimenteacutee

Roche calcaire demeureacutee poreuse

Sables alluviaux (plaines littorales)

Alluvions dargile et de limon

Sables dunaires

Loess

Valeur du coefficient en

Proche de zeacutero

Proche de zeacutero

Plusieurs centaines de darcys

darcys

1000-30000 millidarcys

01 millidarcy

1 millidarcy

1-500 millidarcy

Plusieurs milliers de darcy

10-500 darcys

Moins de 1 darcy

Moins de 01 darcy

5mdash50 HarcvR

10-4 -1 darcy

(extrait du Document Ccedil 51351)

- 25 -

Remarque certaines roches denses telles que le calcaire ou le basalte ont une permeacuteabiliteacute en petit tregraves faible Cependant elles constituent dexcellents aquifegraveres lorsquelles sont fractureacutees leur permeacuteabiliteacute devenant alors imporshytante

c) La transmissiviteacute la transmissiviteacute est la grandeur mesurant laptitude dune couche de terrain permeacuteable agrave transmettre conduire leau La transmissiviteacute est deacutefinie comme le produit de la permeacuteabiliteacute par leacutepaisshyseur de la couche aquifegravere en un point consideacutereacute

d) Le coefficient demmagasinement ce coefficient est deacutefini par le rapport entre la hauteur de la tranche deau immeacutediatement libeacuterable par la roche aquifegravere sous leffet dune deacutepression et la hauteur dabaissement correspondant du niveau pieacutezomeacutetrique

Le darcy est une uniteacute de surface deacutefinie par

1 darcy = 0987 10 ~8 cm2

1 centipoise cm3s 1 cm2

et 1 darcy 1 atmosphegraverecm

2) ReacutepanAcircJjtlon de leau darvi le IO-L

Leau infiltreacutee agrave la surface du sol circule de haut en bas jusquagrave rencontrer une surface impermeacuteable Elle constitue alors une nappe deau dont le niveau supeacuterieur est appeleacute niveau pieacutezomeacutetrique ou encore surface hydrostatique

La figure 2 scheacutematise leacutetat deacutequishylibre vertical de leau dans le sol

FIGURE 2

NAPPE PHREATIQUE

lExtAaJJi du Documervt h 2189)

La nappe deau ainsi deacutefinie peut ecirctre

soit libre ou percheacutee (notamment en cas de la preacutesence dune lentille dargile dans le sol)(voir figure 3)

soit captive encore appeleacutee arteacutesienne (voir figure 4)

SurfocA |

s l

bull l

lt

bull - bull bull bull bull bull

bull bull laquo bull laquo bull bull 5^ Icirc v bull

urfoc fiy4ro)tcitkivraquo

bull EayxpHrrltliqiraquo4laquo - J

bull bull raquo bull bull bull bull bull bull

bull bull bull bull bull bull bull bull bull

Couche imptfweacutecbi

Zooraquo divcpctmmpirotiocraquo

Zonraquo draquo rrltntron

I

Francraquo dgt cnpidarltv

Nappraquo aquiflaquorr

- 26 -

FIGURE 3

NAPPE LIBRE ET NAPPE PERCHEE

TgtraquoL bullbullbull-bull j^zzsz^-r =i-^^gt^ bull bull V

bullbullbull bullbull-bulllaquoiiii ^iumlrtW-----1---1--V- bull bull bull ^N

bullbullVbull^gt^^^bullCvi^bullrSbullibull^V^^bullbullbullbullvbull V^72

^

(Extrait du Document h 2189)

FIGURE 4

FORAGE DANS UNE NAPPE ARTESIENNE

fl) Eaux jaillissantes - f2) et 13) Puits agrave eaux remontantes (en hachures les couches impermeacuteables)

(SXampKLUL du Document h 2k15)

- 27 -

Remarque un cas particulier est celui dune nappe phreacuteatique cocirctiegravere Leau saleacutee eacutetant plus dense que leau douce il se creacutee un biseau deau douce comme le montre la figure 5 Par un pompage excessif dans la nappe deau douce on engendre une avanceacutee des eaux saleacutees vers linteacuterieur des terres Cette progresshysion peut entraicircner une deacuteteacuterioration irreacutemeacutediable de laquifegravere Une recharge artificielle dans la zone littorale permet de combattre ce pheacutenomegravene

FIGURE 5

CxtnaLt du Document Ccedil 513^1)

3) Btlan dune nappe

Pour pouvoir juger de lopportuniteacute dune reshycharge artificielle il est important de pouvoir quantifier les entreacutees et les sorties deau dans la nappe consideacutereacutee (voir figure 6) sur une peacuteriode de temps donneacutee On peut alors eacutetablir le bilan hydrique de la couche aquifegravere et suishyvant lobjectif viseacute (reacuteeacutequilibrage de la nappe ou bien stockage) quantifier lopeacuteration de recharge

(CxtnaiJ du Document ucirc 580)

(S)

laquo o a a lt

c

z a ta Q

FIGURE 6

SCHEMA DES ELEMENTS PRINCIPAUX DU BILAN DE

LA COUCHE AQUIFERE

APPORTS

X gui lt tj

3 -

PRECIPITATION P

INFILTRATION

EFFICACE

APPORTS DES EAUX

SOUTERRAINES

APPORTS CES EAUX

OE SURFACE

RESTITUTIONS

INFILTRATION

EAUX DE SURFACE

EVAPOTRANSPIRATION

REacuteELLE

VARIATION CE LA RIcircSSRVH

EN EAUX SOUTERRAINES dW

(INVERSEMENT

OE LA C0UCH4 AOgtIIFecircRE

ECOULEMENT

EN SURFACE

PREacuteLEgraveVEMENTS

EXPLOITATION EacuteMERGENCES DES

EAIU SOUTERRAINES

D E P E N S E S

Iw+ lccedil+ l r qwgtqs = E + R + ^nt + CcedileQs +Qwraquoplusmn dw

- 28 -

U) CaiacJeacuteAAgraveyiatLon deA urtLteacuteA geacuteologiques avoiable^ pouA la iechaiae aAixfJ-CxeAXe de nappe

a) Nature cles_terrains

Les terrains destineacutes agrave la recharge artificielle doivent avoir une permeacuteabiliteacute suffisante (10~2 agrave 10-^ ms) En fait cest la valeur de la transmissiviteacute qui intervient et par lagrave la puissance ou encore leacutepaisseur de la couche aquifegravere (F 2028)=

Suite agrave de nombreuses expeacuteriences il apparait que les formations aquifegraveres favorables pour une recharge artificielle sont les roches carbonateacutees karsshytiques iumles basaltes (notamment lorsquils sont fissureacutes) les sables les allu-vions

b) Dimensions de l^aquifegravere

Ce sont les limites geacuteologiques et hydrauliques du reacuteservoir que constitue 1aquifegravere qui deacuteterminent sa structure Les nappes sont limiteacutees nous lavons vu dans leur partie infeacuterieure par une couche impermeacuteable de terrain ou encore par un fluide plus dense que leau du gisement

Quand la nappe est libre cest la surface hydrostatique qui la limite dans sa partie supeacuterieure

Quand la nappe est captive cest la couche impermeacuteable ou toit sous laquelle elle est emprisonneacutee qui constitue sa limite supeacuterieure

Remarque lorsque 1aquifegravere est profond cest alors les limites lateacuterales qui pour des raisons eacuteconomiques deacuteterminent les possibiliteacutes de stockage de 1aquishyfegravere consideacutereacute

La figure 7 donne des exemples de formations aquifegraveres favorables au stockage

Les structures hydrogeacuteologiques les plus favorables agrave la mise en oeuvre dopeacuterashytions de recharge artificielle sont les massifs de roches carbonateacutees karstiques ou fissureacutes les plaines alluviales les dunes littorales et les deltas les basshysins hydrogeacuteologiques et enfin les zones ougrave la surface pieacutezomeacutetrique est deacuteprimeacutee par surexploitation

Cependant on peut faire les remarques suivantes

mdash les massifs de roches carbonateacutees karstiques peuvent en geacuteneacuteral absorber beaushycoup deau mais cette eau est rapidement rejeteacutee par des grosses sources Le stockage deau ne pourra donc se faire que dans les parties profondes

- les plaines alluviales constituent des lieux privileacutegieacutes pour la mise en oeuvre de recharge artificielle mais le stockage y est en geacuteneacuteral limiteacute du fait de la position eacuteleveacutee des niveaux deacutequilibre pieacutezomeacutetrique quand les eaux dalimenshytation sont abondantes

Suivant le climat les sites de recharge artificielle peuvent ecirctre diffeacuterents ainsi

en reacutegion agrave climat tempeacutereacute et humide on choisira

- les alluvions anciennes - les lits fossiles enfouis

- 29 -

- les cocircnes deacuteboulis

- les alluvions interconnecteacutees des valleacutees principales et de leurs affluents

en reacutegion aride on choisira

- les deacutepocircts alluviaux reacutecents - les dunes cocirctiegraveres - les zones deltaiumlques

en reacutegion tropicale des roches qui eacutetaient compactes agrave lorigine ont pu sous laction des agents atmospheacuteriques ecirctre alteacutereacutees sur une certaine eacutepaisseur (par exemple les graniteacutes deviennent des lateacuterites) Si cette couche alteacutereacutee est sufshyfisamment eacutepaisse elle consiste alors un terrain favorable agrave la mise en oeuvre dune opeacuteration de recharge artificielle

FIGURE 7

EXEMPLES DE COUCHES AQUIFERES AYANT UN POTENTIEL

DEMMAGASINEMENT IMPORTANT

j Couche l i b r e sans reacuteserve constante mais alimenteacutee par un cours deau

B formations massives ayant des sources l e long de l e u r s l im i t e s

(Extrait du Document Ccedil 513^1) bull bull bull bull raquo bull

- 30 -

B - PHYSIQUE DUNE OPEacuteRATION DE RECHARGE

1 ) Ccedila de baA4irvj difijlLUyicutLon (G 5920)

Le systegraveme hydraulique que constitue une opeacuteration de recharge par bassin se deacutecompose en deux parties distinctes

- linfiltration proprement dite agrave travers la partie non satureacutee du sol cest le domaine des eacutecoulements verticaux (I sur la figure 8)

- le transfert de leau dans la zone satureacutee de laquifegravere cest le domaine des eacutecoulements horizontaux (II sur la figure 8)

FIGURE 8

EXEMPLE DE DISPOSITIF DINFILTRATION

NIVEAU I

NIVEAU II

^ ^ raquoraquo S SSS^N S^ ^ V-sgtsgtSSSilHgts

(dxfrialt du Document Ccedil 5920)

NB si la capaciteacute de transfert de laquifegravere est insuffisante la nappe se gonfle jusquagrave remonter agrave la surface stoppant ainsi toute infiltration (G 5S20 G 7221)

Pour une recharge artificielle par bassin dinfiltration les terrains ayant une texture sableuse ou sablo-limoneuse ou encore limono-sableuse conviennent bien Linfiltration agrave travers la couche non satureacutee du terrain jouant un rocircle eacutepura-teur important une texture trop grossiegravere nest pas agrave recommander le chemineshyment est alors trop rapide empecircchant les reacuteactions chimiques et biologiques de se produire complegravetement (G 6230)

- 31 -

2) CQA deA pultyj dinjecJugraveon

Le systegraveme hydraulique dans le cas dune recharge par injection est reacuteduit au transfert du volume deau injecteacutee (voir figure S)

FIGURE 9

RADIAL FLOW FROM RECHARGE WELLS PENETRATING (a) CONFINED

AND (b) UNCONTINED AQUIFERS

Li y Ground surface

k^^x^xmiampxvA VteampraquoraquoV4iuml^^ti^K

Fiezometric surface bullgt

y ^ i ^ ^ - ^ y gt f t ^ ^ ^ 0 g y ^ -

Conflned aquifer

mltpoundzmpoundmzMMmg

te)

Qr

Unconfinsd bull-aquifer

S Ground suiface

^^^m^smMm^rrm^^micirc^mmmm^i

Vate Ublaquolaquo

S^SS5^SS^S3laquo^2ggSSSSraquo^wS5^SS3S

(poundxampiaLt du Document t 275)

Les deacutebits dinjection sont limiteacutes par les caracteacuteristiques physiques de laqui-fegravere En effet au voisinage du puits la vitesse deacutecoulement des eaux soutershyraines ne doit pas deacutepasser la valeur au-delagrave de laquelle elles provoqueraient une eacuterosion du terrain Pour les nappes captives cette eacuterosion peut entraicircner leacutecroulement du toicirct (G 51341)

- 32 -

Pour une recharge par injection les calcaires notamment lorsquils sont profonshydeacutement enfouis sont favorables

C -MEacuteTHODES DINVESTIGATION DES PARAMEgraveTRES DUNE OPEacuteRATION DE RECHARGE

ARTIFICIELLE

(B 580 G 51341 6619100 G 5191 G 6212)

1) ftasiivie de la conduativlteacute hycOiaLUAque ou peAmeacuteabLLLteacute au lt4erui de Ocuicy (eacutecouleshyment s a t u i eacute

Il sagit dune mesure classique qui peut ecirctre mise en oeuvre par diffeacuterentes meacutethodes

a) essai de pompage linterpreacutetation des variations du niveau de la nappe en foncshytion du temps pendant une opeacuteration de pompage permet de deacuteduire la valeur de la permeacuteabiliteacute de laquifegravere

b) Essais geacuteophysiques le principe de ces meacutethodes est deacutetudier certaines caracshyteacuteristiques pTiysiques dun terrain et de les interpreacuteter afin dobtenir diffeacuteshyrents renseignements sur le sol Principalement on utilise les meacutethodes geacuteophysiques suivantes

- meacutethode des reacutesistiviteacutes comme son nom lindique cest une meacutethode eacutelectrique destineacutee agrave connaicirctre la reacutesistiviteacute des terrains concerneacutes

- meacutethode de sismique-reacutefraction cette meacutethode consiste en le calcul des vitesses de propagation dondes de choc dans le sol

c) Essais eh laboratoire on mesure directement la permeacuteabiliteacute sur un eacutechantillon de sol obtenu par carottage agrave laide dappareils speacuteciaux (permeacuteamegravetres par exemple)

2) fteAime de ta conducJJLvLteacute kydnauUque verticale (ecouJemerut non statuieacute)

Il nexiste pas de meacutethode parfaite pour calculer ce paramegravetre Citons tout de mecircme la meacutethode de Weeks dont le principe est une eacutetude de la pression de lair contenu dans la zone non satureacutee du terrain Quoique sujette agrave erreur cette meacutethode est malgreacute tout la plus preacutecise actuellement (G 5191 G 6212)

3) MeAwie de JJOL tAarvmJui4LvJjLeacute et du coefifJicAeruL demmaaaAuiement

Ces mesures se deacuteduisent des reacutesultats des essais de pompages (cf la)

4 DugravenenALorui et 4poundnuctuuie de taquLfLegravejie

La mesure de ces diffeacuterents paramegravetres peut ecirctre mise en oeuvre par des meacutethodes geacuteophysiques classiques telles que la meacutethode des reacutesistiviteacutes ou de sismique-

- 33 -

reacutefraction ou encore par des meacutethodes plus sophistiqueacutees utilisant les proprieacuteshyteacutes radioactives des constituants du sol citons pour meacutemoire la meacutethode dactivation des neutrons et celle de la spectromeacutetrie aux rayons gamma

5) Etude de -leacutecoulement

Les meacutethodes deacutetude des eacutecoulements souterrains ont longtemps eacuteteacute dordre physishyque avant de devenir plus reacutecemment aussi dordre numeacuterique gracircce au deacutevelopshypement de linformatique

a) Meacutethodes physiques

- Utilisation de traceurs les traceurs sont en fait des substances polluantes dorigines physique chimique ou radioactive que lon introduit dans les eaux de recharge et qui vont suivre sans les perturber les eacutecoulements souterrains En les suivant on pourra obtenir des indications sur la direction et le deacutebit des eacutecoulements Parmi les nombreux traceurs utiliseacutes on peut citer agrave titre dexemple la tempeacuterature (6617781) la levure de boulanger (6619100) le tritium (6604550)

- Utilisation de modegraveles reacuteduits en respectant des regravegles de similitude bien preacuteshycises on peut construire des modegraveles reacuteduits deacutecoulement souterrain donnant des reacutesultats acceptables (F 2028 G 4944)

- Utilisation de modegraveles analogiques physiques le principe de ces meacutethodes est de remplacer les paramegravetres de leacutecoulement par dautres paramegravetres physiques veacuterifiant des eacutequations analogues aux eacutequations de leacutecoulement On fait alors les mesures neacutecessaires sur ce modegravele et lon transfert les reacutesultats obtenus au problegraveme reacuteel Citons agrave titre dexemple les modegraveles analogiques eacutelectriques qui ont donneacute de bons reacutesultats(G 2729 F 2045)

b) Meacutethodes numeacuteriques

Les progregraves de linformatique permettent aujourdhui la reacutesolution directe de toutes sortes de problegravemes physiques et en particulier les problegravemes deacutecoulement souterrain (G 4944 G 51341 G 2264 bis F 2045 G 4329 F 3918)

D - POUVOIR EacutePURATEUR DU SOL

Le passage des eaux de recharge agrave travers le milieu poreux que constitue le sol deacuteclenche au sein de celui-ci diverses reacuteactions de caractegravere physique chimique ou biologique Ces reacuteactions deacuteterminent la capaciteacute de reacutetention des contamishynants par le sol Nous ne citerons que quelques cas de reacutetention

1) ReacutetervLLon deA raatJeAeyi en AUApenyjLon

Le premier processus qui intervient est la filtration les particules de dimenshysions supeacuterieures aux pores du sol sont rapidement stoppeacutees Cest ensuite

- 34 -

laction combineacutee de linterception des particules des forces dinertie du pheacutenomegravene de seacutedimentation et de diffusion qui assure la reacutetention des particules les plus fines

Ces processus entraicircnent la constitution dune couche colmatante qui freine le cheminement de leau dans leacute sol

Lefficaciteacute de leacutelimination des matiegraveres en suspension croicirct avec la distance parcourue De nombreuses eacutetudes en milieux non fissureacutes ont montreacute leacutelimination totale de la turbiditeacute apregraves seulement quelques megravetres de trajet des eaux dans le sol

2) HeacuteAgraveLeniugrave-on deA geAmeA pathogknesi

Les eaux notamment les eaux useacutees dorigine urbaine contiennent des germes pathogegravenes que les traitements en station neacuteliminent que partiellement Il est donc important pour des raisons sanitaires eacutevidentes deacutetudier la reacutetention des germes pathogegravenes dans le sol

Le meacutecanisme de 1eacutepuration des germes pathogegravenes par le sol est double

- tout dabord une reacutetention des germes par filtration ou adsorption dans le sol

- puis un deacutepeacuterissement i

Lefficaciteacute de leacutelimination des germes pathogegravenes par les sols est fonction de leur survie de la capaciteacute de reacutetention du sol

a) Survie des germes pathogegravenes le tableau 4 nous en donne des exemples

TABLEAU 4

Entamoeba histolytica

Oeufs dAscaris

Salmonella

Coliformes feacutecaux

Entero vicircrus

Survie dans le sol

8 jours

6 ans

9 mois

6 mois

12 jours

Source

DUNLOP (1968)

POUND et CRITES (1973)

VAN DONSEL et al (1967)

EDKONDS (1976)

DUNLOP (1968)

(ExticiLt du Document Ccedil 5920)

- 35 -

b) capaciteacute de reacutetention du sol elle est elle-mecircme fonction du climat de la nature du sol de la nature des microorganismes

- Climat (G 6212)

la tempeacuterature la survie des pathogegravenes est grandement prolongeacutee aux basses tempeacuteratures

la pluviomeacutetrie lhumiditeacute du sol favorise la survie des germes pathogegravenes

- Nature des sols (G 5920)

les terrains fissureacutes doivent ecirctre consideacutereacutes avec beaucoup de preacutecautions car de nombreuses expeacuteriences ont donneacute des reacutesultats totalement diffeacuterents

les sols granulaires sont en geacuteneacuteral de bon eacutepurateurs Cependant la capaciteacute de reacutetention des germes pathogegravenes est lieacutee agrave leacutecoulement au sein du sol Ainsi la reacutetention en milieu non satureacute est tregraves supeacuterieure agrave celle en milieu satureacute

- Nature des microorganismes nous distinguerons les bacteacuteries et les virus

Le tableau 5 reacutesume les facteurs geacuteneacuteraux qui conditionnent le cheminement des virus et des bacteacuteries dans le sol

TABLEAU 5

FACTORS THAT INFLUENCE THE MOVEMENT OF VIRUSES AND BACTERIA IN SOIL

1 Rainfall bull 2 pH I 3 Soil composition j h Flow rate 5 Soluble organics I 6 Cations bull 7 Adsorptiumlon characteristics of the virus and bacteriumla |

(Sxtnltxut du Document Ccedil 6212)

De nombreuses eacutetudes ont montreacute que

- les bacteacuteries sont eacutelimineacutees par filtration et adsorption dans les premiers deacutecishymegravetres du sol Leur cheminement vertical (en non satureacute) ne deacutepasse pas 2 agrave 3 m Par contre leur cheminement horizontal (en satureacute) peut atteindre 10 m

- les virus plus petits sont eacutelimineacutes principalement par adsorption dans les preshymiers centimegravetres du sol comme le montre la figure 10 pour trois virus diffeacuterents

bullbullbullbullbull

- 36 -

FIGURE 10

ADSORPTION OF DIFFERENT ENTEROVIRUSES BY A SOIL COLUMN

001 n U

mdash 40 e o i 80 1mdash CL LU

deg 120

160 J

mdash

VIRUSES 01

1

REMAINING ) 1 10 100

l ^ ^ f S p ^ ^

1

bull POLIO OECHO 1

AECHO 29

(Extrait du Document Ccedil 6212)

31 6-LugraveriLncution du cxjuibone oyjganique

Sous lappellation carbone organique sont regroupeacutees la DCO (demande chimique en oxygegravene) et la DBOf- (demande biologique en oxygegravene agrave 5 jours)

Leacutelimination du carbone organique ne peut se faire quen conditions aeacuterobies donc dans la tranche non satureacutee du sol Ainsi les eaux de recharge destineacutees agrave linjection doivent subir une oxydation biologique en station avant injection

- 37 -

De nombreuses eacutetudes ont montreacute que la DBO dune eau eacutepureacutee par passage agrave travers un sol convenablement aeacutereacute est quasiment nulle (G 6230 G 5920)

U) Reacutetention deA eacuteleacutements Viace^i N

Ils sont ainsi appeleacutes car leur concentration dans les eaux reacutesiduaires est geacuteneacuteshyralement faible Cette appellation regroupe des eacuteleacutements tels que les meacutetaux lourds le bore le fluor etc

Les eacuteleacutements traces preacutesents dans les eaux de recharge peuvent soit saccumushyler dansle sol soit rester dans leau eacutepureacutee (6619645)

La reacutetention dun eacuteleacutement trace deacutepend de sa nature ainsi que de la composition du sol (G 6230) Ainsi on peut souligner limportance des argiles dans ladsorp-tion des eacuteleacutements traces (G 6212) De mecircme la valeur du pH du sol conditionne la solubiliteacute des corps complexes creacuteeacutes et par lagrave leur mobiliteacute (G 5920)

- en sol calcaire ou crayeux (pH gt 8) la grosse majoriteacute des eacuteleacutements traces est immobiliseacutee

- en sol acide (pH ^ 7) laugmentation de la solubiliteacute entraicircne une migration des eacuteleacutements vers la nappe

On recommande donc deacuteviter les sols ayant un pH infeacuterieur agrave 65

5) Reacutetention CLQA -4eAgraveA ^oAgraveubteA

On a constateacute par des expeacuteriences in situ que les reacuteactions chimiques portant sur les ions mineacuteraux ordinaires de leau (Ca Mg Na) seacutequilibrent peu de temps apregraves le deacutebut de lalimentation artificielle (G 6501) Cependant une teneur trop eacuteleveacutee en sodium (Na) par exemple par rapport au calcium (Ca) et au magneacuteshysium (Mg) peut entraicircner une deacutegradation de la structure du sol et ainsi entraver linfiltration

Une importante concentration en sels solubles de leffluent peut se corriger par une dilution notamment par lintermeacutediaire des preacutecipitations (G 6230) En pays aride une deacutemineacuteralisation preacutealable peut simposer

6) Reacutetention de lazote

La quantiteacute dazote total ameneacutee par les effluents de recharge est souvent supeacuteshyrieure agrave la quantiteacute qui peut ecirctre exporteacutee par les cultures Il faut doncsous risque de pollution de la nappe opeacuterer une deacutenitrification dans le sol Ceci impose dapporter agrave la fois des nitrates et du carbone dans un milieu anaeacuterobie

La deacutenitrification maximum est lieacutee agrave la peacuteriode de submersion des bassins ainsi quagrave la quantiteacute des effluents infiltreacutes Ces deux facteurs deacutependent eux-mecircmes des paramegravetres suivants

- capaciteacute deacutechange du sol - pourcentage dammonium eacutechangeable - teneur en azote de 1effluent

bull bull bull bull bull

- 38 -

- taux de diffusion de loxygegravene dans le sol au cours de la dessication des bassins - tempeacuterature

On a constateacute une augmentation exponentielle de leacutelimination de lazote avec une diminution de la charge (G 6230)

En conclusion on peut simplement dire quil est neacutecessaire deffectuer de nomshybreux essais in situ afin de deacuteterminer la peacuteriodiciteacute des submersions-disseacuteca-tions optimales donnant une eacutelimination maximale de lazote total

71 deacutetention du pho-ophoie

Comme dans le cas de lazote le phosphore ameneacute par les eaux de recharge est tregraves supeacuterieur agrave la quantiteacute exportable par la veacutegeacutetation

Le seul meacutecanisme rentrant en jeu dans leacutelimination du phosphore est sa preacutecipishytation

Des eacutetudes ont montreacute que 90 du phosphore peut ecirctre eacutelimineacute apregraves un parcours de 100 m dans le sol Cependant pour un sol contenant peu de cations et ayant un pH acide le phosphore est tregraves mobile il est alors neacutecessaire deffectuer sa preacutecipitation preacutealablement en station avant linfiltration (G 6230)

Lefficaciteacute de la reacutetention du phosphore diminue comme dans le cas de lazote avec laugmentation des doses dinfiltration

8) Exemples) - Compcuiaision deA 4UAterneA de Lechcmge cuitlp-cJ-ette (ptibUi dbullinjection et baAAUiA dinp-AiMatioal

Les tableaux 6 et 7 reacutesument sur deux cas particuliers de recharge artificielle (lune par injection lautre par infiltration dans un bassin) leacutevolution des contaminants par passage de leau dans le sol en fonction de la distance de parcours

TABLEAU 6

Waler Quality of Percofaie at Whlttieacuter Narrows Test BasinmdashConcentration mgl

Conslitutent Constituent That Did Not Changa

Sodium Nraquo Sulate SO Chloride CI PH

Comtitucnts That Increaxd Calcium Ca Magneacutesium Mg Bicarbonate HCOa Nitrate N O T D S Hardneu total (as CaCO)

Comtituentraquo That Decreascd Potalaquoiurn K Ammonium N H Phosphate PO COO

Surface

152 164 126

802

laquo08 199

385 440

1011 234

145 40

54 393

2 f t

120 160 134

769

132 209

369 440

994 411

130 0 060

104

4 f t

142 164 131

787

127 194

336 104

10S0 393

154 0

100 97

6 f t

140 161 130

784

139 179

395 842

108raquo 422

126 0 0 3 0

170

Eft

138 168 126

778

158 301

487 880

1200 520

51 0 02

146

bullMcMcHiiu F C amp MCKEE J E Report of Research on Wastewater Reacuteclamation at Whittier Narreraquoraquo Pr-pand fer Rcioorccj Agency of Califomia State Wtr QC Bd Sacramento Calif (Sep 1965)

(Extrait du Document 6603313)

- 39 -

TABLEAU 7

Yater-Quality Changes al Orange County Coastal Sarrier Project Injection Wellmdashaig1

Constituent

Constituent That Did Nol Changa bull Chtorides

SuUato Magnewura Borna Nitrate Ocor threshold odor numberf Sodiusi

CoiMiituenuThat Increased Calcium Volatilraquo solids Bicarbonate Hardncu total T D S

ConstltuentsThat Cecreased Potassium Organif nitrogen Ammonium nitrogen Carbon dioxido

con Color

bull B U E raquo D C amp VesHEK G M sources Bull 75 (Oct 1971)

f T O N unitraquo

Injection Water

272 430

30 1

OJS 40

251

98 100 213 368

1220

30 1

19 69 5 15

Native Grottnd

Water

12 40

7 01 0 0

35

40 0

185

233

3 0 0 2 0 0

Distance From Injection Wellmdashft

100

293 405

31 1 0J

40 239

156 65

317 517

1330

22 0 134 30 27 13

245

288 445

28 1 OJS

40 243

164 125 293 385

1325

21 11 77

30 25

8

545

261 430

32 08 0 J

40 207

200 170 317 631

1290

9 0 00

10 22 i

0

Rcclaimed Waste Water lot Ground Water Recharge Wtr Fe-

1

(ExtnaLt du Document 6603313)

9) CoacAgravewiLon

Leacutepuration des eaux de recharge par les sols granulaires ayant une tranche non satureacutee est excellente ils permettent une eacutelimination importante des pollutions organiques phosphoreacutees et bacteacuteriologiques ainsi quune diminution de 30 agrave 40 de la pollution azoteacutee (G 7221 Doc Geacutenie Rural Dec 1977 voir page suivante)

La recharge artificielle par des bassins dinfiltration est un moyen deacutepuration des eaux en soi

La recharge artificielle par injection demande des eaux reacutepondant agrave des critegraveres aussi stricts que ceux dune eau potable La recharge par injection demande donc linstallation dune uniteacute de traitement agrave part ce qui peut mettre en balance la rentabiliteacute de lopeacuteration de recharge toute entiegravere

bullbullbullbullbullbull

- 40 -

FIGURE 11

PRESENTATION SCHEMATIQUE DU ROLE EPURATEUR DU SOL

oltra2r g g o n t e g d Wvdy bull-bull z-

amp ^ v

mf-

A S S I M I L A T I O N PAR L A

V E G E T A T I O N

f au -bull Selraquo Mineacuteraux N P K cfc-

gt-$[ FILTRATION Xamp^^^iumlacircdZl Arrecirct elt3 Germes Satfioocna

bull

bull - - bull lt bull ^ Jk y rCOa

- -- )rpoundsjkbull - - v v k - mdash O O

RETENTION

E A U

e t

MATIERES DfSSOUTES

Heoradalicircon des natiegraveres On

(action acs s rT coarr jomvno

DT

P E R C O L A T I O N

o o

O o tgt o I

jStocffaqe Jes Eleacutement fini

(oJaorplion - mSOiulraquoilaafi

e s a V o o c

des ionraquo

Jhort^ort sap bull Jtieumla numifOx

lone de

prospection

racine^

^ 7 M c a t ^ xmP 3faltlaquo

M yccedilou ctltfuirerc

Na+CaV Nps~ Cl~S0f DifmrjenS

Fer

itxtAaAJi du CcedileacuteruLe liiuiaAgrave Nov-Deacutec 7977)

1 bull bull bull

- 41 -

E - CONCLUSIONS GEacuteNEacuteRALES

Dapregraves ce que nous venons de voir un sol ideacuteal pour la mise en oeuvre dune recharge artificielle aurait (F 3469)

1) des taux dinfiltration et de transmission eacuteleveacutes

2) au-dessus de lui un sol sans argile ou autres substances reacuteduisant linfiltrashytion

3) pas dargiles gonflantes ou contractantes qui creacuteent des fissures en seacutechant et permettent ainsi agrave leau de circuler rapidement pendant les premiegraveres phases de la recharge

4) suffisamment dargiles pour pouvoir adsorber les eacuteleacutements traces et les oligoshyeacuteleacutements et pour permettre aux microorganismes du sol de deacutecomposer les eacuteleacuteshyments organiques

5) du carbone pour favoriser une rapide deacutenitrification et pour supporter une popushylation microbienne active combattant les germes pathogegravenes et enfin pour favoshyriser une deacutecomposition rapide des substances organiques introduites

Il est clair que certaines de ces propositions sont contradictoires Une opeacuterashytion de recharge artificielle est donc le reacutesultat dun compromis entre la capashyciteacute dinfiltration du sol et sa capaciteacute deacutepuration

- 43 -

LISTE BIBLIOGRAPHIQUE

F 2189

F 2752

F 1605

F 2028

F 2045

F 2415

j bull bull bull

Livre de leau - volume I CEBEDEAU 1978 350 pages

TODD DK Groundwater hydrology J Wiley and Sons Ed 1980 546 pages

CASTANY G Prospection et exploitation des eaux souterraines Dunod Ed 1968 740 pages

BIZE Jf BOURGUET L LEMOINE J Lalimentation artificielle des nappes souterraines Ed Masson amp Cie 1972 199 pages

WALTON WC Groundwater resource eacutevaluation McGraw-Hill Book Company 1970 664 pages

LOUP J Les eaux terrestres - hydrologie continentale Masson et Cie Ed 1974 172 pages

F 3469

F 3884

F 3918

G 2264Bis

Health aspects of wastewater recharge Water Information Center New York 1978 240 pages

A bull bull

Waste disposai effects on groundwater Miller DW Ed 1980 512 pages

BEAR J Hydraulics of groundwater McGraw-Hill Book Company 1979 567 pages

X La meacutecanique des fluides et lenvironnement - preacutevision et maicirctrise de la qualiteacute de leau et de lair 14egraveme Journeacutees de lHydraulique Paris Sept 1976 Question 4 les eaux souterraines 48 pages

G 2729

G 4329

Artificial recharge of the London basin Reading Water Resources Board 1973 38 pages

W0LKER RE Numerical modelling of an aquifer System with intermittent recharge Dept of National Res Australian Water Res Council 1977 64 pages

bull bull bull bull bull bull

- 44 -

G 4944 KHANJI JD Etude de la recharge de nappes agrave surface libre par infiltration Thegravese Universiteacute Scient et Meacutedicale Grenoble 1975 252 pages

G 51341

G 5191

A bull bull bull

Emmagasinement souterrain des eaux et recharge artificielle Ressources NaturellesSeacuterie Eau ONU ndeg 2 1977 307 pages

BROWN RF SIGNOR DC WOOD wW Artificial groundwater recharge as a water management technique on the southern high plains of Texas and New Mexico Texas Deacutepart of Water Resources 1978 32 pages

G 5920 j bull bull bull

Lassainissement des reacutegions deacutepourvues de reacuteseau hydrographique et la protection des nappes - tome 1 Agence Fin de Bassin Seine-Normandie Dec 1978 107 pages

G 6212 Wastewater reuse for groundwater recharge Symposium Office of Water Recycling Californie 1980 345 pages

G 6230

G 6501

Possibiliteacutes deacutepandage des eaux useacutees urbaines Rapport Agence RMC 1979 371 pages

TAKASHI ASAN0 GHIRELLI R Reacuteutilisation des eaux useacutees pour la recharge des eaux souterraines et lirrigation agricole Confeacuterence OMS Alger 1980 p 1-15

G 7221

6603313

6604550

6604561

6617781

Lameacutenagement dinfiltration des eaux useacutees de Port-Leucate Soc Ameacutenag Mixte dEquip et dAmeacutenag de lAude Novembre 1981 45 pages

TOUPS JM Water quality and other aspects of groundwater recharge in southern California JAWWA Mars 1974 p 149-151

SMITH DB Tritium water tracing Water Treatment and Examination vol 22 1973 p 250-258

CALLAHAN JT Recycling of fresh water - the management and protection of groundwater Tireacute agrave part 16 pages

KEYS WS BROWN RF The use of tempeacuterature logs to trace the movement of injected water Groundwater Janv-Feacutev 1978 p 32-48

- 45 -

6619100 W00D WW EHRLICH GG Use of bakers yeast to trace microbial movement in groundwater Groundwater Nov-Deacutec 1S78 p 398-403

6619645 ROBERTS PV McCARTY PL Direct injection of reclaimed water into an aquifer J Environ Eng Div 1978 104 p 933-949

- CHAPITRE III -

DISPOSITIFS DALIMENTATION ARTIFICIELLE DE

NAPPE SOUTERRAINE

- 49 -

Pour la mise en oeuvre dune alimentation artificielle de nappe souterraine on distingue principalement les dispositifs dinfiltration et les dispositifs dinjection Ces deux types fondamentaux de dispositifs se diffeacuterencient nous allons le voir aussi bien par leur fonctionnement que par leur technologie et leur gestion

A - D I S P O S I T I F S D INFILTRATION

I - CONDITIONS GENERALES DUTILISATION

Les dispositifs dinfiltration sont utiliseacutes pour alimenter les nappes libres ou surmonteacutees dune eacutepaisseur de terrain impermeacuteable assez petite pour que lon puisse la deacutecaper

Il sagit essentiellement de bassins dinfiltration mais aussi de canaux fosseacutes fosses lits de cours deau ameacutenageacutes zones deacutepandage souterrain puits filshytrants

Ce sont en geacuteneacuteral des dispositifs de surface exception faite pour les disposishytifs deacutepandage souterrain par reacuteseau de drains

II - PRINCIPE GENERAL DE FONCTIONNEMENT CAS DUN BASSIN

1 ) fLoceA^uA cjomplampt de X infLLugravebiatLon provoqueacutee (F 2028)

Placcedilons nous dans le cas dun bassin dinfiltration que lon remplit

Lavanceacutee du front humide peut ecirctre deacutecomposeacutee en trois phases comme le montre la figure 1

FIGURE 1

SCHEMA DES TROIS PHASES DE LINFILTRATION PROVOQUEE

(poundxtLltzugravet du document 2028 )

- 50 -

1egravere phase avanceacutee du front humide vers la nappe

2egraveme phase eacutecoulement mixte (verticalement en milieu non satureacute horizontaleshyment en milieu satureacute)

3egraveme phase eacutecoulement en milieu satureacute aussi bien verticalement que horizonshytalement

2) AppaKJjtLon dune couche co-bnaiante agrave ta AwifLace du -ocircot pendant la jubmesiAton

Mis agrave part le cas ougrave lon utilise une eau tregraves pure et neutre vis-agrave-vis des consshytituants chimiques et biologiques du sol lexistence dans leau de recharge de toutes sortes dimpureteacutes entraicircne au contact de leau avec le sol des reacuteactions dorigine physique chimique et biologique

Le reacutesultat de ces diffeacuterentes reacuteactions est lapparition dune couche colmatante qui se comporte vis-agrave-vis de linfiltration comme une couche peu permeacuteable (parshytie C sur la figure 2)

FIGURE 2

EVOLUTION DE LINFILTRATION DANS UN BASSIN EN CAS DE SUBMERSION

PROLONGEE AVEC DES EAUX PEU COLMATANTES

Q (mj)

09-

0 8

07-

n fi_

n ccedil U 3

UJ 0

a

1

a

b

c

c

b

c

N d

2 3 4 5 6

= gonflement des colloiumldes du sol

= dissolut ion des bulles d a i r

= formation du voile bacteacuterien

1 = asphyxie du fond du bassin

i

mois

(Extrait du Document Ccedil 5920)

51 -

Si lon se place dans le cas ougrave la profondeur de laquifegravere ainsi que sa trans-missiviteacute sont suffisantes cest alors leacutecoulement mixte (phase ndeg2 dans le scheacutema preacuteceacutedent) qui constitue le reacutegime permanent deacutecoulement des eaux sous le bassin

Cest donc lexistence du pheacutenomegravene de colmatage du fond du bassin qui permet agrave leacutecoulement vertical en milieu non satureacute de se poursuivre

Nous deacutetaillerons le processus de colmatage plus loin On peut cependant deacutejagrave noter en observant- la figure 2 que le colmatage eacutevolue avec le temps et peut devenir intoleacuterable vis-agrave-vis du taux dinfiltration rechercheacute une vidange du bassin et une reacutenovation du sol constituant son fond simposent alors

La figure 3 donne une scheacutematisation de leacutecoulement de leau dans le sol avec existence dune couche colmatante agrave la surface

FIGURE 3

~~L

Eau

Colmatage ( 2 agrave 3 c m )

h = 1 m eacutepaisseur deau

t (succion)

4

S

JI7777777T777T77777m77777r

eacutecoulement vertical en milieu sature

eacutecoulement vprtica en milieu I non sature

eacutecoulement horizontal en milieu

satureacute (nappe)

IExtnaJjt du Document Ccedil 7220)

bull bull laquo bull

52 -

III - LES DISPOSITIFS DINFILTRATION

1 ) LeA ba^4inA dirLfJJjtAatiorL

a) Principe il peut sagir dune excavation faite dans le sol et pouvant avoir des origines diverses (anciennes carriegraveres par exemple) ou bien dun ouvrage de geacutenie civil comportant la construction de berges Le bassin ainsi formeacute reccediloit une certaine quantiteacute deau qui sous leffet de la charge hydraulique va peacuteneacuteshytrer dans le sol

La figure 4 donne un scheacutema densemble dune installation utilisant des bassins d infiltration

FIGURE 4

Ci) LoVe pump

( 2 ) Flocculanl-injection sysK

(3) Settling basi

Ccedil ) Clear-wafer pickup

(5) Sprecding basins

I d e a l i z e d S p r e a c s n g -Bas in I n s t a l l a t i o n W i t h V a t e r - icirc n i a k e Syste

(Lake Pump and C i e a r - W a t s r P ickup ]

F l o c c u l a n t - l n j e c t i o n System and Se t t l i ng Ba$ucircraquos

ms

(Extrait du Document Ccedil 5191 ) m bull bull bull bull bull

- 53 -

b) Forme dimensions des bassins la forme des bassins peut ecirctre quelconque Cepen-dacircnt_locircrsqueuml-T1l)7riJtrrrse~~plusieurs bassins on cherchera un encombrement au sol minimum

Le nombre de bassins deacutepend de la gestion de ceux-ci nous aborderons ce point plus loin

Dans la reacutealisation dun bassin dinfiltration ou plus geacuteneacuteralement dun disshypositif dinfiltration une contrainte importante est la distance entre le sol et le niveau de la nappe On estime quune distance de 3 agrave 5 m est un minimum pour assurer la bonne marche dun bassin

c) Construction dun bassin la construction dun bassin ne peut se faire que sur deumll-~teumlrracircins reTacirctfvement plats Sa mise en oeuvre peut se faire agrave laide dun bulldozer ou par des moyens plus simples Toutefois en cas dutilisation denshygins lourds il faudra prendre garde agrave ce que leurs passages successifs nentraicircshynent pas un tassement excessif du sol qui se traduirait par une reacuteduction signishyficative du taux dinfiltration

Les berges des bassins doivent ecirctre rendues impermeacuteables par beacutetonnage ou deacutepocirct de seacutediments tregraves fins ceci afin deacuteviter toute infiltration horizontale La pente recommandeacutee pour les berges dun bassin est de 2 pour 1 on limite ainsi leacuterosion due aux mouvements de leau dans le bassin Enfin pour faciliter la vidange du bassin on procegravede agrave la creacuteation dun point bas

d) Ameneacutee de leau lameneacutee de leau dans le bassin peut se faire par graviteacute ou par pompage Ces dispositifs sont en geacuteneacuteral aussi des dispositifs aeacuterateurs en favorisant les conditions aeacuterobies dans le bassin on permet une eacutepuration importante des eaux dans celui-ci

Cette aeacuteration se fait souvent agrave laide dune ou plusieurs cascades (figure 5)

FIGURE 5

lExiAcdA du Document t 2028)

e) Revecirctement du fond le revecirctement du fond peut ecirctre varieacute ainsi on distingue les bassins agrave fond nu agrave veacutegeacutetation agrave sable

bull raquo bull raquo raquo bull

- 54 -

Bassins agrave fond nu leur mise en oeuvre est simple car ils sont utiliseacutes tels quels Cependant ils sont soumis agrave un colmatage rapide Pour diminuer limporshytance de ce colmatage et pour assurer lentretien on peut utiliser divers proceacuteshydeacutes simples tels que le labourage ou leacutepandage de paille de bleacute (Confeacuterence AFEE Orleacuteans 1970) La lame deau dans ces bassins doit ecirctre de quelques deacutecimegravetres

Bassins agrave veacutegeacutetation leffet de la veacutegeacutetation est multiple (G 6230) - permeacuteashybiliteacute suppleacutementaire due aux racines protection du soi contre les gouttes deau lors des peacuteriodes pluvieuses exportation deacuteleacutements mineacuteraux si toutefois la veacutegeacutetation est reacutecolteacutee (5 environ) Par ailleurs elle favorise la deacutenitrifi-cation Cependant la preacutesence de veacutegeacutetation dans le bassin preacutesente certains inconveacutenients niveau assez faible deffluent dans le bassin (au printemps et en eacuteteacute notamment quelques centimegravetres seulement) assegravechement peacuteriodique du bassin pour permettre la reacutecolte

Malgreacute tous ces inconveacutenients de nombreuses eacutetudes ont montreacute linteacuterecirct de la veacutegeacutetation dans un bassin Le bermuda-grass geacuteant le riz et le souclan-grass paraissent bien sadapter agrave ces conditions de vie (G 6230 F 275)

Bassins agrave sable (Confeacuterence AFEE Orleacuteans 1970) Le fond du bassin est alors tapisseacute dune couche de sable rapporteacutee Le diamegravetre efficace du sable est en geacuteneacuteral compris entre 02 et 03 mm Cette couche sert de support meacutecanique et biochimique agrave leacutepuration des eaux Son eacutepaisseur doit ecirctre de lordre de 50 cm

Le sable agissant comme un filtre subit un colmatage progressif et demandedonc un entretien peacuteriodique apregraves vidange du bassin on procegravede agrave un remaniement du sable par diffeacuterents moyens allant du simple grattage agrave lexplosif ou bien on procegravede agrave un lavage du sable apregraves ramassage

Leacutepaisseur de la lame deau dans un tel bassin peut varier de quelques deacutecimegravetres agrave plusieurs megravetres

f) Taux dinfiltration dune maniegravere geacuteneacuterale on peut dire quil est impreacutevisible et que lon doit proceacuteder agrave des essais On dispose de deux types de meacutethodes pour ces essais (G 51341)

essais sur toute la zone deacutepandage cest cette meacutethode qui donne les reacutesultats les plus sucircrs mais sa mise en oeuvre neacutecessite des dispositions coucircteuses transport de leau acquisition des terrains

essais sur des mares deacutepandage cette meacutethode impose pour ecirctre fiable des essais de longue dureacutee ainsi que la connaissance des renseignements techniques tels que la geacuteologie du sous-sol la profondeur de la nappe etc

En geacuteneacuteral les taux dinfiltration se situent au-dessus de 015 - 030 m par jour (G 5191)

Le tableau 1 page suivante donne agrave titre dexemple la valeur des taux dinfilshytration de bassins reacutealiseacutes aux USA

NB du fait du colmatage le taux dinfiltration eacutevolue avec le temps pendant la submersion Il convient donc de parler de taux dinfiltration moyen

bullbullbullbullbullbull

- 55 -

TABLEAU 1

REPRESENTATIVE SPREADING BASIN RECHARGE RATES

Location

Sauta Cmz River-Ariz Los Angeles County Calif i Madera Colif San Gabriel River Calif Santa Ans River Calif Santa Clara Valley Calif Tulare County Colif Ventura County Calif Des Moines Iova NewtoD Mass East Orange N J Princeton N J Long Island N Y Richland TVash

Rateftday T

1 11-38 22-62 10-41 19-54 lS-96 14-73 04 12-1S i 15 l 43 04 | 01 31 77

(SxtAaJjt du Document t 275)

Suivant la nature du revecirctement du fond le taux dinfiltration est variable Ainsi (F 2028)

- pour les bassins nus 030 agrave 1 m par jour - pour les bassins agrave veacutegeacutetation 020 agrave 060 m par jour - pour les bassins agrave sable 2 agrave 5 m par jour

Des eacutetudes reacutecentes ont montreacute que dans le choix du revecirctement la veacutegeacutetation et le sable donnent les meilleurs reacutesultats ( G 6230)

g) Dispositifs de reprise des eaux trois dispositifs sont utiliseacutes pour reacutecupeacuterer les eaux apregraves leur infiltration dans la couche non satureacutee du terrain et leur transfert dans laquifegravere

les puits de pompage classiques

les drains placeacutes dans laquifegravere lui-mecircme

les exutoires naturels tels que les sources

Ces trois dispositifs sont repreacutesenteacutes sur la figure 5 bis

bullbullbullbullraquo

- 56 -

FIGURE 5 BIS

COLLECTION OF RENOVATED WATER FROM RAPID-INFILTRATION SYSTEMS WITH

WELLS (TOP) DRAINS (CENTER) OR VIA NATURAL SEEPAGE

INTO STREAMS (BOTTOM)

PUMPEO WELL - 0 8 3 WEU

IMPERMEABLE

bull- ygru ffi -

7 7 STREAM

rff

IMPERMEABLE v ^ v

(poundxampLltzugravet du Document Ccedil 62121

- 57 -

2) LeA poundcM^eacute4 XampA canaux leA jampM-ae-d

Ces dispositifs sont assez semblables aux bassins Neacuteanmoins on peut faire les remarques suivantes

- contrairement aux bassins sces dispositifs utilisent linfiltration horizontale agrave travers les berges Celles-ci sont en geacuteneacuteral tregraves releveacutees

- les fosseacutes de largeur plus reacuteduite (1 agrave 4 m) que les bassins sadaptent mieux aux variations de relief du terrain car ils peuvent eacutepouser sans difficulteacute les courbes de niveau

- les fosses sont caracteacuteriseacutees par une profondeur importante vis-agrave-vis de ses autres dimensions La charge hydraulique peut y ecirctre importante (plusieurs megravetres) Leur utilisation est particuliegraverement inteacuteressante pour linfiltration deaux brutes le fond et les bords jouant respectivement le rocircle de plage de seacutedimentation et de filtration

3) LAgraveJLA do AxvX0Ae ameacutenageai

a) Ppoundi|2poundiPpound le principe de ce dispositif est essentiellement damplifier artifishyciellement linfiltration naturelle des eaux de riviegraveres dans les terrains allushyvionnaires sous-jacents Pour cela on peut

soit augmenter la surface de contact entre leau et le sol cest le cas dun ameacutenagement dun lit mineur en chocircmage ou de leacutepandage des crues

soit augmenter la charge hydraulique en diffeacuterentes zones du lit cest le cas avec la construction de diguettes

soit les deux cestle cas avec la reacutealisation dune retenue

b) Les ameacutenagements (G 7220)

ameacutenagement dun lit mineur en chocircmage en dehors des peacuteriodes de crue par creuseshyment au bulldozer par exemple (figure 6)

eacutepandage des crues cette meacutethode ne peut ecirctre mise en oeuvre que dans des reacutegions peu habiteacutees Sa reacutealisation ne demande pas de moyens eacutelaboreacutes ni de main doeuvre qualifieacutee (figure 7)

construction de diguettes (G 7220) construites en travers du courant les diguettes permettent laugmentation de la charge hydraulique agrave lamont de celles-ci (figure 8)

bull bull bull bull bull

FIGURE 6

- 58 -

FIGURE 7

FIGURE 8

(poundxtnaAcircJA du Document Ccedil 72201

- 59 -

La hauteur des diguettes est de lordre de 150 m Pour ecirctre eacuteconomiques les diguettes doivent ecirctre reacutealiseacutees avec des mateacuteriaux locaux et des moyens simples

La figure 9 donne une coupe dune diguette

FIGURE 9

SEDIMENTS FINS PRE-DECANTES

TOUT-VENANT A OOMINANCE SABLEUSE

GALETS ET GRAVIERS

lSxiMalA du Document Ccedil 7220)

c) Construction dune retenue sa mise en oeuvre est coucircteuse car elle neacutecessite des eacutetudes eacutelaboreacutees ainsi que des moyens lourds

Remarque la construction de diguettes ou de barrages ne doit pas aggraver les crues ou bien deacutevier le fleuve de son lit naturel

U) poundpandage 4oupoundeAAain pan ieacuteAeau de diaisvocirc

Le principe de ce dispositif reste le mecircme que celui dun bassin mais la plage dinfiltration est alors constitueacutee par un drain permeacuteable enterreacute dans la partie supeacuterieure du sol

La figure 10 page suivante donne deux exemples de drains fonctionnant en disposhysitifs dinfiltration

Lavantage majeur de ce proceacutedeacute sur les bassins dinfiltration est de laisser les terrains libres en surface pour une autre utilisation (terrain de sports par exemple)

Le principal deacutefaut de ce proceacutedeacute est decirctre un dispositif souterrain donc decirctre deacutelicat agrave entretenir

bull bull bull

- 60 -

FIGURE 10

(Cxt^œU du Document 6608781 )

La figure 11 page suivante donne le plan dune reacutealisation dinfiltration par drains

5) PuLts) fJJjUiant

Le puitsfiltrant se diffeacuterencie du puits deau par le fait quil natteint pas la nappe Cest un proceacutedeacute assez peu utiliseacute

IV - COLMATAGE DES DISPOSITIFS DINFILTRATION

Le colmatage progressif du fond dun bassin par exemple se traduit comme nous lavons vu par une reacuteduction du taux dinfiltration

Le pheacutenomegravene de colmatage reacutesulte de la combinaison de deux meacutecanismes

- dune part deacutesorganisation de la porositeacute du sol

- dautre part bouchage des pores

bull bullbullbullbullbull

- 61 -

FIGURE 11

bullrO bullmdash bull - v - gt

5icirc4s-SIcirciumlSIcirc

PJan geacuteneacuteral deraquo installations de recircalimentation agravea la nappa souterrains agrave Vejsy Construction existante A digue B usin9 hydraulique ilouvellss construction l_ prisa deau i avec creacutepine laquo Hydromat raquo autonettoyante 2 conduitraquo 7 0 0 mm pour leau bruts 3 station de pompagraquo et de traitement dej bullaux 4 conduite de rejet agrave TArva 5 conduite 30O mm pour 1er eaux traiteacutees 6 aire dinfiltration dans le sol au moyen de tuyaux perforeacutes

1 ) CoAnatage pan deacute^origanAgravejiation de Xa pon-O^Lteacute du -OcircOJ

Cest le reacutesultat de divers meacutecanismes eacutelectrochimiques

- destruction des agreacutegats par un excegraves dions dispersant les argiles ou bien solu-bilisation du ciment liant ceux-ci en milieu reacuteducteur

- gonflement important des argiles

2) Co-ugravenatage pan bouchage deA posiez du AOX

Les origines de cette diminution de la porositeacute intrinsegraveque peuvent ecirctre diverses (physique chimique biologique) ou encore ecirctre dues agrave la preacutesence dalgues

bull bullbullbullbullbull

- 62 -

a) Colmatage dorigine physique le fond du bassin agit vis-agrave-vis des matiegraveres en sucircspeumlnsiuml8n~TM7Euml7s7 comme un filtre Limportance du colmatage dorigine physique est donc fonction de la concentration en MES des effluents (figure 12)

FIGURE 12

INFILTRATION SUR COLONNES DE SABLE - EVOLUTION DU COLMATAGE POUR

DIFFERENTES CHARGES EN MATIERES EN SUSPENSION

10 11 II

(CxiAaJJ du Document h 2028)

b) Colmatage dorigine chimique il est le reacutesultat de la preacutecipitation des sels contenus dans leffluent au contact de certains constituants du sol

c) Colmatage dorigine biologique le meacutecanisme exact du colmatage biologique nest pas entiegraverement connu mais on sait que le rocircle des bacteacuteries y est tregraves imporshytant (G 51341) Ainsi le deacuteveloppement des bacteacuteries et la production de proshyduits reacutesultant de leur meacutetabolisme peuvent entraicircner un colmatage par obstrucshytion des pores du sol

d) Colmatage par les algues la preacutesence deacuteleacutements nutritifs tels que le phosshyphore dans les eaux combineacutee avec un eacuteclairage suffisant permet si toutefois la tempeacuterature est assez eacuteleveacutee le deacuteveloppement des algues dans le bassin Laccumulation de celles-ci peut conduire au colmatage de la plage dinfiltration comme le montre la figure 13

bullbullbullbullbullbull

- 63 -

FIGURE 13

EFFECT OF OPEN RECHARGE ON RECHARGE RATE

dork recharge (no woter llaquovlaquol)

j

open recharge (50cm water levai) j

i

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O -j 1 I I 1 1 ~X 1 1 1mdash 1 p I

J F M A M J J A 5 0 N D

(CxtnaU du Docimervt 6610709)

La preacutesence dalgues dans un bassin apporte les avantages suivants

- les feutrages des algues favorisant la filtration de leau et la coagulation des particules en suspension

- la croissance algale preacutelegraveve des eacuteleacutements nutritifs dans le milieu et peut eacutegashylement concentrer dans la cellule veacutegeacutetale des substances nocives et en particushylier les meacutetaux lourds

Mais ces algues preacutesentent les inconveacutenients suivants

- le deacutegagement dodeurs deacutesagreacuteables

- la reacuteduction de la permeacuteabiliteacute des bassins par deacuteveloppement dun tapis dense agrave la surface du sol

En geacuteneacuteral le bilan global des actions dues agrave la preacutesence dalgues est nul ou neacutegatif

En conclusion on peut donc dire que le rocircle des algues est complexe Aussi chaque cas eacutetudieacute sera un cas particulier (6617223)

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- 64 -

V - REMEDES CONTRE LE COLMATAGE - GESTION DES DISPOSITIFS DINFILTRATION

1) Meacutethodes permettant de AeacuteduAgraveJie -Le cotmatage

a) Colmatage_par_les M E S _ on peut le reacuteduire par diffeacuterentes meacutethodes

- deacutecantation de leffluent ou filtration agrave travers un massif de graviers

- creacuteation dune couverture veacutegeacutetale dans le fond du bassin

- addition de matiegraveres organiques ou de produits chimiques dans la couche supeacuteshyrieure du- sol

b) Colmatage biol_ogique on peut le reacuteduire principalement par une javellisation de leffluent Mais ceci a linconveacutenient de supprimer leacutepuration biologique dans le bassin lui-mecircme

c) Colmatage par les algues le controcircle du deacuteveloppement des algues peut se faire

- par lemploi dalgicides mais avec un certain danger pour la qualiteacute future des eaux

- par une gestion approprieacutee des bassins

2) CcedileAtLon de dLipoj-LtLfLi dinp-AgravetsicutLon

Comme nous venons de le voir on ne peut et on ne veut pas annihiler complegravetement le pheacutenomegravene de colmatage En effet la toleacuterance dun certain colmatage est essentielle pour preacuteserver un eacutecoulement en milieu non satureacute sous le bassin Cet eacutecoulement reacutepeacutetons-le joue un rocircle deacuteterminant dans leacutepuration des eaux de recharge par le sol Le problegraveme est que le colmatage est un pheacutenomegravene qui samplifie avec le temps jusquagrave devenir inadmissible Il faut donc que les peacuteriodes dinfiltration alternent avec des peacuteriodes de dessegravechement afin de pouvoir dune part aeacuterer le sol et ainsi permettre agrave la vie microbienne dans le sol de se reconstituer et dautre part eacuteliminer les deacutepocircts de matiegraveres en suspension

Le dessegravechement des bassins permet une reacutecupeacuteration totale de la capaciteacute dinshyfiltration comme le montre la figure 14

Le problegraveme de gestion des systegravemes dinfiltration se reacutesume donc agrave la deacuteterminashytion du rythme dalternance entre les peacuteriodes de submersion et les peacuteriodes de seacutechage et dentretien pour que le rendement de linstallation soit optimum

La peacuteriode de submersion est deacutefinie par lapparition dun colmatage inacceptable

La dureacutee du seacutechage est fonction du climat et de la saison (cf figure 14)

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- 65 -

FIGURE 14

AMENAGEMENT DE PHOENIX

EVOLUTION DE LA CAPACITE DINFILTRATION EN FONCTION DU COLMATAGE ET TAUX

DE RECUPERATION AU COURS DES PERIODES DE CHOMAGE DES BASSINS

degh de reacutecupeacuteration de la capaciteacute dinfiltration

40

Nombre de Jours

(Extrait du Document Ccedil 5920)

Examinons divers cas

a) Cas des bassins la peacuteriode dinfiltration doit ecirctre en principe de moitieacute par rapport agrave la peacuteriode de seacutechage

La figure 15 donne un exemple du fonctionnement dans le temps dun bassin

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- 66 -

FIGURE 15

EXAMPLE OF VARIATION OF INFILTRATION RATE WITH TIME

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ltxtnaijt du Document F 3918)

Dans le cas ougrave lon veut un fonctionnement en continu de linstallation il est donc neacutecessaire de preacutevoir la construction de trois bassins au moins (en geacuteneacuteral plus de trois dans les reacutegions agrave climat humide ou tempeacutereacute) Le fonctionnement de ces bassins se fait alors en deacutephasage

b) Cas des ameacutenagements en lit de riviegravere la peacuteriode de submersion est alors conshyditionneacutee par le reacutegime deacutecoulement du fleuve

B - D I S P O S I T I F S D I N J E C T I O N

Il sagit principalement des puits dinjection

CONDITIONS GENERALES DE FONCTIONNEMENT

Les dispositifs dinjection sont utiliseacutes lagrave ougrave les dispositifs dinfiltration sont impossibles ou difficiles agrave mettre en oeuvre

cas ougrave la nappe phreacuteatique est captive (F 3918) existence dune couche dargile entre le sol et le niveau de la nappe (F 3918) cas ougrave le sol est alcalin (F 3969) existence de terrains en couches superposeacutees seacutedimentaires ou alluviaux ayant

bull bullbullbullbullbull

- 67 -

une conductiviteacute hydraulique horizontale beaucoup plus eacuteleveacutee que la conductiviteacute verticale (G 51341)

- neacutecessiteacute dun encombrement reacuteduit

El _ PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT DES PUITS DINJECTION

Comme nous lavons vu plus haut un puits dinjection est un forage plongeant dans la nappe Son principe est donc tout agrave fait semblable en premiegravere approxishymation agrave celui dun puits de pompage fonctionnant en sens inverse

Enfin contrairement au cas des dispositifs dinfiltration le colmatage mecircme leacuteger na aucune fonction eacutepuratrice dans le cas dun puits dinjection Il devra donc ecirctre eacuteviteacute agrave tout prix

II - LES PUITS DINJECTION

1) CorvitnucJuon

Dans leur construction les puits dinjection sont des forages classiques

La figure 16 donne le scheacutema dune installation complegravete dinjection FIGURE 16

(euroxtnc-ut du Document Ccedil 5191 ) bull bull bull bull bull bull

68 -

La figure 17 montre sur un exemple la coupe dun puits dinjection

FIGURE 17

PUITS DINJECTION DE LA VALLEE DE LA DURANCE

Arriveacutes deau provenant du bassin ite decirccantutioci

bull~X_ Buses ccediljOacircO non iointivas

FI Sable oM F^ Gravierraquo fe^-Wraquo-mdash

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rampt

Niveau de la nappe

lExtnaAJi du Document F 2028)

Pour les puits dinjection il nexiste pas de dessin optimum mais certaines techniques de construction donnent manifestement de meilleurs reacutesultats que dautres Toute technique de construction qui reacuteduit la permeacuteabiliteacute du terrain comme cela est le cas avec linvasion des terrains entourant les puits par les boues de forage ou bien avec leffondrement des particules fines dans le puits peut conduire agrave une perte deacutefinitive de permeacuteabiliteacute (G 5191)

Lenvahissement du puits par des particules fines peut ecirctre contrecarreacute par la constitution autour du trou de forage dun eacutecran de graviers suffisamment petits pour empecirccher la migration des fines particules et assez gros pour ne pas gecircner leacutecoulement La figure 18 donne une coupe de cet eacutecran

Enfin la circulation de leau dans le puits dinjection doit ecirctre eacutetudieacutee pour ne produire ni eacuterosion ni effondrement des terrains qui pourrait se traduire par un colmatage du puits par les mateacuteriaux fins

bull bull bull bull bull bull

- 69 -

FIGURE- 18

FUNCTION OF A GRAVEL PACK IN RETARDING THE MIGRATION

OF FINE SAND TO A WELL SCREEN

(Sxtnalt du Document Ccedil 5191 )

2) Ameneacutee de leau darv4 le puAgraveJbs

Lintroduction de leau de recharge dans laquifeumlre peut se faire sous la presshysion atmospheacuterique ou sous une pression plus eacuteleveacutee

Contrairement au cas des dispositifs dinfiltration lair contenu dans leau doit ecirctre eacutelimineacute au maximum En effet lentraicircnement de bulles dair ou de gaz dissous joue un rocircle capital vis-agrave-vis du colmatage Certaines preacutecautions sont agrave prendre nous les examinerons plus loin

3) Taux dinfection

La preacutevision du taux dinjection peut se faire agrave partir dessais de pompage Cependant diffeacuterents facteurs rendent souvent peu fiables les extrapolations agrave partir de ces essais En effet la diffeacuterence entre une injection et un pompage ne se limite pas agrave un changement de sens du flux deau des problegravemes lieacutes agrave la preacutesence de MES dair de substances chimiques et organiques interviennent Cest pourquoi les deacutebits dinjection sont toujours plus faibles que les deacutebits du pompage (F 275)

Une autre meacutethode de preacutevision est lutilisation dune loi statistique donneacutee par la figure 19

bull bull bull bull bull bull

- 70 -

FIGURE 19

F O R A Q E S

DEacuteBIT INJpoundCTacirc MOTIN

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(ExtgtiaJjt du Document 6600637)

Le tableau 2 donne agrave titre dexemple la valeur du taux dinjection obtenue pour diffeacuterentes reacutealisations au USA

IV - COLMATAGE DES DISPOSITIFS DINJECTION

Le colmatage des puits dinjection a trois origines principales (F 2028)

- preacutesence de gaz dissous dair et de particules en suspension dans les eaux dinshyjection

- reacuteactions entre les eaux dinjection et les eaux du gisement

- reacuteactions entre les eaux dinjection et certains constituants du sol bull bull bull bull bull t

- 71 -

TABLEAU 2

AVERAGE WELL RECHARGE RATES

Location

Fresno Caliicirc Los Angeles Calif Manhattan Beach Calif Orange Cove Calif San Fernando Valley Calif Tulare County Calif Orlando Fia Mud Lake Idaho Jackson County Mich Newark N J Long Island N Y El Paso Texas Williarosbtirg Va

Rate cfs 1

02-09 12 1 04-10 1 07-09 03 | 012 02-21 02-10 01 06 02-22 23 03

(

(ExtnaLt du Document F 275)

Les processus de colmatage

Comme dans le cas des dispositifs dinfiltration les processus du colmatage sont dordre physique chimique ou biologique

1 ) TioceAsiuA meacutecaniques

- deacutepocirct des MES qui forme un eacutecran impermeacuteable

- entraicircnement dair et libeacuteration des gaz dissous Les bulles de gaz ainsi formeacutees peacutenegravetrent dans laquifegravere et en obstruent les pores ceci entraicircne une reacuteduction de la permeacuteabiliteacute Par ailleurs un autre pheacutenomegravene lieacute agrave la preacutesence dair dans les eaux dinjection est agrave craindre il sagit de la formation de poches de gaz sous pression qui par deacutetente lors de larrecirct de linjection peut entraicircner la destruction complegravete de louvrage La fig 20 illustre ce dernier pheacutenomegravene sur un exemple

2) VsioceAALLA chAgraventlque

- dispersion et gonflement des a rg i l e s

- preacutec ip i ta t ion de se ls meacutetalliques ou a lca l ino- ter reux

3) ioceAMA bLoioglqaeA

- pro l i feacutera t ion des bac teacuter ies

- production par l a c t i v i t eacute microbienne de substances chimiques colmatantes

FIGURE 20

PHENOMENE DENTRAINEMENT DAIR AU COURS DE LINJECTION DANS LES DOLOMIES

ET CALCAIRES KARSTIQUES DbullISRAEumlL

(poundxampiaLpound du Document h 2028)

V - REMEDES CONTRE LE COLMATAGE ET GESTION DES DISPOSITIFS DINJECTION

1 ) Meacutethodesi pousi la idducjtLon du colmatage

a) Cas des MES la concentration en MES des eaux dinjection peut ecirctre reacuteduite par un traitement preacutealable comme nous lavons vu dans la premiegravere partie de ce travail

k) pound^_Eumlpound_i ficirciiumlL es Iz dissous un traitement preacutealable permet une deacutesaeacuteration de leau dinjection Par ailleurs pour eacuteviter lentraicircnement dair on peut prendre les preacutecautions suivantes

le tube dameneacutee deau doit toujours ecirctre noyeacute Aussi lintroduction en chute libre est agrave exclure

la construction du puits doit ecirctre telle que tous ces eacuteleacutements soient agrave une pression supeacuterieure agrave la pression atmospheacuterique On eacutevite ainsi tout pheacutenomegravene de succion le long du puits dinjection Ce problegraveme peut ecirctre reacutesolu en utilishysant en pied de forage une valve antisuccion La figure 21 donne la coupe dun tel dispositif

- 73 -

FIGURE 2i

FOOT VALVE USED FOR CONTROLLING RATES OF RECHARGE

THROUGH AN INJECTION UELL

bullRECHARGE PIPE

DISCHARGE SLOTS

bullPISTON

-CYUNDER

-COMPRESSION SPRING

bullSPRING END DISC

SPRING TENSION SPACER

^SPRING RETAINER END PLUG

LxtnaU- du Document Ccedil 5191 )

les deacutebits doivent ecirctre limiteacutes ce controcircle peut se faire en utilisant des tubages ayant un faible diamegravetre ou encore ayant une rugositeacute suffisante

La figure 22 donne

dune part leacutevolution des deacutebits dinjection avec le diamegravetre du tubage

dautre part leacutevolution de ces deacutebits avec la rugositeacute du tubage

- 74 -

FIGURE 22

GRAPH OF FLOW RATES IN SMALL PIPES WITH UNIT HEAD LOSS

PER UNIT LENGTH OF PIPE

INS1DE DIAMeacuteTER OF PIPE IN MllUMETRES 20 40 60 80 J _1 L

2 3 IHS1DE DIAUETEacuteR OF PIPE IN INCHES

(CxtnaLt du Document 6607^39)

c) c3pound_du_colmatage_chimique pour reacuteduire le colmatage chimique lors de linjecshytion on peut suivant le cas

effectuer une deacutemineacuteralisation partielle ou complegravete lors dun traitement preacuteashylable

diluer les eaux dinjection avec une eau neutre vis-agrave-vis du gisement

^ poundpound_^_pound2imaicirclpound_BE_^es bacteacuteries une chloration des eaux dinjection permet en geacuteneacuteral de reacuteduire iumleumlffeumlt_deumls bacteacuteries

bull bull bull bull bull bull

- 75 -

2) CcedileAtLon dltiA puLtt dijyectLon

Comme dans le cas des dispositifs dinfiltration il apparait lors dune recharshyge artificielle de nappe par injection un colmatage progressif Lorsque celui-ci a atteint une valeur inadmissible on doit proceacuteder agrave un deacutecolmatage

La figure 23 montre leacutevolution du taux dinjection avec le temps ainsi que la reacutenovation de ce taux apregraves deacutecolmatage

FIGURE 23

INJECTION RATE VERSUS TIME FOR SHAFT

12

sectraquo o laquo_gt UJ ta 10

T 1 1 1 r~- r

Racharga ahoft

T_

16 24 32 40 48 TIME - DAYS

56 _1_ 64

MlxtnaUL du Document 6607790)

La freacutequence des deacutecolmatages est extrecircmement variable suivant les installations

Les proceacutedeacutes de deacutecolmatage les plus employeacutes sont le pistomage et le repompage dans ce dernier cas la pompe de nettoyage est geacuteneacuteralement laisseacutee agrave demeure dans louvrage (6600637) En effet le deacutemontage de la pompe est coucircteux et deacutelicat Toutefois il faut noter que la preacutesence de la pompe induit une reacutesisshytance hydraulique dans le circuit qui peut reacuteduire dun tiers la capaciteacute deacutecoushylement (G 51341)

La figure 24 donne les deacutetails dun puits dinjection ougrave le systegraveme de nettoyage est inteacutegreacute agrave lensemble de linstallation

- 76 -

FIGURE 24

SCHEMATIC OF INJECTION - WELL COMPLEX

EXTERIOR VIEW OF INJECTION-WELL COMPLEX (from Cohen and Durfor 1956 P D254)

18-ln-diamstelt ffbergtajs injection casing

Dopth below land surface In fost

36-in-diametraquor dritl hotraquo

3-ln-diamater liberglass treacutemie pipe

1 9 2

4-in-diumlamete annuiumlar-space observation wall casing

5-in-X62-f t- _ long scainlesJ Steel annular-space observa-tion-wall scroen

TO-ft-long statn less-steel sand traps

4-In-diamraquoter fibargtass injection pipraquo

1-in-diamraquoter fiberglass pressure-measuring pipraquo

3-in-diemeter fibargtass tromio pipraquo

Cernant grout

2-ft-thick layer of fine sand

16-iumln-X62-fr-long staintess-steel injection screen

Filtsr pack

Ceacutement grout

PLAN VIEW OF INJECTION-WELL COMPLEX

3-in-diameter treacutemie pipe 6-in-diameter opening

18-in-aiameter casing

6-in-diameter pump column

Q 4-in-diameter annular-space

well 4-in-diameter

instrurnent-

192 - f t - deep -^ ) Q-3-in-diameter injection pipe treacutemie pipe

WELL-HEAD FFATURES LOOKING NORTHEAST

50-hp redevelopment-pump motor

Support grate

6-in-diameter pump column-

Main casing access hole

4-iumln-diameter annular-space well

3-jn-diameter -treacutemie pipe

18-in-diameter 53 fiberglass casing^ 5

floor

A-in-diameter instrument-access pipe

Redevelopment lioe

diameter treacutemie pipe

4-in-diameter shaljow-

lnjectiocirc~npipe

4-in-diameter deep-injection pipe

(ExtsiaLt du Document Ccedil 1787b)

- 77 -

Le reacutesultat du deacutecolmatage des puits est en geacuteneacuteral une reacutecupeacuteration quasi-complegravete de la capaciteacute dinjection initiale Mais on peut dire dune maniegravere geacuteneacuterale que les ouvrages dinjection sont dune gestion deacutelicate et que leur dureacutee de vie est impreacutevisible mais de toute faccedilon infeacuterieure agrave celle des disposhysitifs dinfiltration

- 79 -

LISTE BIBLIOGRAPHIQUE

F 2752 TODD DK Groundwater hydrology J Wiley and Sons Ed 1980 546 pages

F 2028 BIZE J BOURGUET L LEMOINE J Lalimentation artificielle des nappes souterraines Ed Masson amp Cie 1972 199 pages

F 3469

F 3918

G 1681519

G 17874

G 51341

A bull bull bull

Health aspects of wastewater recharge Water Information Center New York 1978 240 pages

BEAR J Hydraulics of groundwater McGraw-Hill Book Company 1979 567 pages

SMITH DG LINSTEDT KD BENNETT ER Treatment of secondary effluent by infiltration-percolation EPA-6002-79-174 Aoucirct 1979 103 pages

KOCK E GIAIMO AA SULANN DJ Design and opeacuteration of the artificial-recharge plant at Bay Park New York US Geologicagravel Survey Washington sd

A bull bull bull

Emmagasinement souterrain des eaux et recharge artificielle Ressources NaturellesSeacuterie Eau ONU ndeg 2 1977 307 pages

G 5191 BROWN RF SIGNOR DC WOOD WW Artificial groundwater recharge as a water management technique on the southern high plains of Texas and New Mexico Texas Deacutepart of Water Resources 1978 32 pages

G 5920

G 6230

Lassainissement des reacutegions deacutepourvues de reacuteseau hydrographique et la protection des nappes - tome 1 Agence Fin de Bassin Seine-Normandie Dec 1978 107 pages

Possibiliteacutes deacutepandage des eaux useacutees urbaines Rapport Agence RMC 1979 371 pages

G 7220 BIZE J Recharge artificielle des nappes PNUD Compte-rendu de mission Sept-Oct 1981 45 pages

bull bullbullbullbull

- 80 -

6600517 M0RAVC0VA V Clogging of open air artificial recharge reacuteservoirs by heavy overgrowth of algae Wat Treat and Exam 1971 p 245-252

6600637

6607439

6608781

B0URGUET L Inventaire international des ameacutenagements dalimentation artificielle - deacutepouillement et synthegravese des reacuteponses Hydrologie ndeg 3 1971 80 pages

REEDER H0 Injection-pipe System for artificial recharge Jour Research US Geol Survey vol 3 ndeg 4 1975 p 501-503

TRUEB E BIZE J HZBERER K Kunstliche Grundwasseranreicherung Gas Wasser Abwasser 1975 vol 55 ndeg 12 p 805-815

6610709 ZOETEMAN BCJ HRUBEC J BRINKMANN FJJ The Veluwe artificial recharge plan water quality aspects JIWES 30 ndeg 3 1976 p 123-137

6617223

6619065

6626930

6628281

PIERRE J-F Etude de la veacutegeacutetation algale dune installation dalimentation artificielle dune nappe alluviale de la Moselle Tech Eau et Assainis ndeg 380-381 Aoucirct-Sept 1978 p 47-52

BARONI D La protection des eaux souterraines par la reacutealimentation artificielle - Cas de la nappe franco-suisse de lArve TSM Eau 74 ndeg 3 Mars 1979 p 123-130

TZIMOPOYLOS C TOLIKAS P Technical and theoretical aspects in artificial groundwater recharge ICID Bull 29 ndeg 2 1980 p 40-44

OLSON JV CRITES RW LEVINE PE Groundwater quality at rapid infiltration site J Environ Eng Div 106 1980 EE5 p 885-899

- CHAPITRE IV -

DONNEES ECONOMIQUES DUNE OPERATION DALIMENTATION

ARTIFICIELLE DE NAPPE SOUTERRAINE

- 83 -

La faisabiliteacute technique (existence de conditions geacuteologiques et hydrogeacuteologiques favorables) dune opeacuteration dalimentation artificielle ayant eacuteteacute prouveacutee il convient alors den veacuterifier lopportuniteacute eacuteconomique Pour cela une analyse minutieuse de tous les facteurs entrant dans la composition dune part du revenu et dautre part du coucirct doit ecirctre faite La comparaison de ces deux derniers points permet de deacuteterminer le beacuteneacutefice que peut apporter une telle opeacuteration

La suite du travail consistera alors agrave comparer le prix de revient de lopeacuteration de recharge avec le prix de revient dautres meacutethodes reacutepondant au mecircme objectif (agrave condition bien sucircr que ces autres meacutethodes soient techniquement reacutealisables) Par exemple

- choix entre une opeacuteration de recharge par bassin dinfiltration ou bien par puits dinjection

- choix entre une opeacuteration de recharge par bassin dinfiltration et une uniteacute de traitement des eaux

- choix entre une opeacuteration de recharge par puits dinjection et la construction dune adduction deau

- choix entre un stockage en surface et un stockage souterrain

Nous donnerons un deacuteveloppement de ces diffeacuterentes comparaisons dans le parashygraphe III de cette partie

- REVENUS APPORTEacuteS PAR UNE OPEacuteRATION DE RECHARGE

Ces revenus peuvent ecirc t re d i rec ts ou ind i r ec t s

1 ) RevemiA dLuiecJ^i

Les revenus directs sont le reacutesultat de la vente des eaux de recharge apregraves passage dans le sol et pompage Cette vente se fait suivant la tarification en vigueur des eaux Il faut noter que le prix de leau varie suivant lendroit et dans le temps et que par conseacutequent lestimation des revenus directs dune opeacuteration de recharge suppose la connaissance agrave long terme de la politique de tarification de leau

2) Revenue indiAecJ^i

Les revenus indirects sont le reacutesultat de limpact dune opeacuteration de recharge sur la vie eacuteconomique dune reacutegion ou dun Etat Par exemple

- si lobjectif de lopeacuteration de recharge est la suppression dune surexploitation de la nappe le revenu apporteacute par une telle opeacuteration reacutesultera de la diminution des coucircts de pompage mais aussi de leacuteconomie de travaux dapprofondissement des puits

- si lobjectif de lopeacuteration de recharge est le stockage deau pour une utilishysation posteacuterieure le revenu apporteacute viendra de laccroissement du revenu agrishycole ainsi que de lexpansion humaine et industrielle de la reacutegion concerneacutee

bullbullbullbullraquobull

- 84 -

Compte tenu de la multipliciteacute et de la complexiteacute des paramegravetres entrant dans la composition du revenu indirect apporteacute par une opeacuteration de recharge lestishymation de ce revenu est assez difficile

B - COUcircTS DUNE OPEacuteRATION DALIMENTATION ARTIFICIELLE DE NAPPE

La reacutepartition des coucircts se fait en trois eacutetapes

- coucircts des eacutetudes - coucircts de construction - coucircts de fonctionnement et dentretien

11 COLUA desi ltipoundudampsj

Les eacutetudes comprennent (G 51341)

les travaux de recherche des caracteacuteristiques geacuteologiques et hydrogeacuteologiques des terrains les reacutesultats de ces travaux permettent de conclure agrave la faisabishyliteacute technique ou non dune telle opeacuteration Cette eacutetape conditionne bien sucircr la suite des opeacuterations

le traceacute de cartes

les travaux de conception de linstallation de recharge

la recherche et lachat des terrains

les proceacutedures juridigues si lon doit recourir agrave lexpropriation

2) Travaux de cori4tnucJJoa

Le deacutetail des diffeacuterents points intervenant dans le coucirct dun bassin dinfiltrashytion et dun puits dinjection est donneacute par la figure 1

La figure 2 repreacutesente sur un diagramme le coucirct de certains eacuteleacutements de ces deux dispositifs de recharge artificielle Lanneacutee de reacutefeacuterence est 1975

Chaque installation de recharge est reacutepeacutetons-le un cas particulier Aussi ce sont les conditions locales qui dicteront leacutequipement neacutecessaire si par exemshyple tous les eacutecoulements agrave linteacuterieur de linstallation peuvent se faire par graviteacute le nombre total de pompes neacutecessaires sera reacuteduit ce qui aura pour effet de diminuer le coucirct global de leacutequipement de linstallation (G 5191)

bullbullbullbullbullbull

- 85 -

FIGURE 1

TRAVAUX DE CONSTRUCTION

1 Installations deacutepandage

a) Terrains ou bassins

- leveacutees ou digues - canaux dameneacutee - canaux deacutevacuation

b) Appareils enregistreurs

c) Installations de deacuterivation

d) Dispositifs de controcircle

e) Voies daccegraves

f) Clocirctures

g) Abris

h) Mateacuteriel de traitement de leau

2 Installations dinjection

a) Construction du puits dinjection

- colonne de tubage - compactage du gravier ou de la gravette-filtre

- injections pour eacutetancheacuteiteacute - packers - meacutethode de forage (rotation avec circulation de boue inverseacutee rotation normale battage au cacircble autres meacutethodes)

- perforations

b) Puits dobservation

- tubage - massif de gravette-filtre - injection pour eacutetancheacuteiteacute - meacutethode de forage (rotation avec circulation de boue inverseacutee rotation normale battage au cacircble autres meacutethodes)

- travaux dachegravevement (perforation dispositifs pour leacutetude du puits par la meacutethode du carottage geacuteophysique)

- installations de controcircle des expeacuteriences

- 86 -

c) Puits dextraction mdash mecircmes opeacuterations que pour les puits expeacuterimentaux avec en plus

- mateacuteriel de pompage - eacutenergie (eacutelectriciteacute moteurs agrave combustion interne)

d) Installations de controcircle de lexploitation

- poste de reacutegulation de la pression - compteurs - vannes (de fermeture controcircle soupape de seacutecuriteacute de purge soupape agrave vide)

e) Installations de traitement de leau

- javellisation - acidification - autres proceacutedeacutes

f) Conduites

- mateacuteriaux (buses en beacuteton acier recouvert et doubleacute de beacuteton amiante-ciment matiegraveres plastiques)

g) Bacirctiments

h) Appareillage de controcircle

- enregistreurs - sondeurs - eacutechantillonneurs (pompe submersible eacutechantillonneur aleacuteatoire pompe eacuteleacutevatoire agrave air conductiviteacute eacutelectrique)

(CxampiaU du Document Ccedil 513^1 )

- 87 -

FIGURE 2

DIAGRAM SHOWING COST FACTORS OF AN ARTIFICIAL-RECHARGE INSTALLATION

Playa lake

Screen wire enclosure styrofoam floating inlef

Flexible suction hose 50 et S 8 0 0 per foot

Chemical feed pump and tank capacity 03-2 galhr S 210 Chemical flocculant S 3 - S 3 0 acre-foot

reg

Q Pump-capacity 500 galmin at 80 head

Aluminum irrigation picircpe 6 at S 105 per foot 100 feet

Excavation of settling basiumln 10x 10x 100

Screen wire baffles I 14 pipe frames

Pump-capacity 500 galmin at 80 head __

Aluminum irrigation pipe g 6 o t S 105 per foot 100 feet

Excavotion of spreading basin

Flexible suction hose 20 at S 8 00 per foot

Injection well 200 depth =deg I0diamefer 150 wire

wrapped screen 50casicircng 30 yds gravel pack

Spreading basin

S 150 2 0

4 0 0

1800

105

80O

20O

160 1800

105 S540O

StOOO

Not to scate

lpoundxtnaAgraveJL du Document Ccedil 5191 ) - Anneacutee de sieacutepoundeacutesience 1975 -

- 88 -

3) Fonctionnement et entnetien

La figure 3 donne la liste des diffeacuterents eacuteleacutements constituant le coucirct du foncshytionnement et dentretien pour des bassins dinfiltration ou des puits dinjecshytion

U) Coucirct gj-obat

La reacuteunion des coucircts preacuteceacutedents deacutetermine le coucirct global dune opeacuteration de recharge Ce coucirct calculeacute sur une anneacutee de fonctionnement et rapporteacute au volume deau annuel ainsi utiliseacute donne le prix de revient du m3 deau de recharge

Lexamen de plusieurs installations montre que ce prix de revient est variable neacuteanmoins en utilisant les reacutesultats dune enquecircte faite il y a quelques anneacutees on peut deacutefinir les valeurs moyennes pour les diffeacuterents facteurs eacuteconomiques dune recharge artificielle Ainsi le tableau 1 donne la valeur moyenne des investissements neacutecessaires pour diffeacuterents dispositifs de recharge

TABLEAU 1

INVESTISSEMENT EN FRANCS PAR M3AN INFILTRE

Prctrait

Moyennes

Bassins et canaux

avec

0362

sans

0139

Puits ou forages

avec

0125

sans

0052

(Extrait du Document 6600637) - Anneacutee de AeacutefLeacutenence 1971 -

Lexamen du tableau 1 suggegravere les remarques suivantes

- le coucirct moyen des investissements par m3 et par an semble 2 agrave 3 fois plus eacuteleveacute pour les canaux et bassins que pour les puits et les forages dinjection Cette importante diffeacuterence dans les investissements sexplique en grande partie par la neacutecessiteacute dans le cas dun bassin ou dun canal dacheter une importante superficie de terrain Ainsi en zones urbaines lacquisition des terrains peut repreacutesenter jusquagrave 50 des investissements

mdash le coucirct dinvestissement du preacutetraitement constitue une part importante du coucirct total dinvestissement Le tableau 2 montre lincidence dun preacutetraitement sur le prix de revient moyen dun m3 deau (reacutesultats pour les dispositifs dinfilshytration seulement)

laquobullbullbullbullbull

- 89 -

FIGURE 3

FONCTIONNEMENT ET ENTRETIEN

1 Installations deacutepandage_

a) Nivellement eacutegalisation des surfaces

b) Protection contre les orages

c) Reacuteparation et remplacement des structures

d) Entretien du mateacuteriel

e) Combustible pour le mateacuteriel

f) Location du mateacuteriel

g) Ponccedilage et ramassage de la boue

h) Protection contre les insectes

i) Lutte contre la veacutegeacutetation parasite

j) Ameacutelioration de lapparence estheacutetique des installations (notamment plantation de rideaux darbres et systegraveme darrosage)

k) Protection contre les rongeurs

1) Patrouilles de surveillance

m) Traitement de leau (floculants)

n) Entretien des pentes

o) Actes de vandalisme

2 Installations dinjection

a) Appareillage dobservation et de controcircle

b) Appareillage pour la mesure du niveau deau

c) Echantillonnage de leau

d) Remise en eacutetat des puits et enlegravevement des deacutechets

e) Traitement de leau

- javellisation - acidification - autres proceacutedeacutes

f) Entretien du mateacuteriel

g) Reacuteparation des structures

- 90 -

h) Combustibles

i) Location de mateacuteriel

j) Patrouilles de surveillance

k) Analyses de leau

1) Acte de vandalisme

3 Bureaux

a) Controcircle et surveillance

b) Administration

c) Paiement des salaires et reacutemuneacuteration

d) Frais geacuteneacuteraux (bureaux et services locaux)

- location et services publics - teacuteleacutephone - fournitures

- entretien de leacutequipement de bureau

e) Salaires et traitements

f) Responsabiliteacute civile (assurances)

g) Impocircts et taxes

h) Inteacuterecircts

(poundxampiaLt du Document Ccedil 513^1 )

- SI -

TABLEAU 2

INCIDENCE DU PRETRAITEMENT SUR LE PRIX DU M3 DEAU

Moyennes

Prix du m3

en F F

0249

Incidence du

preacutetraitement

27

Prix du preacutetraitement par m5 (FF)

00787

(6xtnaLt du Document 6600637 ) - Anneacutee de ieacuteLeacutenence 1971 -

Le coucirct du preacutetraitement eacutetait donc en 1971 en moyenne de 8 centimes par m3

Nous avons vu que le preacutetraitement des eaux dinfiltration retarde lapparition dun colmatage inadmissible et donc reacuteduit lentretien du dispositif concerneacute Un calcul rapide montre cependant que leacuteconomie ainsi reacutealiseacutee est loin de venir compenser les deacutepenses dues au preacutetraitement de leau On cherchera donc dans le cas dun dispositif dinfiltration agrave reacuteduire au maximum le preacutetraitement des eaux de recharge

La figure 4 donne les reacutesultatsde correacutelations statistiques eacutetablies entre linshyvestissement neacutecessaire agrave la reacutealisation dune opeacuteration dalimentation artifishycielle de nappe et le volume annuel introduit par ce moyen dans laquifegravere

FIGURE 4

INVESTISSEMENT ET VOLUME

ANNUEL INTRODUIT DANS LAQUIFERE

-Don I raquo eacuteqootionraquo claquo tfroicircfraquoraquo draquo recircccediltbullgt

2 bullbullraquo bulltpfinegrave bullraquo | 0 Fiones

V bullbullraquo apgtrtmraquo raquon tOS ttram

mdashLlaquoraquo coMcirraquotraquo poundbull corttal ioraquo obtraquoraquoraquo

t E C E N D E

H+f+ nraquowl

p a raquo t t i laquoalelaquof

bull bull bull laquo

A m bull

i bull

raquobullbullraquo

A a o

o o

lSxtnait du Document h 2028) - Anneacutee de leacutefLeacutenence 1971 -

A Forage P 3 raquolaquo Cooi o DruI

IOraquo i o lO

Vol me AIMCCcedilI tulro-Stucirct 4raquouraquo IV^utfire Inraquo)

- 92 -

Sur la figure preacuteceacutedente on peut remarquer quune installation de recharge a un coucirct dinvestissement qui en moyenne croicirct plus vite que le volume annuel introduit Pour une installation sans preacutetraitement cest linverse

- ETUDE DE LOPPORTUNITEacute EacuteCONOMIQUE DUNE OPEacuteRATION DE RECHARGE

ARTIFICIELLE - COMPARAISON AVEC DAUTRES MEacuteTHODES DE MISE EN VALEUR

DES RESSOURCES EN EAU

Lalimentation artificielle de nappe est une opeacuteration rentable pour autant quelle soit moins coucircteuse que les autres meacutethodes de mise en valeur des ressou-ces en eau (G 51341) Il convient donc avant de choisir une meacutethode deacutetablir une comparaison de coucirct avec les autres meacutethodes (agrave condition bien sucircr que celles-ci soient techniquement reacutealisables)

Nous donnons ci-dessous quelques cas de comparaisons qui peuvent se preacutesenter

) CompcuiaLion enjQie un basi^in dinfJJjjtnaAlon et un puiAsi din^ecAion

Nous avons vu que agrave deacutebit annuel fixeacute le coucirct dinvestissement moyen dans le cas dun bassin dinfiltration est 2 agrave 3 fois plus eacuteleveacute que dans le cas dun puits dinjection Cependant le prix de revient dun m3 deau infiltreacute dans un bassin est en geacuteneacuteral un tant soit peu moins eacuteleveacute quun m3 deau injecteacute dans un puits Ceci sexplique par trois faits (6622466)

les coucircts de traitement sont reacuteduits dans le cas dune installation de recharge fonctionnant avec des bassins

lentretien des bassins est beaucoup plus aiseacute que celui des puits dinjection les frais dentretien des bassins sont donc moindres

la dureacutee de vie des ouvrages dinjection est en geacuteneacuteral beaucoup plus courte que celle des bassins Par conseacutequent lamortissement des premiers doit se faire plus rapidement que celui des seconds

Pour ecirctre compeacutetitifs vis-agrave-vis des bassins dinfiltration les puits dinjection doivent donc ecirctre conccedilus et geacutereacutes de maniegravere rigoureuse Cest pourquoi dans bien des cas on a preacutefeacutereacute malgreacute leur prix les bassins aux puits dinjection

2) CompcuiaLion entie une insitaUAation de Aechange anAAficJ-eAAcirce et une uniteacute de tnaAjtement damp4 eaux

Placcedilons nous dans le cas ougrave linstallation de recharge est un bassin Nous avons vu que par passage dans le sol leau dun bassin peut ecirctre grandement purifieacutee Ce traitement par le sol vient donc concurrencer techniquement le traitement en station

Examinons alors les eacuteleacutements de comparaison suivants (5600836)

a) implantation lespace neacutecessaire pour la construction dune uniteacute de traitement est infeacuterieur agrave celui neacutecessaire pour une recharge par bassin

b) besoin en eau dans le cas dune recharge les pertes en eau peuvent seacutelever a 40 du volume introduit

- 93 -

c) estheacutetique dans un cas comme dans lautre les installations paraicirctront inesshytheacutetiques

d) seacutecuriteacute de lexploitation dans le cas dune recharge par bassin on doit sattendre agrave des variations des deacutebits dinfiltration (colmatage fluctuations saisonniegraveres agissant sur la viscositeacute de leau) Mais la simpliciteacute des instalshylations avec bassins fait quelles sont moins exposeacutees aux pannes Pour ecirctre fiables les uniteacutes de traitement exigent pour leur part une gestion et un entretien rigoureux mis en oeuvre par un personnel qualifieacute

e) Possibiliteacute de surcharge les uniteacutes de traitement peuvent supporter jusquagrave 25 de surcharge Par contre la possibiliteacute de surcharge pour les bassins est faible En effet les bassins ont des dimensions fixeacutees et par conseacutequent ils ne peuvent recevoir plus deau quils peuvent en contenir

f) possibiliteacute dagrandissement les uniteacutes de traitement peuvent ecirctre facilement agrandies ce qui nest pas le cas pour les bassins

g) constitution de leau eacutepureacutee leau reprise apregraves infiltration dans le sol est agrave condition de respecter certaines conditions (cf 2egraveme partie de cette eacutetude) toujours claire et saine Leau traiteacutee pose souvent des problegravemes dodeur de saveur et de tempeacuterature

La comparaison eacuteconomique entre une installation de recharge par bassins et une uniteacute de traitement des eaux a souvent montreacute lagrave ougrave les conditions geacuteologiques et hydrogeacuteologiques sont favorables et le prix des terrains pas trop eacuteleveacute la rentabiliteacute de cette premiegravere meacutethode de traitement et de reacutegeacuteneacuteration des eaux

3) CompgiltxLion entte une i-nAtaAAaALon de iechaAge antAfcAcieMle et une adducJLJon deau (66025W7 ^

Placcedilons nous dans le cas ougrave linstallation de recharge est un puits dinjection

Pour ces deux installations on peut en premiegravere analyse confondre les frais de production et de pompage Si par ailleurs on neacuteglige les autres frais dexploishytation tels que lentretien la comparaison eacuteconomique entre les deux installashytions est alors rameneacutee agrave la comparaison des coucircts dinvestissement

pour les puits dinjection les coucircts dinvestissement sont composeacutes principaleshyment du coucirct du forage et du coucirct de la station de pompage

pour ladduction les coucircts dinvestissement sont reacuteduits aux coucircts de la canashylisation et des ouvrages annexes

La figure 5 donne un exemple chiffreacute dune telle comparaison pour lalimentation dune agglomeacuteration situeacutee au-dessus de la nappe souterraine de lAlbien (Reacutegion Parisienne)

Le coucirct dinvestissement pour une adduction deau eacutetant fonction de la longueur de la canalisation il apparaicirct donc quil existe une distance optimum au-delagrave de laquelle une installation de recharge est moins oneacutereuse quune adduction deau

bull bullbullbullbullraquo

- 94 -

FIGURE 5

ALIMENTATION A PARTIR DE LA NAPPE DE LALBIEN COMPARAISON AVEC UNE

SOLUTION DE TRANSPORT DEAUX DE SURFACE

exemple Lapprovisionnement en eau potable dune aggloshymeacuterat ion de 25 000 habitants dont les besoins atteishygnent laquon peacuteriode de pointe 7 000 m3jraquo peut ecirctre assureacute

soit p a r u n e adduct ion directe en premiegravere ecirclegrave-vation d eaux de surface depuis la plus proche usine de trai tement

soit par -des preacutelegravevements dans TAlbicircen effectueacutes sur place et compenseacutes pa r linjection simultaneacutee bullau niveau de la mecircme usine de Yolumes eacutequishyvalents

En premiegravere approximation l a comparaison entre ces deux solutions peut ecirctre rameneacutee agrave la comparaishyson des investissements correspondants

mdash lthuucircgt le ynetuief cas agrave une conduite de 350 mm de diamegravetre (1) soit environ 035 MFkm

(1) Coucirct moyen approximatifraquo au megravetre lineacuteaire en TOAC scmiuml-urbanicircseacutee y comprisregards ouvrages et toutes sujeacutetions r 350 F

dans le second cas agrave la reacutealisation d un doublet de forages agrave lAlbien

Forage dinjection 09011F Forage de preacutelegravevements 090Icirc1F Geacutenie Civil station de pompage et de tfeacuteferrisaticircon _ 035MF Equipements de pompage 015MF Equipements de deacutefcrrisatioR 015 MF

soit environ 2-15 MF

Comparaison des dsua solutions

Compte tenu des hypothegraveses adopteacutees la solution du doublet de forages agrave lAlbien parait la plus avanshytageuse si la longueur de ladduction directe excegravede 7 km (215035)

(Existait du Document 6602587) - Anneacutee de leacute^eacuteience 197b -

Le c a l c u l p reacuteceacuteden t e s t une s i m p l i f i c a t i o n du c a l c u l r eacute e l q u i en f a i t e s t p lu s complexe En dehors de t o u t e c o n s i d eacute r a t i o n eacuteconomique une opeacute ra t ion de recharge a r t i f i c i e l l e peut s imposer l agrave ougrave l e s r e s s o u r c e s n a t u r e l l e s d a l i m e n t a t i o n en eau s a v egrave r e n t i n s u f f i s a n t e s pour s a t i s f a i r e l e s b e s o i n s Exemple dans l e s icirc l e s ougrave l e s r e s s o u r c e s n a t u r e l l e s son t f a i b l e s e t ougrave l e p r i x du dessalement de l e a u de mer e s t souvent p r o h i b i t i f

- 95 -

U) Compcuiabbion ervUie le ^tocAage de siUAjlace et te 4tockage 4oideAAaln

Lfraquo figure 6 donne les reacutesultats dune correacutelation statistique entre le montant des investissements et le nombre de m3 deau stockeacutes par an pour un reacuteservoir de surface et un reacuteservoir souterrain

FIGURE 6

COMPARAISON DES COUTS DES STOCKAGES SUPERFICIEL ET SOUTERRAIN

1310raquo

I I

T3103

13107

TTykAT-STt 44-

rlt^r~^Trrttr

MaouM

IW3raquo 1V10raquo IVW

(ExtAaLt du Document f- 2028) - Anneacutee de ieacuteeacuteAence 1971 -

A partir de la figure preacuteceacutedente on peut donc deacuteduire que pour des volumes infeacuterieurs agrave environ 30 millions de m3 par an le stockage souterrain est plus inteacuteressant financiegraverement que le stockage de surface

bull bullbullbullbullbull

- S6 -

Par ailleurs le stockage souterrain preacutesente les avantages suivants

- disponibiliteacute de reacuteserve en cas de catastrophe stoppant les possibiliteacutes dimporshytation deau

- eacutelimination des pertes par eacutevapotranspiration

- pas de problegraveme dalgues et moins de risques de contamination

- reacuteduction des risques daffaissements dus agrave une baisse du niveau de la nappe

- possibiliteacute de traiter et de purifier leau par passage dans le sol

- 97

LISTE BIBLIOGRAPHIQUE

F 2028

G 1681506

BIZE J BOURGUET L LEMOINE J Lalimentation artificielle des nappes souterraines Ed Masson amp Cie 1972 199 pages

REED SC CRUES RW THOMAS RE HAIS AB Cost of land treatment Systems EPA-4309-75-003 Septembre 1979 135 pages

G 51341

G 5191

Emmagasinement souterrain des eaux et recharge artificielle Ressources NaturellesSeacuterie Eau ONU ndeg 2 1977 307 pages

BROWN RF SIGNOR DC WOOD WW Artificial groundwater recharge as a water management technique on the southern high plains of Texas and New Mexico Texas Dept of Water Resources 1978 32 pages

G 6230

5600836

6600449

6600637

6601974

6602587

Possibiliteacutes deacutepandage des eaux useacutees urbaines Rapport Agence RMC 1979 371 pages

GANDENBERGER W Principes de lalimentation artificielle des nappes souterraines Bull BRGM III Janvier 1968 p37-50

SAINT-PE MA Alimentation artificielle des nappes Bull of the Int Assoc of Scientific Hydrology XVI 2 Juin 1971 p 7-25

BOURGUET L Inventaire international des ameacutenagements dalimentation artificielle - deacutepouillement et synthegravese des reacuteponses Hydrologie ndeg 3 1971 80 pages

WESNER GM CULP RL Wastewater reacuteclamation and seawater desalination JWPCF vol 14 ndeg 10 Octobre 1972 p 1932-1939

GIRARD0T PL KESTER M Lesquichage de la nappe albienne en reacutegion parisienne TSM LEau Avril 1974 p 141-152

6610203 WILLIS R Optimal groundwater quality management well injection of waste waters Water Res Res Feacutevrier 1976 vol 12 p 47-53

bull bullbullbullbullbull

- 98 -

6613978

6614931

Divers auteurs Les problegravemes de leau Geacutenie Rural ndeg speacutecial Nov-Deacutec 1977 ndeg 11-12 158 pages

BUROSOK Wastewater reacuteclamation in St Croix JWPCF 1977 49 ndeg 3 p 429-435

6616816 BIANCHI WC NIGHTINGALE HI McCORMIGK RL A case history to evaluate the performance of water-spreading projects JAWWAMars 1978 p 176-180

6621087

6622466

ARGO DG The cost of water reacuteclamation by advanced wastewater treatment 51st Ann Conf WPCF Anaheim 1978 13 pages

EDWORTHY KJ Artificial groundwater recharge and its relevance in Britain JIWES 1979 33 ndeg 2 p 151-172

- CHAPITRE V -

LES INSTALLATIONS DE RECHARGE ARTIFICIELLE DE

NAPPE DANS LE MONDE

- 101 -

Les reacuteserves deaux souterraines constituent une immense ressource En effet on estime agrave 4 millions de km3 la quantiteacute des eaux souterraines situeacutees entre la surface du sol et la profondeur de 800 m agrave titre de comparaison le volume total des lacs deau douce est denviron 120000 km3

Cette ressource en eau souterraine est par ailleurs omnipreacutesente et peut donc ecirctre mis agrave part dans quelques reacutegions du globe exploiteacutee

Dans de larges reacutegions du monde les preacutecipitations sont insuffisantes pour pouvoir couvrir les besoins en eau A titre dexemple la figure 1 donne la carte des reacutegions du globe ougrave les preacutecipitations sont insuffisants vis-agrave-vis des besoins agricoles

FIGURE 1

Waiet-dejiciency (-) and valet-surplus (+) zones in ihe vorld A water deficiency exisls if preacutecipitation supplies less ztiater than would be nrrdedjor vellutatered vrgelalian In the reverse circumslcnccs ihere is a wzter surplus

((L-xtnaJut du Document Z 49 )

En comparant la figure 1 avec la figure 2 on peut se rendre compte que les zones ougrave on constate un manque en eau agricole sont naturellement les reacutegions arides ou semi-arides mais aussi certaines reacutegions tempeacutereacutees

bull bullbullbullbullbull

FIGURE 2

o ru

(euroxpoundnalpound du WoJild Atia by Bantholomew)

- 103 -

Pour situer le rocircle de la recharge artificielle dans la gestion globale des resshysources en eau nous allons eacutetudier deux cas

- cas des zones arides et semi-arides - cas des zones tempeacutereacutees

1 ) CaS desi gonampA avide^ et somL-cuiidesi

Dans ces reacutegions lexploitation des eaux souterraines est souvent la seule solushytion dapprovisionnement en eau Aussi la recharge artificielle vise dans ces reacutegions agrave augmenter la recharge naturelle lors des rares preacutecipitations afin de limiter les pertes par eacutecoulement de surface ainsi que par eacutevapotranspiration Il est possible de faire ainsi un stockage deau dans le sol

Il faut tenir compte du fait que la majoriteacute des pays situeacutes dans les zones arides du globe sont le plus souvent des pays en voie de deacuteveloppement donc dans lesquels on doit utiliser une technologie adapteacutee aux moyens locaux

Prenons lexemple de lAfrique et plus particuliegraverement les pays du Sahel

La figure 3 situe les zones arides et semi-arides dAfrique

Les pays du Sahel sont situeacutes au nord des deacuteserts du Sahara et du Fezzan dans des zones extrecircmement arides Parmi ces pays seules lAlgeacuterie et la Libye disposhysant de revenus peacutetroliers ont un niveau deacuteducation et deacuteconomie suffisant pour pouvoir mettre en oeuvre des techniques sophistiqueacutees de mise en valeur des resshysources en eau et ainsi assurer leur expansion humaine et eacuteconomique

2) CQA desi pay-si tompeacuteAeacuteA_

Laugmentation croissante des besoins en eau combineacutee avec la deacuteteacuterioration de la qualiteacute des eaux de surface ont entraicircneacute le deacuteveloppement de lexploitation des eaux souterraines

La recharge artificielle permet dans les reacutegions tempeacutereacutees

- dune part le soutien et la restauration de nappes surexploiteacutees

- dautre part lameacutelioration de la qualiteacute des eaux de surface par passage dans le sol

Ces deux points visent donc agrave ameacuteliorer en quantiteacute et en qualiteacute les eaux consommeacutees

Afin de preacutesenter les diffeacuterentes reacutealisations dans le monde nous allons les classer en fonction de lobjectif principal viseacute par ces installations

Principalement on distingue 4 objectifs

I - Stockage deau en peacuteriode humide pour utilisation en peacuteriode segraveche I - Soutien et restauration dune nappe surexploiteacutee I -Constitution dune barriegravere hydraulique contre lintrusion deaux saleacutees (ce

point est souvent une conseacutequence du point preacuteceacutedent) V - Ameacutelioration de la qualiteacute de leau par filtration dans le sol

- 104 -

FIGURE 3

TERRES ARIDES DAFRIQUE

E

A

S

rii bull i ri

i i

_

A n d raquo

Trontliraquo im plaquoV

1000 KIUX5

WOJtoeh

lpoundicOixLUt du Document I 1021)

bull bull bull bull bull

- 105 -

- INSTALLATIONS DE RECHARGE ARTIFICIELLE AYANT POUR OBJECTIF

LE STOCKAGE DEAU

1 ) Liacircte de^i in^taM-atlorvi

(1

(2

(3

(4

(5

(6

(7

(8

(9

(10

(U

(12

(13

Valleacutee du Danube Roumanie - Bulgarie

Valleacutee de la LeeGrande-Bretagne

Camp Peary USA

Valleacutee de la Prut Ukraine

Wroclaw Pologne

Comteacute de Los Angeles USA

Massif de Zaghouan Tunisie

Plaine cocirctiegravere dIsraeumll

Source de Yarkon Israeumll

Dan Project Israeumll

URSS

Valleacutee de lOued Biskra Algeacuterie

Plaine de Karakoum Turkmeacuten

Ahmedabad Inde

istan URSS

(G 51341)

(F 2028)

(F 2028)

(G 51341)

(6609067)

(G 51341)

(G 51341)

(G 51341 F 2028)

(G 51341)

(G 6230 G 6212)

(G 51341)

(G 51341)

(Z 13312c)

2) Le tablexiu 1 donne la reacutepartition suivant le climat et le niveau de deacuteveloppeshyment des pays concerneacutesdes installations preacuteceacutedentes

TABLEAU 1

- _ -NIVEAU DE

C L l r^-C^EVELOPPEM

TEMPERE

CONTINENTAL

MEDITERRANEEN

SEMI-ARIDE

ARIDE

TROPICAL

INDUSTRIALISE

(1) (2) (3) tableau 2

(4) (5) tableau 3

(6) tableau 4

(12) tableau 5

EN VOIE DE DEVELOPPEMENT

(7) (8) (9) (10) tableau 6

(11) tableau 7

(13) tableau 8

- 106 -

3) Lampi tableaux 2 agrave 8 donnent pour chaque cas particulier de climat et de niveau de deacuteveloppement quelques caracteacuteristiques des installations correspondantes

- tableaux 2 agrave 5 reacutealisations en pays industrialiseacutes

- tableaux 6- agrave 8 reacutealisations en pays en voie de deacuteveloppement

TABLEAU 2 REALISATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT TEMPERE

PAYS

Roumanie -Bulgarie

GBretagne

USA

1 j LOCALISATION

I 1 j Valleacutee du Danube | (voir fig 4) 1 1 j Valleacutee de la Lee

1 1 J Camp Peary 1 1

EAU

R

R

bull

1 1 | GEOLOGIE |

| 1 | Valleacutee alluviale | j (sables et graviers)j 1 1 1 l j Craie j j(voir fig 5) j 1 1 1 1 (Lentille deau dans | jeau saleacutee j

1 1

VOL

2109

AQUI

m3

DISPOSITIFS

bassins

bull puits

puits

1 ICOLMA

I 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

1 | TRAIT

| Preacute

1 1 1 1 2 1 1 1 j Preacute 1 1

1 | PERFORMANCES r i i i i j12 millions de j m3an

1 1 | entre 45 et 20 j m3h

1 bull

1 1 1 PRIX |

1 1 i i i i i i i i icirc 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

Notations

R e eau de riviegravere Preacute= preacutetraitement des eaux 2 raquo traitement secondaire des eaux

FIGURE 4

- VALLEE DUDANUBE - ROUMANIE-BULGARIE

(HODHAHIB)

m - d CALAT

MAJUk

Belgrade SEVEXraquo bull laquo bull 8L

Bucarest deg

(BULGARIE)

(Extrait du Document Ccedil 5 i47 ) bull bull bull bull bull bull

- 107 -

FIGURE 5

VALLEE DE LA LEE - GE0L0GIE-PIEZ0METRIE AVANT ET APRES ALIMENTATION

ARTIFICIELLE DURANT LA PERIODE 1954-1955

1 mite gt 1

Terrains superficiels

Eii3 Argiles de Londres

KiZij VoohvJch e t Reading beds (5mper7traquosbFe

Pampi Sables thanegravetiens

P 3 Craie

mdashmdash Njyrau piucircrorpucirclricircque en octobre 1953

(svanL DIcircirrcntattoT OftificicirccIIe) -~mdash Niveau piumlocircromstriqus maximum apregraves rnjrciian

durant la peacuteriode lS5f-19S5

Sx-Oiaugravet du Document t 2028)

TABLEAU 3 REALISATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT CONTINENTAL

i PAYS

| URSS

| Pologne

| LOCALISATION

| I | Valleacutee de la | Prut

I | Wroclaw

i

EAU

R

R

I | GEOLOGIE

iPlaine alluviale |(voir fig 6)

ISeacutediments tertiaires

I I

VOL AQUI I | DISPOSITIFS

|bassins agrave

I I I |fosseacutes et (eacutetangs

i

I |C0LMA

sable| P I I 1 |PCB 1 1

1 1 | TRAIT

I

1 | Preacute

1 1 1 | Preacute

1 1 1

PERFORMANCES

12S0OO m3jour

PRIX

Notations

H = eau de riviegravere P ~ physique C raquo chimique B = biologique

Preacute = preacutetraitement des eaux

- 108 -

FIGURE 6

VALLEE DE LA PRUT

l l t 1 T

A r g i l e du miocegravene

i _ i J - i J i laquov t iuml j 100 200 300 400 500

P i s t a n e e (en megravetres) 6 0 0

lHxtrialt du Ucircocumervt Ccedil 513^1 )

TABLEAU 4 REALISATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT MEDITERRANEEN

PAYS

USA

1 | | LOCALISATION | EAU

GEOLOGIE 1 I (VOL A8UI | DISPOSITIFS

jComte de Los I Angeles |(voir fig 7) I I

(Bassins remplis de (seacutediments mal |consolideacutes i i

gt agrave 12 10s m3

|bassins et |terrains |deacutepandage I

j COLMA | TRAIT | PERFORMANCES j PRIX

I Preacute | 60 m3s jde re-|vient [de 4 agrave |242 pou H (icirceee n3 I

Notations

R = riviegravere P = physique

Preacute = preacutetraitement

- 109 -

pound O

- H -M

a a

O gtrt bullXi rH a -H o bullraquo-gt

K 3

bull S bull 0)

-=f G rH O

ta

ta 0)

raquoltD 4-raquo bull H KJ u +gt X

d o

n o bulla

a a

ta

o bulla 6raquor4 p O

bullbullgt laquo ta a fcgtd

irvviraquo bullH ni

- 110 -

TABLEAU 5 REALISATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT ARIDE

PAYS

U R S S

1 | LOCALISATION

1 1 |P la ines de jKarakourt

l

EAU

R

1 | GEOLOGIE

1 1 JAlluvions forma-j t i o n s de l ta iumlques

1

I |VOL

1 i 1

AQUI 1 | DISPOSITIFS

| Pui t s 1 1

1 ICOLHA

1 1 1 P 1 1

1 |TRAIT

1 1 1 1 1

PERFORMANCES 1 | PRIX

1 1

Notations

R raquo riviegravere P = physique

TABLEAU 6 REALISATIONS EN PAYS EN VOIE DE DEVELOPPEMENT A CLIMAT MEDITERRANEEN

1 1 I I I I 1 1 PAYS j LOCALISATION EAU j GEOLOGIE |VOL AQUI | DISPOSITIFS |COLMA |TRAIT j PERFORMANCES j PRIX j

1 I I 1 I I 1 1 I I i i l 1 1 1 1 1 bdquo I I

Tunisie |Massif de | R | Calcaires | | P e t i t s barrages| P | Preacute 132 10deg m3an | | Izaghouan | j (voir f i g 8) j | l l l i l j ( v o i r f i g 8) | j j | I I I I I

1 1 1 1 1 1 1 i l I I 1 1 1 1 1 I sraeuml l |P la ine c S t i egrave r e | R | Pla ine l i t t o r a l e | |Pu i t s | PB | 2 | gt 10 10deg m3an | |

| ( v o i r f i g 9) j j (vo ir f i g 9) j j I I I i l

1 1 I I 1 1 1 1 1 i l 1 1 l l l I I I s r a euml l |Source de Yarkon | R | Roches carbonateacutees |900 10deg m3 |Puits mixtes | PB | 2 |entre 500 e t 1000 |de r e - |

1 I 1 p l i s s eacute e s j j l i t 3h jvient j I I I (voir fig 10) | j l l l I001S2 | 1 I I I I l l l Ipar n3 | 1 I l 1 1 i l I I l l l I I

I s r a euml l |Dan Projet (Tel | U | Dunes de sab le s | |Bass ins |PCB | 2 |300000 m3jour |de r e - | 1 Aviv) i l i l l l l jv ient j I i l I I i 1 1 i00262 | j i l i l I I jpar m3 i 1 I I I I l l l I I

Notations

R = riviegravere U = useacutee P = physique C = chimique B = biologique 2 = secondaire

- 111 -

FIGURE 8

MASSIF CALCAIRE DE ZAGHOUAN (Tun i s i e )

fmdash bull (n 1 f F H r

f Hammamet

SOUSSE --

5gt

+gtmdash mdashmdash mdash

^-a mdash

bull bull

9 - c a l c a i r e s du j u r a s s i q u e s u p eacute r i e u r

5 e t 1 - c a l c a i r e s djj l i a s

N-O m s-o

DJSBJL r i A H N C a

ampEacuteEacuteEacuteamp5

lLxtnaJjt du Document Ccedil 513^11 bull bull bull bull bull bull

- 112 -

FIGURE 9

FORMATION AQUIFERE DE LA PLAINE COTIERE

ISRAEumlL

Echelle

Limites des collines et raquoraquogtmdash des montagnes

Canalisations nationales bull deau laquo -Source raquo Ville

Direction de 1raquoeacutecoulement ~- ~ eaux souterraines

Zone de forages dexploitation

N n

Mer Zone de PLAINE COTIERE D1ISRAEumlL - PBOFIL SCHEMATIQUE

Z Z 7 Z ^ 7 7 Z Z Z Z Z Z pound ^ g f l a nappe ^T (ampgtgt p h r eacute a t i q u e bullpoundamp

iuml i d eacute s

S c h i s t e s a rg i l eux

(extrait du Document Ccedil 513U1 ) bull bull bull bull bull

- 113 -

FIGUREacute 10

SOURCE DE YARKON ISRAEumlL

ONO

PROFIL TRANSVERSAL DE LA FORMATION DANS LES MONTS DE JUDEE

Meacute ri i terraneacute e VAVHE

Plsst

J Aquifegravere

(Pleacuteistocegravene (Gregrave

Roches

es M (Neogene Neogsh _ deg

(Schistes

Sench

CeLraquostdol

2J impermeacuteables

(Seacutenonien

raquoraquoraquobull

Eocch

(Marnes crayeuses

(Turonien-Ceacutenomanien (calcaires et dolomites

(Craies (eacuteocegravenes (semi-(impermeacuteables

Q - (Ceacutenomanien infeacuterieur 1 (Dolomites

L e s h (Creacute t aceacute i n f eacute r i e u r ( S c h i s t e s

(dxtAaUL du Document Ccedil 513^1 )

TABLEAU 7 REALISATIONS EN PAYS EN VOIE DE DEVELOPPEMENT A CLIMAT SEMI-ARIDE

i r~ I I i l I I I i l I PAYS LOCALISATION | EAU | GEOLOGIE | VOL AQUI| DISPOSITIFS |COLMA |TRAIT | PERFORMANCES | PRIX |

i I I I lt i I i I I I I I l i i j Algeacuterie jvalleacutee de loued | R |deacutepots alluviaux | 20 agrave 30 (ameacutenagements du | P | I 510deg m3an | |

iBiskra I I 1 n6 bdquo | H t de loued I I I i l | |(voir fig 11) | | 10 m3 I I I I I 1 1 I I I I I I I I I

Notations

R = eau de riviegravere p = colmatage physique

114

FIGURE 11

VALLEE ALLUVIALE DE BISKRA (ALGERIE)

^r Meacutediterrans

Figure 11 Valleacutee a l luv ia le de Biskra

Echelle

bull M M iumllaquoklaquo

((LxtnaLt du Document Ccedil 513^1)

TABLEAU 8 REALISATIONS EN PAYS EN VOIE DE DEVELOPPEMENT A CLIMAT TROPICAL

l i t i i | PAYS | LOCALISATION | EAU | GEOLOGIE |VOL AQUI | DISPOSITIFS ICOLMA (TRAIT j PERFORBANCES | PRIX |

i i i l i l i i I I 3 I I Inde |Ahmedabad | R | sable (voir f i g 12) | Ipuits dans l e | PB | 1 | 4 5 10 m3jour dinves-| I I I I i 1 l i t de la j j | [ t i s se - | I l I I 1 Iriviegravere | j j jment | I l I I 1 |(voir fig 13) | j j (faible |

1 1 1 I l I I I I

Notations R = eau de riviegravere P = colmatage physique B = crvlmatagccedil hi ni odegique

1 = traitement primaire

bull bull bull bull bull bull

- 115 -

Crosraquo Stetions or tnraquo Sobormali Rivraquor Ot Ahmlaquodotgtod

Aerosi SubhojSBridnt MorScolraquo llOO O lOO 200

O _ 1 _

IO 20

Ver Scolt

SuSfiojhBridsraquo^

RraquofraquorraquofHraquo I I Riraquo to cucircc

groicircnraquod aond lil Sandvrm sill

E 3 Qov wlth raquoirt

Acraraquo Gond 8ridyraquo

J FIGURE 1 2

Sub-surface section or the Sabarmati River bed poundt Ahmedabad as seen in boring during_ the construction of road bridges across the river Data supplied by Ahmedabad Municipal Corshyporation and PWD Govt of Gujarat

FIGURE 1 3

Map of Ahmedabad city shorring locations of Municipal tubcwcll stations (open circlcs) and privatc tubcwclls (closcd circlcs) In the inset a schematic diagram or the suggested injection rcchargicircng scheme is stiown Pairs of double circlcs along the river indicnc pairs of vater supply and injection wclls

Schcmofic diogrom of tbe propoj icircd siphon rechorge schsrae for-tt)8 Ahmtdobod City

-Injection well -Cblorinofor

Ahmedobod City location pion o f tubewolU

Raferlaquoncel Roilwoy lene

mdash AbodMunlimit bull Privofetubewella 0 Mun Corpo

tubraquowlaquoij Sets orwot^r supply and injac-

AirPOrtA lonwlaquoH

(poundxtjiaJjt4 du Document Z 13312c) bull bull bull bull bull bull

- 116 -

B - INSTALLATIONS DE RECHARGE ARTIFICIELLE AYANT POUR OBJECTIF LE

SOUTIEN DUNE NAPPE DEAU SOUTERRAINE

1 ) LLite de jjz^tallatioiV4

(1

(2

(3

(4

(5

(6

(7

(8

(9

(10

(U

(12

(13

via

(15

(16

(17

(18

(19

Lettonie URSS

Lituanie URSS

Bacircle Suisse

Nappe du canton de Genegraveve Suisse

Donzegravere Mondragon France

Appoigny France

La Moulle France

Menuma Japon

Niigata Japon

Hodcgaya Japon

Wiesbaden RFA

Dortmund RFA

Haltern RFA

Hardham Grande-Bretagne

Peacuteoria USA

Valleacutee de la Durance France

Flushing Meadows USA

Fresno USA

St Croix Virgin Islands

(G 51341)

(G 51341)

(G 51341 F 2028)

(6618945)

(G 51341 F 2028)

(G 51341 F 2028)

(6627873)

(G 51341)

(G 51341)

(G 51341)

(G 51341)

(G 51341)

(G 51341)

(6622466)

(F 2028)

(G 51341 F 2028)

(G 6230)

(6616816)

(6614931)

2) Le tab-leau cL-apie donne la reacutepartition suivant le climat et le niveau de deacuteveshyloppement des pays concerneacutes des installations preacuteceacutedentes

NB il est inteacuteressant de remarquer que toutes les installations reacutepertorieacutees ont eu lieu en pays industrialiseacutes ce qui est logique car ces pays ont des besoins en eau tregraves importants donc exploitent largement leurs reacuteserves soutershyraines

Les installations de recharge artificielle pour le soutien de nappe dans le pays en voie de deacuteveloppement ne sont quagrave leacutetat du projet qui verront certainement le jour avec laugmentation des besoins en eau de ces pays

3) LeA tableaux 9 agrave 13 donnent pour chaque cas de climat et de niveau de deacuteveloppeshyment quelques caracteacuteristiques des installations correspondantes

- 117 -

NIVEAU DE CLIMAT ^ P J L V E L O P P E M

TEMPERE

CONTINENTAL

MEDITERRANEEN

SEMI-ARIDE

ARIDE

TROPICAL

INDUSTRIALISE

(1) (2) (3 ) (4 ) (5 ) (6 ) (7) (8) (S) (10) (11) (12) (13) (14) ( t a b l e a u x 9 e t 9 b i s )

(15) ( t a b l e a u 10)

(16) ( t a b l e a u 11)

(17) (18) ( t a b l e a u 12)

(19) ( t a b l e a u 13)

EN VOIE DE DEVELOPPEMENT

TABLEAU S REALISATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT TEMPERE

I l I I I I I I I 1 j PAYS | LOCALISATION | EAU | GEOLOGIE |VOL AQUI | DISPOSITIFS |C0LMA |TRAIT | PERFORMANCES | PRIX 1 1 1 1 1 I l i l i l 1 1 1 1 | URSS iLettonie | L lAlluvions e t deacutep6ts | |Bass ins 1 P-C | Preacute | 0 7 agrave 10 mjour | j | 1 |morainiques 1 | ( v o i r f i g 14) | | | | 1 1 1 1 i i i i I I I I I 1 | URSS iKaunas (Lituanie)1 R |Plaine a l l u v i a l e | |Bass ins | P | P r eacute agrave l | 2 8 agrave 005 njour | | | j i ( v o i r f i g 15) j j ( vo i r f i g 15) j j j j I l I I 1 I I I 1 1 1 I I 1 1 1 1 fi 1 | Suisse |Bacircle 1 R |Pla ine d a l luv ions | |Fosseacutes 1 P | 1 | 65 x 10 m3an |de r e -j j | | f l u v i o - g l a c i a i r e s | | (vo ir f i g 17) | j | | v i e n t j 1 i j (vo ir f i g 16) j j I I I |0 0242 1 I I I I I I I I Ipar m5 1 1

| Suisse j Canton de Genegraveve 1 R 1 Deacutepocircts morainiques j 18 10s ra3 JBassins et j P j 1 j 13 x 106 m3an jde re-| |(voir f ig 18) | | | jdrains | j j jvient 1 1 I I I I I I I j10 agrave 14 1 1 I I i l I I I Icent 1 1 I I I I l i t |suisses 1 1 I I I I 1 1 1 Ipar n3 1 1 1 i l i i 1 1 I I I 1 | France |Donzere-Mondragon| R lAlluvions f l u v i a - |105 10 m3 |Fosses d i n j e c - | P | Preacute | 8 5 m3s |charges I i I j t i l e s (vo ir f i g l 9 ) i j t ion 1 | j jd expl I I I I j j(voir f ig 20) j j j J400000F 1 1 I I I I I I I Ipar an 1 1 1 1 1 1 3 1 I 1 | France |Appoigny 1 R lAlluvions f l u v i a l e s 1180 10 m3 |Bass ins agrave s a b l e | P | Preacute |1000 m3jour | i l i i i j l v o i r f i g 21) j i j | 1 1 I I I I 1 1 1 1 France La Moulle R iCraie fissureacutee Bassins agrave sablei P 1 16IO6 m3an

(voir fig 22) (voir f ig 23) (10000 m2) J

- 118 -

FIGURE 14

PLAN DES OUVRAGES HYDRAULIQUES DE BALTEZERS REPUBLIQUE SOCIALISTE

SOVIETIQUE DE LETTONIE

(SxtnaJJ du Document Q 513^1 )

- 119 -

FIGURE 15

INSTALLATIONS DALIMENTATION ARTIFICIELLE DEIGULAI REPUBLIQUE SOCIALISTE

SOVIETIQUE DE LITUANIE

Legeiuiuml

1 Puits dexploitation 2 Puits dobservation 3 Station de pompage h Bassin dinfiltration

aglQ23 ^

A VA l

tma

Gravxer

S a b l e

Y777 T e r r e g r a s s e

7 Sab le mecircleacute de t e r r e g r a s s e j

(ExtAaJut du Document Ccedil 513^1 )

bull bull bull

- 120 -

FIGURE 16

COUPE HYDROGEOLOGIQUE DU SITE DE LA HARD (MUTTENZ-BALE)

giicircpositif tjltgtfitrjtun

II l VV95m v -bull bullbullbullbull

bullbull- bullbull -yf---w ^ ltbullraquo bullbull(vs5 bullbull A--raquo-

FIGURE 17

PLAN DE LAMENAGEMENT DALIMENTATION ARTIFICIELLE DE LA

NAPPE DE LA HARD (MUTTENZ-BALE)

OAcircUE Ccedily Prise en r7ytera

copy_ Station filtrante

(D_ Conduite dteu fiitrio

QFossucircn dinnltrction

_ Puits diuml repreumlso

copy Reacuteservoir deau poiumltUe et stetion de pampago

_ raquo _ l^ tajw _ J I _ 2Ttftipe

ttUTTENZ PHATTELH

leuroxtnaAgravejLi du Document h 2028)

- 121 -

FIGURE 18

PLAN DE SITUATION DE LA NAPPE DE LARVE ET DES OUVRAGES

I Fronlentx 2 Florencs 3 Corouga 4 Vmty (pont) S Veuy (uagravenraquo) 6 Trains

7 SooMnraquo dAnraquo 8 Perly 9 Sorol 10 Veyriat (Franc) il Gcitlard (F) 12 Crochu (F) 13 Veiraquo (F) bull Pulrs -J- PirKgtfnagravegtrraquo

x x

^ f Noppe deacute ^ rAilordonV x+ +

(E-xtnaiA du Document 66189^5)

Echees _ J l C T

lOOm

iroo-iVraquo SOCn-Vs

FIGURE 19

SCHEMA DE LALIMENTATION

ARTIFICIELLE A DONZERE-MONDRAGON

(ampctnaLt du Document h 2028)

m bull bull bull bull bull

- 122 -

FIGURE 20

DISPOSITIF DINJECTION

G r i l l e de f i l t r a t i o n Canal

d a l i m e n t acirc t P u i t s d i n f i l t r a t i o n

Gravier compacteacute bull-v ( 1 0 - 3 0 mm) --- -s

-~ii

Tuyau p e r f o r eacute - - iicirc TE ( D i a m egrave t r e bullbull - ^ -^ 056 m) bullbullbullbullf-_-_-|

bullAlluvions -(profondeurr 8 -18 megravetres)

^S^UMSIumlEATUi-l IMPERMEABLE

lCxtnoJJ du Document Ccedil 513^1)

123 -

FIGURE 21

NAPPE DE LA VALLEE DE LYONNE A APPOIGNY FRANCE

bulllt

Station de pompage - M

JC3 puits raquoP

Prise deau

Bac de deacutecantation

bull

laquo i

laquoiuml bullOi

Pompe de r e p r i s e

bullQtrademdashpieacutezomegravetre No

(ExtAOAgraveA du Document Ccedil 513^1)

FIGURE 22

GRAVELKES bull^IumlOUNKERQUS

bullEAU INDUSTRIELLE i l ] LAC DE BELLEVUE

LILLE

USINE DE FABRICATION DEAU POTABLE DcMOULLE

VALENClHWNHS^raquo

OOUAraquo tk^in y v

(poundxtsi(LUt du Document 6627873) bull bull bull bull

- 124 -

FIGURE 23

COUPE GEOLOGIQUE DU BASSIN VERSANT DAPRES BRGM

20N5 OAV5 lAOJElLE LA -1APPE DE IA CH-OE EST CAPtlVc SOUS IcircE TEfWKJraquo TEariUSH

Surface d la nap4 en mars-avril 1357

la nappa en mai 1072

TABLEAU 5 BIS REALISATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT TEMPERE

| PAYS | LOCALISATION | EAU j GEOLOGIE jvOL AQUI | DISPOSITIFS |COLHA jniAIT j PERFORMANCES | PRIX |

j Japon JMenuma | R JDiluvium j |Pu i t s d i n - | P-C | 2 |4 000 m3Jour j j j j t vo i r f i g 24) j j t vo i r f i g 24) j j j e c t i o n I I I i l

j Japon JNiigata 1 R JDiluvium j gt 120 10 5 m3 jPui t s d i n j e c - | P-C j 2 j20000 m3Jour jde r e - j j j t vo i r f i g 25) | j t vo i r f i g 25) j j t ion j j j jv ient j i l i l j j tvo ir f i g 2 5 ) | j j |0 02 $ j j j I I 1 1 1 1 j 1 i3 |

j Japon JHodogaya j U JDiluvium | |Pu i t s d i n j e c - j C | 2 J35 m3h j j i l j j 1 U i o n 1 I i j j i i i l j j tvo ir f i g 26)j j j j j

j RFA IWiesbaden | R JAlluvions f l u - j jflassins |P-C-B j 1 jlOO 10 6 m3an i I j i i j v i a l e s j j tvo ir f i g 27)j j j j j i l i j t v o i r f i g 27) j j j i j j j

| RFA JDortmund j R JAlluvions f l u v i a - j JBassins j P-B j Precirc jlOO 10 6 m3an jde r e - j j | j j t i l e s j j tvo ir f i g 28 ) j j j jv ient j j | | j t vo i r f i g 28) j j 1 i | |entre | j i i l i l i i i i deg gt 0 3 e t i i i i i i i i i i i 0 raquo 0 9 i 1 j I I j 1 i i |Par bull i

RFA Sables de Haltern L Sables profonds e t 108 10 s m3 Bassins Preacute 44 10 6 ngt3an (vo ir f i g 29) a l luv ions de (voir f i g 29)

1 t recouvrement [ I I I l

1 CB lHardham (Sussex) j R jSable-limoneux j |Bass ins j P j Precirc J26OO0 m3jour j j 1 1 I I I I I I I I I

Notations

Eau R raquo= eau de riviegravere U s eaux useacutees

Colmatage P raquo colmatage physique C raquo chimique B - bull bol ialt

Traitement Preacute = preacutetraitement 1 primaire 2 s secondaire

- 125 -

FIGURE 24

PROJET DINJECTION DE MENUNA JAPON

CARTE HYDROGEOLOGIQUE DE LA PLAINE DE KVANTO

Zone d a l i m e n t a t i o n des nappes c a p t i v e s

Zone de c i r c u l a t i o n des eaux douces c a p t i v e s

Zone d e a u x s o u t e r r a i n e s s e m i - c o n n eacute e s

TTTT-

200

Eaux souterraines coloreacutees du groupe de Kazusa Direction principale du courant des eaux douces souterraines

Limite infeacuterieure des deacutepocircts du plio-pleacuteistocegravene du groupe de Kazusz

Aluvions

Roches preacuteshytertiaires

PROFIL GENERALISE AB Groupe Kazusa

(Plio-pleacuteistocegravene)

(ExtnaiA du Document Ccedil 513b1) bull bullbullbullbull bull

- 126 -

FIGURE 25

PROJET DINJECTION DE NIIGATA - JAPON

C a r t e i n d i q u a n t l e m p l a c e m e n t d e s d i s p o s i t i f s d i n s e r t i o n

J D i s p o s i t i f s d i n j e c t i o n

B a s s i n de d eacute c a n t a t i o n

P r o d u i t s c h i m i q u e s p o u r l e t r a i t e shyment

^V^AJi-^r 1^^ 6 ^ e ^ e a u b r u t e

C ugrave-

i l i Vlaquo

I1III

P l a i n e c ocirc t i egrave r e Beacutegions montagneuses

(C-xJjiaUi du Document Ccedil 513U1 ) bull bull bull bull bull bull

- 127 -

FIGURE 26

INSTALLATION DINJECTION DE HODOGAYA

cp Vanne darrecirct ^

Pompe

R eacute s e r v o i r d e a u

G r a v e t t e f i l t r e compacteacute

Figure puit

JAPON

montrant la s dinjection

Tokyo zone m

struc Mo 1

eacutetrop

ture des et 2

olitaicircne

(ExtaaU du ucircocumertf Ccedil 51)^1 ) bull bull

- 128 -

FIGURE 27

POMPAGE DEAUX SOUTERRAINES ARTIFICIELLES A SCHIRSTEIN WIESBADEN

r JD

s u r l e Rhin

copy S t a t i o n de pompage copy P u i t s copy B a s s i n de d eacute c a n t a t i o n copy B a s s i n d i n f i l t r a t i o n copy Leveacutee

VALLEE DU BHIN WIESBADEM REPUBLIQUE FEDERALE DALLEMAGNE

lpoundxtAaJJL du Document Ccedil 57J47 )

- 129 -

FIGURE 28

INSTALLATIONS DALIMENTATION ARTIFICIELLE DE DORTMUND

BaBs in de d eacute c a n t a t i o n

P r eacute f i l t r e agrave g r a v i e z

mmmzm Substratum impermeacuteable

YSSSSSS Surfaccedile de la nappe phreacuteatique avant

bullbullbull 1 alimentation artificielle bull Surface de la nappe phreacuteatique apregraves lalimentation artificielle

bdquo+teacirce 1 a Lippeltx

N o t e laquobullmdash iy

Pour approvisionner les villes ~ bullgtegt G-Agrave et les industries on pompe dans la valleacutee de la Ruhr hlO millions de m-2 deau par an dont

320 millraquo de m2 dans lEnvscher 82 mill de m^ dans lu Lippe 6 millraquo de nvi dans la Vupper

et 2 millraquo de m dans la cuvette dEms

VALLEE DE LA RUHR REPUBLIQUE FEDERALE DALLEMAGNE

ouvrages hydrauliques

lx+ialt du Document Ccedil 513^1)

Lac artificiel

Bassin draquoinfiltra- puits de

tion pompage

Bassin dinfiltrashytion

I I

Surface pieacutezomeacutetrique avant lalimentation artificielle

Surface pieacutezomeacutetrique apregraves lalimontation artificielle

~

Sables de Haltorn

Carte de la reacutegion

DISPOSITIF DALIMENTATION ARTIFICIELLE DE HALTERN

REPUBLIQUE FEDERALE DALLEMAGNE

Cologne (K51n)

DlaquossEicanrgt

lExtnaAJi du Document Ccedil 513^1 )

- 131 -

TABLEAU 10 REALISATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT CONTINENTAL

I PAYS j LOCALISATION | EAU | GEOLOGIE | VOL AQUI | DISPOSITIFS | COIJU | TRAIT j PERFORMANCES I PRIX

T USA Peacuteoria (Illinois) R sables et graviers

(voir fig 30) Bassins agrave sable (voir fig 30)

AP Preacute JlO000 m3jour |de re-|vient 10008 FF| jpar rn3

Notations

R = eau de riviegravere P = colmatage physique A = colmatage ducirc aux algues

Preacute = preacutetraitement

FIGURE 30

PLAN ET COUPE DUN BASSIN DINFILTRATION DE PEORIA

Oacsm

mm f^-C^t

i - j laquo m r vsi bullbull bull bullgtraquo bullbullbull gt-r-mdash ~T -- -v bullbull-

JiiC^U-1 vv-------- bull t )- c bullbullsvcbullbull - bull bullbull -bullbull ^Vbullbullbull^bull^iT v^gt^7bull^^T-~----Trrbull^^-^-^-J-C^bullbullbull

Echelles United)

Arriveacutee dcui- Ijriiire

(Existait du Document t 2028)

- 132 -

TABLEAU 11 REALISATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT MEDITERRANEEN

PAYS I I I I I I j LOCALISATION | EAU | GEOLOGIE | VOL AOUI | DISPOSITIFS j COLHA

1 1 1 TRAIT | PERFORMANCES | PRIX |

Valleacutee de la Durance (Voir fig 31)

R Alluvions fluvia- gt 800 10 m3 Puits dinjec- P tiles tion

(voir fig 31)

830 1s

I

Notations

R raquo riviegravere P = colmatage physique 1 = traitement primaire

TABLEAU 12 REALISATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT ARIDE

| PAYS

USA

| USA

1 | LOCALISATION

Flushing Meadows

1 1

JFresno |(voir fig 33) 1 1 1

EAU

bull

R

1 | GEOLOGIE

Sable grossier et graviers

1

|Alluvions reacutecen-jtes dorigine |granitique 1 1

1 | VOL

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

AQUI 1 | DISPOSITIFS

Bassins (voir fig

1

|Bassins 1 1 1 1

32)

1 |COLMA

PB

1 1 1 1 1 P 1 1 1 1

1 |TRAIT

gt 1 1 | 1 | Preacute 1 1 1 1

1 | PERFORMANCES

35 m3s

1 1

|15 10 m3an 1 1 1 1

1 1 | PRIX j

1 1 1 1 de re- j vient 000432 jpar m3 j

1 i |de re- | jvient j |00142 | jpar m3 | 1 1

Notations

R laquo eau de riviegravere U = eaux useacutees

P =raquo colmatage physique B = colmatage biologique

2 raquo traitement secondaire Preacute = preacutetraitement

bullbullbullbullbulllt

- 133 -

FIGURE 31

BASSE VALLEE DE LA DURANCE - FRANCE

TARASCON

Limi t e s de l a p a r t i e c a p t i v e de l a format ion a q u i f egrave r e ( sous des d eacute p ocirc t s a r g i l e u x s u p e r f i c i e l s )

I n s t a l l a t i o n s d i n j e c t i o n ~^mdash P r o f i l eacute t u d i eacute

ipoundxtncuit du Document Ccedil 513^1 ) bull bull bull bull bull bull

- 134 -

FIGURE 32 SCHEMA DU PROJET DE FLUSHING MEADOWS ^-x

R eacute g u l a t e u r d e p r e s s i o n

A l i m e n t a t i o n

Canal dameneacutee Digue

Bassin V T

IOI JΠJLIumlL

=r~w5i bd alt

bull

Puits Ndeg bull 1

50

bull -ltgt

bullbull 3-4

5-6

100 megravetres

I

B _

3=

Tuyau de drainage

J^ Puits Est

Puits

FIGURE 32 BIS SYSTEME DES BASSINS DINFILTRATION SUR CHAQUE COTE DU LIT DE LA RIVIERE ET DES PUITS AU CENTRE POUR POMPER LEAU REGENEREE

Lit de la rivi egravere

horizon imperxeacuteable

(poundXpoundACLUgraveL4 du Document Ccedil 6230) bull bull bull bull

- 135 -

FIGURE 33

ZONAL RESPONSE IN WATER TABLE HYDRAULIC HEAD AND WATER QUALITY

AROUND THE CITY OF FRESNO CALIFORNIE

(poundxtnltzijt du Document 6616816)

TABLEAU 13 REALISATION EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT TROPICAL

i PAYS

USA

i | LOCALISATION |

St Croix (Virgin Islond)

Notations

EAU

U

| GEOLOGIE

Alluvions (voir fig 33 Bis

1

VOL AQUI DISPOSITIFS

Bassins (voir fig

33 Bis)

1 ICOLMA

1 1 PB

1 1 1

1 | TRAIT

1 1

1 1 1 1

PERFORMANCES

38000 n3jour

1 1 1 PRIX |

[de re- [ vient 05602 [par m3

U = eaux useacutees

P = colmatage physique 8 = colmatage biologique

1 = traitement primaire

- 136 -

FIGURE 33 BIS

GEOLOGY OF THE GOLDEN AND NEGRO BAY RECHARGE SITES

i ^ mdash E i f t t a N laquo y o Bay gt ^ bullbull bull Esurraquo Goldltn Grcraquoraquo bull gt

rtorironiai ugraveiitanc ifti

(poundxtialt du Document 661^931 )

bull bull bull bull bull bull

- 137 -

- INSTALLATIONS DE RECHARGE ARTIFICIELLE AYANT POUR OBJECTIF LA

CONSTITUTION DUNE BARRIEgraveRE HYDRAULIQUE CONTRE LINTRUSION

DEAUX SALEacuteES

1 ) L-Lite deA inAtaHaiJonA

(1

(2

(3

(4

(51

(6

(7

(8

(9

(10]

(11

(12)

Long Island USA

Zandvoort Pays-Bas

Tokushima Japon

Water Factory 21 USA

Palo Alto USA

Burdekin Australie

Kalauoo Hawaiuml USA

Dashte Naz Iran

Tanger Maroc

Telbaulba Tunisie

Sebikotane Seacuteneacutegal

Bas Togo Togo

(F 2028 G 51341 G 17874)

(F 2028 G 51341)

(G 51341)

(G 6212 5603546)

(G 6212)

(F 40332 G 51341)

(G 51341)

(Ground Water Ja-Fe 1977)

(F 2028 G 51341 6600101)

(G 6757)

(G 51341 5600835)

(G 51341)

2) Le tabMeau cL-apieA donne la r eacutepar t i t ion des i n s t a l l a t i ons preacuteceacutedentes suivant l e climat et l e niveau de deacuteveloppement des pays concerneacutes

3) LeA tabteaux 1b agrave 19 donnent pour chaque cas p a r t i c u l i e r de climat et de niveau de deacuteveloppement quelques carac teacuter is t iques des i n s t a l l a t i o n s correspondantes

Tableaux 14 agrave 16 r eacutea l i s a t ions en pays indus t r i a l i seacute s

Tableaux 17 agrave 19 r eacutea l i sa t ions en pays en voie de deacuteveloppement

- 138 -

- ______^ NIVEAU DE CLIMAT -^CEVELOPPEM

TEMPERE

CONTINENTAL

MEDITERRANEEN

SEMI-ARIDE

ARIDE

TROPICAL

INDUSTRIALISE

(1) (2 ) (3 ) t a b l e a u 14

(4 ) (5 ) t a b l e a u 15

(6) (7) t a b l e a u 16

EN VOIE DE DEVELOPPEMENT

(8) t a b l e a u 17)

(9 ) (10) t a b l e a u 18

(11) (12) t a b l e a u 19

TABLEAU 14 REALISATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT TEMPERE

C I I I I I I I I I I PAYS | LOCALISATION | EAU | GEOLOGIE | VOL AQUI | DISPOSITIFS |COLHA |TRAIT | PERFORMANCES | PRIX |

1 1 I I I I I 1 1 1 I I I I I I I I I | USA | Bay Park | U |Sable a r g i l e | gt 1200 10 9 m3|Puits d i n j e c - | PCB | 3 |13 agrave 25 1s | | | | Long Is land j | sab le argi leux j | t i o n I I I 1 | | (voir f i g 34) | | ( v o i r f i g 35) | | I I I I I

| Pays-Bas | Zandvoort j R |Plaine l i t t o r a l e | ) 4 5 10 9 m3 jcanaux e t j P j Preacute j 70 10 m3an jde r e -| j | | e t dune | jbass ins | | j | v i en t | | | j (vo ir f i g 36) j j fvo ir f i g 36) j j j |0 245

1 I I I I I I I lFFn3 1 1 1 1 II 1 1 1 II 1 1 1 1 1 1 1

Japon | Tokushima | R |Plaine l i t t o r a l e | |Pu i t s d i n j e c - | P | 2 | 20-25 n3heure | j (vo ir f i g 37) j jdiluvium | j t ion I I I 1 | | |(voir fig 37) | | I I I 1 1 I I I I I I I 1 Notations

R = eaux de riviegravere U = eaux useacutees

P = colmatage physique C = colmatage chimique B = colmatage biologique

Preacute = preacutetraitement des eaux 2 = traitement secondaire 3 = traitement tertiaire

- 139 -

FIGURE 34

LOCATION OF THE BAY ARTIFICIAL-RECHARGE SITE

(C-xtnaAJL du Document Ccedil 5211 )

FIGURE 35

Nord Sud Atlantioue

A r g i l e

^Zdia^) cfe fBe c 0

G r a v i e r

Sable argile sable argileux et limon S a b l e

Roche c o n s o l i d eacute e

lCxtaaJJ- du Document Ccedil 513^1 )

- 140 -

FIGURE 36

NI

n

Limite de la zone s captage

Limite des dunes

i

gt

Mer du Nord Dunes Polder du Lac de Haarlem

urbe ^^y-Lentilles Sables du plexs^ - T tocene ^ ^^aargile

---bullbullbullbull bull-bull-bullbullbullbull ejjgt---gt ltamp ltbull bull v- bullbullbullbull

gt--gtV^

^ampm$^amp^3^amp$^

ZANDV00RT PAYS-BAS

(CxtAaU du Document Ccedil 513^D bull bull bull bull bull

- 141 -

FIGURE 37

Aff l eu remen t s du s u b s t r a t r ocheux

_ _ p r o f o n d e u r du s o c l e rocheux ~ ( c o u r b e de n iveau ) 1ampampampVJ-~- Teneur en Ci s u p eacute r i e u r e agrave

bull Fo rage

copy P u i t s d i n j e c t i o n

TAKASE Deacutepocircts argileux superficiels HATSUMO

icirc l e r

PROJET DINJECTION DE TOKUSHIMA JAPON

fts^ k=eacutepoundagrave amp ^

Tokushima (sur Shikoku)

(6x-tzltzlt du Document Ccedil 513U1 )

- 142 -

FIGURE 38

ORANGE COUNTY CALIFORNIE

bullv KCCU CQ

5Au BtewAepiuo co

raquo _

eiVcZ^iPE- co

0

PIE60 1 l [ IMPERIAL CO i

_ 1 -T-

A i

(CxtacuJ du Document 56035^6)

TABLEAU 15 REALISATIONS EH PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT MEDITERRANEEN

r 1 i PAYS | LOCALISATION | EAU | GEOLOGIE

1 1 1 1 1 1 |VOL AQUI | DISPOSITIFS |COLMA | TRAIT | PERFORMANCES | PRIX

Water Factory 21 U Deacutepocircts marins et Californie continentaux mal (voir fig 38) consolideacutes

Puits dinjecj PB 3

(voir fig39)

066 IJI33

USA Palo Alto (voir f ig 40)

U Sables et jgraviers

I Puits dinjecj PB 6 1s

|(voir fig40)| I I

Notations

U = eaux useacutees

colmatage physique colmatage biologique

3 = traitement tertiaire

bull bull bull bull i

- 143 -

FIGURE 39

FLOW SCHEMATIC AND SAMPLING LOCATIONS FOR WATER FACTORY 21

LIQUID PROCES3IWG

C H E M C A L K I T R O S c N RECARSON-I __ _ icirc ACTIVATES bullDiSlNFECIiCV amp j CLARIFICATION j REMCVAL ATCN [ FILTr^siO^I CARBON 0poundMIKERASJZpound7Gricirc

t t fAOSQPPTiCtt

CAP80H 70 HIcircUSr

bull lt

lJCCTtOlaquolaquo wCLLS

bull laquo C Y C L E

PUMraquoS

S0L1DS HANOLING INJECTIONraquo SYSTEM

bull bull bull bull bull bull

- 144 -

FIGURE 40

PLAN 0F GROUNDWATER RECHARGE FACILITY IN THE PALO ALTO BAYLANDS

msmm FRAgraveSCISCOcircI

0 u

El 6k

PALO ALTO

copy

-e-o

LEGEND

EXTRACTION WELL

INJECTION WELL

MONITOft WELL

lpoundyLtnaLt du Document Q 6212)

- 145 -

TABLEAU 16 REALISATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT TROPICAL

1 f~^ 1 1 1 1 PAYS | LOCALISATION | EAU | GEOLOGIE | VOL AQUI | DISPOSITIFS |COLMA |THAIT j PERFORMANCES | PRIX

Australie Delta du Burdekin Delta avec 345 109 m3 Trancheacutees agrave Preacute (voir fig 41)

-h i

JKalauao Hawaiuml

deacutepocircts alluviaux

I I I I

sable (voir fig41

I Bta2) I H

40 agrave 100 106

m3an des in-vestis-jsements 2 106$

USA jcocircne volcanique 4800 10 in3 Retenue deau (basalte) (voir fig43) (voir fig 43)

120000 m3jour

Notations

R = eaux de riviegravere

P w colmatage physique

Preacute = preacutetraitement

FIGURE 41

CARTE GENERALE

bull Ui KlaquoraquokM

(ExtzaLt du Document Q 513^1 )

- 146 -

FIGURE 42

LOCALITIES OF RECHARGE TRENCHES IN BURDEKIN DELTA

FIGURE 43

TYPICAL CROSS SECTION OF A TRENCH

IpoundxtnaAgraveJbi du Document h U0332)

- 147 -

FIGURE 44

COUPE SCHEMATIQUE MONTRANT LES SOURCES DEAU DE HONOLULU

P u i t s d e K a l a u a o H a w a i i E t a t s - U n i s d A m eacute r i n u e

E c h e l l e

-2snmdash P r eacute c i p i t a t i o n (rrr)

- laquo laquo - - L i g n e s d e n i v e a u p i eacute z o m eacute t r i q u e ( c m )

(SxiAaJJ du Document Ccedil 513^1 )

- 148 -

TABLEAU 17 REALISATIONS EN PAYS EN VOIE DE DEVELOPPEMENT A CLIMAT TEMPERE

1 PAYS | LOCALISATION

j r

GEOLOGIE | VOL AQUI | DISPOSITIFS | COLHA | TRAIT | PERFORMANCES | PRIX

Iran iDashte Naz | N |Sables | jtvoir f ig 45) bull j jtvoir f ig 46) j

I I I I

|Puits din- j jjection j |(voir f ig 47) |

|200 1s I I

N = eau de nappe

FIGURE 45

DASHTE-NAZ FARM AREA

V--

I R A Q

S A U 0 1 A R A 8 I A

MIOOLE EAST AREA

(poundxpoundnaUt4 de VattLcAe do OS W-LLLLaniA pcuiu darvi Qiound Wateji Qa-Fe 1977)

- 149 -

FIGURE 47

CROSS SECTION OF TYPICAL INJECTION WELL

FIGURE 46

RELATION BETWE FRESH AND SALINATED

AQUIFERS IN DASHTE-NAZ

CAS-OH I f A

-bull C -r- ~ - = S ^ trade j f - iuml x bull bull 0 L

_ _ - ^ Fgtistoi cdHgtjkta wi(raquo gtlaquo-raquoai

fx-6iltxiXltJ de VantXcle de pound)poundbull WLilLami paMu dan Ccediliound Wateji Ccedila-Fe 1977 )

bull bull bull bull bull bull

- 1 5 0 -

CARTE GEOLOGIQUE DU CHARF-EL-AKAB

Echelle - ltm

QUATERNAIRE

Allumions

1 I Sable Je couverture

~gt---iuml 1 Sable de phje

1degdegdeg1 Gregraves marin

ANTEQUATERNAIRE

- j Gregraves lortonhn

bullpound3 Gregraves 1 vmucirc Arjiitesj

F-^- Marnes eacuteocegravenes

ugravediens

Mcrres schisteuses secircnonicircennss

bullif- ocircondacss dexploitation t Fesseacutes dabsorption

copy Pieacutezomtlrts G Diachse dinjection

evccedilraquo V^=gt-iuml

EXHAURE ET REALIMENTATION

ARTIFICIELLE DE LA NAPPE DE

CHARF-EL-AKAB (TANGER)

SCHEMA DE PRINCIPE

(poundxJyiaUA du Document 6600101 ) bullbullbullbullbullbull

- 151

TABLEAU 16 REALISATIONS EN PAYS EN VOIE DE DEVELOPPEMENT A CLIMAT MEDITERRANEEN

1 | PAYS

1 1 1 Maroc 1 1 1 1 1 Tunisie 1 1

1 | LOCALISATION

1 1 |Tanger 1 1 |Telboulba 1 1

1 | EAU

1 B 1 1 I 1 1 F 1 1

1 1 | GEOLOGIE | VOL

I 1 1 1 s ICuvette littorale|6 10 Iseacutedimentaire | |(voir fig 48) | | 1 i |Sables fins avec | (couches dargile | i i

AQUI

m3

1 1 | DISPOSITIFS |

1 1 1 |Fosses din- | Ifiltration | |(voir fig48)|

| i 1 i |Pults din- | Ijection | 1 1

COLMA

P

P

1 | TRAIT

I 1 1 1 1 1

1 1-2 1 1

1 | PERFORMANCES

I

1 |106 m3an 1 1 1 1 -|05 10deg ngt3an 1 1

1 1 1 PRIX | 1 1 t 1 1 1 1 1 1 1

1 1 1 1 1 1

Notations R = eau de riviegravere

P = colmatage physique

1 = traitement primaire 2 = traitement secondaire

TABLEAU 19 REALISATIONS EN PAYS EN VOIE DE DEVELOPPEMENT A CLIMAT TROPICAL

1 1 1 1 | VOL AQUI | DISPOSITIFS | COLMA |TRAIT PAYS | LOCALISATION | EAU GEOLOGIE PERFORMANCES | PRIX

Seacuteneacutegal | Sebikotane IRoches carbona- 6010 m3 jRetenue |teacutees karstiques | j(voir fig4SIuml| |(voir fig 49) j | |

+ -+- 4-I

1depandage j

34 10 n3an

Togo Bassin du Bas Togo

Sables dunaires (voir fig SO)

gt 1 4 1 0 S m3 jTerrains 5 6 10 m3an

Notation

R = Eau de r i v i egrave r e

- 152 -

FIGURE 49

ECORCHE DU COMPARTIMENT DE SEBIKOTANE

ECORCHE DU COMPARTIMENT

DE SEBIKOTANE

Rosine infeacuterieur supposa en levraquoJ

i JIumlAMirretir

F N Cad m rcreujf

i rjJ 5AAV t 7srracirces

iKf[^|rT bull | ^T7^WL T Icirc j-r-- r- i - F

jt|l-k bull i T i ^ ^ J iiuml S t e k y X MaUr Guey

(poundxtaU du Document 5600835)

- 153 -

FIGURE 50

PLAINES LITTORALES DU TOGO

Limi te des p eacute n eacute t r a t i o n s UJJJplusmn-LLL d e a u s d e mer ^o

tf C o u r b e s de n i v e a u de l a pound I iuml m i t e iuml h f eacute r i e u r e de l a q u i - ^ bull bull

f egrave r e du c o n t i n e n t a l t e r m i n a l v

E a u de ui(

Oceacutean o

P r o f i l

C o n t i n e n t a l t e r m i n a l

( ^S ta t ion de pompage) T a b l i g b o

Eaux

S-ogt6 W ^

(poundxfrialpound du Document Ccedil 513^1) bull bull bull bull

- 154 -

D - INSTALLATIONS DE RECHARGE ARTIFICIELLE AYANT POUR OBJECTIF

LEacutePURATION NATURELLE DES EAUX PAR PASSAGE DANS LE SOL

1 ) Lutte deA inAtaLlampLLorvi

(1) Bertrange France

(2) Blagnac France

(3) Dangeacute - St Romain France

(4) Ginasservis France

(5) Nancy France

(6) Croissy France

(7) Karlskoga Suegravede

(8) Goteborg Suegravede

(S) Port Leucate France

(10) Boulder USA

(G 2264 bis)

(G 2264 bis)

(G 2264 bis)

(5605250)

(F 2028)

(G 51341 G 3663)

(G 51341 F 2028)

(G 51341 F 2028)

(G 7221)

(G 1681519)

2) Le tabZeau cx-de440uA donne la reacutepartition des installations preacuteceacutedentes suivant le climat et le niveau de deacuteveloppement des pays concerneacutes

mdashbullmdash-___ NIVEAU DE CLIMAT -^DEVELOPPEM

TEMPERE

CONTINENTAL

MEDITERRANEEN

SEMI-ARIDE

ARIDE

TROPICAL

INDUSTRIALISE

(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) Tableaux 20 et 20 bis

(S) Tableau 21

(10) Tableau 22

EN VOIE DE DEVELOPPEMENT

bullbullbullbullbullbull

- 155 -

NB Toutes les installations reacutepertorieacutees ont eacuteteacute construites dans des pays industrialiseacutes Ceci montre bien que face dune part agrave laugmentation des besoins en eau et face dautre partagrave limportance de la quantiteacute deaux useacutees rejeteacutees lalimentation artificielle apparait comme eacutetant un moyen de gestion bien approprieacute

N

3) LampA tableaux 20 agrave 22 donnent pour chaque cas particulier de climat et de niveau de deacuteveloppement quelques caracteacuteristiques des installations correspondantes

TABLEAU 20 INSTALLATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT TEMPERE

| PAYS | LOCALISATION | EAU | GEOLOGIE j VOL AQUI j DISPOSITIFS | COLMA | TRAIT | PERFORMANCES | PRIX

France Bertrange R Alluvions gros- bullBassins agrave PB Preacute 800 m3jour bull 1siegraveres bull bullsable j j Jenviron j

(sables et gra- i itvoir fig51)

1 I I vieuro r s) | i 1 1 I 1

j France 1 Blagnac 1 R JAlluvions gros- | iBassins agrave j PB j Preacute |800 m3jour j | 1 1 Isiegraveres 1 Isable | j lenviron i j j I ((sables et gra- | |(voir figbllj j j j 1 1 I I viers) 1 1 I I I I

France Dangeacute Saint R Alluvions gros- Bassirs agrave PB Preacute 800 n3jour

Romain siegraveres isable [ [environ

(sables et gra- (voir fig51)

r 1 v i e r s ) bull I

j France | Ginasservis j U | 1 |Lagune j PB | 3 |50 m3heure j 1 I (Var) | | 1 Kvoir fig52)| | j |

France Nancy R Alluvions bull Bassins p Preacute 100000 m3j

(voir fig53)

| France j Croissy j R |Craie fissureacutee | |Bassins j PB j 1 |3010 m3an jde revient

| | (voir fig 54) | |sous alluvions | |(voir fig55lj | j |0062 par

1 1 1 |(voir fig54) | | I I I I m3

j | I l 1 9 1 I j I i Suegravede Karlskogo R Alluvions (sables 2 10 m3 Bassins agrave 1 15000 mSjour

(voir fig 56) [et graviers) [ [sable [ [ J J

(voir fig 56) (voir fig56)] j

Notations

R = eaux de riviegravere

U = eaux useacutees

P = colmatage physique

B ~ colmatage biologique

Preacute = preacutetraitement des eaux 1 = traitement primaire 3 = traitement tertiaire

bullbullbullbullbullbull

- 156 -

FIGURE 51

Pt eacute iome t r cm

4 3

4 2 Stiagravettrotum de cateotres marneux tm peu permtobtn ^ -IMPLANTATION -

EcheteViOOO

SP I I I I I I I I I t I rr BOMilt 4raquoJtrotlaquoii

1gtIuml I I M J I I I M I A B

bull Fore 9 bull tf rlaquopi i

laquoraquooo l _ 1 2 0 O

J-raquoraquo

lLxtnaiA du Document Ccedil 226k b-Li)

FIG-52

T iu i teumlu ien t d eacutepuiut iou degraves fcJUii Utgteacutees Urbaines

en vus de Leur recyclage pour la consommation

Scheacutema deprincipe de l installation pilote de GINASSERV1S

ChXraquot olaquoJraquolaquolraquoraquo Otcf lntr iictgtpiraquolraquoraquo

v bull T R A I T E M E N T PRIMAIRE laquot SECONDAIRE

TRAI1EHENT TERTIAIRE

ur

raquo ^ ^ ~ i

C3 J ya amdashraquo f

^ mdash - feu eraquor gtbull bull bull bull bull bull

LACUNE dlaquo r i mj action

(poundxUaU du Document 5605250

- 157 -

FIGURE 53

SCHEMAS EN PLAN ET EN COUPE DE LALIMENTATION ARTIFICIELLE DE LA NAPPE

DE LA MOSELLE A MESSEIN (NANCY)

MoseUe

vers trai

Barrage

25-3 Om | 25-30trade

gt^ |2a3nraquo

f Galerie L J captante

77777777-7777777 Subslratum impermeacuteable

(LxJjiaAgraveJ du Document h 2028)

FIGURE 54

NAPPE SOUTERRAINE DE LA VALLEE DE LA SEINE A CROISSY (FRANCE)

S e i n e Deacutecanteurs

U

P r i s e d eau

F i l t r e s agrave s a b l e

B a s s i n S t a t x o n r _ V e r s l e d m f i l - de _ reseau de t r a t x o n pompage l - d i e t r - i -

1 bution

Craie f i s s u r eacute e

(ExtAcujt du Document Q 513^1 )

- 158 -

FIGURE 55

Usine du PECQ

Prise deau de CROISSY

Chatou 9

bull bull lt - - bull lt iuml gt

FORAGES SLEE bull FORAGES fslJFTl

coupe des terrains suivant A B

a Meuliegraveres e Calcaire grossier b Sables du Stampien f Argiles et sables du Sparnacien c Gases vertes du Sarncisien g Craie blanche Seacutenonienne d Marnes et caillasses h Sables et graviers

(6xtAalt du Document Ccedil 3663)

- 159 -

RESERVOIR DEAU SOUTERRAINE DE KARLSKOGA SUEDE

Carte de l a reacuteg ion

bull w

(ExtnaLt du Document Ccedil 513^1 )

FIGURE 56

SCHEMA DE LALIMENTATION ARTIFICIELLE A KARLSKOGA

(Extnatt du Document t 2028)

- 160 -

TABLEAU 20 BIS INSTALLATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT TEMPERE

1 1 I LOCALISATION | EAU | GEOLOGIE | VOL AQUI

1 1 1 r~ DISPOSITIFS | COLMA | TRAIT | PERFORMANCES | PI

PAYS

Suegravede | Goteborg I I

R |AlIuvlons (sables | jet graviers) | j(voir fig 57) |

Bassins | (voir fig 57) j

| 1 |12000 m3jour I I

Notations

R = eaux de riviegravere

1 = traitement primaire

FIGURE 57

SCHEMA DE LALIMENTATION ARTIFICIELLE A GOTEBORG

Bass in d raquo i n j e c t i o n

Nivlaquo p i eacute z on eacute triccedilju^

v v v V

vSocle cristallin

n M bull

(Cxtnaijt du Document Q 513^1 )

bull

NW Echelle horizontale 1500

PZ5

488 529

590 622-6 28

249-250 HV

360-364-k

482-484

Golel dorgile humifecircre 03cm + golels oxydes

602

690

775-784 810

Lentille dorgile humifecircre 02cm ggft

l ^ g S S J Forte dodeur H2 S 75 926 944

10-1018

1086 bull

1168-12-

1540 L-J

w

Argile humifecircre sableuse

Argile sableuse humifecircre oxydotion ferrique 10

Argile sableuse humifecircre

Deacutebris de- vecircgeacutetoux 10 Traces oxydation 1

Sable tourbeux Deacutebris de bois Soble fin tourbeux

Sable fin tourbeux

Amas de soble argileux humifecircre Soble partiellement tourbeux

054 bullbullbull 089-071

240

354-360

425-428

517

610

9 936

arc

515

Lentille dorgile tourbeuse 1cm Toches doxyde ferrique

Golel dorgile sableuse

Galets dargile sableuse brun-rouge 01 cm Toches humifegraveres Bois en deacutecomposition Soble ovec oxyde ferrique 20 Soble humifecircre H2S Soble humifecircre ovec racines

LEacuteGENDE

] Soble grossier moyen

Soble fin

FIGURE 59 PORT LEUCATE

PLAN DE SITUATION DE LA DUNE DE LA CORREGE

Echelle M 15 000

bullbullbullv Zoneeacutequipeacutee pour l i r r i g a t i o n acirc p a r t i r des ef f luents en 1980

Zone basse planteacutee (+ 2 NGF)

Conduite 0 400

Bassins d i n f i l t r a t ( 1981)

Zone haute non anteacutee (+7NG

M E R bullbull M E D I T E R R A N E E

- 163 -

TABLEAU 21 INSTALLATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT MEDITERRANEEN

j VOL AQUI | DISPOSITIFS |COLMA |TRAIT | PERFORMANCES | PRIX PAYS LOCALISATION EAU j GEOLOGIE

] 1 h Port Leucate U Dunes cStiegraveres

(voir fig 58) Bassins din- PB filtration (voir fig 59)

Preacute 1500 m3Jour

Notations

U = eaux useacutees P = colmatage physique B = colmatage biologique

Preacute = preacutetraitement des eaux

TABLEAU 22 INSTALLATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT SEMI-ARIDE

i 1 r | LOCALISATION | EAU |

PAYS GEOLOGIE VOL AQUI 1 1 1

DISPOSITIFS ICOLMA |TRAIT | PERFORMANCES

1 1mdash4 PRIX

SA Boulder (Colorado)

I bdquo I U jAlluvions (sables et graviers)

Bassins din- j PB filtration

I entre 50000 e t ( f ig 60 ) 200000 m3an

Notations

U = eaux useacutees P = colmatage physique B = colmatage biologique 2 raquo traitement secondaire

bullbullbullbullbullraquo

FIGURE 60

SCHEMATIC 0F BOULDER WASTEWATER TREATMENT PLANT

M

Flow Prlmagravery Diversion Clarifiers

Iteadworks Oox

r L

Trfckling Ti t ters

Secondary Clarifiers Chlori nation

City Collection

System

V

Grit to Land Disposai

Site

Kl

bulla

o a v

Infiltration-Percolation Basins

1 mdash lt To Land

~ Disposai Site

Sludge Vacuum Holding Filters Tanks

(ExtnaU du Document Q 1681519)

- 165 -

L I S T E B I B L I O G R A P H I Q U E

F 2028 BIZE Jf BOURGUET L LEMOINE J Lalimentation artificielle des nappes souterraines Ed Masson et Cie 1S72 199 pages

F 3091

F 40332

FALKENMARK M LINDH G Water for a starving world Westview Press Boulder Colorado Feacutev 1977 204 pages

Proceedings of the groundwater recharge confeacuterence - 1980 Australian Water Resources Council Confeacuterence Seacuteries ndeg 3 281 pages

F 4443 MATHEW K NEWMAN PWG HO GE Groundwater recharge with secondary sewage effluent Australian Water Resources Council 1982 167 pages

F 44521 agrave 4 Artificial groundwater recharge International Symposium - Research results and practical applic Dortmund 1979 Publication 1982 1500 pages environ

F 4462 HUISMAN L 0LSTH00RN TN Artificial groundwater recharge Pitman Advanced Pub Program Ed 1983 320 pages

G 1681519 SMITH DG LIumlNSTEDT KD BENNETT ER Treatment of secondary effluent by infiltration-percolation EPA-6002-79174 Aoucirct 1979 103 pages

G 17874 KOCH E GIAIMO AA SULAM DJ Design and opeacuteration of the artificial-recharge plant at Bay Park New York US Dept of the Interior Geol Survey 1973 14 pages

G 2264 Bis La meacutecanique des fluides et lenvironnement - Preacutevision et maicirctrise de la qualiteacute de leau et de lair Socieacuteteacute Hydrotechnique de France 14egravemes Journeacutees de lHydraulique Paris Sept 1976 Question 4 les eaux souterraines 48 pages

G 3663 A bull bull bull

Plaquette de preacutesentation de linstallation de recharge artificielle de Croissy SLEE sd 16 pages

G 51341 Emmagasinement souterrain des eaux et recharge artificielle Ressources NaturellesSeacuterie Eau ONU ndeg2 1977 307 pages

bullbullbullbullbullbull

- 166 -

G 6094

G 6212

G 6230

G 7221

A bull bull bull

World climate confeacuterence Organisation Meacuteteacuteorologique Mondiale Confeacuterence Feacutevrier 1977 Genegraveve 791 pages

A bull bull bull

Wastewater reuse for groundwater recharge Symposium Office of Wat Recycling Californie 1980 345 pages

A bull bull bull

Possibiliteacutes deacutepandage des eaux useacutees urbaines Rapport Agence RMC 1979 371 pages

A bull bull bull

Lameacutenagement dinfiltration des eaux useacutees de Port-Leucate Socieacuteteacute dEconomie Mixte dEquip et dAmeacutenag de lAude Nov 1981 45 pages

5603546 COFER JR Orange county water districts Water Factory 21 Journ of the Irrigation and Drainage Div Dec 1972 p 553-567

5605250 ALEXANDRE D De leau potable agrave partir des eaux useacutees urbaines Nuisances et Environnement Oct 1973 p 368-374

6600101 MAHI LARAKI M Recircalimentation artificielle de la nappe aquifegravere de Charf-el-Akab TSM LEau Aoucirct-Sept 1970 p 355-359

6609067 JASINSKI B Captages deau dinfiltration du reacuteseau de distribution de Wroclaw (Pologne) TSMLEau Feacutevrier 1976 ndeg 2 p 88-92

6614931 BURAS OK Wastewater reacuteclamation in St Croix JWPCF 1977 49 ndeg 3 p 429-435

6616816 BIANCHI WC NIGHTINGALE HI McCORMICK RL A case history to evaluate the performance of Water-Spreading projects JAWWA Mars 1978 p 176-180

6618945

6622466

CARSAT G Quelques eacutequipements publics de Genegraveve Equip Eur 1978 2 ndeg 98 p 59-67

EDWORTHY KJ Artificial groundwater recharge and its relevance in Britain JIWES 1979 33 ndeg 2 p 151-172

6627873 MARTIN F THEBAULT P La flottation agrave lusine de Moulle Techniques Eau Ass 1981 ndeg 409 p 37-42

6628231 Water for human needs Ass Int Ress en Eau Vol 3 1975 413 pages

bull bull bull t

- 167 -

BARTOLOMEW JC World Atlas Edinbourgh John Bartholomew and Son 1974 167 pages

MARTIN A MOUSSU H Alimentation artificielle de la nappe de Sebikotane (Seacuteneacutegal) par creacuteation dune retenue deau Bull BRGM 1S68 ndeg 1 p 79-88

WILLIAMS DE The Dashte-Naz groundwater barrier and recharge project Groundwater Janvier-Feacutevrier 1977

C O N C L U S I O N

- 171 -

La consommation croissante deau dans tous les paus conduit parfois agrave une surexshyploitation des ressources naturelles le manque deau dans certains paus en deacuteveloppement et la po-Llution de leau dans les paus Industrialiseacutes ont fait que les aestlonnaLnes de leau ont eacutetudieacute toutes les possibiliteacutes de conserver leau quantitativement et qualitativement

Lalimentation artificielle des nappes paiait ecirctie une solution judicieuse agrave ces problegravemes de ressource en eau

Tout au long de cette eacutetude on a miA en eacutevidence les questions techniques et eacuteconomiques

meacutethodes dinflltratlon qualiteacute de leau agrave infecter colmatage de la one dinfiltration coucirct des tiavaux coucirct dexploitation

De nombreux exemples pais tant dans les paus deacuteveloppeacutes que dans les paus du tiers monde aussi bien en climat humide quen gone aiide ou senti aride ont permis de mettre en eacutevidence les avantages et les inconveacutenients de cette techshynique Un bilan eacuteconomique montre que dans de nombreux cas la reacuteallmentatlon artificielle des nappes peut ecirctre consideacutereacutee comme un dispositif efficace dans la gestion de leau dun paus

Cette synthegravese montre aussi le soin quil faut apporter aux eacutetudes preacutealables pour ne pas se heurter agrave de giaves pnoblemes en cours dexploitation

Un autre enseignement tireacute de la lecture des documents est le fait que chaque cas est unique leacutetude dexemples similaires est eacutevidemment Importante mais elle ne leacutesoud pas tous les problegravemes 31 faut en particulier une eacutetude hudiogeacuteologishyque seacuterieuse de la jone

Laction eacutepuratrlce des sols ameacuteliore grandement la qualiteacute de leau ma-ls ce nest pas une seacutecuriteacute suffisante et dans le cas de lutilisation dune eau infiltreacutee pour la consommation animale ou humaine il est neacutecessaire de proceacuteder agrave des controcircles et eacuteventuellement agrave des traitements

La reacutealimentation des nappes permet laugmentation de la quantiteacute deau disponible et en ameacuteliore souvent la qualiteacute cest donc un proceacutedeacute inteacuteressant pour les ones arides et seml arides car leacutevaporatlon Intervient moins que pour un reacuteservoLr deau agrave ciel ouvert 01 est aussi avantageux pour les paus deacutevelopshypeacutes puisquil permet de deacutevelopper la ressource en eau tout en assurant une certaine eacutepuration des eaux brutes ou useacutees que lon infiltre

Page 9: AMELIORATION DE LA RESSOURCE EN EAU LA REALIMEIMTATION DES …

- CHAPITRE I -

L E S E A U X DE R E C H A R G E

- 13 -

Avant dexposer lorigine des eaux de recharge et les traitements eacuteventuels que lon doit leur faire subir il serait utile dintroduire la notion de compatibishyliteacute entre les eaux de recharge et les eaux natives du gisement On peut deacutefinir trois domaines de compatibiliteacute physique chimique et biologique

compatibiliteacute physique elle concerne le pH la teneur en matiegraveres en suspension ou MES

compatibiliteacute chimique elle concerne laction des gaz dissous la teneur en MES en fer en manganegravese en calcium en magneacutesium en silice ainsi que la dureteacute de 1eau

compatibiliteacute biologique elle concerne la preacutesence de pathogegravenes susceptibles de polluer les eaux souterraines

Les traitements eacuteventuels des eaux de recharge visent agrave proteacuteger les eaux du gisement vis-agrave-vis de toute pollution pouvant entraicircner une deacutegradation irreacutevershysible de sa qualiteacute

A - RECHARGE PAR EAUX DE RIVIEgraveRE

1 ) RomanqueA piltLLLmJjriCLuiltZA

a) Lanalyse quantitative de la recharge naturelle de la nappe alluviale par la riviegravere elle-mecircme est essentielle pour pouvoir juger de lefficaciteacute dune recharge artificielle En effet cette analyse permet de deacuteterminer les deacutebits reacuteellement utiles parla recharge artificielle dun aquifegravere donneacute

b) Lanalyse qualitative des eaux de riviegravere permet den connaicirctre le degreacute de polshylution ainsi que la teneur en MES Il faut remarquer que ces deux facteurs peushyvent ecirctre directement influenceacutes par le reacutegime de la riviegravere elle-mecircme Ainsi

en peacuteriode deacutetiage la pollution des eaux peut ecirctre plus importante quagrave lorshydinaire

en peacuteriode de crue un transport solide important peut apparaicirctre augmentant du mecircme coup la teneur en MES (F 2028)

Les eacutetudes en vue dune recharge artificielle par des eaux de riviegravere doivent donc se faire sur une large plage de valeurs des deacutebits

La pollution et la teneur en MES jouant un rocircle tregraves important vis-agrave-vis du pheacutenomegravene de colmatage le pompage en riviegravere peut donc ecirctre intermittent ou conshytinu suivant les toleacuterances admises pour la pollution et la teneur en MES des eaux de recharge

2) Eaux dltZAtinecirceA agrave ampOie jjipoundJJJyieacuteesgt dan dzA baj4inA (F 2518 F 3469)

Suivant le degreacute de pollution et la teneur en MES de la riviegravere les eaux peuvent subir les traitement suivants

- 14 -

preacute-traitement deacutegrillage suivi dune simple deacutecantation Cest le cas des oueds et des cours deau ne preacutesentant pas de pollution notable

NB les anciennes sabliegraveres se preacutesentent comme eacutetant dexcellents bassins de deacutecantation

traitement primaire en station injection de coagulants deacutecantation et filtra-tion sur sable pour reacuteduire la teneur en MES et la demande biologique en oxygegravene des eaux

Exemple

Croissy (eau de Seine) - la figure 1 donne un scheacutema de linstallation (G 3663)

Moulle (eau de lAa) (6627873 6625917 6627956)

Appoigny(eau de lYonne) (G 1947)

Remarque dans le cas deacutepandage superficiel des eaux de recharge on ne procegravede pas agrave une steacuterilisation lors du traitement En effet la chloration aurait le grand inconveacutenient de deacutetruire dans les bassins laction eacutepuratrice des bacteacuteries diverses qui oxydent et mineacuteralisent les diffeacuterents produits organiques preacutesents dans les eaux (G 3459)

FIGURE 1

EXEMPLE DE CROISSY

(poundxiiaJJ du Document Ccedil 3663)

bull bull bull bull bull

- 15 -

3) Eaux desitlneacuteesi agrave linfection (F 3469 F 2028)

Remarque preacuteliminaire les eaux dinjection dune maniegravere geacuteneacuterale doivent ecirctre deacutebarrasseacutees de toute pollution susceptible dalteacuterer la qualiteacute des eaux du gisement et notamment des matiegraveres toxiques non eacuteliminables par filtration naturelle De plus les eaux dinjection doivent ecirctre chimiquement compatibles avec les eaux du gisement

En geacuteneacuteral en plus dun traitement primaire classique les eaux de riviegraveres desshytineacutees agrave linjection subissent un traitement secondaire plus ou moins eacutelaboreacute en fonction de leur degreacute de pollution Ce traitement vise principalement agrave deacutesaeacuterer leau et agrave la steacuteriliser avant injection

Exemples (F 2028)

En Israeumll (eaux du Lac de Tibeacuteriade)

En Californie (eaux des torrents de la Sierra Nevada)

3 - RECHARGE PAR EAUX USEacuteES

Le niveau de traitement des eaux useacutees destineacutees agrave la recharge artificielle deacutepend tregraves largement de lorigine de celles-ci (domestique ou industrielle) et aussi de la nature des terrains de recharge

Le tableau 1 (extrait de 6604561) rappelle la nature des pollutions en fonction de lorigine des eaux useacutees

Le tableau 2 (G 6501) donne agrave titre indicatif les recommandations du Service de Santeacute de la Californie pour lutilisation agrave des fins de recharge artificielle deaux useacutees

Le tableau 3 (G 6501) montre par des exemples la diversiteacute des traitements que lon peut appliquer suivant les paramegravetres de la recharge

ConcAgravewiioni

Comme nous lavons deacutejagrave souligneacute dans lintroduction chaque opeacuteration de recharshyge doit ecirctre traiteacutee comme un cas particulier Le niveau de traitement requis pour les eaux de recharge en est une preuve Aussi seuls des essais in situ et agrave long terme associeacutes agrave lexpeacuterience du professionnel peuvent deacutefinir les traishytements neacutecessaires des eaux de recharge Cette eacutetape est importante car elle conditionne la rentabiliteacute de lensemble de lopeacuteration de recharge le coucirct du traitement entrant pour une part importante dans le coucirct global (F 2028 G 6501)

bull bull bull bull bull bull

- 16

TABLEAU 1

Sources deaux useacutees

- Eaux useacutees urbaines

non traiteacutees

traiteacutees

fosses septiques

- Eaux useacutees industrielles

eau de refroidissement

industries alimentaires

industrie du papier

industrie chimique et traitement des meacutetaux

industrie du peacutetrole

- Irrigation

- Ruissellement urbain et nettoyage des

- Eau de crues

Types de pollution

composeacutes organiques et mineacuteraux matiegraveres en suspension faibles teneurs en meacutetaux lourds et en toxiques Tregraves forte teneur en DBO Biodeacutegradable ou non deacutegradabie

composeacutes organiques et mineacuteraux faibles teneurs en meacutetaux lourds et en toxiques Substances biodeacutegradables et non deacutegra-dables

surtout des matiegraveres organiques Biodeacuteshygradable

chaleur

composeacutes organiques et matiegraveres en susshypension surtout DBO eacuteleveacute Particuliegraveshyrement biodeacutegradables

composeacutes organiques et mineacuteraux En partie biodeacutegradable Quelques matiegraveres solides organiques en suspension

composeacutes organiques et mineacuteraux y compris des meacutetaux lourds des toxiques et des substances dangereuses Selon le proceacutedeacute certaines substances sont biodeacutegradables

composeacutes organiques biodeacutegradables et non biodeacutegradables surtout Nombreux toxiques et substances dangereuses

deacutechets organiques et mineacuteraux subsshytances nutritives sels de lessivage du sol substances biodeacutegradables ou non biodeacutegradables matiegraveres en suspenshysion

mers composeacutes organiques et mineacuteraux fortes charges en DBO substances nutritives pesticides matiegraveres en suspension en partie biodeacutegradables

composeacutes organiques et mineacuteraux matiegraveres en suspension en partie biodeacutegradables Eminemment variable selon lutilisation du sol

(tsiaducJUon du tableau 1 eyLtnaJut du Document 66OU561 )

bull bull bull bull bull

17 -

TABLEAU 2

NIVEAUX DE TRAITEMENT RECOMMANDES POUR LES EAUX USEES EPUREES

UTILISEES A LA RECHARGE DES NAPPES SOUTERRAINES

1

2

3

t

5

6

7

par eacutepandage superficiel

Veacuterification de linexistence de deacutecharges deffluent industriels toxiques dans les eaux useacutees utiliseacutees

Oxydation biologique normale (traitement secondaire)

Adsorption sur charbon actif (temps de contact 30 mn demande chimique doxygegravene reacutesiduelle moins de 5 mg1)

Epandage avec percolation de leffluent dans la zone aeacuterobie non satureacutee du sol non remanieacutee - profondeur minimale de la nappe 3 megravetres

- une semaine deacutepandage alterneacutee avec 2 semaines dassegravechement

Dilution par une quantiteacute eacutegale deau souterraine naturelle

Leau de recharge doit rester dans la nappe pendant un an avant decirctre extraite

La qualiteacute de leau souterraine doit ecirctre doit ecirctre reacuteguliegraverement surveilleacutee

l

2

3

A

5

6

7

8

9

10

11

12

ou par injection directe

Veacuterification de linexistence de deacutecharges deffluent industriels toxiques dans les eaux useacutees

Oxydation biologique normale (traitement secondaire)

Deacutesinfection correcte (chlorination)

Coagulation-floculation chimique

Deacutecantation

Filtration rapide sur sable

Adsorption sur charbon actif

Deacutemineacuteralisation par osmose inverse

Aeacuteration par aspersion pour leacutelimination des composeacutes organiques volatils

Dilution par une quantiteacute eacutegale deau souterraine naturelle

Leau de recharge doit rester dans la sapps pendant un an avant decirctre extraite

La qualiteacute de leau souterraine doit ecirctre recircguliegravereoent surveilleacutee

(acirc-x-ttalt du Document Ccedil 6501 )

bull bullbullbullbullbull

- 18 -

TABLEAU 3

PRINCIPALES INSTALLATIONS DE RECHARGES DE NAPPE SOUTERRAINES EN CALIFORNIE

UTILISANT LES EAUX USEES EPUREES

Nom de iumla station de reacutecupeacuteration

deaux useacutees San Joseacute Creek (Whittier)

Whittier Narrow

Water Factory 21 (Orange County)

Chino Basin (Ontario)

Palo Alto

Proceacutedeacutes de traitement =

Proceacutedeacutes de traitement

des eaux useacutees

Meacutethode de recharge des

eaux souterraines

Problegraveme agrave

reacutesoudre Deacutebit annuel reacutecupeacutereacute en millions de m-

DP BA CF FR Ch

DP BA CF FR Ch

DP BA CF FR AAeA ACA 01 Ch

DP LB

DPBACFFR Ch Ozonisation

Epandage superficiel

Epandage superficiel

Injection directe

Epandage superficiel

Injection directe

Deacutecantation primaire Boues activeacutees Coagulation floculation Filtration rapide Lits bacteacuteriens Adsoption sur charbon actif

Chloration Aeacuteration par aspersion pour leacutelimination de lamoniaque

DP BA CF FR LB

ACA Ch

AAeA

Reacutealimen-Cation de la nappe soushyterraine

Reacutealimentashytion de la nappe soushyterraine

Barriegravere contre linfiltrashytion deau marine (et reacutealimentashytion)

Reacutealimenta-tion de la nappe soutershyraine

Barriegravere contre linshyfiltration deaux marines

166

87

63

32

23

En ce qui concerne la station Water Factory 21 le traitement primaire et secondaire de leffluent a lieu preacutealablement a la station de traitement du Comteacute dOrange

(CxtAciut du Document Ccedil 6501 )

- 19 -

L I S T E B I B L I O G R A P H I Q U E

F 2028

F 2518

BIZE J BOURGUET L LEMOINE J Lalimentation artificielle des nappes souterraines Ed Masson amp Cie 1972 199 pages

HUISMAN L WOOD WE La filtration lente sur sable OMS Genegraveve 1975 133 pages

F 3469 Health aspects of wastewater recharge Water Information Center New-York 1978 240 pages

G 2264Bis

G 3459

La meacutecanique des fluides et lenvironnement - preacutevision et maicirctrise de la qualiteacute de leau et de lair 14egraveme Journeacutees de lHydraulique Paris Sept 1976 Question 4 les eaux souterraines 48 pages

DEVILLERS G Lalimentation artificielle des nappes souterraines - Exemple de la nappe de Croissy Journeacutees Information Eaux 1976 14 pages

G 3663

G 6212

G 6230

Plaquette de preacutesentation de linstallation de recharge artificielle de Croissy SLEE sd 16 pages

Wastewater reuse for groundwater recharge Symposium Office of Water Recycling Californie 1980 345 pages

Possibiliteacutes deacutepandage des eaux useacutees urbaines Rapport Agence RMC 1979 371 pages

G 6295 BRESSON G Injection dans le sous-sol des effluents traiteacutes agrave la station deacutepuration de la ville de St-Jean-de-Monts Rapport DDA Vendeacutee 1980 74 pages

G 6501 TAKASHI ASANO GHIRELLI R Reacuteutilisation des eaux useacutees pour la recharge des eaux souterraines et lirrigation agricole Confeacuterence OMS Alger 1980 p 1-15

G 7220 BIZE J Recharge artificielle des nappes PNUD Compte-rendu de missionraquo SeptmdashOct 1981 45 pages

bullbullbullbullbullbull

- 20 -

G 7221 Lameacutenagement dinfiltration des eaux useacutees de Port-Leucate Soc Ameacutenag Mixte dEquip et dAmeacutenag de lAude Novembre 1981 45 pages

6604561

6616815

CALLAHAN JT Recycling of fresh water - the management and protection of ground water Tireacute agrave part 16 pages

SCHMIDT CJ CLEMENTS EV SHELTON SP A survey of practices and reacutegulations for reuse of water by ground water recharge JAWWA 1978 70 ndeg 3 p 140-147

6623044

6625917

ASAN0 T GHIRELLI RP WASSERMANN KL Recharge de nappe par eaux useacutees eacutepureacutees JWPCF 1979 51 ndeg 9 24 pages

MARTIN F THEBAULT P Reacutealimentation de nappe par de leau de riviegravere traiteacutee Liaison Cortambert 1980 ndeg 10 p 31-36

6627873

6627956

MARTIN F THEBAULT P Reacutealimentation de nappe agrave lusine de Moulle (Dunkerque) Techniques Eau Assainissement 1981 ndeg 409 p 37-42

MARTIN F Flottation et traitement des boues Eau et Industrie 1981 ndeg 52 p 61-65

CASTANY G Conditions hydrogeacuteologiques de lalimentation artificielle des nappes deau souterraine BRGM 1970

- CHAPITRE I I -

H Y D R O G E O L O G I E

- 23 -

LEAU DANS LE SOL

Rappel de notion geacutenltpoundnaAgraveamp4 dhyccedilugraveiogeacuteologAgravee

La porositeacute la porositeacute dune roche est deacutefinie par le rapport du volume des vides au volume total de la roche

La figure 1 montre les divers types dinterstices et leur relation avec la texshyture du sol

FIGURE 1

Several types of interstices and the relation of rock texture to porosity (a) Well-sorted sedimentary deposit having high porosity (6) poorly sorted sedimentary deposit haviog low porosity (c) well-sorted sedimentary deposits consisting of fragments of rock that are themselve-s porous so that the deposit has a very high porosity (d) well-sorted sedimentary deposit whose porosity has been diminished by the deacuteposition of minerai matter in interstices (e) rock rendered porous by solution and () rock rendered porous by fraccuring (Front Meimer 1959)

(Extrait du Document h 204-5)

TABLEAU 1

REPRESENTATIVE POROSITY RANGES

FOR SELECTED ROCKS

Le- tableau 1 donne la valeur de la porositeacute pour diffeacuterentes roches

(ExtnaJjt du Document r 20+5)

Rocks

Clay Sand Gravel Sand and gravel Sandstone Shale Limestone

Porosity

45-55 35-40 30-40 20-35 10-20 1-10 1-10

- 24 -

TABLEAU 2

REPRESENTATIVE SPECIFIC YIELD

RANGES FOR SELECTED ROCKS

Rocks

Clay Sand Grave Sand and grave Sandstone Shale Limestone

Speacutecifie yield

1-10 10-30 15-30 15-25 5-15

05-5 05-5

Pour les mecircmes roches le tableau 2 donne la valeur de la porositeacute efficace deacutefinie comme la fraction de la porositeacute corresshypondant agrave la contenance en eau gravitaire

(Extrait du Document h 20k5 )

La permeacuteabiliteacute la permeacuteabiliteacute est laptitude dune roche agrave laisser passer iumleau sous leffet dun gradient de potentiel

Le tableau 3 donne la valeur de la permeacuteabiliteacute intrinsegraveque (ou permeacuteabiliteacute en petit) pour diverses roches (rappel 1 darcy = 0987 10-^ cm2)

TABLEAU 3

PERMEABILITE INTRINSEQUE DE DIVERS TYPES DE FORMATION

Type de formation

Roches meacutetamorphiques et plutoniques

Roches solides

Zones meacutetamorphiques et fortement fractureacutees

Sable agrave grains de grosseur moyenne

Limon (roche)

Calcaire dense riche en argile

Gregraves de grain moyen

Bregraveche calcaire grossiegravere partiellement cimenteacutee

Roche calcaire demeureacutee poreuse

Sables alluviaux (plaines littorales)

Alluvions dargile et de limon

Sables dunaires

Loess

Valeur du coefficient en

Proche de zeacutero

Proche de zeacutero

Plusieurs centaines de darcys

darcys

1000-30000 millidarcys

01 millidarcy

1 millidarcy

1-500 millidarcy

Plusieurs milliers de darcy

10-500 darcys

Moins de 1 darcy

Moins de 01 darcy

5mdash50 HarcvR

10-4 -1 darcy

(extrait du Document Ccedil 51351)

- 25 -

Remarque certaines roches denses telles que le calcaire ou le basalte ont une permeacuteabiliteacute en petit tregraves faible Cependant elles constituent dexcellents aquifegraveres lorsquelles sont fractureacutees leur permeacuteabiliteacute devenant alors imporshytante

c) La transmissiviteacute la transmissiviteacute est la grandeur mesurant laptitude dune couche de terrain permeacuteable agrave transmettre conduire leau La transmissiviteacute est deacutefinie comme le produit de la permeacuteabiliteacute par leacutepaisshyseur de la couche aquifegravere en un point consideacutereacute

d) Le coefficient demmagasinement ce coefficient est deacutefini par le rapport entre la hauteur de la tranche deau immeacutediatement libeacuterable par la roche aquifegravere sous leffet dune deacutepression et la hauteur dabaissement correspondant du niveau pieacutezomeacutetrique

Le darcy est une uniteacute de surface deacutefinie par

1 darcy = 0987 10 ~8 cm2

1 centipoise cm3s 1 cm2

et 1 darcy 1 atmosphegraverecm

2) ReacutepanAcircJjtlon de leau darvi le IO-L

Leau infiltreacutee agrave la surface du sol circule de haut en bas jusquagrave rencontrer une surface impermeacuteable Elle constitue alors une nappe deau dont le niveau supeacuterieur est appeleacute niveau pieacutezomeacutetrique ou encore surface hydrostatique

La figure 2 scheacutematise leacutetat deacutequishylibre vertical de leau dans le sol

FIGURE 2

NAPPE PHREATIQUE

lExtAaJJi du Documervt h 2189)

La nappe deau ainsi deacutefinie peut ecirctre

soit libre ou percheacutee (notamment en cas de la preacutesence dune lentille dargile dans le sol)(voir figure 3)

soit captive encore appeleacutee arteacutesienne (voir figure 4)

SurfocA |

s l

bull l

lt

bull - bull bull bull bull bull

bull bull laquo bull laquo bull bull 5^ Icirc v bull

urfoc fiy4ro)tcitkivraquo

bull EayxpHrrltliqiraquo4laquo - J

bull bull raquo bull bull bull bull bull bull

bull bull bull bull bull bull bull bull bull

Couche imptfweacutecbi

Zooraquo divcpctmmpirotiocraquo

Zonraquo draquo rrltntron

I

Francraquo dgt cnpidarltv

Nappraquo aquiflaquorr

- 26 -

FIGURE 3

NAPPE LIBRE ET NAPPE PERCHEE

TgtraquoL bullbullbull-bull j^zzsz^-r =i-^^gt^ bull bull V

bullbullbull bullbull-bulllaquoiiii ^iumlrtW-----1---1--V- bull bull bull ^N

bullbullVbull^gt^^^bullCvi^bullrSbullibull^V^^bullbullbullbullvbull V^72

^

(Extrait du Document h 2189)

FIGURE 4

FORAGE DANS UNE NAPPE ARTESIENNE

fl) Eaux jaillissantes - f2) et 13) Puits agrave eaux remontantes (en hachures les couches impermeacuteables)

(SXampKLUL du Document h 2k15)

- 27 -

Remarque un cas particulier est celui dune nappe phreacuteatique cocirctiegravere Leau saleacutee eacutetant plus dense que leau douce il se creacutee un biseau deau douce comme le montre la figure 5 Par un pompage excessif dans la nappe deau douce on engendre une avanceacutee des eaux saleacutees vers linteacuterieur des terres Cette progresshysion peut entraicircner une deacuteteacuterioration irreacutemeacutediable de laquifegravere Une recharge artificielle dans la zone littorale permet de combattre ce pheacutenomegravene

FIGURE 5

CxtnaLt du Document Ccedil 513^1)

3) Btlan dune nappe

Pour pouvoir juger de lopportuniteacute dune reshycharge artificielle il est important de pouvoir quantifier les entreacutees et les sorties deau dans la nappe consideacutereacutee (voir figure 6) sur une peacuteriode de temps donneacutee On peut alors eacutetablir le bilan hydrique de la couche aquifegravere et suishyvant lobjectif viseacute (reacuteeacutequilibrage de la nappe ou bien stockage) quantifier lopeacuteration de recharge

(CxtnaiJ du Document ucirc 580)

(S)

laquo o a a lt

c

z a ta Q

FIGURE 6

SCHEMA DES ELEMENTS PRINCIPAUX DU BILAN DE

LA COUCHE AQUIFERE

APPORTS

X gui lt tj

3 -

PRECIPITATION P

INFILTRATION

EFFICACE

APPORTS DES EAUX

SOUTERRAINES

APPORTS CES EAUX

OE SURFACE

RESTITUTIONS

INFILTRATION

EAUX DE SURFACE

EVAPOTRANSPIRATION

REacuteELLE

VARIATION CE LA RIcircSSRVH

EN EAUX SOUTERRAINES dW

(INVERSEMENT

OE LA C0UCH4 AOgtIIFecircRE

ECOULEMENT

EN SURFACE

PREacuteLEgraveVEMENTS

EXPLOITATION EacuteMERGENCES DES

EAIU SOUTERRAINES

D E P E N S E S

Iw+ lccedil+ l r qwgtqs = E + R + ^nt + CcedileQs +Qwraquoplusmn dw

- 28 -

U) CaiacJeacuteAAgraveyiatLon deA urtLteacuteA geacuteologiques avoiable^ pouA la iechaiae aAixfJ-CxeAXe de nappe

a) Nature cles_terrains

Les terrains destineacutes agrave la recharge artificielle doivent avoir une permeacuteabiliteacute suffisante (10~2 agrave 10-^ ms) En fait cest la valeur de la transmissiviteacute qui intervient et par lagrave la puissance ou encore leacutepaisseur de la couche aquifegravere (F 2028)=

Suite agrave de nombreuses expeacuteriences il apparait que les formations aquifegraveres favorables pour une recharge artificielle sont les roches carbonateacutees karsshytiques iumles basaltes (notamment lorsquils sont fissureacutes) les sables les allu-vions

b) Dimensions de l^aquifegravere

Ce sont les limites geacuteologiques et hydrauliques du reacuteservoir que constitue 1aquifegravere qui deacuteterminent sa structure Les nappes sont limiteacutees nous lavons vu dans leur partie infeacuterieure par une couche impermeacuteable de terrain ou encore par un fluide plus dense que leau du gisement

Quand la nappe est libre cest la surface hydrostatique qui la limite dans sa partie supeacuterieure

Quand la nappe est captive cest la couche impermeacuteable ou toit sous laquelle elle est emprisonneacutee qui constitue sa limite supeacuterieure

Remarque lorsque 1aquifegravere est profond cest alors les limites lateacuterales qui pour des raisons eacuteconomiques deacuteterminent les possibiliteacutes de stockage de 1aquishyfegravere consideacutereacute

La figure 7 donne des exemples de formations aquifegraveres favorables au stockage

Les structures hydrogeacuteologiques les plus favorables agrave la mise en oeuvre dopeacuterashytions de recharge artificielle sont les massifs de roches carbonateacutees karstiques ou fissureacutes les plaines alluviales les dunes littorales et les deltas les basshysins hydrogeacuteologiques et enfin les zones ougrave la surface pieacutezomeacutetrique est deacuteprimeacutee par surexploitation

Cependant on peut faire les remarques suivantes

mdash les massifs de roches carbonateacutees karstiques peuvent en geacuteneacuteral absorber beaushycoup deau mais cette eau est rapidement rejeteacutee par des grosses sources Le stockage deau ne pourra donc se faire que dans les parties profondes

- les plaines alluviales constituent des lieux privileacutegieacutes pour la mise en oeuvre de recharge artificielle mais le stockage y est en geacuteneacuteral limiteacute du fait de la position eacuteleveacutee des niveaux deacutequilibre pieacutezomeacutetrique quand les eaux dalimenshytation sont abondantes

Suivant le climat les sites de recharge artificielle peuvent ecirctre diffeacuterents ainsi

en reacutegion agrave climat tempeacutereacute et humide on choisira

- les alluvions anciennes - les lits fossiles enfouis

- 29 -

- les cocircnes deacuteboulis

- les alluvions interconnecteacutees des valleacutees principales et de leurs affluents

en reacutegion aride on choisira

- les deacutepocircts alluviaux reacutecents - les dunes cocirctiegraveres - les zones deltaiumlques

en reacutegion tropicale des roches qui eacutetaient compactes agrave lorigine ont pu sous laction des agents atmospheacuteriques ecirctre alteacutereacutees sur une certaine eacutepaisseur (par exemple les graniteacutes deviennent des lateacuterites) Si cette couche alteacutereacutee est sufshyfisamment eacutepaisse elle consiste alors un terrain favorable agrave la mise en oeuvre dune opeacuteration de recharge artificielle

FIGURE 7

EXEMPLES DE COUCHES AQUIFERES AYANT UN POTENTIEL

DEMMAGASINEMENT IMPORTANT

j Couche l i b r e sans reacuteserve constante mais alimenteacutee par un cours deau

B formations massives ayant des sources l e long de l e u r s l im i t e s

(Extrait du Document Ccedil 513^1) bull bull bull bull raquo bull

- 30 -

B - PHYSIQUE DUNE OPEacuteRATION DE RECHARGE

1 ) Ccedila de baA4irvj difijlLUyicutLon (G 5920)

Le systegraveme hydraulique que constitue une opeacuteration de recharge par bassin se deacutecompose en deux parties distinctes

- linfiltration proprement dite agrave travers la partie non satureacutee du sol cest le domaine des eacutecoulements verticaux (I sur la figure 8)

- le transfert de leau dans la zone satureacutee de laquifegravere cest le domaine des eacutecoulements horizontaux (II sur la figure 8)

FIGURE 8

EXEMPLE DE DISPOSITIF DINFILTRATION

NIVEAU I

NIVEAU II

^ ^ raquoraquo S SSS^N S^ ^ V-sgtsgtSSSilHgts

(dxfrialt du Document Ccedil 5920)

NB si la capaciteacute de transfert de laquifegravere est insuffisante la nappe se gonfle jusquagrave remonter agrave la surface stoppant ainsi toute infiltration (G 5S20 G 7221)

Pour une recharge artificielle par bassin dinfiltration les terrains ayant une texture sableuse ou sablo-limoneuse ou encore limono-sableuse conviennent bien Linfiltration agrave travers la couche non satureacutee du terrain jouant un rocircle eacutepura-teur important une texture trop grossiegravere nest pas agrave recommander le chemineshyment est alors trop rapide empecircchant les reacuteactions chimiques et biologiques de se produire complegravetement (G 6230)

- 31 -

2) CQA deA pultyj dinjecJugraveon

Le systegraveme hydraulique dans le cas dune recharge par injection est reacuteduit au transfert du volume deau injecteacutee (voir figure S)

FIGURE 9

RADIAL FLOW FROM RECHARGE WELLS PENETRATING (a) CONFINED

AND (b) UNCONTINED AQUIFERS

Li y Ground surface

k^^x^xmiampxvA VteampraquoraquoV4iuml^^ti^K

Fiezometric surface bullgt

y ^ i ^ ^ - ^ y gt f t ^ ^ ^ 0 g y ^ -

Conflned aquifer

mltpoundzmpoundmzMMmg

te)

Qr

Unconfinsd bull-aquifer

S Ground suiface

^^^m^smMm^rrm^^micirc^mmmm^i

Vate Ublaquolaquo

S^SS5^SS^S3laquo^2ggSSSSraquo^wS5^SS3S

(poundxampiaLt du Document t 275)

Les deacutebits dinjection sont limiteacutes par les caracteacuteristiques physiques de laqui-fegravere En effet au voisinage du puits la vitesse deacutecoulement des eaux soutershyraines ne doit pas deacutepasser la valeur au-delagrave de laquelle elles provoqueraient une eacuterosion du terrain Pour les nappes captives cette eacuterosion peut entraicircner leacutecroulement du toicirct (G 51341)

- 32 -

Pour une recharge par injection les calcaires notamment lorsquils sont profonshydeacutement enfouis sont favorables

C -MEacuteTHODES DINVESTIGATION DES PARAMEgraveTRES DUNE OPEacuteRATION DE RECHARGE

ARTIFICIELLE

(B 580 G 51341 6619100 G 5191 G 6212)

1) ftasiivie de la conduativlteacute hycOiaLUAque ou peAmeacuteabLLLteacute au lt4erui de Ocuicy (eacutecouleshyment s a t u i eacute

Il sagit dune mesure classique qui peut ecirctre mise en oeuvre par diffeacuterentes meacutethodes

a) essai de pompage linterpreacutetation des variations du niveau de la nappe en foncshytion du temps pendant une opeacuteration de pompage permet de deacuteduire la valeur de la permeacuteabiliteacute de laquifegravere

b) Essais geacuteophysiques le principe de ces meacutethodes est deacutetudier certaines caracshyteacuteristiques pTiysiques dun terrain et de les interpreacuteter afin dobtenir diffeacuteshyrents renseignements sur le sol Principalement on utilise les meacutethodes geacuteophysiques suivantes

- meacutethode des reacutesistiviteacutes comme son nom lindique cest une meacutethode eacutelectrique destineacutee agrave connaicirctre la reacutesistiviteacute des terrains concerneacutes

- meacutethode de sismique-reacutefraction cette meacutethode consiste en le calcul des vitesses de propagation dondes de choc dans le sol

c) Essais eh laboratoire on mesure directement la permeacuteabiliteacute sur un eacutechantillon de sol obtenu par carottage agrave laide dappareils speacuteciaux (permeacuteamegravetres par exemple)

2) fteAime de ta conducJJLvLteacute kydnauUque verticale (ecouJemerut non statuieacute)

Il nexiste pas de meacutethode parfaite pour calculer ce paramegravetre Citons tout de mecircme la meacutethode de Weeks dont le principe est une eacutetude de la pression de lair contenu dans la zone non satureacutee du terrain Quoique sujette agrave erreur cette meacutethode est malgreacute tout la plus preacutecise actuellement (G 5191 G 6212)

3) MeAwie de JJOL tAarvmJui4LvJjLeacute et du coefifJicAeruL demmaaaAuiement

Ces mesures se deacuteduisent des reacutesultats des essais de pompages (cf la)

4 DugravenenALorui et 4poundnuctuuie de taquLfLegravejie

La mesure de ces diffeacuterents paramegravetres peut ecirctre mise en oeuvre par des meacutethodes geacuteophysiques classiques telles que la meacutethode des reacutesistiviteacutes ou de sismique-

- 33 -

reacutefraction ou encore par des meacutethodes plus sophistiqueacutees utilisant les proprieacuteshyteacutes radioactives des constituants du sol citons pour meacutemoire la meacutethode dactivation des neutrons et celle de la spectromeacutetrie aux rayons gamma

5) Etude de -leacutecoulement

Les meacutethodes deacutetude des eacutecoulements souterrains ont longtemps eacuteteacute dordre physishyque avant de devenir plus reacutecemment aussi dordre numeacuterique gracircce au deacutevelopshypement de linformatique

a) Meacutethodes physiques

- Utilisation de traceurs les traceurs sont en fait des substances polluantes dorigines physique chimique ou radioactive que lon introduit dans les eaux de recharge et qui vont suivre sans les perturber les eacutecoulements souterrains En les suivant on pourra obtenir des indications sur la direction et le deacutebit des eacutecoulements Parmi les nombreux traceurs utiliseacutes on peut citer agrave titre dexemple la tempeacuterature (6617781) la levure de boulanger (6619100) le tritium (6604550)

- Utilisation de modegraveles reacuteduits en respectant des regravegles de similitude bien preacuteshycises on peut construire des modegraveles reacuteduits deacutecoulement souterrain donnant des reacutesultats acceptables (F 2028 G 4944)

- Utilisation de modegraveles analogiques physiques le principe de ces meacutethodes est de remplacer les paramegravetres de leacutecoulement par dautres paramegravetres physiques veacuterifiant des eacutequations analogues aux eacutequations de leacutecoulement On fait alors les mesures neacutecessaires sur ce modegravele et lon transfert les reacutesultats obtenus au problegraveme reacuteel Citons agrave titre dexemple les modegraveles analogiques eacutelectriques qui ont donneacute de bons reacutesultats(G 2729 F 2045)

b) Meacutethodes numeacuteriques

Les progregraves de linformatique permettent aujourdhui la reacutesolution directe de toutes sortes de problegravemes physiques et en particulier les problegravemes deacutecoulement souterrain (G 4944 G 51341 G 2264 bis F 2045 G 4329 F 3918)

D - POUVOIR EacutePURATEUR DU SOL

Le passage des eaux de recharge agrave travers le milieu poreux que constitue le sol deacuteclenche au sein de celui-ci diverses reacuteactions de caractegravere physique chimique ou biologique Ces reacuteactions deacuteterminent la capaciteacute de reacutetention des contamishynants par le sol Nous ne citerons que quelques cas de reacutetention

1) ReacutetervLLon deA raatJeAeyi en AUApenyjLon

Le premier processus qui intervient est la filtration les particules de dimenshysions supeacuterieures aux pores du sol sont rapidement stoppeacutees Cest ensuite

- 34 -

laction combineacutee de linterception des particules des forces dinertie du pheacutenomegravene de seacutedimentation et de diffusion qui assure la reacutetention des particules les plus fines

Ces processus entraicircnent la constitution dune couche colmatante qui freine le cheminement de leau dans leacute sol

Lefficaciteacute de leacutelimination des matiegraveres en suspension croicirct avec la distance parcourue De nombreuses eacutetudes en milieux non fissureacutes ont montreacute leacutelimination totale de la turbiditeacute apregraves seulement quelques megravetres de trajet des eaux dans le sol

2) HeacuteAgraveLeniugrave-on deA geAmeA pathogknesi

Les eaux notamment les eaux useacutees dorigine urbaine contiennent des germes pathogegravenes que les traitements en station neacuteliminent que partiellement Il est donc important pour des raisons sanitaires eacutevidentes deacutetudier la reacutetention des germes pathogegravenes dans le sol

Le meacutecanisme de 1eacutepuration des germes pathogegravenes par le sol est double

- tout dabord une reacutetention des germes par filtration ou adsorption dans le sol

- puis un deacutepeacuterissement i

Lefficaciteacute de leacutelimination des germes pathogegravenes par les sols est fonction de leur survie de la capaciteacute de reacutetention du sol

a) Survie des germes pathogegravenes le tableau 4 nous en donne des exemples

TABLEAU 4

Entamoeba histolytica

Oeufs dAscaris

Salmonella

Coliformes feacutecaux

Entero vicircrus

Survie dans le sol

8 jours

6 ans

9 mois

6 mois

12 jours

Source

DUNLOP (1968)

POUND et CRITES (1973)

VAN DONSEL et al (1967)

EDKONDS (1976)

DUNLOP (1968)

(ExticiLt du Document Ccedil 5920)

- 35 -

b) capaciteacute de reacutetention du sol elle est elle-mecircme fonction du climat de la nature du sol de la nature des microorganismes

- Climat (G 6212)

la tempeacuterature la survie des pathogegravenes est grandement prolongeacutee aux basses tempeacuteratures

la pluviomeacutetrie lhumiditeacute du sol favorise la survie des germes pathogegravenes

- Nature des sols (G 5920)

les terrains fissureacutes doivent ecirctre consideacutereacutes avec beaucoup de preacutecautions car de nombreuses expeacuteriences ont donneacute des reacutesultats totalement diffeacuterents

les sols granulaires sont en geacuteneacuteral de bon eacutepurateurs Cependant la capaciteacute de reacutetention des germes pathogegravenes est lieacutee agrave leacutecoulement au sein du sol Ainsi la reacutetention en milieu non satureacute est tregraves supeacuterieure agrave celle en milieu satureacute

- Nature des microorganismes nous distinguerons les bacteacuteries et les virus

Le tableau 5 reacutesume les facteurs geacuteneacuteraux qui conditionnent le cheminement des virus et des bacteacuteries dans le sol

TABLEAU 5

FACTORS THAT INFLUENCE THE MOVEMENT OF VIRUSES AND BACTERIA IN SOIL

1 Rainfall bull 2 pH I 3 Soil composition j h Flow rate 5 Soluble organics I 6 Cations bull 7 Adsorptiumlon characteristics of the virus and bacteriumla |

(Sxtnltxut du Document Ccedil 6212)

De nombreuses eacutetudes ont montreacute que

- les bacteacuteries sont eacutelimineacutees par filtration et adsorption dans les premiers deacutecishymegravetres du sol Leur cheminement vertical (en non satureacute) ne deacutepasse pas 2 agrave 3 m Par contre leur cheminement horizontal (en satureacute) peut atteindre 10 m

- les virus plus petits sont eacutelimineacutes principalement par adsorption dans les preshymiers centimegravetres du sol comme le montre la figure 10 pour trois virus diffeacuterents

bullbullbullbullbull

- 36 -

FIGURE 10

ADSORPTION OF DIFFERENT ENTEROVIRUSES BY A SOIL COLUMN

001 n U

mdash 40 e o i 80 1mdash CL LU

deg 120

160 J

mdash

VIRUSES 01

1

REMAINING ) 1 10 100

l ^ ^ f S p ^ ^

1

bull POLIO OECHO 1

AECHO 29

(Extrait du Document Ccedil 6212)

31 6-LugraveriLncution du cxjuibone oyjganique

Sous lappellation carbone organique sont regroupeacutees la DCO (demande chimique en oxygegravene) et la DBOf- (demande biologique en oxygegravene agrave 5 jours)

Leacutelimination du carbone organique ne peut se faire quen conditions aeacuterobies donc dans la tranche non satureacutee du sol Ainsi les eaux de recharge destineacutees agrave linjection doivent subir une oxydation biologique en station avant injection

- 37 -

De nombreuses eacutetudes ont montreacute que la DBO dune eau eacutepureacutee par passage agrave travers un sol convenablement aeacutereacute est quasiment nulle (G 6230 G 5920)

U) Reacutetention deA eacuteleacutements Viace^i N

Ils sont ainsi appeleacutes car leur concentration dans les eaux reacutesiduaires est geacuteneacuteshyralement faible Cette appellation regroupe des eacuteleacutements tels que les meacutetaux lourds le bore le fluor etc

Les eacuteleacutements traces preacutesents dans les eaux de recharge peuvent soit saccumushyler dansle sol soit rester dans leau eacutepureacutee (6619645)

La reacutetention dun eacuteleacutement trace deacutepend de sa nature ainsi que de la composition du sol (G 6230) Ainsi on peut souligner limportance des argiles dans ladsorp-tion des eacuteleacutements traces (G 6212) De mecircme la valeur du pH du sol conditionne la solubiliteacute des corps complexes creacuteeacutes et par lagrave leur mobiliteacute (G 5920)

- en sol calcaire ou crayeux (pH gt 8) la grosse majoriteacute des eacuteleacutements traces est immobiliseacutee

- en sol acide (pH ^ 7) laugmentation de la solubiliteacute entraicircne une migration des eacuteleacutements vers la nappe

On recommande donc deacuteviter les sols ayant un pH infeacuterieur agrave 65

5) Reacutetention CLQA -4eAgraveA ^oAgraveubteA

On a constateacute par des expeacuteriences in situ que les reacuteactions chimiques portant sur les ions mineacuteraux ordinaires de leau (Ca Mg Na) seacutequilibrent peu de temps apregraves le deacutebut de lalimentation artificielle (G 6501) Cependant une teneur trop eacuteleveacutee en sodium (Na) par exemple par rapport au calcium (Ca) et au magneacuteshysium (Mg) peut entraicircner une deacutegradation de la structure du sol et ainsi entraver linfiltration

Une importante concentration en sels solubles de leffluent peut se corriger par une dilution notamment par lintermeacutediaire des preacutecipitations (G 6230) En pays aride une deacutemineacuteralisation preacutealable peut simposer

6) Reacutetention de lazote

La quantiteacute dazote total ameneacutee par les effluents de recharge est souvent supeacuteshyrieure agrave la quantiteacute qui peut ecirctre exporteacutee par les cultures Il faut doncsous risque de pollution de la nappe opeacuterer une deacutenitrification dans le sol Ceci impose dapporter agrave la fois des nitrates et du carbone dans un milieu anaeacuterobie

La deacutenitrification maximum est lieacutee agrave la peacuteriode de submersion des bassins ainsi quagrave la quantiteacute des effluents infiltreacutes Ces deux facteurs deacutependent eux-mecircmes des paramegravetres suivants

- capaciteacute deacutechange du sol - pourcentage dammonium eacutechangeable - teneur en azote de 1effluent

bull bull bull bull bull

- 38 -

- taux de diffusion de loxygegravene dans le sol au cours de la dessication des bassins - tempeacuterature

On a constateacute une augmentation exponentielle de leacutelimination de lazote avec une diminution de la charge (G 6230)

En conclusion on peut simplement dire quil est neacutecessaire deffectuer de nomshybreux essais in situ afin de deacuteterminer la peacuteriodiciteacute des submersions-disseacuteca-tions optimales donnant une eacutelimination maximale de lazote total

71 deacutetention du pho-ophoie

Comme dans le cas de lazote le phosphore ameneacute par les eaux de recharge est tregraves supeacuterieur agrave la quantiteacute exportable par la veacutegeacutetation

Le seul meacutecanisme rentrant en jeu dans leacutelimination du phosphore est sa preacutecipishytation

Des eacutetudes ont montreacute que 90 du phosphore peut ecirctre eacutelimineacute apregraves un parcours de 100 m dans le sol Cependant pour un sol contenant peu de cations et ayant un pH acide le phosphore est tregraves mobile il est alors neacutecessaire deffectuer sa preacutecipitation preacutealablement en station avant linfiltration (G 6230)

Lefficaciteacute de la reacutetention du phosphore diminue comme dans le cas de lazote avec laugmentation des doses dinfiltration

8) Exemples) - Compcuiaision deA 4UAterneA de Lechcmge cuitlp-cJ-ette (ptibUi dbullinjection et baAAUiA dinp-AiMatioal

Les tableaux 6 et 7 reacutesument sur deux cas particuliers de recharge artificielle (lune par injection lautre par infiltration dans un bassin) leacutevolution des contaminants par passage de leau dans le sol en fonction de la distance de parcours

TABLEAU 6

Waler Quality of Percofaie at Whlttieacuter Narrows Test BasinmdashConcentration mgl

Conslitutent Constituent That Did Not Changa

Sodium Nraquo Sulate SO Chloride CI PH

Comtitucnts That Increaxd Calcium Ca Magneacutesium Mg Bicarbonate HCOa Nitrate N O T D S Hardneu total (as CaCO)

Comtituentraquo That Decreascd Potalaquoiurn K Ammonium N H Phosphate PO COO

Surface

152 164 126

802

laquo08 199

385 440

1011 234

145 40

54 393

2 f t

120 160 134

769

132 209

369 440

994 411

130 0 060

104

4 f t

142 164 131

787

127 194

336 104

10S0 393

154 0

100 97

6 f t

140 161 130

784

139 179

395 842

108raquo 422

126 0 0 3 0

170

Eft

138 168 126

778

158 301

487 880

1200 520

51 0 02

146

bullMcMcHiiu F C amp MCKEE J E Report of Research on Wastewater Reacuteclamation at Whittier Narreraquoraquo Pr-pand fer Rcioorccj Agency of Califomia State Wtr QC Bd Sacramento Calif (Sep 1965)

(Extrait du Document 6603313)

- 39 -

TABLEAU 7

Yater-Quality Changes al Orange County Coastal Sarrier Project Injection Wellmdashaig1

Constituent

Constituent That Did Nol Changa bull Chtorides

SuUato Magnewura Borna Nitrate Ocor threshold odor numberf Sodiusi

CoiMiituenuThat Increased Calcium Volatilraquo solids Bicarbonate Hardncu total T D S

ConstltuentsThat Cecreased Potassium Organif nitrogen Ammonium nitrogen Carbon dioxido

con Color

bull B U E raquo D C amp VesHEK G M sources Bull 75 (Oct 1971)

f T O N unitraquo

Injection Water

272 430

30 1

OJS 40

251

98 100 213 368

1220

30 1

19 69 5 15

Native Grottnd

Water

12 40

7 01 0 0

35

40 0

185

233

3 0 0 2 0 0

Distance From Injection Wellmdashft

100

293 405

31 1 0J

40 239

156 65

317 517

1330

22 0 134 30 27 13

245

288 445

28 1 OJS

40 243

164 125 293 385

1325

21 11 77

30 25

8

545

261 430

32 08 0 J

40 207

200 170 317 631

1290

9 0 00

10 22 i

0

Rcclaimed Waste Water lot Ground Water Recharge Wtr Fe-

1

(ExtnaLt du Document 6603313)

9) CoacAgravewiLon

Leacutepuration des eaux de recharge par les sols granulaires ayant une tranche non satureacutee est excellente ils permettent une eacutelimination importante des pollutions organiques phosphoreacutees et bacteacuteriologiques ainsi quune diminution de 30 agrave 40 de la pollution azoteacutee (G 7221 Doc Geacutenie Rural Dec 1977 voir page suivante)

La recharge artificielle par des bassins dinfiltration est un moyen deacutepuration des eaux en soi

La recharge artificielle par injection demande des eaux reacutepondant agrave des critegraveres aussi stricts que ceux dune eau potable La recharge par injection demande donc linstallation dune uniteacute de traitement agrave part ce qui peut mettre en balance la rentabiliteacute de lopeacuteration de recharge toute entiegravere

bullbullbullbullbullbull

- 40 -

FIGURE 11

PRESENTATION SCHEMATIQUE DU ROLE EPURATEUR DU SOL

oltra2r g g o n t e g d Wvdy bull-bull z-

amp ^ v

mf-

A S S I M I L A T I O N PAR L A

V E G E T A T I O N

f au -bull Selraquo Mineacuteraux N P K cfc-

gt-$[ FILTRATION Xamp^^^iumlacircdZl Arrecirct elt3 Germes Satfioocna

bull

bull - - bull lt bull ^ Jk y rCOa

- -- )rpoundsjkbull - - v v k - mdash O O

RETENTION

E A U

e t

MATIERES DfSSOUTES

Heoradalicircon des natiegraveres On

(action acs s rT coarr jomvno

DT

P E R C O L A T I O N

o o

O o tgt o I

jStocffaqe Jes Eleacutement fini

(oJaorplion - mSOiulraquoilaafi

e s a V o o c

des ionraquo

Jhort^ort sap bull Jtieumla numifOx

lone de

prospection

racine^

^ 7 M c a t ^ xmP 3faltlaquo

M yccedilou ctltfuirerc

Na+CaV Nps~ Cl~S0f DifmrjenS

Fer

itxtAaAJi du CcedileacuteruLe liiuiaAgrave Nov-Deacutec 7977)

1 bull bull bull

- 41 -

E - CONCLUSIONS GEacuteNEacuteRALES

Dapregraves ce que nous venons de voir un sol ideacuteal pour la mise en oeuvre dune recharge artificielle aurait (F 3469)

1) des taux dinfiltration et de transmission eacuteleveacutes

2) au-dessus de lui un sol sans argile ou autres substances reacuteduisant linfiltrashytion

3) pas dargiles gonflantes ou contractantes qui creacuteent des fissures en seacutechant et permettent ainsi agrave leau de circuler rapidement pendant les premiegraveres phases de la recharge

4) suffisamment dargiles pour pouvoir adsorber les eacuteleacutements traces et les oligoshyeacuteleacutements et pour permettre aux microorganismes du sol de deacutecomposer les eacuteleacuteshyments organiques

5) du carbone pour favoriser une rapide deacutenitrification et pour supporter une popushylation microbienne active combattant les germes pathogegravenes et enfin pour favoshyriser une deacutecomposition rapide des substances organiques introduites

Il est clair que certaines de ces propositions sont contradictoires Une opeacuterashytion de recharge artificielle est donc le reacutesultat dun compromis entre la capashyciteacute dinfiltration du sol et sa capaciteacute deacutepuration

- 43 -

LISTE BIBLIOGRAPHIQUE

F 2189

F 2752

F 1605

F 2028

F 2045

F 2415

j bull bull bull

Livre de leau - volume I CEBEDEAU 1978 350 pages

TODD DK Groundwater hydrology J Wiley and Sons Ed 1980 546 pages

CASTANY G Prospection et exploitation des eaux souterraines Dunod Ed 1968 740 pages

BIZE Jf BOURGUET L LEMOINE J Lalimentation artificielle des nappes souterraines Ed Masson amp Cie 1972 199 pages

WALTON WC Groundwater resource eacutevaluation McGraw-Hill Book Company 1970 664 pages

LOUP J Les eaux terrestres - hydrologie continentale Masson et Cie Ed 1974 172 pages

F 3469

F 3884

F 3918

G 2264Bis

Health aspects of wastewater recharge Water Information Center New York 1978 240 pages

A bull bull

Waste disposai effects on groundwater Miller DW Ed 1980 512 pages

BEAR J Hydraulics of groundwater McGraw-Hill Book Company 1979 567 pages

X La meacutecanique des fluides et lenvironnement - preacutevision et maicirctrise de la qualiteacute de leau et de lair 14egraveme Journeacutees de lHydraulique Paris Sept 1976 Question 4 les eaux souterraines 48 pages

G 2729

G 4329

Artificial recharge of the London basin Reading Water Resources Board 1973 38 pages

W0LKER RE Numerical modelling of an aquifer System with intermittent recharge Dept of National Res Australian Water Res Council 1977 64 pages

bull bull bull bull bull bull

- 44 -

G 4944 KHANJI JD Etude de la recharge de nappes agrave surface libre par infiltration Thegravese Universiteacute Scient et Meacutedicale Grenoble 1975 252 pages

G 51341

G 5191

A bull bull bull

Emmagasinement souterrain des eaux et recharge artificielle Ressources NaturellesSeacuterie Eau ONU ndeg 2 1977 307 pages

BROWN RF SIGNOR DC WOOD wW Artificial groundwater recharge as a water management technique on the southern high plains of Texas and New Mexico Texas Deacutepart of Water Resources 1978 32 pages

G 5920 j bull bull bull

Lassainissement des reacutegions deacutepourvues de reacuteseau hydrographique et la protection des nappes - tome 1 Agence Fin de Bassin Seine-Normandie Dec 1978 107 pages

G 6212 Wastewater reuse for groundwater recharge Symposium Office of Water Recycling Californie 1980 345 pages

G 6230

G 6501

Possibiliteacutes deacutepandage des eaux useacutees urbaines Rapport Agence RMC 1979 371 pages

TAKASHI ASAN0 GHIRELLI R Reacuteutilisation des eaux useacutees pour la recharge des eaux souterraines et lirrigation agricole Confeacuterence OMS Alger 1980 p 1-15

G 7221

6603313

6604550

6604561

6617781

Lameacutenagement dinfiltration des eaux useacutees de Port-Leucate Soc Ameacutenag Mixte dEquip et dAmeacutenag de lAude Novembre 1981 45 pages

TOUPS JM Water quality and other aspects of groundwater recharge in southern California JAWWA Mars 1974 p 149-151

SMITH DB Tritium water tracing Water Treatment and Examination vol 22 1973 p 250-258

CALLAHAN JT Recycling of fresh water - the management and protection of groundwater Tireacute agrave part 16 pages

KEYS WS BROWN RF The use of tempeacuterature logs to trace the movement of injected water Groundwater Janv-Feacutev 1978 p 32-48

- 45 -

6619100 W00D WW EHRLICH GG Use of bakers yeast to trace microbial movement in groundwater Groundwater Nov-Deacutec 1S78 p 398-403

6619645 ROBERTS PV McCARTY PL Direct injection of reclaimed water into an aquifer J Environ Eng Div 1978 104 p 933-949

- CHAPITRE III -

DISPOSITIFS DALIMENTATION ARTIFICIELLE DE

NAPPE SOUTERRAINE

- 49 -

Pour la mise en oeuvre dune alimentation artificielle de nappe souterraine on distingue principalement les dispositifs dinfiltration et les dispositifs dinjection Ces deux types fondamentaux de dispositifs se diffeacuterencient nous allons le voir aussi bien par leur fonctionnement que par leur technologie et leur gestion

A - D I S P O S I T I F S D INFILTRATION

I - CONDITIONS GENERALES DUTILISATION

Les dispositifs dinfiltration sont utiliseacutes pour alimenter les nappes libres ou surmonteacutees dune eacutepaisseur de terrain impermeacuteable assez petite pour que lon puisse la deacutecaper

Il sagit essentiellement de bassins dinfiltration mais aussi de canaux fosseacutes fosses lits de cours deau ameacutenageacutes zones deacutepandage souterrain puits filshytrants

Ce sont en geacuteneacuteral des dispositifs de surface exception faite pour les disposishytifs deacutepandage souterrain par reacuteseau de drains

II - PRINCIPE GENERAL DE FONCTIONNEMENT CAS DUN BASSIN

1 ) fLoceA^uA cjomplampt de X infLLugravebiatLon provoqueacutee (F 2028)

Placcedilons nous dans le cas dun bassin dinfiltration que lon remplit

Lavanceacutee du front humide peut ecirctre deacutecomposeacutee en trois phases comme le montre la figure 1

FIGURE 1

SCHEMA DES TROIS PHASES DE LINFILTRATION PROVOQUEE

(poundxtLltzugravet du document 2028 )

- 50 -

1egravere phase avanceacutee du front humide vers la nappe

2egraveme phase eacutecoulement mixte (verticalement en milieu non satureacute horizontaleshyment en milieu satureacute)

3egraveme phase eacutecoulement en milieu satureacute aussi bien verticalement que horizonshytalement

2) AppaKJjtLon dune couche co-bnaiante agrave ta AwifLace du -ocircot pendant la jubmesiAton

Mis agrave part le cas ougrave lon utilise une eau tregraves pure et neutre vis-agrave-vis des consshytituants chimiques et biologiques du sol lexistence dans leau de recharge de toutes sortes dimpureteacutes entraicircne au contact de leau avec le sol des reacuteactions dorigine physique chimique et biologique

Le reacutesultat de ces diffeacuterentes reacuteactions est lapparition dune couche colmatante qui se comporte vis-agrave-vis de linfiltration comme une couche peu permeacuteable (parshytie C sur la figure 2)

FIGURE 2

EVOLUTION DE LINFILTRATION DANS UN BASSIN EN CAS DE SUBMERSION

PROLONGEE AVEC DES EAUX PEU COLMATANTES

Q (mj)

09-

0 8

07-

n fi_

n ccedil U 3

UJ 0

a

1

a

b

c

c

b

c

N d

2 3 4 5 6

= gonflement des colloiumldes du sol

= dissolut ion des bulles d a i r

= formation du voile bacteacuterien

1 = asphyxie du fond du bassin

i

mois

(Extrait du Document Ccedil 5920)

51 -

Si lon se place dans le cas ougrave la profondeur de laquifegravere ainsi que sa trans-missiviteacute sont suffisantes cest alors leacutecoulement mixte (phase ndeg2 dans le scheacutema preacuteceacutedent) qui constitue le reacutegime permanent deacutecoulement des eaux sous le bassin

Cest donc lexistence du pheacutenomegravene de colmatage du fond du bassin qui permet agrave leacutecoulement vertical en milieu non satureacute de se poursuivre

Nous deacutetaillerons le processus de colmatage plus loin On peut cependant deacutejagrave noter en observant- la figure 2 que le colmatage eacutevolue avec le temps et peut devenir intoleacuterable vis-agrave-vis du taux dinfiltration rechercheacute une vidange du bassin et une reacutenovation du sol constituant son fond simposent alors

La figure 3 donne une scheacutematisation de leacutecoulement de leau dans le sol avec existence dune couche colmatante agrave la surface

FIGURE 3

~~L

Eau

Colmatage ( 2 agrave 3 c m )

h = 1 m eacutepaisseur deau

t (succion)

4

S

JI7777777T777T77777m77777r

eacutecoulement vertical en milieu sature

eacutecoulement vprtica en milieu I non sature

eacutecoulement horizontal en milieu

satureacute (nappe)

IExtnaJjt du Document Ccedil 7220)

bull bull laquo bull

52 -

III - LES DISPOSITIFS DINFILTRATION

1 ) LeA ba^4inA dirLfJJjtAatiorL

a) Principe il peut sagir dune excavation faite dans le sol et pouvant avoir des origines diverses (anciennes carriegraveres par exemple) ou bien dun ouvrage de geacutenie civil comportant la construction de berges Le bassin ainsi formeacute reccediloit une certaine quantiteacute deau qui sous leffet de la charge hydraulique va peacuteneacuteshytrer dans le sol

La figure 4 donne un scheacutema densemble dune installation utilisant des bassins d infiltration

FIGURE 4

Ci) LoVe pump

( 2 ) Flocculanl-injection sysK

(3) Settling basi

Ccedil ) Clear-wafer pickup

(5) Sprecding basins

I d e a l i z e d S p r e a c s n g -Bas in I n s t a l l a t i o n W i t h V a t e r - icirc n i a k e Syste

(Lake Pump and C i e a r - W a t s r P ickup ]

F l o c c u l a n t - l n j e c t i o n System and Se t t l i ng Ba$ucircraquos

ms

(Extrait du Document Ccedil 5191 ) m bull bull bull bull bull

- 53 -

b) Forme dimensions des bassins la forme des bassins peut ecirctre quelconque Cepen-dacircnt_locircrsqueuml-T1l)7riJtrrrse~~plusieurs bassins on cherchera un encombrement au sol minimum

Le nombre de bassins deacutepend de la gestion de ceux-ci nous aborderons ce point plus loin

Dans la reacutealisation dun bassin dinfiltration ou plus geacuteneacuteralement dun disshypositif dinfiltration une contrainte importante est la distance entre le sol et le niveau de la nappe On estime quune distance de 3 agrave 5 m est un minimum pour assurer la bonne marche dun bassin

c) Construction dun bassin la construction dun bassin ne peut se faire que sur deumll-~teumlrracircins reTacirctfvement plats Sa mise en oeuvre peut se faire agrave laide dun bulldozer ou par des moyens plus simples Toutefois en cas dutilisation denshygins lourds il faudra prendre garde agrave ce que leurs passages successifs nentraicircshynent pas un tassement excessif du sol qui se traduirait par une reacuteduction signishyficative du taux dinfiltration

Les berges des bassins doivent ecirctre rendues impermeacuteables par beacutetonnage ou deacutepocirct de seacutediments tregraves fins ceci afin deacuteviter toute infiltration horizontale La pente recommandeacutee pour les berges dun bassin est de 2 pour 1 on limite ainsi leacuterosion due aux mouvements de leau dans le bassin Enfin pour faciliter la vidange du bassin on procegravede agrave la creacuteation dun point bas

d) Ameneacutee de leau lameneacutee de leau dans le bassin peut se faire par graviteacute ou par pompage Ces dispositifs sont en geacuteneacuteral aussi des dispositifs aeacuterateurs en favorisant les conditions aeacuterobies dans le bassin on permet une eacutepuration importante des eaux dans celui-ci

Cette aeacuteration se fait souvent agrave laide dune ou plusieurs cascades (figure 5)

FIGURE 5

lExiAcdA du Document t 2028)

e) Revecirctement du fond le revecirctement du fond peut ecirctre varieacute ainsi on distingue les bassins agrave fond nu agrave veacutegeacutetation agrave sable

bull raquo bull raquo raquo bull

- 54 -

Bassins agrave fond nu leur mise en oeuvre est simple car ils sont utiliseacutes tels quels Cependant ils sont soumis agrave un colmatage rapide Pour diminuer limporshytance de ce colmatage et pour assurer lentretien on peut utiliser divers proceacuteshydeacutes simples tels que le labourage ou leacutepandage de paille de bleacute (Confeacuterence AFEE Orleacuteans 1970) La lame deau dans ces bassins doit ecirctre de quelques deacutecimegravetres

Bassins agrave veacutegeacutetation leffet de la veacutegeacutetation est multiple (G 6230) - permeacuteashybiliteacute suppleacutementaire due aux racines protection du soi contre les gouttes deau lors des peacuteriodes pluvieuses exportation deacuteleacutements mineacuteraux si toutefois la veacutegeacutetation est reacutecolteacutee (5 environ) Par ailleurs elle favorise la deacutenitrifi-cation Cependant la preacutesence de veacutegeacutetation dans le bassin preacutesente certains inconveacutenients niveau assez faible deffluent dans le bassin (au printemps et en eacuteteacute notamment quelques centimegravetres seulement) assegravechement peacuteriodique du bassin pour permettre la reacutecolte

Malgreacute tous ces inconveacutenients de nombreuses eacutetudes ont montreacute linteacuterecirct de la veacutegeacutetation dans un bassin Le bermuda-grass geacuteant le riz et le souclan-grass paraissent bien sadapter agrave ces conditions de vie (G 6230 F 275)

Bassins agrave sable (Confeacuterence AFEE Orleacuteans 1970) Le fond du bassin est alors tapisseacute dune couche de sable rapporteacutee Le diamegravetre efficace du sable est en geacuteneacuteral compris entre 02 et 03 mm Cette couche sert de support meacutecanique et biochimique agrave leacutepuration des eaux Son eacutepaisseur doit ecirctre de lordre de 50 cm

Le sable agissant comme un filtre subit un colmatage progressif et demandedonc un entretien peacuteriodique apregraves vidange du bassin on procegravede agrave un remaniement du sable par diffeacuterents moyens allant du simple grattage agrave lexplosif ou bien on procegravede agrave un lavage du sable apregraves ramassage

Leacutepaisseur de la lame deau dans un tel bassin peut varier de quelques deacutecimegravetres agrave plusieurs megravetres

f) Taux dinfiltration dune maniegravere geacuteneacuterale on peut dire quil est impreacutevisible et que lon doit proceacuteder agrave des essais On dispose de deux types de meacutethodes pour ces essais (G 51341)

essais sur toute la zone deacutepandage cest cette meacutethode qui donne les reacutesultats les plus sucircrs mais sa mise en oeuvre neacutecessite des dispositions coucircteuses transport de leau acquisition des terrains

essais sur des mares deacutepandage cette meacutethode impose pour ecirctre fiable des essais de longue dureacutee ainsi que la connaissance des renseignements techniques tels que la geacuteologie du sous-sol la profondeur de la nappe etc

En geacuteneacuteral les taux dinfiltration se situent au-dessus de 015 - 030 m par jour (G 5191)

Le tableau 1 page suivante donne agrave titre dexemple la valeur des taux dinfilshytration de bassins reacutealiseacutes aux USA

NB du fait du colmatage le taux dinfiltration eacutevolue avec le temps pendant la submersion Il convient donc de parler de taux dinfiltration moyen

bullbullbullbullbullbull

- 55 -

TABLEAU 1

REPRESENTATIVE SPREADING BASIN RECHARGE RATES

Location

Sauta Cmz River-Ariz Los Angeles County Calif i Madera Colif San Gabriel River Calif Santa Ans River Calif Santa Clara Valley Calif Tulare County Colif Ventura County Calif Des Moines Iova NewtoD Mass East Orange N J Princeton N J Long Island N Y Richland TVash

Rateftday T

1 11-38 22-62 10-41 19-54 lS-96 14-73 04 12-1S i 15 l 43 04 | 01 31 77

(SxtAaJjt du Document t 275)

Suivant la nature du revecirctement du fond le taux dinfiltration est variable Ainsi (F 2028)

- pour les bassins nus 030 agrave 1 m par jour - pour les bassins agrave veacutegeacutetation 020 agrave 060 m par jour - pour les bassins agrave sable 2 agrave 5 m par jour

Des eacutetudes reacutecentes ont montreacute que dans le choix du revecirctement la veacutegeacutetation et le sable donnent les meilleurs reacutesultats ( G 6230)

g) Dispositifs de reprise des eaux trois dispositifs sont utiliseacutes pour reacutecupeacuterer les eaux apregraves leur infiltration dans la couche non satureacutee du terrain et leur transfert dans laquifegravere

les puits de pompage classiques

les drains placeacutes dans laquifegravere lui-mecircme

les exutoires naturels tels que les sources

Ces trois dispositifs sont repreacutesenteacutes sur la figure 5 bis

bullbullbullbullraquo

- 56 -

FIGURE 5 BIS

COLLECTION OF RENOVATED WATER FROM RAPID-INFILTRATION SYSTEMS WITH

WELLS (TOP) DRAINS (CENTER) OR VIA NATURAL SEEPAGE

INTO STREAMS (BOTTOM)

PUMPEO WELL - 0 8 3 WEU

IMPERMEABLE

bull- ygru ffi -

7 7 STREAM

rff

IMPERMEABLE v ^ v

(poundxampLltzugravet du Document Ccedil 62121

- 57 -

2) LeA poundcM^eacute4 XampA canaux leA jampM-ae-d

Ces dispositifs sont assez semblables aux bassins Neacuteanmoins on peut faire les remarques suivantes

- contrairement aux bassins sces dispositifs utilisent linfiltration horizontale agrave travers les berges Celles-ci sont en geacuteneacuteral tregraves releveacutees

- les fosseacutes de largeur plus reacuteduite (1 agrave 4 m) que les bassins sadaptent mieux aux variations de relief du terrain car ils peuvent eacutepouser sans difficulteacute les courbes de niveau

- les fosses sont caracteacuteriseacutees par une profondeur importante vis-agrave-vis de ses autres dimensions La charge hydraulique peut y ecirctre importante (plusieurs megravetres) Leur utilisation est particuliegraverement inteacuteressante pour linfiltration deaux brutes le fond et les bords jouant respectivement le rocircle de plage de seacutedimentation et de filtration

3) LAgraveJLA do AxvX0Ae ameacutenageai

a) Ppoundi|2poundiPpound le principe de ce dispositif est essentiellement damplifier artifishyciellement linfiltration naturelle des eaux de riviegraveres dans les terrains allushyvionnaires sous-jacents Pour cela on peut

soit augmenter la surface de contact entre leau et le sol cest le cas dun ameacutenagement dun lit mineur en chocircmage ou de leacutepandage des crues

soit augmenter la charge hydraulique en diffeacuterentes zones du lit cest le cas avec la construction de diguettes

soit les deux cestle cas avec la reacutealisation dune retenue

b) Les ameacutenagements (G 7220)

ameacutenagement dun lit mineur en chocircmage en dehors des peacuteriodes de crue par creuseshyment au bulldozer par exemple (figure 6)

eacutepandage des crues cette meacutethode ne peut ecirctre mise en oeuvre que dans des reacutegions peu habiteacutees Sa reacutealisation ne demande pas de moyens eacutelaboreacutes ni de main doeuvre qualifieacutee (figure 7)

construction de diguettes (G 7220) construites en travers du courant les diguettes permettent laugmentation de la charge hydraulique agrave lamont de celles-ci (figure 8)

bull bull bull bull bull

FIGURE 6

- 58 -

FIGURE 7

FIGURE 8

(poundxtnaAcircJA du Document Ccedil 72201

- 59 -

La hauteur des diguettes est de lordre de 150 m Pour ecirctre eacuteconomiques les diguettes doivent ecirctre reacutealiseacutees avec des mateacuteriaux locaux et des moyens simples

La figure 9 donne une coupe dune diguette

FIGURE 9

SEDIMENTS FINS PRE-DECANTES

TOUT-VENANT A OOMINANCE SABLEUSE

GALETS ET GRAVIERS

lSxiMalA du Document Ccedil 7220)

c) Construction dune retenue sa mise en oeuvre est coucircteuse car elle neacutecessite des eacutetudes eacutelaboreacutees ainsi que des moyens lourds

Remarque la construction de diguettes ou de barrages ne doit pas aggraver les crues ou bien deacutevier le fleuve de son lit naturel

U) poundpandage 4oupoundeAAain pan ieacuteAeau de diaisvocirc

Le principe de ce dispositif reste le mecircme que celui dun bassin mais la plage dinfiltration est alors constitueacutee par un drain permeacuteable enterreacute dans la partie supeacuterieure du sol

La figure 10 page suivante donne deux exemples de drains fonctionnant en disposhysitifs dinfiltration

Lavantage majeur de ce proceacutedeacute sur les bassins dinfiltration est de laisser les terrains libres en surface pour une autre utilisation (terrain de sports par exemple)

Le principal deacutefaut de ce proceacutedeacute est decirctre un dispositif souterrain donc decirctre deacutelicat agrave entretenir

bull bull bull

- 60 -

FIGURE 10

(Cxt^œU du Document 6608781 )

La figure 11 page suivante donne le plan dune reacutealisation dinfiltration par drains

5) PuLts) fJJjUiant

Le puitsfiltrant se diffeacuterencie du puits deau par le fait quil natteint pas la nappe Cest un proceacutedeacute assez peu utiliseacute

IV - COLMATAGE DES DISPOSITIFS DINFILTRATION

Le colmatage progressif du fond dun bassin par exemple se traduit comme nous lavons vu par une reacuteduction du taux dinfiltration

Le pheacutenomegravene de colmatage reacutesulte de la combinaison de deux meacutecanismes

- dune part deacutesorganisation de la porositeacute du sol

- dautre part bouchage des pores

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- 61 -

FIGURE 11

bullrO bullmdash bull - v - gt

5icirc4s-SIcirciumlSIcirc

PJan geacuteneacuteral deraquo installations de recircalimentation agravea la nappa souterrains agrave Vejsy Construction existante A digue B usin9 hydraulique ilouvellss construction l_ prisa deau i avec creacutepine laquo Hydromat raquo autonettoyante 2 conduitraquo 7 0 0 mm pour leau bruts 3 station de pompagraquo et de traitement dej bullaux 4 conduite de rejet agrave TArva 5 conduite 30O mm pour 1er eaux traiteacutees 6 aire dinfiltration dans le sol au moyen de tuyaux perforeacutes

1 ) CoAnatage pan deacute^origanAgravejiation de Xa pon-O^Lteacute du -OcircOJ

Cest le reacutesultat de divers meacutecanismes eacutelectrochimiques

- destruction des agreacutegats par un excegraves dions dispersant les argiles ou bien solu-bilisation du ciment liant ceux-ci en milieu reacuteducteur

- gonflement important des argiles

2) Co-ugravenatage pan bouchage deA posiez du AOX

Les origines de cette diminution de la porositeacute intrinsegraveque peuvent ecirctre diverses (physique chimique biologique) ou encore ecirctre dues agrave la preacutesence dalgues

bull bullbullbullbullbull

- 62 -

a) Colmatage dorigine physique le fond du bassin agit vis-agrave-vis des matiegraveres en sucircspeumlnsiuml8n~TM7Euml7s7 comme un filtre Limportance du colmatage dorigine physique est donc fonction de la concentration en MES des effluents (figure 12)

FIGURE 12

INFILTRATION SUR COLONNES DE SABLE - EVOLUTION DU COLMATAGE POUR

DIFFERENTES CHARGES EN MATIERES EN SUSPENSION

10 11 II

(CxiAaJJ du Document h 2028)

b) Colmatage dorigine chimique il est le reacutesultat de la preacutecipitation des sels contenus dans leffluent au contact de certains constituants du sol

c) Colmatage dorigine biologique le meacutecanisme exact du colmatage biologique nest pas entiegraverement connu mais on sait que le rocircle des bacteacuteries y est tregraves imporshytant (G 51341) Ainsi le deacuteveloppement des bacteacuteries et la production de proshyduits reacutesultant de leur meacutetabolisme peuvent entraicircner un colmatage par obstrucshytion des pores du sol

d) Colmatage par les algues la preacutesence deacuteleacutements nutritifs tels que le phosshyphore dans les eaux combineacutee avec un eacuteclairage suffisant permet si toutefois la tempeacuterature est assez eacuteleveacutee le deacuteveloppement des algues dans le bassin Laccumulation de celles-ci peut conduire au colmatage de la plage dinfiltration comme le montre la figure 13

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- 63 -

FIGURE 13

EFFECT OF OPEN RECHARGE ON RECHARGE RATE

dork recharge (no woter llaquovlaquol)

j

open recharge (50cm water levai) j

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1 -j

O -j 1 I I 1 1 ~X 1 1 1mdash 1 p I

J F M A M J J A 5 0 N D

(CxtnaU du Docimervt 6610709)

La preacutesence dalgues dans un bassin apporte les avantages suivants

- les feutrages des algues favorisant la filtration de leau et la coagulation des particules en suspension

- la croissance algale preacutelegraveve des eacuteleacutements nutritifs dans le milieu et peut eacutegashylement concentrer dans la cellule veacutegeacutetale des substances nocives et en particushylier les meacutetaux lourds

Mais ces algues preacutesentent les inconveacutenients suivants

- le deacutegagement dodeurs deacutesagreacuteables

- la reacuteduction de la permeacuteabiliteacute des bassins par deacuteveloppement dun tapis dense agrave la surface du sol

En geacuteneacuteral le bilan global des actions dues agrave la preacutesence dalgues est nul ou neacutegatif

En conclusion on peut donc dire que le rocircle des algues est complexe Aussi chaque cas eacutetudieacute sera un cas particulier (6617223)

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14 i 13

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- 64 -

V - REMEDES CONTRE LE COLMATAGE - GESTION DES DISPOSITIFS DINFILTRATION

1) Meacutethodes permettant de AeacuteduAgraveJie -Le cotmatage

a) Colmatage_par_les M E S _ on peut le reacuteduire par diffeacuterentes meacutethodes

- deacutecantation de leffluent ou filtration agrave travers un massif de graviers

- creacuteation dune couverture veacutegeacutetale dans le fond du bassin

- addition de matiegraveres organiques ou de produits chimiques dans la couche supeacuteshyrieure du- sol

b) Colmatage biol_ogique on peut le reacuteduire principalement par une javellisation de leffluent Mais ceci a linconveacutenient de supprimer leacutepuration biologique dans le bassin lui-mecircme

c) Colmatage par les algues le controcircle du deacuteveloppement des algues peut se faire

- par lemploi dalgicides mais avec un certain danger pour la qualiteacute future des eaux

- par une gestion approprieacutee des bassins

2) CcedileAtLon de dLipoj-LtLfLi dinp-AgravetsicutLon

Comme nous venons de le voir on ne peut et on ne veut pas annihiler complegravetement le pheacutenomegravene de colmatage En effet la toleacuterance dun certain colmatage est essentielle pour preacuteserver un eacutecoulement en milieu non satureacute sous le bassin Cet eacutecoulement reacutepeacutetons-le joue un rocircle deacuteterminant dans leacutepuration des eaux de recharge par le sol Le problegraveme est que le colmatage est un pheacutenomegravene qui samplifie avec le temps jusquagrave devenir inadmissible Il faut donc que les peacuteriodes dinfiltration alternent avec des peacuteriodes de dessegravechement afin de pouvoir dune part aeacuterer le sol et ainsi permettre agrave la vie microbienne dans le sol de se reconstituer et dautre part eacuteliminer les deacutepocircts de matiegraveres en suspension

Le dessegravechement des bassins permet une reacutecupeacuteration totale de la capaciteacute dinshyfiltration comme le montre la figure 14

Le problegraveme de gestion des systegravemes dinfiltration se reacutesume donc agrave la deacuteterminashytion du rythme dalternance entre les peacuteriodes de submersion et les peacuteriodes de seacutechage et dentretien pour que le rendement de linstallation soit optimum

La peacuteriode de submersion est deacutefinie par lapparition dun colmatage inacceptable

La dureacutee du seacutechage est fonction du climat et de la saison (cf figure 14)

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- 65 -

FIGURE 14

AMENAGEMENT DE PHOENIX

EVOLUTION DE LA CAPACITE DINFILTRATION EN FONCTION DU COLMATAGE ET TAUX

DE RECUPERATION AU COURS DES PERIODES DE CHOMAGE DES BASSINS

degh de reacutecupeacuteration de la capaciteacute dinfiltration

40

Nombre de Jours

(Extrait du Document Ccedil 5920)

Examinons divers cas

a) Cas des bassins la peacuteriode dinfiltration doit ecirctre en principe de moitieacute par rapport agrave la peacuteriode de seacutechage

La figure 15 donne un exemple du fonctionnement dans le temps dun bassin

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- 66 -

FIGURE 15

EXAMPLE OF VARIATION OF INFILTRATION RATE WITH TIME

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ltxtnaijt du Document F 3918)

Dans le cas ougrave lon veut un fonctionnement en continu de linstallation il est donc neacutecessaire de preacutevoir la construction de trois bassins au moins (en geacuteneacuteral plus de trois dans les reacutegions agrave climat humide ou tempeacutereacute) Le fonctionnement de ces bassins se fait alors en deacutephasage

b) Cas des ameacutenagements en lit de riviegravere la peacuteriode de submersion est alors conshyditionneacutee par le reacutegime deacutecoulement du fleuve

B - D I S P O S I T I F S D I N J E C T I O N

Il sagit principalement des puits dinjection

CONDITIONS GENERALES DE FONCTIONNEMENT

Les dispositifs dinjection sont utiliseacutes lagrave ougrave les dispositifs dinfiltration sont impossibles ou difficiles agrave mettre en oeuvre

cas ougrave la nappe phreacuteatique est captive (F 3918) existence dune couche dargile entre le sol et le niveau de la nappe (F 3918) cas ougrave le sol est alcalin (F 3969) existence de terrains en couches superposeacutees seacutedimentaires ou alluviaux ayant

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- 67 -

une conductiviteacute hydraulique horizontale beaucoup plus eacuteleveacutee que la conductiviteacute verticale (G 51341)

- neacutecessiteacute dun encombrement reacuteduit

El _ PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT DES PUITS DINJECTION

Comme nous lavons vu plus haut un puits dinjection est un forage plongeant dans la nappe Son principe est donc tout agrave fait semblable en premiegravere approxishymation agrave celui dun puits de pompage fonctionnant en sens inverse

Enfin contrairement au cas des dispositifs dinfiltration le colmatage mecircme leacuteger na aucune fonction eacutepuratrice dans le cas dun puits dinjection Il devra donc ecirctre eacuteviteacute agrave tout prix

II - LES PUITS DINJECTION

1) CorvitnucJuon

Dans leur construction les puits dinjection sont des forages classiques

La figure 16 donne le scheacutema dune installation complegravete dinjection FIGURE 16

(euroxtnc-ut du Document Ccedil 5191 ) bull bull bull bull bull bull

68 -

La figure 17 montre sur un exemple la coupe dun puits dinjection

FIGURE 17

PUITS DINJECTION DE LA VALLEE DE LA DURANCE

Arriveacutes deau provenant du bassin ite decirccantutioci

bull~X_ Buses ccediljOacircO non iointivas

FI Sable oM F^ Gravierraquo fe^-Wraquo-mdash

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Niveau de la nappe

lExtnaAJi du Document F 2028)

Pour les puits dinjection il nexiste pas de dessin optimum mais certaines techniques de construction donnent manifestement de meilleurs reacutesultats que dautres Toute technique de construction qui reacuteduit la permeacuteabiliteacute du terrain comme cela est le cas avec linvasion des terrains entourant les puits par les boues de forage ou bien avec leffondrement des particules fines dans le puits peut conduire agrave une perte deacutefinitive de permeacuteabiliteacute (G 5191)

Lenvahissement du puits par des particules fines peut ecirctre contrecarreacute par la constitution autour du trou de forage dun eacutecran de graviers suffisamment petits pour empecirccher la migration des fines particules et assez gros pour ne pas gecircner leacutecoulement La figure 18 donne une coupe de cet eacutecran

Enfin la circulation de leau dans le puits dinjection doit ecirctre eacutetudieacutee pour ne produire ni eacuterosion ni effondrement des terrains qui pourrait se traduire par un colmatage du puits par les mateacuteriaux fins

bull bull bull bull bull bull

- 69 -

FIGURE- 18

FUNCTION OF A GRAVEL PACK IN RETARDING THE MIGRATION

OF FINE SAND TO A WELL SCREEN

(Sxtnalt du Document Ccedil 5191 )

2) Ameneacutee de leau darv4 le puAgraveJbs

Lintroduction de leau de recharge dans laquifeumlre peut se faire sous la presshysion atmospheacuterique ou sous une pression plus eacuteleveacutee

Contrairement au cas des dispositifs dinfiltration lair contenu dans leau doit ecirctre eacutelimineacute au maximum En effet lentraicircnement de bulles dair ou de gaz dissous joue un rocircle capital vis-agrave-vis du colmatage Certaines preacutecautions sont agrave prendre nous les examinerons plus loin

3) Taux dinfection

La preacutevision du taux dinjection peut se faire agrave partir dessais de pompage Cependant diffeacuterents facteurs rendent souvent peu fiables les extrapolations agrave partir de ces essais En effet la diffeacuterence entre une injection et un pompage ne se limite pas agrave un changement de sens du flux deau des problegravemes lieacutes agrave la preacutesence de MES dair de substances chimiques et organiques interviennent Cest pourquoi les deacutebits dinjection sont toujours plus faibles que les deacutebits du pompage (F 275)

Une autre meacutethode de preacutevision est lutilisation dune loi statistique donneacutee par la figure 19

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- 70 -

FIGURE 19

F O R A Q E S

DEacuteBIT INJpoundCTacirc MOTIN

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(ExtgtiaJjt du Document 6600637)

Le tableau 2 donne agrave titre dexemple la valeur du taux dinjection obtenue pour diffeacuterentes reacutealisations au USA

IV - COLMATAGE DES DISPOSITIFS DINJECTION

Le colmatage des puits dinjection a trois origines principales (F 2028)

- preacutesence de gaz dissous dair et de particules en suspension dans les eaux dinshyjection

- reacuteactions entre les eaux dinjection et les eaux du gisement

- reacuteactions entre les eaux dinjection et certains constituants du sol bull bull bull bull bull t

- 71 -

TABLEAU 2

AVERAGE WELL RECHARGE RATES

Location

Fresno Caliicirc Los Angeles Calif Manhattan Beach Calif Orange Cove Calif San Fernando Valley Calif Tulare County Calif Orlando Fia Mud Lake Idaho Jackson County Mich Newark N J Long Island N Y El Paso Texas Williarosbtirg Va

Rate cfs 1

02-09 12 1 04-10 1 07-09 03 | 012 02-21 02-10 01 06 02-22 23 03

(

(ExtnaLt du Document F 275)

Les processus de colmatage

Comme dans le cas des dispositifs dinfiltration les processus du colmatage sont dordre physique chimique ou biologique

1 ) TioceAsiuA meacutecaniques

- deacutepocirct des MES qui forme un eacutecran impermeacuteable

- entraicircnement dair et libeacuteration des gaz dissous Les bulles de gaz ainsi formeacutees peacutenegravetrent dans laquifegravere et en obstruent les pores ceci entraicircne une reacuteduction de la permeacuteabiliteacute Par ailleurs un autre pheacutenomegravene lieacute agrave la preacutesence dair dans les eaux dinjection est agrave craindre il sagit de la formation de poches de gaz sous pression qui par deacutetente lors de larrecirct de linjection peut entraicircner la destruction complegravete de louvrage La fig 20 illustre ce dernier pheacutenomegravene sur un exemple

2) VsioceAALLA chAgraventlque

- dispersion et gonflement des a rg i l e s

- preacutec ip i ta t ion de se ls meacutetalliques ou a lca l ino- ter reux

3) ioceAMA bLoioglqaeA

- pro l i feacutera t ion des bac teacuter ies

- production par l a c t i v i t eacute microbienne de substances chimiques colmatantes

FIGURE 20

PHENOMENE DENTRAINEMENT DAIR AU COURS DE LINJECTION DANS LES DOLOMIES

ET CALCAIRES KARSTIQUES DbullISRAEumlL

(poundxampiaLpound du Document h 2028)

V - REMEDES CONTRE LE COLMATAGE ET GESTION DES DISPOSITIFS DINJECTION

1 ) Meacutethodesi pousi la idducjtLon du colmatage

a) Cas des MES la concentration en MES des eaux dinjection peut ecirctre reacuteduite par un traitement preacutealable comme nous lavons vu dans la premiegravere partie de ce travail

k) pound^_Eumlpound_i ficirciiumlL es Iz dissous un traitement preacutealable permet une deacutesaeacuteration de leau dinjection Par ailleurs pour eacuteviter lentraicircnement dair on peut prendre les preacutecautions suivantes

le tube dameneacutee deau doit toujours ecirctre noyeacute Aussi lintroduction en chute libre est agrave exclure

la construction du puits doit ecirctre telle que tous ces eacuteleacutements soient agrave une pression supeacuterieure agrave la pression atmospheacuterique On eacutevite ainsi tout pheacutenomegravene de succion le long du puits dinjection Ce problegraveme peut ecirctre reacutesolu en utilishysant en pied de forage une valve antisuccion La figure 21 donne la coupe dun tel dispositif

- 73 -

FIGURE 2i

FOOT VALVE USED FOR CONTROLLING RATES OF RECHARGE

THROUGH AN INJECTION UELL

bullRECHARGE PIPE

DISCHARGE SLOTS

bullPISTON

-CYUNDER

-COMPRESSION SPRING

bullSPRING END DISC

SPRING TENSION SPACER

^SPRING RETAINER END PLUG

LxtnaU- du Document Ccedil 5191 )

les deacutebits doivent ecirctre limiteacutes ce controcircle peut se faire en utilisant des tubages ayant un faible diamegravetre ou encore ayant une rugositeacute suffisante

La figure 22 donne

dune part leacutevolution des deacutebits dinjection avec le diamegravetre du tubage

dautre part leacutevolution de ces deacutebits avec la rugositeacute du tubage

- 74 -

FIGURE 22

GRAPH OF FLOW RATES IN SMALL PIPES WITH UNIT HEAD LOSS

PER UNIT LENGTH OF PIPE

INS1DE DIAMeacuteTER OF PIPE IN MllUMETRES 20 40 60 80 J _1 L

2 3 IHS1DE DIAUETEacuteR OF PIPE IN INCHES

(CxtnaLt du Document 6607^39)

c) c3pound_du_colmatage_chimique pour reacuteduire le colmatage chimique lors de linjecshytion on peut suivant le cas

effectuer une deacutemineacuteralisation partielle ou complegravete lors dun traitement preacuteashylable

diluer les eaux dinjection avec une eau neutre vis-agrave-vis du gisement

^ poundpound_^_pound2imaicirclpound_BE_^es bacteacuteries une chloration des eaux dinjection permet en geacuteneacuteral de reacuteduire iumleumlffeumlt_deumls bacteacuteries

bull bull bull bull bull bull

- 75 -

2) CcedileAtLon dltiA puLtt dijyectLon

Comme dans le cas des dispositifs dinfiltration il apparait lors dune recharshyge artificielle de nappe par injection un colmatage progressif Lorsque celui-ci a atteint une valeur inadmissible on doit proceacuteder agrave un deacutecolmatage

La figure 23 montre leacutevolution du taux dinjection avec le temps ainsi que la reacutenovation de ce taux apregraves deacutecolmatage

FIGURE 23

INJECTION RATE VERSUS TIME FOR SHAFT

12

sectraquo o laquo_gt UJ ta 10

T 1 1 1 r~- r

Racharga ahoft

T_

16 24 32 40 48 TIME - DAYS

56 _1_ 64

MlxtnaUL du Document 6607790)

La freacutequence des deacutecolmatages est extrecircmement variable suivant les installations

Les proceacutedeacutes de deacutecolmatage les plus employeacutes sont le pistomage et le repompage dans ce dernier cas la pompe de nettoyage est geacuteneacuteralement laisseacutee agrave demeure dans louvrage (6600637) En effet le deacutemontage de la pompe est coucircteux et deacutelicat Toutefois il faut noter que la preacutesence de la pompe induit une reacutesisshytance hydraulique dans le circuit qui peut reacuteduire dun tiers la capaciteacute deacutecoushylement (G 51341)

La figure 24 donne les deacutetails dun puits dinjection ougrave le systegraveme de nettoyage est inteacutegreacute agrave lensemble de linstallation

- 76 -

FIGURE 24

SCHEMATIC OF INJECTION - WELL COMPLEX

EXTERIOR VIEW OF INJECTION-WELL COMPLEX (from Cohen and Durfor 1956 P D254)

18-ln-diamstelt ffbergtajs injection casing

Dopth below land surface In fost

36-in-diametraquor dritl hotraquo

3-ln-diamater liberglass treacutemie pipe

1 9 2

4-in-diumlamete annuiumlar-space observation wall casing

5-in-X62-f t- _ long scainlesJ Steel annular-space observa-tion-wall scroen

TO-ft-long statn less-steel sand traps

4-In-diamraquoter fibargtass injection pipraquo

1-in-diamraquoter fiberglass pressure-measuring pipraquo

3-in-diemeter fibargtass tromio pipraquo

Cernant grout

2-ft-thick layer of fine sand

16-iumln-X62-fr-long staintess-steel injection screen

Filtsr pack

Ceacutement grout

PLAN VIEW OF INJECTION-WELL COMPLEX

3-in-diameter treacutemie pipe 6-in-diameter opening

18-in-aiameter casing

6-in-diameter pump column

Q 4-in-diameter annular-space

well 4-in-diameter

instrurnent-

192 - f t - deep -^ ) Q-3-in-diameter injection pipe treacutemie pipe

WELL-HEAD FFATURES LOOKING NORTHEAST

50-hp redevelopment-pump motor

Support grate

6-in-diameter pump column-

Main casing access hole

4-iumln-diameter annular-space well

3-jn-diameter -treacutemie pipe

18-in-diameter 53 fiberglass casing^ 5

floor

A-in-diameter instrument-access pipe

Redevelopment lioe

diameter treacutemie pipe

4-in-diameter shaljow-

lnjectiocirc~npipe

4-in-diameter deep-injection pipe

(ExtsiaLt du Document Ccedil 1787b)

- 77 -

Le reacutesultat du deacutecolmatage des puits est en geacuteneacuteral une reacutecupeacuteration quasi-complegravete de la capaciteacute dinjection initiale Mais on peut dire dune maniegravere geacuteneacuterale que les ouvrages dinjection sont dune gestion deacutelicate et que leur dureacutee de vie est impreacutevisible mais de toute faccedilon infeacuterieure agrave celle des disposhysitifs dinfiltration

- 79 -

LISTE BIBLIOGRAPHIQUE

F 2752 TODD DK Groundwater hydrology J Wiley and Sons Ed 1980 546 pages

F 2028 BIZE J BOURGUET L LEMOINE J Lalimentation artificielle des nappes souterraines Ed Masson amp Cie 1972 199 pages

F 3469

F 3918

G 1681519

G 17874

G 51341

A bull bull bull

Health aspects of wastewater recharge Water Information Center New York 1978 240 pages

BEAR J Hydraulics of groundwater McGraw-Hill Book Company 1979 567 pages

SMITH DG LINSTEDT KD BENNETT ER Treatment of secondary effluent by infiltration-percolation EPA-6002-79-174 Aoucirct 1979 103 pages

KOCK E GIAIMO AA SULANN DJ Design and opeacuteration of the artificial-recharge plant at Bay Park New York US Geologicagravel Survey Washington sd

A bull bull bull

Emmagasinement souterrain des eaux et recharge artificielle Ressources NaturellesSeacuterie Eau ONU ndeg 2 1977 307 pages

G 5191 BROWN RF SIGNOR DC WOOD WW Artificial groundwater recharge as a water management technique on the southern high plains of Texas and New Mexico Texas Deacutepart of Water Resources 1978 32 pages

G 5920

G 6230

Lassainissement des reacutegions deacutepourvues de reacuteseau hydrographique et la protection des nappes - tome 1 Agence Fin de Bassin Seine-Normandie Dec 1978 107 pages

Possibiliteacutes deacutepandage des eaux useacutees urbaines Rapport Agence RMC 1979 371 pages

G 7220 BIZE J Recharge artificielle des nappes PNUD Compte-rendu de mission Sept-Oct 1981 45 pages

bull bullbullbullbull

- 80 -

6600517 M0RAVC0VA V Clogging of open air artificial recharge reacuteservoirs by heavy overgrowth of algae Wat Treat and Exam 1971 p 245-252

6600637

6607439

6608781

B0URGUET L Inventaire international des ameacutenagements dalimentation artificielle - deacutepouillement et synthegravese des reacuteponses Hydrologie ndeg 3 1971 80 pages

REEDER H0 Injection-pipe System for artificial recharge Jour Research US Geol Survey vol 3 ndeg 4 1975 p 501-503

TRUEB E BIZE J HZBERER K Kunstliche Grundwasseranreicherung Gas Wasser Abwasser 1975 vol 55 ndeg 12 p 805-815

6610709 ZOETEMAN BCJ HRUBEC J BRINKMANN FJJ The Veluwe artificial recharge plan water quality aspects JIWES 30 ndeg 3 1976 p 123-137

6617223

6619065

6626930

6628281

PIERRE J-F Etude de la veacutegeacutetation algale dune installation dalimentation artificielle dune nappe alluviale de la Moselle Tech Eau et Assainis ndeg 380-381 Aoucirct-Sept 1978 p 47-52

BARONI D La protection des eaux souterraines par la reacutealimentation artificielle - Cas de la nappe franco-suisse de lArve TSM Eau 74 ndeg 3 Mars 1979 p 123-130

TZIMOPOYLOS C TOLIKAS P Technical and theoretical aspects in artificial groundwater recharge ICID Bull 29 ndeg 2 1980 p 40-44

OLSON JV CRITES RW LEVINE PE Groundwater quality at rapid infiltration site J Environ Eng Div 106 1980 EE5 p 885-899

- CHAPITRE IV -

DONNEES ECONOMIQUES DUNE OPERATION DALIMENTATION

ARTIFICIELLE DE NAPPE SOUTERRAINE

- 83 -

La faisabiliteacute technique (existence de conditions geacuteologiques et hydrogeacuteologiques favorables) dune opeacuteration dalimentation artificielle ayant eacuteteacute prouveacutee il convient alors den veacuterifier lopportuniteacute eacuteconomique Pour cela une analyse minutieuse de tous les facteurs entrant dans la composition dune part du revenu et dautre part du coucirct doit ecirctre faite La comparaison de ces deux derniers points permet de deacuteterminer le beacuteneacutefice que peut apporter une telle opeacuteration

La suite du travail consistera alors agrave comparer le prix de revient de lopeacuteration de recharge avec le prix de revient dautres meacutethodes reacutepondant au mecircme objectif (agrave condition bien sucircr que ces autres meacutethodes soient techniquement reacutealisables) Par exemple

- choix entre une opeacuteration de recharge par bassin dinfiltration ou bien par puits dinjection

- choix entre une opeacuteration de recharge par bassin dinfiltration et une uniteacute de traitement des eaux

- choix entre une opeacuteration de recharge par puits dinjection et la construction dune adduction deau

- choix entre un stockage en surface et un stockage souterrain

Nous donnerons un deacuteveloppement de ces diffeacuterentes comparaisons dans le parashygraphe III de cette partie

- REVENUS APPORTEacuteS PAR UNE OPEacuteRATION DE RECHARGE

Ces revenus peuvent ecirc t re d i rec ts ou ind i r ec t s

1 ) RevemiA dLuiecJ^i

Les revenus directs sont le reacutesultat de la vente des eaux de recharge apregraves passage dans le sol et pompage Cette vente se fait suivant la tarification en vigueur des eaux Il faut noter que le prix de leau varie suivant lendroit et dans le temps et que par conseacutequent lestimation des revenus directs dune opeacuteration de recharge suppose la connaissance agrave long terme de la politique de tarification de leau

2) Revenue indiAecJ^i

Les revenus indirects sont le reacutesultat de limpact dune opeacuteration de recharge sur la vie eacuteconomique dune reacutegion ou dun Etat Par exemple

- si lobjectif de lopeacuteration de recharge est la suppression dune surexploitation de la nappe le revenu apporteacute par une telle opeacuteration reacutesultera de la diminution des coucircts de pompage mais aussi de leacuteconomie de travaux dapprofondissement des puits

- si lobjectif de lopeacuteration de recharge est le stockage deau pour une utilishysation posteacuterieure le revenu apporteacute viendra de laccroissement du revenu agrishycole ainsi que de lexpansion humaine et industrielle de la reacutegion concerneacutee

bullbullbullbullraquobull

- 84 -

Compte tenu de la multipliciteacute et de la complexiteacute des paramegravetres entrant dans la composition du revenu indirect apporteacute par une opeacuteration de recharge lestishymation de ce revenu est assez difficile

B - COUcircTS DUNE OPEacuteRATION DALIMENTATION ARTIFICIELLE DE NAPPE

La reacutepartition des coucircts se fait en trois eacutetapes

- coucircts des eacutetudes - coucircts de construction - coucircts de fonctionnement et dentretien

11 COLUA desi ltipoundudampsj

Les eacutetudes comprennent (G 51341)

les travaux de recherche des caracteacuteristiques geacuteologiques et hydrogeacuteologiques des terrains les reacutesultats de ces travaux permettent de conclure agrave la faisabishyliteacute technique ou non dune telle opeacuteration Cette eacutetape conditionne bien sucircr la suite des opeacuterations

le traceacute de cartes

les travaux de conception de linstallation de recharge

la recherche et lachat des terrains

les proceacutedures juridigues si lon doit recourir agrave lexpropriation

2) Travaux de cori4tnucJJoa

Le deacutetail des diffeacuterents points intervenant dans le coucirct dun bassin dinfiltrashytion et dun puits dinjection est donneacute par la figure 1

La figure 2 repreacutesente sur un diagramme le coucirct de certains eacuteleacutements de ces deux dispositifs de recharge artificielle Lanneacutee de reacutefeacuterence est 1975

Chaque installation de recharge est reacutepeacutetons-le un cas particulier Aussi ce sont les conditions locales qui dicteront leacutequipement neacutecessaire si par exemshyple tous les eacutecoulements agrave linteacuterieur de linstallation peuvent se faire par graviteacute le nombre total de pompes neacutecessaires sera reacuteduit ce qui aura pour effet de diminuer le coucirct global de leacutequipement de linstallation (G 5191)

bullbullbullbullbullbull

- 85 -

FIGURE 1

TRAVAUX DE CONSTRUCTION

1 Installations deacutepandage

a) Terrains ou bassins

- leveacutees ou digues - canaux dameneacutee - canaux deacutevacuation

b) Appareils enregistreurs

c) Installations de deacuterivation

d) Dispositifs de controcircle

e) Voies daccegraves

f) Clocirctures

g) Abris

h) Mateacuteriel de traitement de leau

2 Installations dinjection

a) Construction du puits dinjection

- colonne de tubage - compactage du gravier ou de la gravette-filtre

- injections pour eacutetancheacuteiteacute - packers - meacutethode de forage (rotation avec circulation de boue inverseacutee rotation normale battage au cacircble autres meacutethodes)

- perforations

b) Puits dobservation

- tubage - massif de gravette-filtre - injection pour eacutetancheacuteiteacute - meacutethode de forage (rotation avec circulation de boue inverseacutee rotation normale battage au cacircble autres meacutethodes)

- travaux dachegravevement (perforation dispositifs pour leacutetude du puits par la meacutethode du carottage geacuteophysique)

- installations de controcircle des expeacuteriences

- 86 -

c) Puits dextraction mdash mecircmes opeacuterations que pour les puits expeacuterimentaux avec en plus

- mateacuteriel de pompage - eacutenergie (eacutelectriciteacute moteurs agrave combustion interne)

d) Installations de controcircle de lexploitation

- poste de reacutegulation de la pression - compteurs - vannes (de fermeture controcircle soupape de seacutecuriteacute de purge soupape agrave vide)

e) Installations de traitement de leau

- javellisation - acidification - autres proceacutedeacutes

f) Conduites

- mateacuteriaux (buses en beacuteton acier recouvert et doubleacute de beacuteton amiante-ciment matiegraveres plastiques)

g) Bacirctiments

h) Appareillage de controcircle

- enregistreurs - sondeurs - eacutechantillonneurs (pompe submersible eacutechantillonneur aleacuteatoire pompe eacuteleacutevatoire agrave air conductiviteacute eacutelectrique)

(CxampiaU du Document Ccedil 513^1 )

- 87 -

FIGURE 2

DIAGRAM SHOWING COST FACTORS OF AN ARTIFICIAL-RECHARGE INSTALLATION

Playa lake

Screen wire enclosure styrofoam floating inlef

Flexible suction hose 50 et S 8 0 0 per foot

Chemical feed pump and tank capacity 03-2 galhr S 210 Chemical flocculant S 3 - S 3 0 acre-foot

reg

Q Pump-capacity 500 galmin at 80 head

Aluminum irrigation picircpe 6 at S 105 per foot 100 feet

Excavation of settling basiumln 10x 10x 100

Screen wire baffles I 14 pipe frames

Pump-capacity 500 galmin at 80 head __

Aluminum irrigation pipe g 6 o t S 105 per foot 100 feet

Excavotion of spreading basin

Flexible suction hose 20 at S 8 00 per foot

Injection well 200 depth =deg I0diamefer 150 wire

wrapped screen 50casicircng 30 yds gravel pack

Spreading basin

S 150 2 0

4 0 0

1800

105

80O

20O

160 1800

105 S540O

StOOO

Not to scate

lpoundxtnaAgraveJL du Document Ccedil 5191 ) - Anneacutee de sieacutepoundeacutesience 1975 -

- 88 -

3) Fonctionnement et entnetien

La figure 3 donne la liste des diffeacuterents eacuteleacutements constituant le coucirct du foncshytionnement et dentretien pour des bassins dinfiltration ou des puits dinjecshytion

U) Coucirct gj-obat

La reacuteunion des coucircts preacuteceacutedents deacutetermine le coucirct global dune opeacuteration de recharge Ce coucirct calculeacute sur une anneacutee de fonctionnement et rapporteacute au volume deau annuel ainsi utiliseacute donne le prix de revient du m3 deau de recharge

Lexamen de plusieurs installations montre que ce prix de revient est variable neacuteanmoins en utilisant les reacutesultats dune enquecircte faite il y a quelques anneacutees on peut deacutefinir les valeurs moyennes pour les diffeacuterents facteurs eacuteconomiques dune recharge artificielle Ainsi le tableau 1 donne la valeur moyenne des investissements neacutecessaires pour diffeacuterents dispositifs de recharge

TABLEAU 1

INVESTISSEMENT EN FRANCS PAR M3AN INFILTRE

Prctrait

Moyennes

Bassins et canaux

avec

0362

sans

0139

Puits ou forages

avec

0125

sans

0052

(Extrait du Document 6600637) - Anneacutee de AeacutefLeacutenence 1971 -

Lexamen du tableau 1 suggegravere les remarques suivantes

- le coucirct moyen des investissements par m3 et par an semble 2 agrave 3 fois plus eacuteleveacute pour les canaux et bassins que pour les puits et les forages dinjection Cette importante diffeacuterence dans les investissements sexplique en grande partie par la neacutecessiteacute dans le cas dun bassin ou dun canal dacheter une importante superficie de terrain Ainsi en zones urbaines lacquisition des terrains peut repreacutesenter jusquagrave 50 des investissements

mdash le coucirct dinvestissement du preacutetraitement constitue une part importante du coucirct total dinvestissement Le tableau 2 montre lincidence dun preacutetraitement sur le prix de revient moyen dun m3 deau (reacutesultats pour les dispositifs dinfilshytration seulement)

laquobullbullbullbullbull

- 89 -

FIGURE 3

FONCTIONNEMENT ET ENTRETIEN

1 Installations deacutepandage_

a) Nivellement eacutegalisation des surfaces

b) Protection contre les orages

c) Reacuteparation et remplacement des structures

d) Entretien du mateacuteriel

e) Combustible pour le mateacuteriel

f) Location du mateacuteriel

g) Ponccedilage et ramassage de la boue

h) Protection contre les insectes

i) Lutte contre la veacutegeacutetation parasite

j) Ameacutelioration de lapparence estheacutetique des installations (notamment plantation de rideaux darbres et systegraveme darrosage)

k) Protection contre les rongeurs

1) Patrouilles de surveillance

m) Traitement de leau (floculants)

n) Entretien des pentes

o) Actes de vandalisme

2 Installations dinjection

a) Appareillage dobservation et de controcircle

b) Appareillage pour la mesure du niveau deau

c) Echantillonnage de leau

d) Remise en eacutetat des puits et enlegravevement des deacutechets

e) Traitement de leau

- javellisation - acidification - autres proceacutedeacutes

f) Entretien du mateacuteriel

g) Reacuteparation des structures

- 90 -

h) Combustibles

i) Location de mateacuteriel

j) Patrouilles de surveillance

k) Analyses de leau

1) Acte de vandalisme

3 Bureaux

a) Controcircle et surveillance

b) Administration

c) Paiement des salaires et reacutemuneacuteration

d) Frais geacuteneacuteraux (bureaux et services locaux)

- location et services publics - teacuteleacutephone - fournitures

- entretien de leacutequipement de bureau

e) Salaires et traitements

f) Responsabiliteacute civile (assurances)

g) Impocircts et taxes

h) Inteacuterecircts

(poundxampiaLt du Document Ccedil 513^1 )

- SI -

TABLEAU 2

INCIDENCE DU PRETRAITEMENT SUR LE PRIX DU M3 DEAU

Moyennes

Prix du m3

en F F

0249

Incidence du

preacutetraitement

27

Prix du preacutetraitement par m5 (FF)

00787

(6xtnaLt du Document 6600637 ) - Anneacutee de ieacuteLeacutenence 1971 -

Le coucirct du preacutetraitement eacutetait donc en 1971 en moyenne de 8 centimes par m3

Nous avons vu que le preacutetraitement des eaux dinfiltration retarde lapparition dun colmatage inadmissible et donc reacuteduit lentretien du dispositif concerneacute Un calcul rapide montre cependant que leacuteconomie ainsi reacutealiseacutee est loin de venir compenser les deacutepenses dues au preacutetraitement de leau On cherchera donc dans le cas dun dispositif dinfiltration agrave reacuteduire au maximum le preacutetraitement des eaux de recharge

La figure 4 donne les reacutesultatsde correacutelations statistiques eacutetablies entre linshyvestissement neacutecessaire agrave la reacutealisation dune opeacuteration dalimentation artifishycielle de nappe et le volume annuel introduit par ce moyen dans laquifegravere

FIGURE 4

INVESTISSEMENT ET VOLUME

ANNUEL INTRODUIT DANS LAQUIFERE

-Don I raquo eacuteqootionraquo claquo tfroicircfraquoraquo draquo recircccediltbullgt

2 bullbullraquo bulltpfinegrave bullraquo | 0 Fiones

V bullbullraquo apgtrtmraquo raquon tOS ttram

mdashLlaquoraquo coMcirraquotraquo poundbull corttal ioraquo obtraquoraquoraquo

t E C E N D E

H+f+ nraquowl

p a raquo t t i laquoalelaquof

bull bull bull laquo

A m bull

i bull

raquobullbullraquo

A a o

o o

lSxtnait du Document h 2028) - Anneacutee de leacutefLeacutenence 1971 -

A Forage P 3 raquolaquo Cooi o DruI

IOraquo i o lO

Vol me AIMCCcedilI tulro-Stucirct 4raquouraquo IV^utfire Inraquo)

- 92 -

Sur la figure preacuteceacutedente on peut remarquer quune installation de recharge a un coucirct dinvestissement qui en moyenne croicirct plus vite que le volume annuel introduit Pour une installation sans preacutetraitement cest linverse

- ETUDE DE LOPPORTUNITEacute EacuteCONOMIQUE DUNE OPEacuteRATION DE RECHARGE

ARTIFICIELLE - COMPARAISON AVEC DAUTRES MEacuteTHODES DE MISE EN VALEUR

DES RESSOURCES EN EAU

Lalimentation artificielle de nappe est une opeacuteration rentable pour autant quelle soit moins coucircteuse que les autres meacutethodes de mise en valeur des ressou-ces en eau (G 51341) Il convient donc avant de choisir une meacutethode deacutetablir une comparaison de coucirct avec les autres meacutethodes (agrave condition bien sucircr que celles-ci soient techniquement reacutealisables)

Nous donnons ci-dessous quelques cas de comparaisons qui peuvent se preacutesenter

) CompcuiaLion enjQie un basi^in dinfJJjjtnaAlon et un puiAsi din^ecAion

Nous avons vu que agrave deacutebit annuel fixeacute le coucirct dinvestissement moyen dans le cas dun bassin dinfiltration est 2 agrave 3 fois plus eacuteleveacute que dans le cas dun puits dinjection Cependant le prix de revient dun m3 deau infiltreacute dans un bassin est en geacuteneacuteral un tant soit peu moins eacuteleveacute quun m3 deau injecteacute dans un puits Ceci sexplique par trois faits (6622466)

les coucircts de traitement sont reacuteduits dans le cas dune installation de recharge fonctionnant avec des bassins

lentretien des bassins est beaucoup plus aiseacute que celui des puits dinjection les frais dentretien des bassins sont donc moindres

la dureacutee de vie des ouvrages dinjection est en geacuteneacuteral beaucoup plus courte que celle des bassins Par conseacutequent lamortissement des premiers doit se faire plus rapidement que celui des seconds

Pour ecirctre compeacutetitifs vis-agrave-vis des bassins dinfiltration les puits dinjection doivent donc ecirctre conccedilus et geacutereacutes de maniegravere rigoureuse Cest pourquoi dans bien des cas on a preacutefeacutereacute malgreacute leur prix les bassins aux puits dinjection

2) CompcuiaLion entie une insitaUAation de Aechange anAAficJ-eAAcirce et une uniteacute de tnaAjtement damp4 eaux

Placcedilons nous dans le cas ougrave linstallation de recharge est un bassin Nous avons vu que par passage dans le sol leau dun bassin peut ecirctre grandement purifieacutee Ce traitement par le sol vient donc concurrencer techniquement le traitement en station

Examinons alors les eacuteleacutements de comparaison suivants (5600836)

a) implantation lespace neacutecessaire pour la construction dune uniteacute de traitement est infeacuterieur agrave celui neacutecessaire pour une recharge par bassin

b) besoin en eau dans le cas dune recharge les pertes en eau peuvent seacutelever a 40 du volume introduit

- 93 -

c) estheacutetique dans un cas comme dans lautre les installations paraicirctront inesshytheacutetiques

d) seacutecuriteacute de lexploitation dans le cas dune recharge par bassin on doit sattendre agrave des variations des deacutebits dinfiltration (colmatage fluctuations saisonniegraveres agissant sur la viscositeacute de leau) Mais la simpliciteacute des instalshylations avec bassins fait quelles sont moins exposeacutees aux pannes Pour ecirctre fiables les uniteacutes de traitement exigent pour leur part une gestion et un entretien rigoureux mis en oeuvre par un personnel qualifieacute

e) Possibiliteacute de surcharge les uniteacutes de traitement peuvent supporter jusquagrave 25 de surcharge Par contre la possibiliteacute de surcharge pour les bassins est faible En effet les bassins ont des dimensions fixeacutees et par conseacutequent ils ne peuvent recevoir plus deau quils peuvent en contenir

f) possibiliteacute dagrandissement les uniteacutes de traitement peuvent ecirctre facilement agrandies ce qui nest pas le cas pour les bassins

g) constitution de leau eacutepureacutee leau reprise apregraves infiltration dans le sol est agrave condition de respecter certaines conditions (cf 2egraveme partie de cette eacutetude) toujours claire et saine Leau traiteacutee pose souvent des problegravemes dodeur de saveur et de tempeacuterature

La comparaison eacuteconomique entre une installation de recharge par bassins et une uniteacute de traitement des eaux a souvent montreacute lagrave ougrave les conditions geacuteologiques et hydrogeacuteologiques sont favorables et le prix des terrains pas trop eacuteleveacute la rentabiliteacute de cette premiegravere meacutethode de traitement et de reacutegeacuteneacuteration des eaux

3) CompgiltxLion entte une i-nAtaAAaALon de iechaAge antAfcAcieMle et une adducJLJon deau (66025W7 ^

Placcedilons nous dans le cas ougrave linstallation de recharge est un puits dinjection

Pour ces deux installations on peut en premiegravere analyse confondre les frais de production et de pompage Si par ailleurs on neacuteglige les autres frais dexploishytation tels que lentretien la comparaison eacuteconomique entre les deux installashytions est alors rameneacutee agrave la comparaison des coucircts dinvestissement

pour les puits dinjection les coucircts dinvestissement sont composeacutes principaleshyment du coucirct du forage et du coucirct de la station de pompage

pour ladduction les coucircts dinvestissement sont reacuteduits aux coucircts de la canashylisation et des ouvrages annexes

La figure 5 donne un exemple chiffreacute dune telle comparaison pour lalimentation dune agglomeacuteration situeacutee au-dessus de la nappe souterraine de lAlbien (Reacutegion Parisienne)

Le coucirct dinvestissement pour une adduction deau eacutetant fonction de la longueur de la canalisation il apparaicirct donc quil existe une distance optimum au-delagrave de laquelle une installation de recharge est moins oneacutereuse quune adduction deau

bull bullbullbullbullraquo

- 94 -

FIGURE 5

ALIMENTATION A PARTIR DE LA NAPPE DE LALBIEN COMPARAISON AVEC UNE

SOLUTION DE TRANSPORT DEAUX DE SURFACE

exemple Lapprovisionnement en eau potable dune aggloshymeacuterat ion de 25 000 habitants dont les besoins atteishygnent laquon peacuteriode de pointe 7 000 m3jraquo peut ecirctre assureacute

soit p a r u n e adduct ion directe en premiegravere ecirclegrave-vation d eaux de surface depuis la plus proche usine de trai tement

soit par -des preacutelegravevements dans TAlbicircen effectueacutes sur place et compenseacutes pa r linjection simultaneacutee bullau niveau de la mecircme usine de Yolumes eacutequishyvalents

En premiegravere approximation l a comparaison entre ces deux solutions peut ecirctre rameneacutee agrave la comparaishyson des investissements correspondants

mdash lthuucircgt le ynetuief cas agrave une conduite de 350 mm de diamegravetre (1) soit environ 035 MFkm

(1) Coucirct moyen approximatifraquo au megravetre lineacuteaire en TOAC scmiuml-urbanicircseacutee y comprisregards ouvrages et toutes sujeacutetions r 350 F

dans le second cas agrave la reacutealisation d un doublet de forages agrave lAlbien

Forage dinjection 09011F Forage de preacutelegravevements 090Icirc1F Geacutenie Civil station de pompage et de tfeacuteferrisaticircon _ 035MF Equipements de pompage 015MF Equipements de deacutefcrrisatioR 015 MF

soit environ 2-15 MF

Comparaison des dsua solutions

Compte tenu des hypothegraveses adopteacutees la solution du doublet de forages agrave lAlbien parait la plus avanshytageuse si la longueur de ladduction directe excegravede 7 km (215035)

(Existait du Document 6602587) - Anneacutee de leacute^eacuteience 197b -

Le c a l c u l p reacuteceacuteden t e s t une s i m p l i f i c a t i o n du c a l c u l r eacute e l q u i en f a i t e s t p lu s complexe En dehors de t o u t e c o n s i d eacute r a t i o n eacuteconomique une opeacute ra t ion de recharge a r t i f i c i e l l e peut s imposer l agrave ougrave l e s r e s s o u r c e s n a t u r e l l e s d a l i m e n t a t i o n en eau s a v egrave r e n t i n s u f f i s a n t e s pour s a t i s f a i r e l e s b e s o i n s Exemple dans l e s icirc l e s ougrave l e s r e s s o u r c e s n a t u r e l l e s son t f a i b l e s e t ougrave l e p r i x du dessalement de l e a u de mer e s t souvent p r o h i b i t i f

- 95 -

U) Compcuiabbion ervUie le ^tocAage de siUAjlace et te 4tockage 4oideAAaln

Lfraquo figure 6 donne les reacutesultats dune correacutelation statistique entre le montant des investissements et le nombre de m3 deau stockeacutes par an pour un reacuteservoir de surface et un reacuteservoir souterrain

FIGURE 6

COMPARAISON DES COUTS DES STOCKAGES SUPERFICIEL ET SOUTERRAIN

1310raquo

I I

T3103

13107

TTykAT-STt 44-

rlt^r~^Trrttr

MaouM

IW3raquo 1V10raquo IVW

(ExtAaLt du Document f- 2028) - Anneacutee de ieacuteeacuteAence 1971 -

A partir de la figure preacuteceacutedente on peut donc deacuteduire que pour des volumes infeacuterieurs agrave environ 30 millions de m3 par an le stockage souterrain est plus inteacuteressant financiegraverement que le stockage de surface

bull bullbullbullbullbull

- S6 -

Par ailleurs le stockage souterrain preacutesente les avantages suivants

- disponibiliteacute de reacuteserve en cas de catastrophe stoppant les possibiliteacutes dimporshytation deau

- eacutelimination des pertes par eacutevapotranspiration

- pas de problegraveme dalgues et moins de risques de contamination

- reacuteduction des risques daffaissements dus agrave une baisse du niveau de la nappe

- possibiliteacute de traiter et de purifier leau par passage dans le sol

- 97

LISTE BIBLIOGRAPHIQUE

F 2028

G 1681506

BIZE J BOURGUET L LEMOINE J Lalimentation artificielle des nappes souterraines Ed Masson amp Cie 1972 199 pages

REED SC CRUES RW THOMAS RE HAIS AB Cost of land treatment Systems EPA-4309-75-003 Septembre 1979 135 pages

G 51341

G 5191

Emmagasinement souterrain des eaux et recharge artificielle Ressources NaturellesSeacuterie Eau ONU ndeg 2 1977 307 pages

BROWN RF SIGNOR DC WOOD WW Artificial groundwater recharge as a water management technique on the southern high plains of Texas and New Mexico Texas Dept of Water Resources 1978 32 pages

G 6230

5600836

6600449

6600637

6601974

6602587

Possibiliteacutes deacutepandage des eaux useacutees urbaines Rapport Agence RMC 1979 371 pages

GANDENBERGER W Principes de lalimentation artificielle des nappes souterraines Bull BRGM III Janvier 1968 p37-50

SAINT-PE MA Alimentation artificielle des nappes Bull of the Int Assoc of Scientific Hydrology XVI 2 Juin 1971 p 7-25

BOURGUET L Inventaire international des ameacutenagements dalimentation artificielle - deacutepouillement et synthegravese des reacuteponses Hydrologie ndeg 3 1971 80 pages

WESNER GM CULP RL Wastewater reacuteclamation and seawater desalination JWPCF vol 14 ndeg 10 Octobre 1972 p 1932-1939

GIRARD0T PL KESTER M Lesquichage de la nappe albienne en reacutegion parisienne TSM LEau Avril 1974 p 141-152

6610203 WILLIS R Optimal groundwater quality management well injection of waste waters Water Res Res Feacutevrier 1976 vol 12 p 47-53

bull bullbullbullbullbull

- 98 -

6613978

6614931

Divers auteurs Les problegravemes de leau Geacutenie Rural ndeg speacutecial Nov-Deacutec 1977 ndeg 11-12 158 pages

BUROSOK Wastewater reacuteclamation in St Croix JWPCF 1977 49 ndeg 3 p 429-435

6616816 BIANCHI WC NIGHTINGALE HI McCORMIGK RL A case history to evaluate the performance of water-spreading projects JAWWAMars 1978 p 176-180

6621087

6622466

ARGO DG The cost of water reacuteclamation by advanced wastewater treatment 51st Ann Conf WPCF Anaheim 1978 13 pages

EDWORTHY KJ Artificial groundwater recharge and its relevance in Britain JIWES 1979 33 ndeg 2 p 151-172

- CHAPITRE V -

LES INSTALLATIONS DE RECHARGE ARTIFICIELLE DE

NAPPE DANS LE MONDE

- 101 -

Les reacuteserves deaux souterraines constituent une immense ressource En effet on estime agrave 4 millions de km3 la quantiteacute des eaux souterraines situeacutees entre la surface du sol et la profondeur de 800 m agrave titre de comparaison le volume total des lacs deau douce est denviron 120000 km3

Cette ressource en eau souterraine est par ailleurs omnipreacutesente et peut donc ecirctre mis agrave part dans quelques reacutegions du globe exploiteacutee

Dans de larges reacutegions du monde les preacutecipitations sont insuffisantes pour pouvoir couvrir les besoins en eau A titre dexemple la figure 1 donne la carte des reacutegions du globe ougrave les preacutecipitations sont insuffisants vis-agrave-vis des besoins agricoles

FIGURE 1

Waiet-dejiciency (-) and valet-surplus (+) zones in ihe vorld A water deficiency exisls if preacutecipitation supplies less ztiater than would be nrrdedjor vellutatered vrgelalian In the reverse circumslcnccs ihere is a wzter surplus

((L-xtnaJut du Document Z 49 )

En comparant la figure 1 avec la figure 2 on peut se rendre compte que les zones ougrave on constate un manque en eau agricole sont naturellement les reacutegions arides ou semi-arides mais aussi certaines reacutegions tempeacutereacutees

bull bullbullbullbullbull

FIGURE 2

o ru

(euroxpoundnalpound du WoJild Atia by Bantholomew)

- 103 -

Pour situer le rocircle de la recharge artificielle dans la gestion globale des resshysources en eau nous allons eacutetudier deux cas

- cas des zones arides et semi-arides - cas des zones tempeacutereacutees

1 ) CaS desi gonampA avide^ et somL-cuiidesi

Dans ces reacutegions lexploitation des eaux souterraines est souvent la seule solushytion dapprovisionnement en eau Aussi la recharge artificielle vise dans ces reacutegions agrave augmenter la recharge naturelle lors des rares preacutecipitations afin de limiter les pertes par eacutecoulement de surface ainsi que par eacutevapotranspiration Il est possible de faire ainsi un stockage deau dans le sol

Il faut tenir compte du fait que la majoriteacute des pays situeacutes dans les zones arides du globe sont le plus souvent des pays en voie de deacuteveloppement donc dans lesquels on doit utiliser une technologie adapteacutee aux moyens locaux

Prenons lexemple de lAfrique et plus particuliegraverement les pays du Sahel

La figure 3 situe les zones arides et semi-arides dAfrique

Les pays du Sahel sont situeacutes au nord des deacuteserts du Sahara et du Fezzan dans des zones extrecircmement arides Parmi ces pays seules lAlgeacuterie et la Libye disposhysant de revenus peacutetroliers ont un niveau deacuteducation et deacuteconomie suffisant pour pouvoir mettre en oeuvre des techniques sophistiqueacutees de mise en valeur des resshysources en eau et ainsi assurer leur expansion humaine et eacuteconomique

2) CQA desi pay-si tompeacuteAeacuteA_

Laugmentation croissante des besoins en eau combineacutee avec la deacuteteacuterioration de la qualiteacute des eaux de surface ont entraicircneacute le deacuteveloppement de lexploitation des eaux souterraines

La recharge artificielle permet dans les reacutegions tempeacutereacutees

- dune part le soutien et la restauration de nappes surexploiteacutees

- dautre part lameacutelioration de la qualiteacute des eaux de surface par passage dans le sol

Ces deux points visent donc agrave ameacuteliorer en quantiteacute et en qualiteacute les eaux consommeacutees

Afin de preacutesenter les diffeacuterentes reacutealisations dans le monde nous allons les classer en fonction de lobjectif principal viseacute par ces installations

Principalement on distingue 4 objectifs

I - Stockage deau en peacuteriode humide pour utilisation en peacuteriode segraveche I - Soutien et restauration dune nappe surexploiteacutee I -Constitution dune barriegravere hydraulique contre lintrusion deaux saleacutees (ce

point est souvent une conseacutequence du point preacuteceacutedent) V - Ameacutelioration de la qualiteacute de leau par filtration dans le sol

- 104 -

FIGURE 3

TERRES ARIDES DAFRIQUE

E

A

S

rii bull i ri

i i

_

A n d raquo

Trontliraquo im plaquoV

1000 KIUX5

WOJtoeh

lpoundicOixLUt du Document I 1021)

bull bull bull bull bull

- 105 -

- INSTALLATIONS DE RECHARGE ARTIFICIELLE AYANT POUR OBJECTIF

LE STOCKAGE DEAU

1 ) Liacircte de^i in^taM-atlorvi

(1

(2

(3

(4

(5

(6

(7

(8

(9

(10

(U

(12

(13

Valleacutee du Danube Roumanie - Bulgarie

Valleacutee de la LeeGrande-Bretagne

Camp Peary USA

Valleacutee de la Prut Ukraine

Wroclaw Pologne

Comteacute de Los Angeles USA

Massif de Zaghouan Tunisie

Plaine cocirctiegravere dIsraeumll

Source de Yarkon Israeumll

Dan Project Israeumll

URSS

Valleacutee de lOued Biskra Algeacuterie

Plaine de Karakoum Turkmeacuten

Ahmedabad Inde

istan URSS

(G 51341)

(F 2028)

(F 2028)

(G 51341)

(6609067)

(G 51341)

(G 51341)

(G 51341 F 2028)

(G 51341)

(G 6230 G 6212)

(G 51341)

(G 51341)

(Z 13312c)

2) Le tablexiu 1 donne la reacutepartition suivant le climat et le niveau de deacuteveloppeshyment des pays concerneacutesdes installations preacuteceacutedentes

TABLEAU 1

- _ -NIVEAU DE

C L l r^-C^EVELOPPEM

TEMPERE

CONTINENTAL

MEDITERRANEEN

SEMI-ARIDE

ARIDE

TROPICAL

INDUSTRIALISE

(1) (2) (3) tableau 2

(4) (5) tableau 3

(6) tableau 4

(12) tableau 5

EN VOIE DE DEVELOPPEMENT

(7) (8) (9) (10) tableau 6

(11) tableau 7

(13) tableau 8

- 106 -

3) Lampi tableaux 2 agrave 8 donnent pour chaque cas particulier de climat et de niveau de deacuteveloppement quelques caracteacuteristiques des installations correspondantes

- tableaux 2 agrave 5 reacutealisations en pays industrialiseacutes

- tableaux 6- agrave 8 reacutealisations en pays en voie de deacuteveloppement

TABLEAU 2 REALISATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT TEMPERE

PAYS

Roumanie -Bulgarie

GBretagne

USA

1 j LOCALISATION

I 1 j Valleacutee du Danube | (voir fig 4) 1 1 j Valleacutee de la Lee

1 1 J Camp Peary 1 1

EAU

R

R

bull

1 1 | GEOLOGIE |

| 1 | Valleacutee alluviale | j (sables et graviers)j 1 1 1 l j Craie j j(voir fig 5) j 1 1 1 1 (Lentille deau dans | jeau saleacutee j

1 1

VOL

2109

AQUI

m3

DISPOSITIFS

bassins

bull puits

puits

1 ICOLMA

I 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

1 | TRAIT

| Preacute

1 1 1 1 2 1 1 1 j Preacute 1 1

1 | PERFORMANCES r i i i i j12 millions de j m3an

1 1 | entre 45 et 20 j m3h

1 bull

1 1 1 PRIX |

1 1 i i i i i i i i icirc 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

Notations

R e eau de riviegravere Preacute= preacutetraitement des eaux 2 raquo traitement secondaire des eaux

FIGURE 4

- VALLEE DUDANUBE - ROUMANIE-BULGARIE

(HODHAHIB)

m - d CALAT

MAJUk

Belgrade SEVEXraquo bull laquo bull 8L

Bucarest deg

(BULGARIE)

(Extrait du Document Ccedil 5 i47 ) bull bull bull bull bull bull

- 107 -

FIGURE 5

VALLEE DE LA LEE - GE0L0GIE-PIEZ0METRIE AVANT ET APRES ALIMENTATION

ARTIFICIELLE DURANT LA PERIODE 1954-1955

1 mite gt 1

Terrains superficiels

Eii3 Argiles de Londres

KiZij VoohvJch e t Reading beds (5mper7traquosbFe

Pampi Sables thanegravetiens

P 3 Craie

mdashmdash Njyrau piucircrorpucirclricircque en octobre 1953

(svanL DIcircirrcntattoT OftificicirccIIe) -~mdash Niveau piumlocircromstriqus maximum apregraves rnjrciian

durant la peacuteriode lS5f-19S5

Sx-Oiaugravet du Document t 2028)

TABLEAU 3 REALISATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT CONTINENTAL

i PAYS

| URSS

| Pologne

| LOCALISATION

| I | Valleacutee de la | Prut

I | Wroclaw

i

EAU

R

R

I | GEOLOGIE

iPlaine alluviale |(voir fig 6)

ISeacutediments tertiaires

I I

VOL AQUI I | DISPOSITIFS

|bassins agrave

I I I |fosseacutes et (eacutetangs

i

I |C0LMA

sable| P I I 1 |PCB 1 1

1 1 | TRAIT

I

1 | Preacute

1 1 1 | Preacute

1 1 1

PERFORMANCES

12S0OO m3jour

PRIX

Notations

H = eau de riviegravere P ~ physique C raquo chimique B = biologique

Preacute = preacutetraitement des eaux

- 108 -

FIGURE 6

VALLEE DE LA PRUT

l l t 1 T

A r g i l e du miocegravene

i _ i J - i J i laquov t iuml j 100 200 300 400 500

P i s t a n e e (en megravetres) 6 0 0

lHxtrialt du Ucircocumervt Ccedil 513^1 )

TABLEAU 4 REALISATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT MEDITERRANEEN

PAYS

USA

1 | | LOCALISATION | EAU

GEOLOGIE 1 I (VOL A8UI | DISPOSITIFS

jComte de Los I Angeles |(voir fig 7) I I

(Bassins remplis de (seacutediments mal |consolideacutes i i

gt agrave 12 10s m3

|bassins et |terrains |deacutepandage I

j COLMA | TRAIT | PERFORMANCES j PRIX

I Preacute | 60 m3s jde re-|vient [de 4 agrave |242 pou H (icirceee n3 I

Notations

R = riviegravere P = physique

Preacute = preacutetraitement

- 109 -

pound O

- H -M

a a

O gtrt bullXi rH a -H o bullraquo-gt

K 3

bull S bull 0)

-=f G rH O

ta

ta 0)

raquoltD 4-raquo bull H KJ u +gt X

d o

n o bulla

a a

ta

o bulla 6raquor4 p O

bullbullgt laquo ta a fcgtd

irvviraquo bullH ni

- 110 -

TABLEAU 5 REALISATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT ARIDE

PAYS

U R S S

1 | LOCALISATION

1 1 |P la ines de jKarakourt

l

EAU

R

1 | GEOLOGIE

1 1 JAlluvions forma-j t i o n s de l ta iumlques

1

I |VOL

1 i 1

AQUI 1 | DISPOSITIFS

| Pui t s 1 1

1 ICOLHA

1 1 1 P 1 1

1 |TRAIT

1 1 1 1 1

PERFORMANCES 1 | PRIX

1 1

Notations

R raquo riviegravere P = physique

TABLEAU 6 REALISATIONS EN PAYS EN VOIE DE DEVELOPPEMENT A CLIMAT MEDITERRANEEN

1 1 I I I I 1 1 PAYS j LOCALISATION EAU j GEOLOGIE |VOL AQUI | DISPOSITIFS |COLMA |TRAIT j PERFORMANCES j PRIX j

1 I I 1 I I 1 1 I I i i l 1 1 1 1 1 bdquo I I

Tunisie |Massif de | R | Calcaires | | P e t i t s barrages| P | Preacute 132 10deg m3an | | Izaghouan | j (voir f i g 8) j | l l l i l j ( v o i r f i g 8) | j j | I I I I I

1 1 1 1 1 1 1 i l I I 1 1 1 1 1 I sraeuml l |P la ine c S t i egrave r e | R | Pla ine l i t t o r a l e | |Pu i t s | PB | 2 | gt 10 10deg m3an | |

| ( v o i r f i g 9) j j (vo ir f i g 9) j j I I I i l

1 1 I I 1 1 1 1 1 i l 1 1 l l l I I I s r a euml l |Source de Yarkon | R | Roches carbonateacutees |900 10deg m3 |Puits mixtes | PB | 2 |entre 500 e t 1000 |de r e - |

1 I 1 p l i s s eacute e s j j l i t 3h jvient j I I I (voir fig 10) | j l l l I001S2 | 1 I I I I l l l Ipar n3 | 1 I l 1 1 i l I I l l l I I

I s r a euml l |Dan Projet (Tel | U | Dunes de sab le s | |Bass ins |PCB | 2 |300000 m3jour |de r e - | 1 Aviv) i l i l l l l jv ient j I i l I I i 1 1 i00262 | j i l i l I I jpar m3 i 1 I I I I l l l I I

Notations

R = riviegravere U = useacutee P = physique C = chimique B = biologique 2 = secondaire

- 111 -

FIGURE 8

MASSIF CALCAIRE DE ZAGHOUAN (Tun i s i e )

fmdash bull (n 1 f F H r

f Hammamet

SOUSSE --

5gt

+gtmdash mdashmdash mdash

^-a mdash

bull bull

9 - c a l c a i r e s du j u r a s s i q u e s u p eacute r i e u r

5 e t 1 - c a l c a i r e s djj l i a s

N-O m s-o

DJSBJL r i A H N C a

ampEacuteEacuteEacuteamp5

lLxtnaJjt du Document Ccedil 513^11 bull bull bull bull bull bull

- 112 -

FIGURE 9

FORMATION AQUIFERE DE LA PLAINE COTIERE

ISRAEumlL

Echelle

Limites des collines et raquoraquogtmdash des montagnes

Canalisations nationales bull deau laquo -Source raquo Ville

Direction de 1raquoeacutecoulement ~- ~ eaux souterraines

Zone de forages dexploitation

N n

Mer Zone de PLAINE COTIERE D1ISRAEumlL - PBOFIL SCHEMATIQUE

Z Z 7 Z ^ 7 7 Z Z Z Z Z Z pound ^ g f l a nappe ^T (ampgtgt p h r eacute a t i q u e bullpoundamp

iuml i d eacute s

S c h i s t e s a rg i l eux

(extrait du Document Ccedil 513U1 ) bull bull bull bull bull

- 113 -

FIGUREacute 10

SOURCE DE YARKON ISRAEumlL

ONO

PROFIL TRANSVERSAL DE LA FORMATION DANS LES MONTS DE JUDEE

Meacute ri i terraneacute e VAVHE

Plsst

J Aquifegravere

(Pleacuteistocegravene (Gregrave

Roches

es M (Neogene Neogsh _ deg

(Schistes

Sench

CeLraquostdol

2J impermeacuteables

(Seacutenonien

raquoraquoraquobull

Eocch

(Marnes crayeuses

(Turonien-Ceacutenomanien (calcaires et dolomites

(Craies (eacuteocegravenes (semi-(impermeacuteables

Q - (Ceacutenomanien infeacuterieur 1 (Dolomites

L e s h (Creacute t aceacute i n f eacute r i e u r ( S c h i s t e s

(dxtAaUL du Document Ccedil 513^1 )

TABLEAU 7 REALISATIONS EN PAYS EN VOIE DE DEVELOPPEMENT A CLIMAT SEMI-ARIDE

i r~ I I i l I I I i l I PAYS LOCALISATION | EAU | GEOLOGIE | VOL AQUI| DISPOSITIFS |COLMA |TRAIT | PERFORMANCES | PRIX |

i I I I lt i I i I I I I I l i i j Algeacuterie jvalleacutee de loued | R |deacutepots alluviaux | 20 agrave 30 (ameacutenagements du | P | I 510deg m3an | |

iBiskra I I 1 n6 bdquo | H t de loued I I I i l | |(voir fig 11) | | 10 m3 I I I I I 1 1 I I I I I I I I I

Notations

R = eau de riviegravere p = colmatage physique

114

FIGURE 11

VALLEE ALLUVIALE DE BISKRA (ALGERIE)

^r Meacutediterrans

Figure 11 Valleacutee a l luv ia le de Biskra

Echelle

bull M M iumllaquoklaquo

((LxtnaLt du Document Ccedil 513^1)

TABLEAU 8 REALISATIONS EN PAYS EN VOIE DE DEVELOPPEMENT A CLIMAT TROPICAL

l i t i i | PAYS | LOCALISATION | EAU | GEOLOGIE |VOL AQUI | DISPOSITIFS ICOLMA (TRAIT j PERFORBANCES | PRIX |

i i i l i l i i I I 3 I I Inde |Ahmedabad | R | sable (voir f i g 12) | Ipuits dans l e | PB | 1 | 4 5 10 m3jour dinves-| I I I I i 1 l i t de la j j | [ t i s se - | I l I I 1 Iriviegravere | j j jment | I l I I 1 |(voir fig 13) | j j (faible |

1 1 1 I l I I I I

Notations R = eau de riviegravere P = colmatage physique B = crvlmatagccedil hi ni odegique

1 = traitement primaire

bull bull bull bull bull bull

- 115 -

Crosraquo Stetions or tnraquo Sobormali Rivraquor Ot Ahmlaquodotgtod

Aerosi SubhojSBridnt MorScolraquo llOO O lOO 200

O _ 1 _

IO 20

Ver Scolt

SuSfiojhBridsraquo^

RraquofraquorraquofHraquo I I Riraquo to cucircc

groicircnraquod aond lil Sandvrm sill

E 3 Qov wlth raquoirt

Acraraquo Gond 8ridyraquo

J FIGURE 1 2

Sub-surface section or the Sabarmati River bed poundt Ahmedabad as seen in boring during_ the construction of road bridges across the river Data supplied by Ahmedabad Municipal Corshyporation and PWD Govt of Gujarat

FIGURE 1 3

Map of Ahmedabad city shorring locations of Municipal tubcwcll stations (open circlcs) and privatc tubcwclls (closcd circlcs) In the inset a schematic diagram or the suggested injection rcchargicircng scheme is stiown Pairs of double circlcs along the river indicnc pairs of vater supply and injection wclls

Schcmofic diogrom of tbe propoj icircd siphon rechorge schsrae for-tt)8 Ahmtdobod City

-Injection well -Cblorinofor

Ahmedobod City location pion o f tubewolU

Raferlaquoncel Roilwoy lene

mdash AbodMunlimit bull Privofetubewella 0 Mun Corpo

tubraquowlaquoij Sets orwot^r supply and injac-

AirPOrtA lonwlaquoH

(poundxtjiaJjt4 du Document Z 13312c) bull bull bull bull bull bull

- 116 -

B - INSTALLATIONS DE RECHARGE ARTIFICIELLE AYANT POUR OBJECTIF LE

SOUTIEN DUNE NAPPE DEAU SOUTERRAINE

1 ) LLite de jjz^tallatioiV4

(1

(2

(3

(4

(5

(6

(7

(8

(9

(10

(U

(12

(13

via

(15

(16

(17

(18

(19

Lettonie URSS

Lituanie URSS

Bacircle Suisse

Nappe du canton de Genegraveve Suisse

Donzegravere Mondragon France

Appoigny France

La Moulle France

Menuma Japon

Niigata Japon

Hodcgaya Japon

Wiesbaden RFA

Dortmund RFA

Haltern RFA

Hardham Grande-Bretagne

Peacuteoria USA

Valleacutee de la Durance France

Flushing Meadows USA

Fresno USA

St Croix Virgin Islands

(G 51341)

(G 51341)

(G 51341 F 2028)

(6618945)

(G 51341 F 2028)

(G 51341 F 2028)

(6627873)

(G 51341)

(G 51341)

(G 51341)

(G 51341)

(G 51341)

(G 51341)

(6622466)

(F 2028)

(G 51341 F 2028)

(G 6230)

(6616816)

(6614931)

2) Le tab-leau cL-apie donne la reacutepartition suivant le climat et le niveau de deacuteveshyloppement des pays concerneacutes des installations preacuteceacutedentes

NB il est inteacuteressant de remarquer que toutes les installations reacutepertorieacutees ont eu lieu en pays industrialiseacutes ce qui est logique car ces pays ont des besoins en eau tregraves importants donc exploitent largement leurs reacuteserves soutershyraines

Les installations de recharge artificielle pour le soutien de nappe dans le pays en voie de deacuteveloppement ne sont quagrave leacutetat du projet qui verront certainement le jour avec laugmentation des besoins en eau de ces pays

3) LeA tableaux 9 agrave 13 donnent pour chaque cas de climat et de niveau de deacuteveloppeshyment quelques caracteacuteristiques des installations correspondantes

- 117 -

NIVEAU DE CLIMAT ^ P J L V E L O P P E M

TEMPERE

CONTINENTAL

MEDITERRANEEN

SEMI-ARIDE

ARIDE

TROPICAL

INDUSTRIALISE

(1) (2) (3 ) (4 ) (5 ) (6 ) (7) (8) (S) (10) (11) (12) (13) (14) ( t a b l e a u x 9 e t 9 b i s )

(15) ( t a b l e a u 10)

(16) ( t a b l e a u 11)

(17) (18) ( t a b l e a u 12)

(19) ( t a b l e a u 13)

EN VOIE DE DEVELOPPEMENT

TABLEAU S REALISATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT TEMPERE

I l I I I I I I I 1 j PAYS | LOCALISATION | EAU | GEOLOGIE |VOL AQUI | DISPOSITIFS |C0LMA |TRAIT | PERFORMANCES | PRIX 1 1 1 1 1 I l i l i l 1 1 1 1 | URSS iLettonie | L lAlluvions e t deacutep6ts | |Bass ins 1 P-C | Preacute | 0 7 agrave 10 mjour | j | 1 |morainiques 1 | ( v o i r f i g 14) | | | | 1 1 1 1 i i i i I I I I I 1 | URSS iKaunas (Lituanie)1 R |Plaine a l l u v i a l e | |Bass ins | P | P r eacute agrave l | 2 8 agrave 005 njour | | | j i ( v o i r f i g 15) j j ( vo i r f i g 15) j j j j I l I I 1 I I I 1 1 1 I I 1 1 1 1 fi 1 | Suisse |Bacircle 1 R |Pla ine d a l luv ions | |Fosseacutes 1 P | 1 | 65 x 10 m3an |de r e -j j | | f l u v i o - g l a c i a i r e s | | (vo ir f i g 17) | j | | v i e n t j 1 i j (vo ir f i g 16) j j I I I |0 0242 1 I I I I I I I I Ipar m5 1 1

| Suisse j Canton de Genegraveve 1 R 1 Deacutepocircts morainiques j 18 10s ra3 JBassins et j P j 1 j 13 x 106 m3an jde re-| |(voir f ig 18) | | | jdrains | j j jvient 1 1 I I I I I I I j10 agrave 14 1 1 I I i l I I I Icent 1 1 I I I I l i t |suisses 1 1 I I I I 1 1 1 Ipar n3 1 1 1 i l i i 1 1 I I I 1 | France |Donzere-Mondragon| R lAlluvions f l u v i a - |105 10 m3 |Fosses d i n j e c - | P | Preacute | 8 5 m3s |charges I i I j t i l e s (vo ir f i g l 9 ) i j t ion 1 | j jd expl I I I I j j(voir f ig 20) j j j J400000F 1 1 I I I I I I I Ipar an 1 1 1 1 1 1 3 1 I 1 | France |Appoigny 1 R lAlluvions f l u v i a l e s 1180 10 m3 |Bass ins agrave s a b l e | P | Preacute |1000 m3jour | i l i i i j l v o i r f i g 21) j i j | 1 1 I I I I 1 1 1 1 France La Moulle R iCraie fissureacutee Bassins agrave sablei P 1 16IO6 m3an

(voir fig 22) (voir f ig 23) (10000 m2) J

- 118 -

FIGURE 14

PLAN DES OUVRAGES HYDRAULIQUES DE BALTEZERS REPUBLIQUE SOCIALISTE

SOVIETIQUE DE LETTONIE

(SxtnaJJ du Document Q 513^1 )

- 119 -

FIGURE 15

INSTALLATIONS DALIMENTATION ARTIFICIELLE DEIGULAI REPUBLIQUE SOCIALISTE

SOVIETIQUE DE LITUANIE

Legeiuiuml

1 Puits dexploitation 2 Puits dobservation 3 Station de pompage h Bassin dinfiltration

aglQ23 ^

A VA l

tma

Gravxer

S a b l e

Y777 T e r r e g r a s s e

7 Sab le mecircleacute de t e r r e g r a s s e j

(ExtAaJut du Document Ccedil 513^1 )

bull bull bull

- 120 -

FIGURE 16

COUPE HYDROGEOLOGIQUE DU SITE DE LA HARD (MUTTENZ-BALE)

giicircpositif tjltgtfitrjtun

II l VV95m v -bull bullbullbullbull

bullbull- bullbull -yf---w ^ ltbullraquo bullbull(vs5 bullbull A--raquo-

FIGURE 17

PLAN DE LAMENAGEMENT DALIMENTATION ARTIFICIELLE DE LA

NAPPE DE LA HARD (MUTTENZ-BALE)

OAcircUE Ccedily Prise en r7ytera

copy_ Station filtrante

(D_ Conduite dteu fiitrio

QFossucircn dinnltrction

_ Puits diuml repreumlso

copy Reacuteservoir deau poiumltUe et stetion de pampago

_ raquo _ l^ tajw _ J I _ 2Ttftipe

ttUTTENZ PHATTELH

leuroxtnaAgravejLi du Document h 2028)

- 121 -

FIGURE 18

PLAN DE SITUATION DE LA NAPPE DE LARVE ET DES OUVRAGES

I Fronlentx 2 Florencs 3 Corouga 4 Vmty (pont) S Veuy (uagravenraquo) 6 Trains

7 SooMnraquo dAnraquo 8 Perly 9 Sorol 10 Veyriat (Franc) il Gcitlard (F) 12 Crochu (F) 13 Veiraquo (F) bull Pulrs -J- PirKgtfnagravegtrraquo

x x

^ f Noppe deacute ^ rAilordonV x+ +

(E-xtnaiA du Document 66189^5)

Echees _ J l C T

lOOm

iroo-iVraquo SOCn-Vs

FIGURE 19

SCHEMA DE LALIMENTATION

ARTIFICIELLE A DONZERE-MONDRAGON

(ampctnaLt du Document h 2028)

m bull bull bull bull bull

- 122 -

FIGURE 20

DISPOSITIF DINJECTION

G r i l l e de f i l t r a t i o n Canal

d a l i m e n t acirc t P u i t s d i n f i l t r a t i o n

Gravier compacteacute bull-v ( 1 0 - 3 0 mm) --- -s

-~ii

Tuyau p e r f o r eacute - - iicirc TE ( D i a m egrave t r e bullbull - ^ -^ 056 m) bullbullbullbullf-_-_-|

bullAlluvions -(profondeurr 8 -18 megravetres)

^S^UMSIumlEATUi-l IMPERMEABLE

lCxtnoJJ du Document Ccedil 513^1)

123 -

FIGURE 21

NAPPE DE LA VALLEE DE LYONNE A APPOIGNY FRANCE

bulllt

Station de pompage - M

JC3 puits raquoP

Prise deau

Bac de deacutecantation

bull

laquo i

laquoiuml bullOi

Pompe de r e p r i s e

bullQtrademdashpieacutezomegravetre No

(ExtAOAgraveA du Document Ccedil 513^1)

FIGURE 22

GRAVELKES bull^IumlOUNKERQUS

bullEAU INDUSTRIELLE i l ] LAC DE BELLEVUE

LILLE

USINE DE FABRICATION DEAU POTABLE DcMOULLE

VALENClHWNHS^raquo

OOUAraquo tk^in y v

(poundxtsi(LUt du Document 6627873) bull bull bull bull

- 124 -

FIGURE 23

COUPE GEOLOGIQUE DU BASSIN VERSANT DAPRES BRGM

20N5 OAV5 lAOJElLE LA -1APPE DE IA CH-OE EST CAPtlVc SOUS IcircE TEfWKJraquo TEariUSH

Surface d la nap4 en mars-avril 1357

la nappa en mai 1072

TABLEAU 5 BIS REALISATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT TEMPERE

| PAYS | LOCALISATION | EAU j GEOLOGIE jvOL AQUI | DISPOSITIFS |COLHA jniAIT j PERFORMANCES | PRIX |

j Japon JMenuma | R JDiluvium j |Pu i t s d i n - | P-C | 2 |4 000 m3Jour j j j j t vo i r f i g 24) j j t vo i r f i g 24) j j j e c t i o n I I I i l

j Japon JNiigata 1 R JDiluvium j gt 120 10 5 m3 jPui t s d i n j e c - | P-C j 2 j20000 m3Jour jde r e - j j j t vo i r f i g 25) | j t vo i r f i g 25) j j t ion j j j jv ient j i l i l j j tvo ir f i g 2 5 ) | j j |0 02 $ j j j I I 1 1 1 1 j 1 i3 |

j Japon JHodogaya j U JDiluvium | |Pu i t s d i n j e c - j C | 2 J35 m3h j j i l j j 1 U i o n 1 I i j j i i i l j j tvo ir f i g 26)j j j j j

j RFA IWiesbaden | R JAlluvions f l u - j jflassins |P-C-B j 1 jlOO 10 6 m3an i I j i i j v i a l e s j j tvo ir f i g 27)j j j j j i l i j t v o i r f i g 27) j j j i j j j

| RFA JDortmund j R JAlluvions f l u v i a - j JBassins j P-B j Precirc jlOO 10 6 m3an jde r e - j j | j j t i l e s j j tvo ir f i g 28 ) j j j jv ient j j | | j t vo i r f i g 28) j j 1 i | |entre | j i i l i l i i i i deg gt 0 3 e t i i i i i i i i i i i 0 raquo 0 9 i 1 j I I j 1 i i |Par bull i

RFA Sables de Haltern L Sables profonds e t 108 10 s m3 Bassins Preacute 44 10 6 ngt3an (vo ir f i g 29) a l luv ions de (voir f i g 29)

1 t recouvrement [ I I I l

1 CB lHardham (Sussex) j R jSable-limoneux j |Bass ins j P j Precirc J26OO0 m3jour j j 1 1 I I I I I I I I I

Notations

Eau R raquo= eau de riviegravere U s eaux useacutees

Colmatage P raquo colmatage physique C raquo chimique B - bull bol ialt

Traitement Preacute = preacutetraitement 1 primaire 2 s secondaire

- 125 -

FIGURE 24

PROJET DINJECTION DE MENUNA JAPON

CARTE HYDROGEOLOGIQUE DE LA PLAINE DE KVANTO

Zone d a l i m e n t a t i o n des nappes c a p t i v e s

Zone de c i r c u l a t i o n des eaux douces c a p t i v e s

Zone d e a u x s o u t e r r a i n e s s e m i - c o n n eacute e s

TTTT-

200

Eaux souterraines coloreacutees du groupe de Kazusa Direction principale du courant des eaux douces souterraines

Limite infeacuterieure des deacutepocircts du plio-pleacuteistocegravene du groupe de Kazusz

Aluvions

Roches preacuteshytertiaires

PROFIL GENERALISE AB Groupe Kazusa

(Plio-pleacuteistocegravene)

(ExtnaiA du Document Ccedil 513b1) bull bullbullbullbull bull

- 126 -

FIGURE 25

PROJET DINJECTION DE NIIGATA - JAPON

C a r t e i n d i q u a n t l e m p l a c e m e n t d e s d i s p o s i t i f s d i n s e r t i o n

J D i s p o s i t i f s d i n j e c t i o n

B a s s i n de d eacute c a n t a t i o n

P r o d u i t s c h i m i q u e s p o u r l e t r a i t e shyment

^V^AJi-^r 1^^ 6 ^ e ^ e a u b r u t e

C ugrave-

i l i Vlaquo

I1III

P l a i n e c ocirc t i egrave r e Beacutegions montagneuses

(C-xJjiaUi du Document Ccedil 513U1 ) bull bull bull bull bull bull

- 127 -

FIGURE 26

INSTALLATION DINJECTION DE HODOGAYA

cp Vanne darrecirct ^

Pompe

R eacute s e r v o i r d e a u

G r a v e t t e f i l t r e compacteacute

Figure puit

JAPON

montrant la s dinjection

Tokyo zone m

struc Mo 1

eacutetrop

ture des et 2

olitaicircne

(ExtaaU du ucircocumertf Ccedil 51)^1 ) bull bull

- 128 -

FIGURE 27

POMPAGE DEAUX SOUTERRAINES ARTIFICIELLES A SCHIRSTEIN WIESBADEN

r JD

s u r l e Rhin

copy S t a t i o n de pompage copy P u i t s copy B a s s i n de d eacute c a n t a t i o n copy B a s s i n d i n f i l t r a t i o n copy Leveacutee

VALLEE DU BHIN WIESBADEM REPUBLIQUE FEDERALE DALLEMAGNE

lpoundxtAaJJL du Document Ccedil 57J47 )

- 129 -

FIGURE 28

INSTALLATIONS DALIMENTATION ARTIFICIELLE DE DORTMUND

BaBs in de d eacute c a n t a t i o n

P r eacute f i l t r e agrave g r a v i e z

mmmzm Substratum impermeacuteable

YSSSSSS Surfaccedile de la nappe phreacuteatique avant

bullbullbull 1 alimentation artificielle bull Surface de la nappe phreacuteatique apregraves lalimentation artificielle

bdquo+teacirce 1 a Lippeltx

N o t e laquobullmdash iy

Pour approvisionner les villes ~ bullgtegt G-Agrave et les industries on pompe dans la valleacutee de la Ruhr hlO millions de m-2 deau par an dont

320 millraquo de m2 dans lEnvscher 82 mill de m^ dans lu Lippe 6 millraquo de nvi dans la Vupper

et 2 millraquo de m dans la cuvette dEms

VALLEE DE LA RUHR REPUBLIQUE FEDERALE DALLEMAGNE

ouvrages hydrauliques

lx+ialt du Document Ccedil 513^1)

Lac artificiel

Bassin draquoinfiltra- puits de

tion pompage

Bassin dinfiltrashytion

I I

Surface pieacutezomeacutetrique avant lalimentation artificielle

Surface pieacutezomeacutetrique apregraves lalimontation artificielle

~

Sables de Haltorn

Carte de la reacutegion

DISPOSITIF DALIMENTATION ARTIFICIELLE DE HALTERN

REPUBLIQUE FEDERALE DALLEMAGNE

Cologne (K51n)

DlaquossEicanrgt

lExtnaAJi du Document Ccedil 513^1 )

- 131 -

TABLEAU 10 REALISATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT CONTINENTAL

I PAYS j LOCALISATION | EAU | GEOLOGIE | VOL AQUI | DISPOSITIFS | COIJU | TRAIT j PERFORMANCES I PRIX

T USA Peacuteoria (Illinois) R sables et graviers

(voir fig 30) Bassins agrave sable (voir fig 30)

AP Preacute JlO000 m3jour |de re-|vient 10008 FF| jpar rn3

Notations

R = eau de riviegravere P = colmatage physique A = colmatage ducirc aux algues

Preacute = preacutetraitement

FIGURE 30

PLAN ET COUPE DUN BASSIN DINFILTRATION DE PEORIA

Oacsm

mm f^-C^t

i - j laquo m r vsi bullbull bull bullgtraquo bullbullbull gt-r-mdash ~T -- -v bullbull-

JiiC^U-1 vv-------- bull t )- c bullbullsvcbullbull - bull bullbull -bullbull ^Vbullbullbull^bull^iT v^gt^7bull^^T-~----Trrbull^^-^-^-J-C^bullbullbull

Echelles United)

Arriveacutee dcui- Ijriiire

(Existait du Document t 2028)

- 132 -

TABLEAU 11 REALISATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT MEDITERRANEEN

PAYS I I I I I I j LOCALISATION | EAU | GEOLOGIE | VOL AOUI | DISPOSITIFS j COLHA

1 1 1 TRAIT | PERFORMANCES | PRIX |

Valleacutee de la Durance (Voir fig 31)

R Alluvions fluvia- gt 800 10 m3 Puits dinjec- P tiles tion

(voir fig 31)

830 1s

I

Notations

R raquo riviegravere P = colmatage physique 1 = traitement primaire

TABLEAU 12 REALISATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT ARIDE

| PAYS

USA

| USA

1 | LOCALISATION

Flushing Meadows

1 1

JFresno |(voir fig 33) 1 1 1

EAU

bull

R

1 | GEOLOGIE

Sable grossier et graviers

1

|Alluvions reacutecen-jtes dorigine |granitique 1 1

1 | VOL

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

AQUI 1 | DISPOSITIFS

Bassins (voir fig

1

|Bassins 1 1 1 1

32)

1 |COLMA

PB

1 1 1 1 1 P 1 1 1 1

1 |TRAIT

gt 1 1 | 1 | Preacute 1 1 1 1

1 | PERFORMANCES

35 m3s

1 1

|15 10 m3an 1 1 1 1

1 1 | PRIX j

1 1 1 1 de re- j vient 000432 jpar m3 j

1 i |de re- | jvient j |00142 | jpar m3 | 1 1

Notations

R laquo eau de riviegravere U = eaux useacutees

P =raquo colmatage physique B = colmatage biologique

2 raquo traitement secondaire Preacute = preacutetraitement

bullbullbullbullbulllt

- 133 -

FIGURE 31

BASSE VALLEE DE LA DURANCE - FRANCE

TARASCON

Limi t e s de l a p a r t i e c a p t i v e de l a format ion a q u i f egrave r e ( sous des d eacute p ocirc t s a r g i l e u x s u p e r f i c i e l s )

I n s t a l l a t i o n s d i n j e c t i o n ~^mdash P r o f i l eacute t u d i eacute

ipoundxtncuit du Document Ccedil 513^1 ) bull bull bull bull bull bull

- 134 -

FIGURE 32 SCHEMA DU PROJET DE FLUSHING MEADOWS ^-x

R eacute g u l a t e u r d e p r e s s i o n

A l i m e n t a t i o n

Canal dameneacutee Digue

Bassin V T

IOI JΠJLIumlL

=r~w5i bd alt

bull

Puits Ndeg bull 1

50

bull -ltgt

bullbull 3-4

5-6

100 megravetres

I

B _

3=

Tuyau de drainage

J^ Puits Est

Puits

FIGURE 32 BIS SYSTEME DES BASSINS DINFILTRATION SUR CHAQUE COTE DU LIT DE LA RIVIERE ET DES PUITS AU CENTRE POUR POMPER LEAU REGENEREE

Lit de la rivi egravere

horizon imperxeacuteable

(poundXpoundACLUgraveL4 du Document Ccedil 6230) bull bull bull bull

- 135 -

FIGURE 33

ZONAL RESPONSE IN WATER TABLE HYDRAULIC HEAD AND WATER QUALITY

AROUND THE CITY OF FRESNO CALIFORNIE

(poundxtnltzijt du Document 6616816)

TABLEAU 13 REALISATION EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT TROPICAL

i PAYS

USA

i | LOCALISATION |

St Croix (Virgin Islond)

Notations

EAU

U

| GEOLOGIE

Alluvions (voir fig 33 Bis

1

VOL AQUI DISPOSITIFS

Bassins (voir fig

33 Bis)

1 ICOLMA

1 1 PB

1 1 1

1 | TRAIT

1 1

1 1 1 1

PERFORMANCES

38000 n3jour

1 1 1 PRIX |

[de re- [ vient 05602 [par m3

U = eaux useacutees

P = colmatage physique 8 = colmatage biologique

1 = traitement primaire

- 136 -

FIGURE 33 BIS

GEOLOGY OF THE GOLDEN AND NEGRO BAY RECHARGE SITES

i ^ mdash E i f t t a N laquo y o Bay gt ^ bullbull bull Esurraquo Goldltn Grcraquoraquo bull gt

rtorironiai ugraveiitanc ifti

(poundxtialt du Document 661^931 )

bull bull bull bull bull bull

- 137 -

- INSTALLATIONS DE RECHARGE ARTIFICIELLE AYANT POUR OBJECTIF LA

CONSTITUTION DUNE BARRIEgraveRE HYDRAULIQUE CONTRE LINTRUSION

DEAUX SALEacuteES

1 ) L-Lite deA inAtaHaiJonA

(1

(2

(3

(4

(51

(6

(7

(8

(9

(10]

(11

(12)

Long Island USA

Zandvoort Pays-Bas

Tokushima Japon

Water Factory 21 USA

Palo Alto USA

Burdekin Australie

Kalauoo Hawaiuml USA

Dashte Naz Iran

Tanger Maroc

Telbaulba Tunisie

Sebikotane Seacuteneacutegal

Bas Togo Togo

(F 2028 G 51341 G 17874)

(F 2028 G 51341)

(G 51341)

(G 6212 5603546)

(G 6212)

(F 40332 G 51341)

(G 51341)

(Ground Water Ja-Fe 1977)

(F 2028 G 51341 6600101)

(G 6757)

(G 51341 5600835)

(G 51341)

2) Le tabMeau cL-apieA donne la r eacutepar t i t ion des i n s t a l l a t i ons preacuteceacutedentes suivant l e climat et l e niveau de deacuteveloppement des pays concerneacutes

3) LeA tabteaux 1b agrave 19 donnent pour chaque cas p a r t i c u l i e r de climat et de niveau de deacuteveloppement quelques carac teacuter is t iques des i n s t a l l a t i o n s correspondantes

Tableaux 14 agrave 16 r eacutea l i s a t ions en pays indus t r i a l i seacute s

Tableaux 17 agrave 19 r eacutea l i sa t ions en pays en voie de deacuteveloppement

- 138 -

- ______^ NIVEAU DE CLIMAT -^CEVELOPPEM

TEMPERE

CONTINENTAL

MEDITERRANEEN

SEMI-ARIDE

ARIDE

TROPICAL

INDUSTRIALISE

(1) (2 ) (3 ) t a b l e a u 14

(4 ) (5 ) t a b l e a u 15

(6) (7) t a b l e a u 16

EN VOIE DE DEVELOPPEMENT

(8) t a b l e a u 17)

(9 ) (10) t a b l e a u 18

(11) (12) t a b l e a u 19

TABLEAU 14 REALISATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT TEMPERE

C I I I I I I I I I I PAYS | LOCALISATION | EAU | GEOLOGIE | VOL AQUI | DISPOSITIFS |COLHA |TRAIT | PERFORMANCES | PRIX |

1 1 I I I I I 1 1 1 I I I I I I I I I | USA | Bay Park | U |Sable a r g i l e | gt 1200 10 9 m3|Puits d i n j e c - | PCB | 3 |13 agrave 25 1s | | | | Long Is land j | sab le argi leux j | t i o n I I I 1 | | (voir f i g 34) | | ( v o i r f i g 35) | | I I I I I

| Pays-Bas | Zandvoort j R |Plaine l i t t o r a l e | ) 4 5 10 9 m3 jcanaux e t j P j Preacute j 70 10 m3an jde r e -| j | | e t dune | jbass ins | | j | v i en t | | | j (vo ir f i g 36) j j fvo ir f i g 36) j j j |0 245

1 I I I I I I I lFFn3 1 1 1 1 II 1 1 1 II 1 1 1 1 1 1 1

Japon | Tokushima | R |Plaine l i t t o r a l e | |Pu i t s d i n j e c - | P | 2 | 20-25 n3heure | j (vo ir f i g 37) j jdiluvium | j t ion I I I 1 | | |(voir fig 37) | | I I I 1 1 I I I I I I I 1 Notations

R = eaux de riviegravere U = eaux useacutees

P = colmatage physique C = colmatage chimique B = colmatage biologique

Preacute = preacutetraitement des eaux 2 = traitement secondaire 3 = traitement tertiaire

- 139 -

FIGURE 34

LOCATION OF THE BAY ARTIFICIAL-RECHARGE SITE

(C-xtnaAJL du Document Ccedil 5211 )

FIGURE 35

Nord Sud Atlantioue

A r g i l e

^Zdia^) cfe fBe c 0

G r a v i e r

Sable argile sable argileux et limon S a b l e

Roche c o n s o l i d eacute e

lCxtaaJJ- du Document Ccedil 513^1 )

- 140 -

FIGURE 36

NI

n

Limite de la zone s captage

Limite des dunes

i

gt

Mer du Nord Dunes Polder du Lac de Haarlem

urbe ^^y-Lentilles Sables du plexs^ - T tocene ^ ^^aargile

---bullbullbullbull bull-bull-bullbullbullbull ejjgt---gt ltamp ltbull bull v- bullbullbullbull

gt--gtV^

^ampm$^amp^3^amp$^

ZANDV00RT PAYS-BAS

(CxtAaU du Document Ccedil 513^D bull bull bull bull bull

- 141 -

FIGURE 37

Aff l eu remen t s du s u b s t r a t r ocheux

_ _ p r o f o n d e u r du s o c l e rocheux ~ ( c o u r b e de n iveau ) 1ampampampVJ-~- Teneur en Ci s u p eacute r i e u r e agrave

bull Fo rage

copy P u i t s d i n j e c t i o n

TAKASE Deacutepocircts argileux superficiels HATSUMO

icirc l e r

PROJET DINJECTION DE TOKUSHIMA JAPON

fts^ k=eacutepoundagrave amp ^

Tokushima (sur Shikoku)

(6x-tzltzlt du Document Ccedil 513U1 )

- 142 -

FIGURE 38

ORANGE COUNTY CALIFORNIE

bullv KCCU CQ

5Au BtewAepiuo co

raquo _

eiVcZ^iPE- co

0

PIE60 1 l [ IMPERIAL CO i

_ 1 -T-

A i

(CxtacuJ du Document 56035^6)

TABLEAU 15 REALISATIONS EH PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT MEDITERRANEEN

r 1 i PAYS | LOCALISATION | EAU | GEOLOGIE

1 1 1 1 1 1 |VOL AQUI | DISPOSITIFS |COLMA | TRAIT | PERFORMANCES | PRIX

Water Factory 21 U Deacutepocircts marins et Californie continentaux mal (voir fig 38) consolideacutes

Puits dinjecj PB 3

(voir fig39)

066 IJI33

USA Palo Alto (voir f ig 40)

U Sables et jgraviers

I Puits dinjecj PB 6 1s

|(voir fig40)| I I

Notations

U = eaux useacutees

colmatage physique colmatage biologique

3 = traitement tertiaire

bull bull bull bull i

- 143 -

FIGURE 39

FLOW SCHEMATIC AND SAMPLING LOCATIONS FOR WATER FACTORY 21

LIQUID PROCES3IWG

C H E M C A L K I T R O S c N RECARSON-I __ _ icirc ACTIVATES bullDiSlNFECIiCV amp j CLARIFICATION j REMCVAL ATCN [ FILTr^siO^I CARBON 0poundMIKERASJZpound7Gricirc

t t fAOSQPPTiCtt

CAP80H 70 HIcircUSr

bull lt

lJCCTtOlaquolaquo wCLLS

bull laquo C Y C L E

PUMraquoS

S0L1DS HANOLING INJECTIONraquo SYSTEM

bull bull bull bull bull bull

- 144 -

FIGURE 40

PLAN 0F GROUNDWATER RECHARGE FACILITY IN THE PALO ALTO BAYLANDS

msmm FRAgraveSCISCOcircI

0 u

El 6k

PALO ALTO

copy

-e-o

LEGEND

EXTRACTION WELL

INJECTION WELL

MONITOft WELL

lpoundyLtnaLt du Document Q 6212)

- 145 -

TABLEAU 16 REALISATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT TROPICAL

1 f~^ 1 1 1 1 PAYS | LOCALISATION | EAU | GEOLOGIE | VOL AQUI | DISPOSITIFS |COLMA |THAIT j PERFORMANCES | PRIX

Australie Delta du Burdekin Delta avec 345 109 m3 Trancheacutees agrave Preacute (voir fig 41)

-h i

JKalauao Hawaiuml

deacutepocircts alluviaux

I I I I

sable (voir fig41

I Bta2) I H

40 agrave 100 106

m3an des in-vestis-jsements 2 106$

USA jcocircne volcanique 4800 10 in3 Retenue deau (basalte) (voir fig43) (voir fig 43)

120000 m3jour

Notations

R = eaux de riviegravere

P w colmatage physique

Preacute = preacutetraitement

FIGURE 41

CARTE GENERALE

bull Ui KlaquoraquokM

(ExtzaLt du Document Q 513^1 )

- 146 -

FIGURE 42

LOCALITIES OF RECHARGE TRENCHES IN BURDEKIN DELTA

FIGURE 43

TYPICAL CROSS SECTION OF A TRENCH

IpoundxtnaAgraveJbi du Document h U0332)

- 147 -

FIGURE 44

COUPE SCHEMATIQUE MONTRANT LES SOURCES DEAU DE HONOLULU

P u i t s d e K a l a u a o H a w a i i E t a t s - U n i s d A m eacute r i n u e

E c h e l l e

-2snmdash P r eacute c i p i t a t i o n (rrr)

- laquo laquo - - L i g n e s d e n i v e a u p i eacute z o m eacute t r i q u e ( c m )

(SxiAaJJ du Document Ccedil 513^1 )

- 148 -

TABLEAU 17 REALISATIONS EN PAYS EN VOIE DE DEVELOPPEMENT A CLIMAT TEMPERE

1 PAYS | LOCALISATION

j r

GEOLOGIE | VOL AQUI | DISPOSITIFS | COLHA | TRAIT | PERFORMANCES | PRIX

Iran iDashte Naz | N |Sables | jtvoir f ig 45) bull j jtvoir f ig 46) j

I I I I

|Puits din- j jjection j |(voir f ig 47) |

|200 1s I I

N = eau de nappe

FIGURE 45

DASHTE-NAZ FARM AREA

V--

I R A Q

S A U 0 1 A R A 8 I A

MIOOLE EAST AREA

(poundxpoundnaUt4 de VattLcAe do OS W-LLLLaniA pcuiu darvi Qiound Wateji Qa-Fe 1977)

- 149 -

FIGURE 47

CROSS SECTION OF TYPICAL INJECTION WELL

FIGURE 46

RELATION BETWE FRESH AND SALINATED

AQUIFERS IN DASHTE-NAZ

CAS-OH I f A

-bull C -r- ~ - = S ^ trade j f - iuml x bull bull 0 L

_ _ - ^ Fgtistoi cdHgtjkta wi(raquo gtlaquo-raquoai

fx-6iltxiXltJ de VantXcle de pound)poundbull WLilLami paMu dan Ccediliound Wateji Ccedila-Fe 1977 )

bull bull bull bull bull bull

- 1 5 0 -

CARTE GEOLOGIQUE DU CHARF-EL-AKAB

Echelle - ltm

QUATERNAIRE

Allumions

1 I Sable Je couverture

~gt---iuml 1 Sable de phje

1degdegdeg1 Gregraves marin

ANTEQUATERNAIRE

- j Gregraves lortonhn

bullpound3 Gregraves 1 vmucirc Arjiitesj

F-^- Marnes eacuteocegravenes

ugravediens

Mcrres schisteuses secircnonicircennss

bullif- ocircondacss dexploitation t Fesseacutes dabsorption

copy Pieacutezomtlrts G Diachse dinjection

evccedilraquo V^=gt-iuml

EXHAURE ET REALIMENTATION

ARTIFICIELLE DE LA NAPPE DE

CHARF-EL-AKAB (TANGER)

SCHEMA DE PRINCIPE

(poundxJyiaUA du Document 6600101 ) bullbullbullbullbullbull

- 151

TABLEAU 16 REALISATIONS EN PAYS EN VOIE DE DEVELOPPEMENT A CLIMAT MEDITERRANEEN

1 | PAYS

1 1 1 Maroc 1 1 1 1 1 Tunisie 1 1

1 | LOCALISATION

1 1 |Tanger 1 1 |Telboulba 1 1

1 | EAU

1 B 1 1 I 1 1 F 1 1

1 1 | GEOLOGIE | VOL

I 1 1 1 s ICuvette littorale|6 10 Iseacutedimentaire | |(voir fig 48) | | 1 i |Sables fins avec | (couches dargile | i i

AQUI

m3

1 1 | DISPOSITIFS |

1 1 1 |Fosses din- | Ifiltration | |(voir fig48)|

| i 1 i |Pults din- | Ijection | 1 1

COLMA

P

P

1 | TRAIT

I 1 1 1 1 1

1 1-2 1 1

1 | PERFORMANCES

I

1 |106 m3an 1 1 1 1 -|05 10deg ngt3an 1 1

1 1 1 PRIX | 1 1 t 1 1 1 1 1 1 1

1 1 1 1 1 1

Notations R = eau de riviegravere

P = colmatage physique

1 = traitement primaire 2 = traitement secondaire

TABLEAU 19 REALISATIONS EN PAYS EN VOIE DE DEVELOPPEMENT A CLIMAT TROPICAL

1 1 1 1 | VOL AQUI | DISPOSITIFS | COLMA |TRAIT PAYS | LOCALISATION | EAU GEOLOGIE PERFORMANCES | PRIX

Seacuteneacutegal | Sebikotane IRoches carbona- 6010 m3 jRetenue |teacutees karstiques | j(voir fig4SIuml| |(voir fig 49) j | |

+ -+- 4-I

1depandage j

34 10 n3an

Togo Bassin du Bas Togo

Sables dunaires (voir fig SO)

gt 1 4 1 0 S m3 jTerrains 5 6 10 m3an

Notation

R = Eau de r i v i egrave r e

- 152 -

FIGURE 49

ECORCHE DU COMPARTIMENT DE SEBIKOTANE

ECORCHE DU COMPARTIMENT

DE SEBIKOTANE

Rosine infeacuterieur supposa en levraquoJ

i JIumlAMirretir

F N Cad m rcreujf

i rjJ 5AAV t 7srracirces

iKf[^|rT bull | ^T7^WL T Icirc j-r-- r- i - F

jt|l-k bull i T i ^ ^ J iiuml S t e k y X MaUr Guey

(poundxtaU du Document 5600835)

- 153 -

FIGURE 50

PLAINES LITTORALES DU TOGO

Limi te des p eacute n eacute t r a t i o n s UJJJplusmn-LLL d e a u s d e mer ^o

tf C o u r b e s de n i v e a u de l a pound I iuml m i t e iuml h f eacute r i e u r e de l a q u i - ^ bull bull

f egrave r e du c o n t i n e n t a l t e r m i n a l v

E a u de ui(

Oceacutean o

P r o f i l

C o n t i n e n t a l t e r m i n a l

( ^S ta t ion de pompage) T a b l i g b o

Eaux

S-ogt6 W ^

(poundxfrialpound du Document Ccedil 513^1) bull bull bull bull

- 154 -

D - INSTALLATIONS DE RECHARGE ARTIFICIELLE AYANT POUR OBJECTIF

LEacutePURATION NATURELLE DES EAUX PAR PASSAGE DANS LE SOL

1 ) Lutte deA inAtaLlampLLorvi

(1) Bertrange France

(2) Blagnac France

(3) Dangeacute - St Romain France

(4) Ginasservis France

(5) Nancy France

(6) Croissy France

(7) Karlskoga Suegravede

(8) Goteborg Suegravede

(S) Port Leucate France

(10) Boulder USA

(G 2264 bis)

(G 2264 bis)

(G 2264 bis)

(5605250)

(F 2028)

(G 51341 G 3663)

(G 51341 F 2028)

(G 51341 F 2028)

(G 7221)

(G 1681519)

2) Le tabZeau cx-de440uA donne la reacutepartition des installations preacuteceacutedentes suivant le climat et le niveau de deacuteveloppement des pays concerneacutes

mdashbullmdash-___ NIVEAU DE CLIMAT -^DEVELOPPEM

TEMPERE

CONTINENTAL

MEDITERRANEEN

SEMI-ARIDE

ARIDE

TROPICAL

INDUSTRIALISE

(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) Tableaux 20 et 20 bis

(S) Tableau 21

(10) Tableau 22

EN VOIE DE DEVELOPPEMENT

bullbullbullbullbullbull

- 155 -

NB Toutes les installations reacutepertorieacutees ont eacuteteacute construites dans des pays industrialiseacutes Ceci montre bien que face dune part agrave laugmentation des besoins en eau et face dautre partagrave limportance de la quantiteacute deaux useacutees rejeteacutees lalimentation artificielle apparait comme eacutetant un moyen de gestion bien approprieacute

N

3) LampA tableaux 20 agrave 22 donnent pour chaque cas particulier de climat et de niveau de deacuteveloppement quelques caracteacuteristiques des installations correspondantes

TABLEAU 20 INSTALLATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT TEMPERE

| PAYS | LOCALISATION | EAU | GEOLOGIE j VOL AQUI j DISPOSITIFS | COLMA | TRAIT | PERFORMANCES | PRIX

France Bertrange R Alluvions gros- bullBassins agrave PB Preacute 800 m3jour bull 1siegraveres bull bullsable j j Jenviron j

(sables et gra- i itvoir fig51)

1 I I vieuro r s) | i 1 1 I 1

j France 1 Blagnac 1 R JAlluvions gros- | iBassins agrave j PB j Preacute |800 m3jour j | 1 1 Isiegraveres 1 Isable | j lenviron i j j I ((sables et gra- | |(voir figbllj j j j 1 1 I I viers) 1 1 I I I I

France Dangeacute Saint R Alluvions gros- Bassirs agrave PB Preacute 800 n3jour

Romain siegraveres isable [ [environ

(sables et gra- (voir fig51)

r 1 v i e r s ) bull I

j France | Ginasservis j U | 1 |Lagune j PB | 3 |50 m3heure j 1 I (Var) | | 1 Kvoir fig52)| | j |

France Nancy R Alluvions bull Bassins p Preacute 100000 m3j

(voir fig53)

| France j Croissy j R |Craie fissureacutee | |Bassins j PB j 1 |3010 m3an jde revient

| | (voir fig 54) | |sous alluvions | |(voir fig55lj | j |0062 par

1 1 1 |(voir fig54) | | I I I I m3

j | I l 1 9 1 I j I i Suegravede Karlskogo R Alluvions (sables 2 10 m3 Bassins agrave 1 15000 mSjour

(voir fig 56) [et graviers) [ [sable [ [ J J

(voir fig 56) (voir fig56)] j

Notations

R = eaux de riviegravere

U = eaux useacutees

P = colmatage physique

B ~ colmatage biologique

Preacute = preacutetraitement des eaux 1 = traitement primaire 3 = traitement tertiaire

bullbullbullbullbullbull

- 156 -

FIGURE 51

Pt eacute iome t r cm

4 3

4 2 Stiagravettrotum de cateotres marneux tm peu permtobtn ^ -IMPLANTATION -

EcheteViOOO

SP I I I I I I I I I t I rr BOMilt 4raquoJtrotlaquoii

1gtIuml I I M J I I I M I A B

bull Fore 9 bull tf rlaquopi i

laquoraquooo l _ 1 2 0 O

J-raquoraquo

lLxtnaiA du Document Ccedil 226k b-Li)

FIG-52

T iu i teumlu ien t d eacutepuiut iou degraves fcJUii Utgteacutees Urbaines

en vus de Leur recyclage pour la consommation

Scheacutema deprincipe de l installation pilote de GINASSERV1S

ChXraquot olaquoJraquolaquolraquoraquo Otcf lntr iictgtpiraquolraquoraquo

v bull T R A I T E M E N T PRIMAIRE laquot SECONDAIRE

TRAI1EHENT TERTIAIRE

ur

raquo ^ ^ ~ i

C3 J ya amdashraquo f

^ mdash - feu eraquor gtbull bull bull bull bull bull

LACUNE dlaquo r i mj action

(poundxUaU du Document 5605250

- 157 -

FIGURE 53

SCHEMAS EN PLAN ET EN COUPE DE LALIMENTATION ARTIFICIELLE DE LA NAPPE

DE LA MOSELLE A MESSEIN (NANCY)

MoseUe

vers trai

Barrage

25-3 Om | 25-30trade

gt^ |2a3nraquo

f Galerie L J captante

77777777-7777777 Subslratum impermeacuteable

(LxJjiaAgraveJ du Document h 2028)

FIGURE 54

NAPPE SOUTERRAINE DE LA VALLEE DE LA SEINE A CROISSY (FRANCE)

S e i n e Deacutecanteurs

U

P r i s e d eau

F i l t r e s agrave s a b l e

B a s s i n S t a t x o n r _ V e r s l e d m f i l - de _ reseau de t r a t x o n pompage l - d i e t r - i -

1 bution

Craie f i s s u r eacute e

(ExtAcujt du Document Q 513^1 )

- 158 -

FIGURE 55

Usine du PECQ

Prise deau de CROISSY

Chatou 9

bull bull lt - - bull lt iuml gt

FORAGES SLEE bull FORAGES fslJFTl

coupe des terrains suivant A B

a Meuliegraveres e Calcaire grossier b Sables du Stampien f Argiles et sables du Sparnacien c Gases vertes du Sarncisien g Craie blanche Seacutenonienne d Marnes et caillasses h Sables et graviers

(6xtAalt du Document Ccedil 3663)

- 159 -

RESERVOIR DEAU SOUTERRAINE DE KARLSKOGA SUEDE

Carte de l a reacuteg ion

bull w

(ExtnaLt du Document Ccedil 513^1 )

FIGURE 56

SCHEMA DE LALIMENTATION ARTIFICIELLE A KARLSKOGA

(Extnatt du Document t 2028)

- 160 -

TABLEAU 20 BIS INSTALLATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT TEMPERE

1 1 I LOCALISATION | EAU | GEOLOGIE | VOL AQUI

1 1 1 r~ DISPOSITIFS | COLMA | TRAIT | PERFORMANCES | PI

PAYS

Suegravede | Goteborg I I

R |AlIuvlons (sables | jet graviers) | j(voir fig 57) |

Bassins | (voir fig 57) j

| 1 |12000 m3jour I I

Notations

R = eaux de riviegravere

1 = traitement primaire

FIGURE 57

SCHEMA DE LALIMENTATION ARTIFICIELLE A GOTEBORG

Bass in d raquo i n j e c t i o n

Nivlaquo p i eacute z on eacute triccedilju^

v v v V

vSocle cristallin

n M bull

(Cxtnaijt du Document Q 513^1 )

bull

NW Echelle horizontale 1500

PZ5

488 529

590 622-6 28

249-250 HV

360-364-k

482-484

Golel dorgile humifecircre 03cm + golels oxydes

602

690

775-784 810

Lentille dorgile humifecircre 02cm ggft

l ^ g S S J Forte dodeur H2 S 75 926 944

10-1018

1086 bull

1168-12-

1540 L-J

w

Argile humifecircre sableuse

Argile sableuse humifecircre oxydotion ferrique 10

Argile sableuse humifecircre

Deacutebris de- vecircgeacutetoux 10 Traces oxydation 1

Sable tourbeux Deacutebris de bois Soble fin tourbeux

Sable fin tourbeux

Amas de soble argileux humifecircre Soble partiellement tourbeux

054 bullbullbull 089-071

240

354-360

425-428

517

610

9 936

arc

515

Lentille dorgile tourbeuse 1cm Toches doxyde ferrique

Golel dorgile sableuse

Galets dargile sableuse brun-rouge 01 cm Toches humifegraveres Bois en deacutecomposition Soble ovec oxyde ferrique 20 Soble humifecircre H2S Soble humifecircre ovec racines

LEacuteGENDE

] Soble grossier moyen

Soble fin

FIGURE 59 PORT LEUCATE

PLAN DE SITUATION DE LA DUNE DE LA CORREGE

Echelle M 15 000

bullbullbullv Zoneeacutequipeacutee pour l i r r i g a t i o n acirc p a r t i r des ef f luents en 1980

Zone basse planteacutee (+ 2 NGF)

Conduite 0 400

Bassins d i n f i l t r a t ( 1981)

Zone haute non anteacutee (+7NG

M E R bullbull M E D I T E R R A N E E

- 163 -

TABLEAU 21 INSTALLATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT MEDITERRANEEN

j VOL AQUI | DISPOSITIFS |COLMA |TRAIT | PERFORMANCES | PRIX PAYS LOCALISATION EAU j GEOLOGIE

] 1 h Port Leucate U Dunes cStiegraveres

(voir fig 58) Bassins din- PB filtration (voir fig 59)

Preacute 1500 m3Jour

Notations

U = eaux useacutees P = colmatage physique B = colmatage biologique

Preacute = preacutetraitement des eaux

TABLEAU 22 INSTALLATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT SEMI-ARIDE

i 1 r | LOCALISATION | EAU |

PAYS GEOLOGIE VOL AQUI 1 1 1

DISPOSITIFS ICOLMA |TRAIT | PERFORMANCES

1 1mdash4 PRIX

SA Boulder (Colorado)

I bdquo I U jAlluvions (sables et graviers)

Bassins din- j PB filtration

I entre 50000 e t ( f ig 60 ) 200000 m3an

Notations

U = eaux useacutees P = colmatage physique B = colmatage biologique 2 raquo traitement secondaire

bullbullbullbullbullraquo

FIGURE 60

SCHEMATIC 0F BOULDER WASTEWATER TREATMENT PLANT

M

Flow Prlmagravery Diversion Clarifiers

Iteadworks Oox

r L

Trfckling Ti t ters

Secondary Clarifiers Chlori nation

City Collection

System

V

Grit to Land Disposai

Site

Kl

bulla

o a v

Infiltration-Percolation Basins

1 mdash lt To Land

~ Disposai Site

Sludge Vacuum Holding Filters Tanks

(ExtnaU du Document Q 1681519)

- 165 -

L I S T E B I B L I O G R A P H I Q U E

F 2028 BIZE Jf BOURGUET L LEMOINE J Lalimentation artificielle des nappes souterraines Ed Masson et Cie 1S72 199 pages

F 3091

F 40332

FALKENMARK M LINDH G Water for a starving world Westview Press Boulder Colorado Feacutev 1977 204 pages

Proceedings of the groundwater recharge confeacuterence - 1980 Australian Water Resources Council Confeacuterence Seacuteries ndeg 3 281 pages

F 4443 MATHEW K NEWMAN PWG HO GE Groundwater recharge with secondary sewage effluent Australian Water Resources Council 1982 167 pages

F 44521 agrave 4 Artificial groundwater recharge International Symposium - Research results and practical applic Dortmund 1979 Publication 1982 1500 pages environ

F 4462 HUISMAN L 0LSTH00RN TN Artificial groundwater recharge Pitman Advanced Pub Program Ed 1983 320 pages

G 1681519 SMITH DG LIumlNSTEDT KD BENNETT ER Treatment of secondary effluent by infiltration-percolation EPA-6002-79174 Aoucirct 1979 103 pages

G 17874 KOCH E GIAIMO AA SULAM DJ Design and opeacuteration of the artificial-recharge plant at Bay Park New York US Dept of the Interior Geol Survey 1973 14 pages

G 2264 Bis La meacutecanique des fluides et lenvironnement - Preacutevision et maicirctrise de la qualiteacute de leau et de lair Socieacuteteacute Hydrotechnique de France 14egravemes Journeacutees de lHydraulique Paris Sept 1976 Question 4 les eaux souterraines 48 pages

G 3663 A bull bull bull

Plaquette de preacutesentation de linstallation de recharge artificielle de Croissy SLEE sd 16 pages

G 51341 Emmagasinement souterrain des eaux et recharge artificielle Ressources NaturellesSeacuterie Eau ONU ndeg2 1977 307 pages

bullbullbullbullbullbull

- 166 -

G 6094

G 6212

G 6230

G 7221

A bull bull bull

World climate confeacuterence Organisation Meacuteteacuteorologique Mondiale Confeacuterence Feacutevrier 1977 Genegraveve 791 pages

A bull bull bull

Wastewater reuse for groundwater recharge Symposium Office of Wat Recycling Californie 1980 345 pages

A bull bull bull

Possibiliteacutes deacutepandage des eaux useacutees urbaines Rapport Agence RMC 1979 371 pages

A bull bull bull

Lameacutenagement dinfiltration des eaux useacutees de Port-Leucate Socieacuteteacute dEconomie Mixte dEquip et dAmeacutenag de lAude Nov 1981 45 pages

5603546 COFER JR Orange county water districts Water Factory 21 Journ of the Irrigation and Drainage Div Dec 1972 p 553-567

5605250 ALEXANDRE D De leau potable agrave partir des eaux useacutees urbaines Nuisances et Environnement Oct 1973 p 368-374

6600101 MAHI LARAKI M Recircalimentation artificielle de la nappe aquifegravere de Charf-el-Akab TSM LEau Aoucirct-Sept 1970 p 355-359

6609067 JASINSKI B Captages deau dinfiltration du reacuteseau de distribution de Wroclaw (Pologne) TSMLEau Feacutevrier 1976 ndeg 2 p 88-92

6614931 BURAS OK Wastewater reacuteclamation in St Croix JWPCF 1977 49 ndeg 3 p 429-435

6616816 BIANCHI WC NIGHTINGALE HI McCORMICK RL A case history to evaluate the performance of Water-Spreading projects JAWWA Mars 1978 p 176-180

6618945

6622466

CARSAT G Quelques eacutequipements publics de Genegraveve Equip Eur 1978 2 ndeg 98 p 59-67

EDWORTHY KJ Artificial groundwater recharge and its relevance in Britain JIWES 1979 33 ndeg 2 p 151-172

6627873 MARTIN F THEBAULT P La flottation agrave lusine de Moulle Techniques Eau Ass 1981 ndeg 409 p 37-42

6628231 Water for human needs Ass Int Ress en Eau Vol 3 1975 413 pages

bull bull bull t

- 167 -

BARTOLOMEW JC World Atlas Edinbourgh John Bartholomew and Son 1974 167 pages

MARTIN A MOUSSU H Alimentation artificielle de la nappe de Sebikotane (Seacuteneacutegal) par creacuteation dune retenue deau Bull BRGM 1S68 ndeg 1 p 79-88

WILLIAMS DE The Dashte-Naz groundwater barrier and recharge project Groundwater Janvier-Feacutevrier 1977

C O N C L U S I O N

- 171 -

La consommation croissante deau dans tous les paus conduit parfois agrave une surexshyploitation des ressources naturelles le manque deau dans certains paus en deacuteveloppement et la po-Llution de leau dans les paus Industrialiseacutes ont fait que les aestlonnaLnes de leau ont eacutetudieacute toutes les possibiliteacutes de conserver leau quantitativement et qualitativement

Lalimentation artificielle des nappes paiait ecirctie une solution judicieuse agrave ces problegravemes de ressource en eau

Tout au long de cette eacutetude on a miA en eacutevidence les questions techniques et eacuteconomiques

meacutethodes dinflltratlon qualiteacute de leau agrave infecter colmatage de la one dinfiltration coucirct des tiavaux coucirct dexploitation

De nombreux exemples pais tant dans les paus deacuteveloppeacutes que dans les paus du tiers monde aussi bien en climat humide quen gone aiide ou senti aride ont permis de mettre en eacutevidence les avantages et les inconveacutenients de cette techshynique Un bilan eacuteconomique montre que dans de nombreux cas la reacuteallmentatlon artificielle des nappes peut ecirctre consideacutereacutee comme un dispositif efficace dans la gestion de leau dun paus

Cette synthegravese montre aussi le soin quil faut apporter aux eacutetudes preacutealables pour ne pas se heurter agrave de giaves pnoblemes en cours dexploitation

Un autre enseignement tireacute de la lecture des documents est le fait que chaque cas est unique leacutetude dexemples similaires est eacutevidemment Importante mais elle ne leacutesoud pas tous les problegravemes 31 faut en particulier une eacutetude hudiogeacuteologishyque seacuterieuse de la jone

Laction eacutepuratrlce des sols ameacuteliore grandement la qualiteacute de leau ma-ls ce nest pas une seacutecuriteacute suffisante et dans le cas de lutilisation dune eau infiltreacutee pour la consommation animale ou humaine il est neacutecessaire de proceacuteder agrave des controcircles et eacuteventuellement agrave des traitements

La reacutealimentation des nappes permet laugmentation de la quantiteacute deau disponible et en ameacuteliore souvent la qualiteacute cest donc un proceacutedeacute inteacuteressant pour les ones arides et seml arides car leacutevaporatlon Intervient moins que pour un reacuteservoLr deau agrave ciel ouvert 01 est aussi avantageux pour les paus deacutevelopshypeacutes puisquil permet de deacutevelopper la ressource en eau tout en assurant une certaine eacutepuration des eaux brutes ou useacutees que lon infiltre

Page 10: AMELIORATION DE LA RESSOURCE EN EAU LA REALIMEIMTATION DES …

- 13 -

Avant dexposer lorigine des eaux de recharge et les traitements eacuteventuels que lon doit leur faire subir il serait utile dintroduire la notion de compatibishyliteacute entre les eaux de recharge et les eaux natives du gisement On peut deacutefinir trois domaines de compatibiliteacute physique chimique et biologique

compatibiliteacute physique elle concerne le pH la teneur en matiegraveres en suspension ou MES

compatibiliteacute chimique elle concerne laction des gaz dissous la teneur en MES en fer en manganegravese en calcium en magneacutesium en silice ainsi que la dureteacute de 1eau

compatibiliteacute biologique elle concerne la preacutesence de pathogegravenes susceptibles de polluer les eaux souterraines

Les traitements eacuteventuels des eaux de recharge visent agrave proteacuteger les eaux du gisement vis-agrave-vis de toute pollution pouvant entraicircner une deacutegradation irreacutevershysible de sa qualiteacute

A - RECHARGE PAR EAUX DE RIVIEgraveRE

1 ) RomanqueA piltLLLmJjriCLuiltZA

a) Lanalyse quantitative de la recharge naturelle de la nappe alluviale par la riviegravere elle-mecircme est essentielle pour pouvoir juger de lefficaciteacute dune recharge artificielle En effet cette analyse permet de deacuteterminer les deacutebits reacuteellement utiles parla recharge artificielle dun aquifegravere donneacute

b) Lanalyse qualitative des eaux de riviegravere permet den connaicirctre le degreacute de polshylution ainsi que la teneur en MES Il faut remarquer que ces deux facteurs peushyvent ecirctre directement influenceacutes par le reacutegime de la riviegravere elle-mecircme Ainsi

en peacuteriode deacutetiage la pollution des eaux peut ecirctre plus importante quagrave lorshydinaire

en peacuteriode de crue un transport solide important peut apparaicirctre augmentant du mecircme coup la teneur en MES (F 2028)

Les eacutetudes en vue dune recharge artificielle par des eaux de riviegravere doivent donc se faire sur une large plage de valeurs des deacutebits

La pollution et la teneur en MES jouant un rocircle tregraves important vis-agrave-vis du pheacutenomegravene de colmatage le pompage en riviegravere peut donc ecirctre intermittent ou conshytinu suivant les toleacuterances admises pour la pollution et la teneur en MES des eaux de recharge

2) Eaux dltZAtinecirceA agrave ampOie jjipoundJJJyieacuteesgt dan dzA baj4inA (F 2518 F 3469)

Suivant le degreacute de pollution et la teneur en MES de la riviegravere les eaux peuvent subir les traitement suivants

- 14 -

preacute-traitement deacutegrillage suivi dune simple deacutecantation Cest le cas des oueds et des cours deau ne preacutesentant pas de pollution notable

NB les anciennes sabliegraveres se preacutesentent comme eacutetant dexcellents bassins de deacutecantation

traitement primaire en station injection de coagulants deacutecantation et filtra-tion sur sable pour reacuteduire la teneur en MES et la demande biologique en oxygegravene des eaux

Exemple

Croissy (eau de Seine) - la figure 1 donne un scheacutema de linstallation (G 3663)

Moulle (eau de lAa) (6627873 6625917 6627956)

Appoigny(eau de lYonne) (G 1947)

Remarque dans le cas deacutepandage superficiel des eaux de recharge on ne procegravede pas agrave une steacuterilisation lors du traitement En effet la chloration aurait le grand inconveacutenient de deacutetruire dans les bassins laction eacutepuratrice des bacteacuteries diverses qui oxydent et mineacuteralisent les diffeacuterents produits organiques preacutesents dans les eaux (G 3459)

FIGURE 1

EXEMPLE DE CROISSY

(poundxiiaJJ du Document Ccedil 3663)

bull bull bull bull bull

- 15 -

3) Eaux desitlneacuteesi agrave linfection (F 3469 F 2028)

Remarque preacuteliminaire les eaux dinjection dune maniegravere geacuteneacuterale doivent ecirctre deacutebarrasseacutees de toute pollution susceptible dalteacuterer la qualiteacute des eaux du gisement et notamment des matiegraveres toxiques non eacuteliminables par filtration naturelle De plus les eaux dinjection doivent ecirctre chimiquement compatibles avec les eaux du gisement

En geacuteneacuteral en plus dun traitement primaire classique les eaux de riviegraveres desshytineacutees agrave linjection subissent un traitement secondaire plus ou moins eacutelaboreacute en fonction de leur degreacute de pollution Ce traitement vise principalement agrave deacutesaeacuterer leau et agrave la steacuteriliser avant injection

Exemples (F 2028)

En Israeumll (eaux du Lac de Tibeacuteriade)

En Californie (eaux des torrents de la Sierra Nevada)

3 - RECHARGE PAR EAUX USEacuteES

Le niveau de traitement des eaux useacutees destineacutees agrave la recharge artificielle deacutepend tregraves largement de lorigine de celles-ci (domestique ou industrielle) et aussi de la nature des terrains de recharge

Le tableau 1 (extrait de 6604561) rappelle la nature des pollutions en fonction de lorigine des eaux useacutees

Le tableau 2 (G 6501) donne agrave titre indicatif les recommandations du Service de Santeacute de la Californie pour lutilisation agrave des fins de recharge artificielle deaux useacutees

Le tableau 3 (G 6501) montre par des exemples la diversiteacute des traitements que lon peut appliquer suivant les paramegravetres de la recharge

ConcAgravewiioni

Comme nous lavons deacutejagrave souligneacute dans lintroduction chaque opeacuteration de recharshyge doit ecirctre traiteacutee comme un cas particulier Le niveau de traitement requis pour les eaux de recharge en est une preuve Aussi seuls des essais in situ et agrave long terme associeacutes agrave lexpeacuterience du professionnel peuvent deacutefinir les traishytements neacutecessaires des eaux de recharge Cette eacutetape est importante car elle conditionne la rentabiliteacute de lensemble de lopeacuteration de recharge le coucirct du traitement entrant pour une part importante dans le coucirct global (F 2028 G 6501)

bull bull bull bull bull bull

- 16

TABLEAU 1

Sources deaux useacutees

- Eaux useacutees urbaines

non traiteacutees

traiteacutees

fosses septiques

- Eaux useacutees industrielles

eau de refroidissement

industries alimentaires

industrie du papier

industrie chimique et traitement des meacutetaux

industrie du peacutetrole

- Irrigation

- Ruissellement urbain et nettoyage des

- Eau de crues

Types de pollution

composeacutes organiques et mineacuteraux matiegraveres en suspension faibles teneurs en meacutetaux lourds et en toxiques Tregraves forte teneur en DBO Biodeacutegradable ou non deacutegradabie

composeacutes organiques et mineacuteraux faibles teneurs en meacutetaux lourds et en toxiques Substances biodeacutegradables et non deacutegra-dables

surtout des matiegraveres organiques Biodeacuteshygradable

chaleur

composeacutes organiques et matiegraveres en susshypension surtout DBO eacuteleveacute Particuliegraveshyrement biodeacutegradables

composeacutes organiques et mineacuteraux En partie biodeacutegradable Quelques matiegraveres solides organiques en suspension

composeacutes organiques et mineacuteraux y compris des meacutetaux lourds des toxiques et des substances dangereuses Selon le proceacutedeacute certaines substances sont biodeacutegradables

composeacutes organiques biodeacutegradables et non biodeacutegradables surtout Nombreux toxiques et substances dangereuses

deacutechets organiques et mineacuteraux subsshytances nutritives sels de lessivage du sol substances biodeacutegradables ou non biodeacutegradables matiegraveres en suspenshysion

mers composeacutes organiques et mineacuteraux fortes charges en DBO substances nutritives pesticides matiegraveres en suspension en partie biodeacutegradables

composeacutes organiques et mineacuteraux matiegraveres en suspension en partie biodeacutegradables Eminemment variable selon lutilisation du sol

(tsiaducJUon du tableau 1 eyLtnaJut du Document 66OU561 )

bull bull bull bull bull

17 -

TABLEAU 2

NIVEAUX DE TRAITEMENT RECOMMANDES POUR LES EAUX USEES EPUREES

UTILISEES A LA RECHARGE DES NAPPES SOUTERRAINES

1

2

3

t

5

6

7

par eacutepandage superficiel

Veacuterification de linexistence de deacutecharges deffluent industriels toxiques dans les eaux useacutees utiliseacutees

Oxydation biologique normale (traitement secondaire)

Adsorption sur charbon actif (temps de contact 30 mn demande chimique doxygegravene reacutesiduelle moins de 5 mg1)

Epandage avec percolation de leffluent dans la zone aeacuterobie non satureacutee du sol non remanieacutee - profondeur minimale de la nappe 3 megravetres

- une semaine deacutepandage alterneacutee avec 2 semaines dassegravechement

Dilution par une quantiteacute eacutegale deau souterraine naturelle

Leau de recharge doit rester dans la nappe pendant un an avant decirctre extraite

La qualiteacute de leau souterraine doit ecirctre doit ecirctre reacuteguliegraverement surveilleacutee

l

2

3

A

5

6

7

8

9

10

11

12

ou par injection directe

Veacuterification de linexistence de deacutecharges deffluent industriels toxiques dans les eaux useacutees

Oxydation biologique normale (traitement secondaire)

Deacutesinfection correcte (chlorination)

Coagulation-floculation chimique

Deacutecantation

Filtration rapide sur sable

Adsorption sur charbon actif

Deacutemineacuteralisation par osmose inverse

Aeacuteration par aspersion pour leacutelimination des composeacutes organiques volatils

Dilution par une quantiteacute eacutegale deau souterraine naturelle

Leau de recharge doit rester dans la sapps pendant un an avant decirctre extraite

La qualiteacute de leau souterraine doit ecirctre recircguliegravereoent surveilleacutee

(acirc-x-ttalt du Document Ccedil 6501 )

bull bullbullbullbullbull

- 18 -

TABLEAU 3

PRINCIPALES INSTALLATIONS DE RECHARGES DE NAPPE SOUTERRAINES EN CALIFORNIE

UTILISANT LES EAUX USEES EPUREES

Nom de iumla station de reacutecupeacuteration

deaux useacutees San Joseacute Creek (Whittier)

Whittier Narrow

Water Factory 21 (Orange County)

Chino Basin (Ontario)

Palo Alto

Proceacutedeacutes de traitement =

Proceacutedeacutes de traitement

des eaux useacutees

Meacutethode de recharge des

eaux souterraines

Problegraveme agrave

reacutesoudre Deacutebit annuel reacutecupeacutereacute en millions de m-

DP BA CF FR Ch

DP BA CF FR Ch

DP BA CF FR AAeA ACA 01 Ch

DP LB

DPBACFFR Ch Ozonisation

Epandage superficiel

Epandage superficiel

Injection directe

Epandage superficiel

Injection directe

Deacutecantation primaire Boues activeacutees Coagulation floculation Filtration rapide Lits bacteacuteriens Adsoption sur charbon actif

Chloration Aeacuteration par aspersion pour leacutelimination de lamoniaque

DP BA CF FR LB

ACA Ch

AAeA

Reacutealimen-Cation de la nappe soushyterraine

Reacutealimentashytion de la nappe soushyterraine

Barriegravere contre linfiltrashytion deau marine (et reacutealimentashytion)

Reacutealimenta-tion de la nappe soutershyraine

Barriegravere contre linshyfiltration deaux marines

166

87

63

32

23

En ce qui concerne la station Water Factory 21 le traitement primaire et secondaire de leffluent a lieu preacutealablement a la station de traitement du Comteacute dOrange

(CxtAciut du Document Ccedil 6501 )

- 19 -

L I S T E B I B L I O G R A P H I Q U E

F 2028

F 2518

BIZE J BOURGUET L LEMOINE J Lalimentation artificielle des nappes souterraines Ed Masson amp Cie 1972 199 pages

HUISMAN L WOOD WE La filtration lente sur sable OMS Genegraveve 1975 133 pages

F 3469 Health aspects of wastewater recharge Water Information Center New-York 1978 240 pages

G 2264Bis

G 3459

La meacutecanique des fluides et lenvironnement - preacutevision et maicirctrise de la qualiteacute de leau et de lair 14egraveme Journeacutees de lHydraulique Paris Sept 1976 Question 4 les eaux souterraines 48 pages

DEVILLERS G Lalimentation artificielle des nappes souterraines - Exemple de la nappe de Croissy Journeacutees Information Eaux 1976 14 pages

G 3663

G 6212

G 6230

Plaquette de preacutesentation de linstallation de recharge artificielle de Croissy SLEE sd 16 pages

Wastewater reuse for groundwater recharge Symposium Office of Water Recycling Californie 1980 345 pages

Possibiliteacutes deacutepandage des eaux useacutees urbaines Rapport Agence RMC 1979 371 pages

G 6295 BRESSON G Injection dans le sous-sol des effluents traiteacutes agrave la station deacutepuration de la ville de St-Jean-de-Monts Rapport DDA Vendeacutee 1980 74 pages

G 6501 TAKASHI ASANO GHIRELLI R Reacuteutilisation des eaux useacutees pour la recharge des eaux souterraines et lirrigation agricole Confeacuterence OMS Alger 1980 p 1-15

G 7220 BIZE J Recharge artificielle des nappes PNUD Compte-rendu de missionraquo SeptmdashOct 1981 45 pages

bullbullbullbullbullbull

- 20 -

G 7221 Lameacutenagement dinfiltration des eaux useacutees de Port-Leucate Soc Ameacutenag Mixte dEquip et dAmeacutenag de lAude Novembre 1981 45 pages

6604561

6616815

CALLAHAN JT Recycling of fresh water - the management and protection of ground water Tireacute agrave part 16 pages

SCHMIDT CJ CLEMENTS EV SHELTON SP A survey of practices and reacutegulations for reuse of water by ground water recharge JAWWA 1978 70 ndeg 3 p 140-147

6623044

6625917

ASAN0 T GHIRELLI RP WASSERMANN KL Recharge de nappe par eaux useacutees eacutepureacutees JWPCF 1979 51 ndeg 9 24 pages

MARTIN F THEBAULT P Reacutealimentation de nappe par de leau de riviegravere traiteacutee Liaison Cortambert 1980 ndeg 10 p 31-36

6627873

6627956

MARTIN F THEBAULT P Reacutealimentation de nappe agrave lusine de Moulle (Dunkerque) Techniques Eau Assainissement 1981 ndeg 409 p 37-42

MARTIN F Flottation et traitement des boues Eau et Industrie 1981 ndeg 52 p 61-65

CASTANY G Conditions hydrogeacuteologiques de lalimentation artificielle des nappes deau souterraine BRGM 1970

- CHAPITRE I I -

H Y D R O G E O L O G I E

- 23 -

LEAU DANS LE SOL

Rappel de notion geacutenltpoundnaAgraveamp4 dhyccedilugraveiogeacuteologAgravee

La porositeacute la porositeacute dune roche est deacutefinie par le rapport du volume des vides au volume total de la roche

La figure 1 montre les divers types dinterstices et leur relation avec la texshyture du sol

FIGURE 1

Several types of interstices and the relation of rock texture to porosity (a) Well-sorted sedimentary deposit having high porosity (6) poorly sorted sedimentary deposit haviog low porosity (c) well-sorted sedimentary deposits consisting of fragments of rock that are themselve-s porous so that the deposit has a very high porosity (d) well-sorted sedimentary deposit whose porosity has been diminished by the deacuteposition of minerai matter in interstices (e) rock rendered porous by solution and () rock rendered porous by fraccuring (Front Meimer 1959)

(Extrait du Document h 204-5)

TABLEAU 1

REPRESENTATIVE POROSITY RANGES

FOR SELECTED ROCKS

Le- tableau 1 donne la valeur de la porositeacute pour diffeacuterentes roches

(ExtnaJjt du Document r 20+5)

Rocks

Clay Sand Gravel Sand and gravel Sandstone Shale Limestone

Porosity

45-55 35-40 30-40 20-35 10-20 1-10 1-10

- 24 -

TABLEAU 2

REPRESENTATIVE SPECIFIC YIELD

RANGES FOR SELECTED ROCKS

Rocks

Clay Sand Grave Sand and grave Sandstone Shale Limestone

Speacutecifie yield

1-10 10-30 15-30 15-25 5-15

05-5 05-5

Pour les mecircmes roches le tableau 2 donne la valeur de la porositeacute efficace deacutefinie comme la fraction de la porositeacute corresshypondant agrave la contenance en eau gravitaire

(Extrait du Document h 20k5 )

La permeacuteabiliteacute la permeacuteabiliteacute est laptitude dune roche agrave laisser passer iumleau sous leffet dun gradient de potentiel

Le tableau 3 donne la valeur de la permeacuteabiliteacute intrinsegraveque (ou permeacuteabiliteacute en petit) pour diverses roches (rappel 1 darcy = 0987 10-^ cm2)

TABLEAU 3

PERMEABILITE INTRINSEQUE DE DIVERS TYPES DE FORMATION

Type de formation

Roches meacutetamorphiques et plutoniques

Roches solides

Zones meacutetamorphiques et fortement fractureacutees

Sable agrave grains de grosseur moyenne

Limon (roche)

Calcaire dense riche en argile

Gregraves de grain moyen

Bregraveche calcaire grossiegravere partiellement cimenteacutee

Roche calcaire demeureacutee poreuse

Sables alluviaux (plaines littorales)

Alluvions dargile et de limon

Sables dunaires

Loess

Valeur du coefficient en

Proche de zeacutero

Proche de zeacutero

Plusieurs centaines de darcys

darcys

1000-30000 millidarcys

01 millidarcy

1 millidarcy

1-500 millidarcy

Plusieurs milliers de darcy

10-500 darcys

Moins de 1 darcy

Moins de 01 darcy

5mdash50 HarcvR

10-4 -1 darcy

(extrait du Document Ccedil 51351)

- 25 -

Remarque certaines roches denses telles que le calcaire ou le basalte ont une permeacuteabiliteacute en petit tregraves faible Cependant elles constituent dexcellents aquifegraveres lorsquelles sont fractureacutees leur permeacuteabiliteacute devenant alors imporshytante

c) La transmissiviteacute la transmissiviteacute est la grandeur mesurant laptitude dune couche de terrain permeacuteable agrave transmettre conduire leau La transmissiviteacute est deacutefinie comme le produit de la permeacuteabiliteacute par leacutepaisshyseur de la couche aquifegravere en un point consideacutereacute

d) Le coefficient demmagasinement ce coefficient est deacutefini par le rapport entre la hauteur de la tranche deau immeacutediatement libeacuterable par la roche aquifegravere sous leffet dune deacutepression et la hauteur dabaissement correspondant du niveau pieacutezomeacutetrique

Le darcy est une uniteacute de surface deacutefinie par

1 darcy = 0987 10 ~8 cm2

1 centipoise cm3s 1 cm2

et 1 darcy 1 atmosphegraverecm

2) ReacutepanAcircJjtlon de leau darvi le IO-L

Leau infiltreacutee agrave la surface du sol circule de haut en bas jusquagrave rencontrer une surface impermeacuteable Elle constitue alors une nappe deau dont le niveau supeacuterieur est appeleacute niveau pieacutezomeacutetrique ou encore surface hydrostatique

La figure 2 scheacutematise leacutetat deacutequishylibre vertical de leau dans le sol

FIGURE 2

NAPPE PHREATIQUE

lExtAaJJi du Documervt h 2189)

La nappe deau ainsi deacutefinie peut ecirctre

soit libre ou percheacutee (notamment en cas de la preacutesence dune lentille dargile dans le sol)(voir figure 3)

soit captive encore appeleacutee arteacutesienne (voir figure 4)

SurfocA |

s l

bull l

lt

bull - bull bull bull bull bull

bull bull laquo bull laquo bull bull 5^ Icirc v bull

urfoc fiy4ro)tcitkivraquo

bull EayxpHrrltliqiraquo4laquo - J

bull bull raquo bull bull bull bull bull bull

bull bull bull bull bull bull bull bull bull

Couche imptfweacutecbi

Zooraquo divcpctmmpirotiocraquo

Zonraquo draquo rrltntron

I

Francraquo dgt cnpidarltv

Nappraquo aquiflaquorr

- 26 -

FIGURE 3

NAPPE LIBRE ET NAPPE PERCHEE

TgtraquoL bullbullbull-bull j^zzsz^-r =i-^^gt^ bull bull V

bullbullbull bullbull-bulllaquoiiii ^iumlrtW-----1---1--V- bull bull bull ^N

bullbullVbull^gt^^^bullCvi^bullrSbullibull^V^^bullbullbullbullvbull V^72

^

(Extrait du Document h 2189)

FIGURE 4

FORAGE DANS UNE NAPPE ARTESIENNE

fl) Eaux jaillissantes - f2) et 13) Puits agrave eaux remontantes (en hachures les couches impermeacuteables)

(SXampKLUL du Document h 2k15)

- 27 -

Remarque un cas particulier est celui dune nappe phreacuteatique cocirctiegravere Leau saleacutee eacutetant plus dense que leau douce il se creacutee un biseau deau douce comme le montre la figure 5 Par un pompage excessif dans la nappe deau douce on engendre une avanceacutee des eaux saleacutees vers linteacuterieur des terres Cette progresshysion peut entraicircner une deacuteteacuterioration irreacutemeacutediable de laquifegravere Une recharge artificielle dans la zone littorale permet de combattre ce pheacutenomegravene

FIGURE 5

CxtnaLt du Document Ccedil 513^1)

3) Btlan dune nappe

Pour pouvoir juger de lopportuniteacute dune reshycharge artificielle il est important de pouvoir quantifier les entreacutees et les sorties deau dans la nappe consideacutereacutee (voir figure 6) sur une peacuteriode de temps donneacutee On peut alors eacutetablir le bilan hydrique de la couche aquifegravere et suishyvant lobjectif viseacute (reacuteeacutequilibrage de la nappe ou bien stockage) quantifier lopeacuteration de recharge

(CxtnaiJ du Document ucirc 580)

(S)

laquo o a a lt

c

z a ta Q

FIGURE 6

SCHEMA DES ELEMENTS PRINCIPAUX DU BILAN DE

LA COUCHE AQUIFERE

APPORTS

X gui lt tj

3 -

PRECIPITATION P

INFILTRATION

EFFICACE

APPORTS DES EAUX

SOUTERRAINES

APPORTS CES EAUX

OE SURFACE

RESTITUTIONS

INFILTRATION

EAUX DE SURFACE

EVAPOTRANSPIRATION

REacuteELLE

VARIATION CE LA RIcircSSRVH

EN EAUX SOUTERRAINES dW

(INVERSEMENT

OE LA C0UCH4 AOgtIIFecircRE

ECOULEMENT

EN SURFACE

PREacuteLEgraveVEMENTS

EXPLOITATION EacuteMERGENCES DES

EAIU SOUTERRAINES

D E P E N S E S

Iw+ lccedil+ l r qwgtqs = E + R + ^nt + CcedileQs +Qwraquoplusmn dw

- 28 -

U) CaiacJeacuteAAgraveyiatLon deA urtLteacuteA geacuteologiques avoiable^ pouA la iechaiae aAixfJ-CxeAXe de nappe

a) Nature cles_terrains

Les terrains destineacutes agrave la recharge artificielle doivent avoir une permeacuteabiliteacute suffisante (10~2 agrave 10-^ ms) En fait cest la valeur de la transmissiviteacute qui intervient et par lagrave la puissance ou encore leacutepaisseur de la couche aquifegravere (F 2028)=

Suite agrave de nombreuses expeacuteriences il apparait que les formations aquifegraveres favorables pour une recharge artificielle sont les roches carbonateacutees karsshytiques iumles basaltes (notamment lorsquils sont fissureacutes) les sables les allu-vions

b) Dimensions de l^aquifegravere

Ce sont les limites geacuteologiques et hydrauliques du reacuteservoir que constitue 1aquifegravere qui deacuteterminent sa structure Les nappes sont limiteacutees nous lavons vu dans leur partie infeacuterieure par une couche impermeacuteable de terrain ou encore par un fluide plus dense que leau du gisement

Quand la nappe est libre cest la surface hydrostatique qui la limite dans sa partie supeacuterieure

Quand la nappe est captive cest la couche impermeacuteable ou toit sous laquelle elle est emprisonneacutee qui constitue sa limite supeacuterieure

Remarque lorsque 1aquifegravere est profond cest alors les limites lateacuterales qui pour des raisons eacuteconomiques deacuteterminent les possibiliteacutes de stockage de 1aquishyfegravere consideacutereacute

La figure 7 donne des exemples de formations aquifegraveres favorables au stockage

Les structures hydrogeacuteologiques les plus favorables agrave la mise en oeuvre dopeacuterashytions de recharge artificielle sont les massifs de roches carbonateacutees karstiques ou fissureacutes les plaines alluviales les dunes littorales et les deltas les basshysins hydrogeacuteologiques et enfin les zones ougrave la surface pieacutezomeacutetrique est deacuteprimeacutee par surexploitation

Cependant on peut faire les remarques suivantes

mdash les massifs de roches carbonateacutees karstiques peuvent en geacuteneacuteral absorber beaushycoup deau mais cette eau est rapidement rejeteacutee par des grosses sources Le stockage deau ne pourra donc se faire que dans les parties profondes

- les plaines alluviales constituent des lieux privileacutegieacutes pour la mise en oeuvre de recharge artificielle mais le stockage y est en geacuteneacuteral limiteacute du fait de la position eacuteleveacutee des niveaux deacutequilibre pieacutezomeacutetrique quand les eaux dalimenshytation sont abondantes

Suivant le climat les sites de recharge artificielle peuvent ecirctre diffeacuterents ainsi

en reacutegion agrave climat tempeacutereacute et humide on choisira

- les alluvions anciennes - les lits fossiles enfouis

- 29 -

- les cocircnes deacuteboulis

- les alluvions interconnecteacutees des valleacutees principales et de leurs affluents

en reacutegion aride on choisira

- les deacutepocircts alluviaux reacutecents - les dunes cocirctiegraveres - les zones deltaiumlques

en reacutegion tropicale des roches qui eacutetaient compactes agrave lorigine ont pu sous laction des agents atmospheacuteriques ecirctre alteacutereacutees sur une certaine eacutepaisseur (par exemple les graniteacutes deviennent des lateacuterites) Si cette couche alteacutereacutee est sufshyfisamment eacutepaisse elle consiste alors un terrain favorable agrave la mise en oeuvre dune opeacuteration de recharge artificielle

FIGURE 7

EXEMPLES DE COUCHES AQUIFERES AYANT UN POTENTIEL

DEMMAGASINEMENT IMPORTANT

j Couche l i b r e sans reacuteserve constante mais alimenteacutee par un cours deau

B formations massives ayant des sources l e long de l e u r s l im i t e s

(Extrait du Document Ccedil 513^1) bull bull bull bull raquo bull

- 30 -

B - PHYSIQUE DUNE OPEacuteRATION DE RECHARGE

1 ) Ccedila de baA4irvj difijlLUyicutLon (G 5920)

Le systegraveme hydraulique que constitue une opeacuteration de recharge par bassin se deacutecompose en deux parties distinctes

- linfiltration proprement dite agrave travers la partie non satureacutee du sol cest le domaine des eacutecoulements verticaux (I sur la figure 8)

- le transfert de leau dans la zone satureacutee de laquifegravere cest le domaine des eacutecoulements horizontaux (II sur la figure 8)

FIGURE 8

EXEMPLE DE DISPOSITIF DINFILTRATION

NIVEAU I

NIVEAU II

^ ^ raquoraquo S SSS^N S^ ^ V-sgtsgtSSSilHgts

(dxfrialt du Document Ccedil 5920)

NB si la capaciteacute de transfert de laquifegravere est insuffisante la nappe se gonfle jusquagrave remonter agrave la surface stoppant ainsi toute infiltration (G 5S20 G 7221)

Pour une recharge artificielle par bassin dinfiltration les terrains ayant une texture sableuse ou sablo-limoneuse ou encore limono-sableuse conviennent bien Linfiltration agrave travers la couche non satureacutee du terrain jouant un rocircle eacutepura-teur important une texture trop grossiegravere nest pas agrave recommander le chemineshyment est alors trop rapide empecircchant les reacuteactions chimiques et biologiques de se produire complegravetement (G 6230)

- 31 -

2) CQA deA pultyj dinjecJugraveon

Le systegraveme hydraulique dans le cas dune recharge par injection est reacuteduit au transfert du volume deau injecteacutee (voir figure S)

FIGURE 9

RADIAL FLOW FROM RECHARGE WELLS PENETRATING (a) CONFINED

AND (b) UNCONTINED AQUIFERS

Li y Ground surface

k^^x^xmiampxvA VteampraquoraquoV4iuml^^ti^K

Fiezometric surface bullgt

y ^ i ^ ^ - ^ y gt f t ^ ^ ^ 0 g y ^ -

Conflned aquifer

mltpoundzmpoundmzMMmg

te)

Qr

Unconfinsd bull-aquifer

S Ground suiface

^^^m^smMm^rrm^^micirc^mmmm^i

Vate Ublaquolaquo

S^SS5^SS^S3laquo^2ggSSSSraquo^wS5^SS3S

(poundxampiaLt du Document t 275)

Les deacutebits dinjection sont limiteacutes par les caracteacuteristiques physiques de laqui-fegravere En effet au voisinage du puits la vitesse deacutecoulement des eaux soutershyraines ne doit pas deacutepasser la valeur au-delagrave de laquelle elles provoqueraient une eacuterosion du terrain Pour les nappes captives cette eacuterosion peut entraicircner leacutecroulement du toicirct (G 51341)

- 32 -

Pour une recharge par injection les calcaires notamment lorsquils sont profonshydeacutement enfouis sont favorables

C -MEacuteTHODES DINVESTIGATION DES PARAMEgraveTRES DUNE OPEacuteRATION DE RECHARGE

ARTIFICIELLE

(B 580 G 51341 6619100 G 5191 G 6212)

1) ftasiivie de la conduativlteacute hycOiaLUAque ou peAmeacuteabLLLteacute au lt4erui de Ocuicy (eacutecouleshyment s a t u i eacute

Il sagit dune mesure classique qui peut ecirctre mise en oeuvre par diffeacuterentes meacutethodes

a) essai de pompage linterpreacutetation des variations du niveau de la nappe en foncshytion du temps pendant une opeacuteration de pompage permet de deacuteduire la valeur de la permeacuteabiliteacute de laquifegravere

b) Essais geacuteophysiques le principe de ces meacutethodes est deacutetudier certaines caracshyteacuteristiques pTiysiques dun terrain et de les interpreacuteter afin dobtenir diffeacuteshyrents renseignements sur le sol Principalement on utilise les meacutethodes geacuteophysiques suivantes

- meacutethode des reacutesistiviteacutes comme son nom lindique cest une meacutethode eacutelectrique destineacutee agrave connaicirctre la reacutesistiviteacute des terrains concerneacutes

- meacutethode de sismique-reacutefraction cette meacutethode consiste en le calcul des vitesses de propagation dondes de choc dans le sol

c) Essais eh laboratoire on mesure directement la permeacuteabiliteacute sur un eacutechantillon de sol obtenu par carottage agrave laide dappareils speacuteciaux (permeacuteamegravetres par exemple)

2) fteAime de ta conducJJLvLteacute kydnauUque verticale (ecouJemerut non statuieacute)

Il nexiste pas de meacutethode parfaite pour calculer ce paramegravetre Citons tout de mecircme la meacutethode de Weeks dont le principe est une eacutetude de la pression de lair contenu dans la zone non satureacutee du terrain Quoique sujette agrave erreur cette meacutethode est malgreacute tout la plus preacutecise actuellement (G 5191 G 6212)

3) MeAwie de JJOL tAarvmJui4LvJjLeacute et du coefifJicAeruL demmaaaAuiement

Ces mesures se deacuteduisent des reacutesultats des essais de pompages (cf la)

4 DugravenenALorui et 4poundnuctuuie de taquLfLegravejie

La mesure de ces diffeacuterents paramegravetres peut ecirctre mise en oeuvre par des meacutethodes geacuteophysiques classiques telles que la meacutethode des reacutesistiviteacutes ou de sismique-

- 33 -

reacutefraction ou encore par des meacutethodes plus sophistiqueacutees utilisant les proprieacuteshyteacutes radioactives des constituants du sol citons pour meacutemoire la meacutethode dactivation des neutrons et celle de la spectromeacutetrie aux rayons gamma

5) Etude de -leacutecoulement

Les meacutethodes deacutetude des eacutecoulements souterrains ont longtemps eacuteteacute dordre physishyque avant de devenir plus reacutecemment aussi dordre numeacuterique gracircce au deacutevelopshypement de linformatique

a) Meacutethodes physiques

- Utilisation de traceurs les traceurs sont en fait des substances polluantes dorigines physique chimique ou radioactive que lon introduit dans les eaux de recharge et qui vont suivre sans les perturber les eacutecoulements souterrains En les suivant on pourra obtenir des indications sur la direction et le deacutebit des eacutecoulements Parmi les nombreux traceurs utiliseacutes on peut citer agrave titre dexemple la tempeacuterature (6617781) la levure de boulanger (6619100) le tritium (6604550)

- Utilisation de modegraveles reacuteduits en respectant des regravegles de similitude bien preacuteshycises on peut construire des modegraveles reacuteduits deacutecoulement souterrain donnant des reacutesultats acceptables (F 2028 G 4944)

- Utilisation de modegraveles analogiques physiques le principe de ces meacutethodes est de remplacer les paramegravetres de leacutecoulement par dautres paramegravetres physiques veacuterifiant des eacutequations analogues aux eacutequations de leacutecoulement On fait alors les mesures neacutecessaires sur ce modegravele et lon transfert les reacutesultats obtenus au problegraveme reacuteel Citons agrave titre dexemple les modegraveles analogiques eacutelectriques qui ont donneacute de bons reacutesultats(G 2729 F 2045)

b) Meacutethodes numeacuteriques

Les progregraves de linformatique permettent aujourdhui la reacutesolution directe de toutes sortes de problegravemes physiques et en particulier les problegravemes deacutecoulement souterrain (G 4944 G 51341 G 2264 bis F 2045 G 4329 F 3918)

D - POUVOIR EacutePURATEUR DU SOL

Le passage des eaux de recharge agrave travers le milieu poreux que constitue le sol deacuteclenche au sein de celui-ci diverses reacuteactions de caractegravere physique chimique ou biologique Ces reacuteactions deacuteterminent la capaciteacute de reacutetention des contamishynants par le sol Nous ne citerons que quelques cas de reacutetention

1) ReacutetervLLon deA raatJeAeyi en AUApenyjLon

Le premier processus qui intervient est la filtration les particules de dimenshysions supeacuterieures aux pores du sol sont rapidement stoppeacutees Cest ensuite

- 34 -

laction combineacutee de linterception des particules des forces dinertie du pheacutenomegravene de seacutedimentation et de diffusion qui assure la reacutetention des particules les plus fines

Ces processus entraicircnent la constitution dune couche colmatante qui freine le cheminement de leau dans leacute sol

Lefficaciteacute de leacutelimination des matiegraveres en suspension croicirct avec la distance parcourue De nombreuses eacutetudes en milieux non fissureacutes ont montreacute leacutelimination totale de la turbiditeacute apregraves seulement quelques megravetres de trajet des eaux dans le sol

2) HeacuteAgraveLeniugrave-on deA geAmeA pathogknesi

Les eaux notamment les eaux useacutees dorigine urbaine contiennent des germes pathogegravenes que les traitements en station neacuteliminent que partiellement Il est donc important pour des raisons sanitaires eacutevidentes deacutetudier la reacutetention des germes pathogegravenes dans le sol

Le meacutecanisme de 1eacutepuration des germes pathogegravenes par le sol est double

- tout dabord une reacutetention des germes par filtration ou adsorption dans le sol

- puis un deacutepeacuterissement i

Lefficaciteacute de leacutelimination des germes pathogegravenes par les sols est fonction de leur survie de la capaciteacute de reacutetention du sol

a) Survie des germes pathogegravenes le tableau 4 nous en donne des exemples

TABLEAU 4

Entamoeba histolytica

Oeufs dAscaris

Salmonella

Coliformes feacutecaux

Entero vicircrus

Survie dans le sol

8 jours

6 ans

9 mois

6 mois

12 jours

Source

DUNLOP (1968)

POUND et CRITES (1973)

VAN DONSEL et al (1967)

EDKONDS (1976)

DUNLOP (1968)

(ExticiLt du Document Ccedil 5920)

- 35 -

b) capaciteacute de reacutetention du sol elle est elle-mecircme fonction du climat de la nature du sol de la nature des microorganismes

- Climat (G 6212)

la tempeacuterature la survie des pathogegravenes est grandement prolongeacutee aux basses tempeacuteratures

la pluviomeacutetrie lhumiditeacute du sol favorise la survie des germes pathogegravenes

- Nature des sols (G 5920)

les terrains fissureacutes doivent ecirctre consideacutereacutes avec beaucoup de preacutecautions car de nombreuses expeacuteriences ont donneacute des reacutesultats totalement diffeacuterents

les sols granulaires sont en geacuteneacuteral de bon eacutepurateurs Cependant la capaciteacute de reacutetention des germes pathogegravenes est lieacutee agrave leacutecoulement au sein du sol Ainsi la reacutetention en milieu non satureacute est tregraves supeacuterieure agrave celle en milieu satureacute

- Nature des microorganismes nous distinguerons les bacteacuteries et les virus

Le tableau 5 reacutesume les facteurs geacuteneacuteraux qui conditionnent le cheminement des virus et des bacteacuteries dans le sol

TABLEAU 5

FACTORS THAT INFLUENCE THE MOVEMENT OF VIRUSES AND BACTERIA IN SOIL

1 Rainfall bull 2 pH I 3 Soil composition j h Flow rate 5 Soluble organics I 6 Cations bull 7 Adsorptiumlon characteristics of the virus and bacteriumla |

(Sxtnltxut du Document Ccedil 6212)

De nombreuses eacutetudes ont montreacute que

- les bacteacuteries sont eacutelimineacutees par filtration et adsorption dans les premiers deacutecishymegravetres du sol Leur cheminement vertical (en non satureacute) ne deacutepasse pas 2 agrave 3 m Par contre leur cheminement horizontal (en satureacute) peut atteindre 10 m

- les virus plus petits sont eacutelimineacutes principalement par adsorption dans les preshymiers centimegravetres du sol comme le montre la figure 10 pour trois virus diffeacuterents

bullbullbullbullbull

- 36 -

FIGURE 10

ADSORPTION OF DIFFERENT ENTEROVIRUSES BY A SOIL COLUMN

001 n U

mdash 40 e o i 80 1mdash CL LU

deg 120

160 J

mdash

VIRUSES 01

1

REMAINING ) 1 10 100

l ^ ^ f S p ^ ^

1

bull POLIO OECHO 1

AECHO 29

(Extrait du Document Ccedil 6212)

31 6-LugraveriLncution du cxjuibone oyjganique

Sous lappellation carbone organique sont regroupeacutees la DCO (demande chimique en oxygegravene) et la DBOf- (demande biologique en oxygegravene agrave 5 jours)

Leacutelimination du carbone organique ne peut se faire quen conditions aeacuterobies donc dans la tranche non satureacutee du sol Ainsi les eaux de recharge destineacutees agrave linjection doivent subir une oxydation biologique en station avant injection

- 37 -

De nombreuses eacutetudes ont montreacute que la DBO dune eau eacutepureacutee par passage agrave travers un sol convenablement aeacutereacute est quasiment nulle (G 6230 G 5920)

U) Reacutetention deA eacuteleacutements Viace^i N

Ils sont ainsi appeleacutes car leur concentration dans les eaux reacutesiduaires est geacuteneacuteshyralement faible Cette appellation regroupe des eacuteleacutements tels que les meacutetaux lourds le bore le fluor etc

Les eacuteleacutements traces preacutesents dans les eaux de recharge peuvent soit saccumushyler dansle sol soit rester dans leau eacutepureacutee (6619645)

La reacutetention dun eacuteleacutement trace deacutepend de sa nature ainsi que de la composition du sol (G 6230) Ainsi on peut souligner limportance des argiles dans ladsorp-tion des eacuteleacutements traces (G 6212) De mecircme la valeur du pH du sol conditionne la solubiliteacute des corps complexes creacuteeacutes et par lagrave leur mobiliteacute (G 5920)

- en sol calcaire ou crayeux (pH gt 8) la grosse majoriteacute des eacuteleacutements traces est immobiliseacutee

- en sol acide (pH ^ 7) laugmentation de la solubiliteacute entraicircne une migration des eacuteleacutements vers la nappe

On recommande donc deacuteviter les sols ayant un pH infeacuterieur agrave 65

5) Reacutetention CLQA -4eAgraveA ^oAgraveubteA

On a constateacute par des expeacuteriences in situ que les reacuteactions chimiques portant sur les ions mineacuteraux ordinaires de leau (Ca Mg Na) seacutequilibrent peu de temps apregraves le deacutebut de lalimentation artificielle (G 6501) Cependant une teneur trop eacuteleveacutee en sodium (Na) par exemple par rapport au calcium (Ca) et au magneacuteshysium (Mg) peut entraicircner une deacutegradation de la structure du sol et ainsi entraver linfiltration

Une importante concentration en sels solubles de leffluent peut se corriger par une dilution notamment par lintermeacutediaire des preacutecipitations (G 6230) En pays aride une deacutemineacuteralisation preacutealable peut simposer

6) Reacutetention de lazote

La quantiteacute dazote total ameneacutee par les effluents de recharge est souvent supeacuteshyrieure agrave la quantiteacute qui peut ecirctre exporteacutee par les cultures Il faut doncsous risque de pollution de la nappe opeacuterer une deacutenitrification dans le sol Ceci impose dapporter agrave la fois des nitrates et du carbone dans un milieu anaeacuterobie

La deacutenitrification maximum est lieacutee agrave la peacuteriode de submersion des bassins ainsi quagrave la quantiteacute des effluents infiltreacutes Ces deux facteurs deacutependent eux-mecircmes des paramegravetres suivants

- capaciteacute deacutechange du sol - pourcentage dammonium eacutechangeable - teneur en azote de 1effluent

bull bull bull bull bull

- 38 -

- taux de diffusion de loxygegravene dans le sol au cours de la dessication des bassins - tempeacuterature

On a constateacute une augmentation exponentielle de leacutelimination de lazote avec une diminution de la charge (G 6230)

En conclusion on peut simplement dire quil est neacutecessaire deffectuer de nomshybreux essais in situ afin de deacuteterminer la peacuteriodiciteacute des submersions-disseacuteca-tions optimales donnant une eacutelimination maximale de lazote total

71 deacutetention du pho-ophoie

Comme dans le cas de lazote le phosphore ameneacute par les eaux de recharge est tregraves supeacuterieur agrave la quantiteacute exportable par la veacutegeacutetation

Le seul meacutecanisme rentrant en jeu dans leacutelimination du phosphore est sa preacutecipishytation

Des eacutetudes ont montreacute que 90 du phosphore peut ecirctre eacutelimineacute apregraves un parcours de 100 m dans le sol Cependant pour un sol contenant peu de cations et ayant un pH acide le phosphore est tregraves mobile il est alors neacutecessaire deffectuer sa preacutecipitation preacutealablement en station avant linfiltration (G 6230)

Lefficaciteacute de la reacutetention du phosphore diminue comme dans le cas de lazote avec laugmentation des doses dinfiltration

8) Exemples) - Compcuiaision deA 4UAterneA de Lechcmge cuitlp-cJ-ette (ptibUi dbullinjection et baAAUiA dinp-AiMatioal

Les tableaux 6 et 7 reacutesument sur deux cas particuliers de recharge artificielle (lune par injection lautre par infiltration dans un bassin) leacutevolution des contaminants par passage de leau dans le sol en fonction de la distance de parcours

TABLEAU 6

Waler Quality of Percofaie at Whlttieacuter Narrows Test BasinmdashConcentration mgl

Conslitutent Constituent That Did Not Changa

Sodium Nraquo Sulate SO Chloride CI PH

Comtitucnts That Increaxd Calcium Ca Magneacutesium Mg Bicarbonate HCOa Nitrate N O T D S Hardneu total (as CaCO)

Comtituentraquo That Decreascd Potalaquoiurn K Ammonium N H Phosphate PO COO

Surface

152 164 126

802

laquo08 199

385 440

1011 234

145 40

54 393

2 f t

120 160 134

769

132 209

369 440

994 411

130 0 060

104

4 f t

142 164 131

787

127 194

336 104

10S0 393

154 0

100 97

6 f t

140 161 130

784

139 179

395 842

108raquo 422

126 0 0 3 0

170

Eft

138 168 126

778

158 301

487 880

1200 520

51 0 02

146

bullMcMcHiiu F C amp MCKEE J E Report of Research on Wastewater Reacuteclamation at Whittier Narreraquoraquo Pr-pand fer Rcioorccj Agency of Califomia State Wtr QC Bd Sacramento Calif (Sep 1965)

(Extrait du Document 6603313)

- 39 -

TABLEAU 7

Yater-Quality Changes al Orange County Coastal Sarrier Project Injection Wellmdashaig1

Constituent

Constituent That Did Nol Changa bull Chtorides

SuUato Magnewura Borna Nitrate Ocor threshold odor numberf Sodiusi

CoiMiituenuThat Increased Calcium Volatilraquo solids Bicarbonate Hardncu total T D S

ConstltuentsThat Cecreased Potassium Organif nitrogen Ammonium nitrogen Carbon dioxido

con Color

bull B U E raquo D C amp VesHEK G M sources Bull 75 (Oct 1971)

f T O N unitraquo

Injection Water

272 430

30 1

OJS 40

251

98 100 213 368

1220

30 1

19 69 5 15

Native Grottnd

Water

12 40

7 01 0 0

35

40 0

185

233

3 0 0 2 0 0

Distance From Injection Wellmdashft

100

293 405

31 1 0J

40 239

156 65

317 517

1330

22 0 134 30 27 13

245

288 445

28 1 OJS

40 243

164 125 293 385

1325

21 11 77

30 25

8

545

261 430

32 08 0 J

40 207

200 170 317 631

1290

9 0 00

10 22 i

0

Rcclaimed Waste Water lot Ground Water Recharge Wtr Fe-

1

(ExtnaLt du Document 6603313)

9) CoacAgravewiLon

Leacutepuration des eaux de recharge par les sols granulaires ayant une tranche non satureacutee est excellente ils permettent une eacutelimination importante des pollutions organiques phosphoreacutees et bacteacuteriologiques ainsi quune diminution de 30 agrave 40 de la pollution azoteacutee (G 7221 Doc Geacutenie Rural Dec 1977 voir page suivante)

La recharge artificielle par des bassins dinfiltration est un moyen deacutepuration des eaux en soi

La recharge artificielle par injection demande des eaux reacutepondant agrave des critegraveres aussi stricts que ceux dune eau potable La recharge par injection demande donc linstallation dune uniteacute de traitement agrave part ce qui peut mettre en balance la rentabiliteacute de lopeacuteration de recharge toute entiegravere

bullbullbullbullbullbull

- 40 -

FIGURE 11

PRESENTATION SCHEMATIQUE DU ROLE EPURATEUR DU SOL

oltra2r g g o n t e g d Wvdy bull-bull z-

amp ^ v

mf-

A S S I M I L A T I O N PAR L A

V E G E T A T I O N

f au -bull Selraquo Mineacuteraux N P K cfc-

gt-$[ FILTRATION Xamp^^^iumlacircdZl Arrecirct elt3 Germes Satfioocna

bull

bull - - bull lt bull ^ Jk y rCOa

- -- )rpoundsjkbull - - v v k - mdash O O

RETENTION

E A U

e t

MATIERES DfSSOUTES

Heoradalicircon des natiegraveres On

(action acs s rT coarr jomvno

DT

P E R C O L A T I O N

o o

O o tgt o I

jStocffaqe Jes Eleacutement fini

(oJaorplion - mSOiulraquoilaafi

e s a V o o c

des ionraquo

Jhort^ort sap bull Jtieumla numifOx

lone de

prospection

racine^

^ 7 M c a t ^ xmP 3faltlaquo

M yccedilou ctltfuirerc

Na+CaV Nps~ Cl~S0f DifmrjenS

Fer

itxtAaAJi du CcedileacuteruLe liiuiaAgrave Nov-Deacutec 7977)

1 bull bull bull

- 41 -

E - CONCLUSIONS GEacuteNEacuteRALES

Dapregraves ce que nous venons de voir un sol ideacuteal pour la mise en oeuvre dune recharge artificielle aurait (F 3469)

1) des taux dinfiltration et de transmission eacuteleveacutes

2) au-dessus de lui un sol sans argile ou autres substances reacuteduisant linfiltrashytion

3) pas dargiles gonflantes ou contractantes qui creacuteent des fissures en seacutechant et permettent ainsi agrave leau de circuler rapidement pendant les premiegraveres phases de la recharge

4) suffisamment dargiles pour pouvoir adsorber les eacuteleacutements traces et les oligoshyeacuteleacutements et pour permettre aux microorganismes du sol de deacutecomposer les eacuteleacuteshyments organiques

5) du carbone pour favoriser une rapide deacutenitrification et pour supporter une popushylation microbienne active combattant les germes pathogegravenes et enfin pour favoshyriser une deacutecomposition rapide des substances organiques introduites

Il est clair que certaines de ces propositions sont contradictoires Une opeacuterashytion de recharge artificielle est donc le reacutesultat dun compromis entre la capashyciteacute dinfiltration du sol et sa capaciteacute deacutepuration

- 43 -

LISTE BIBLIOGRAPHIQUE

F 2189

F 2752

F 1605

F 2028

F 2045

F 2415

j bull bull bull

Livre de leau - volume I CEBEDEAU 1978 350 pages

TODD DK Groundwater hydrology J Wiley and Sons Ed 1980 546 pages

CASTANY G Prospection et exploitation des eaux souterraines Dunod Ed 1968 740 pages

BIZE Jf BOURGUET L LEMOINE J Lalimentation artificielle des nappes souterraines Ed Masson amp Cie 1972 199 pages

WALTON WC Groundwater resource eacutevaluation McGraw-Hill Book Company 1970 664 pages

LOUP J Les eaux terrestres - hydrologie continentale Masson et Cie Ed 1974 172 pages

F 3469

F 3884

F 3918

G 2264Bis

Health aspects of wastewater recharge Water Information Center New York 1978 240 pages

A bull bull

Waste disposai effects on groundwater Miller DW Ed 1980 512 pages

BEAR J Hydraulics of groundwater McGraw-Hill Book Company 1979 567 pages

X La meacutecanique des fluides et lenvironnement - preacutevision et maicirctrise de la qualiteacute de leau et de lair 14egraveme Journeacutees de lHydraulique Paris Sept 1976 Question 4 les eaux souterraines 48 pages

G 2729

G 4329

Artificial recharge of the London basin Reading Water Resources Board 1973 38 pages

W0LKER RE Numerical modelling of an aquifer System with intermittent recharge Dept of National Res Australian Water Res Council 1977 64 pages

bull bull bull bull bull bull

- 44 -

G 4944 KHANJI JD Etude de la recharge de nappes agrave surface libre par infiltration Thegravese Universiteacute Scient et Meacutedicale Grenoble 1975 252 pages

G 51341

G 5191

A bull bull bull

Emmagasinement souterrain des eaux et recharge artificielle Ressources NaturellesSeacuterie Eau ONU ndeg 2 1977 307 pages

BROWN RF SIGNOR DC WOOD wW Artificial groundwater recharge as a water management technique on the southern high plains of Texas and New Mexico Texas Deacutepart of Water Resources 1978 32 pages

G 5920 j bull bull bull

Lassainissement des reacutegions deacutepourvues de reacuteseau hydrographique et la protection des nappes - tome 1 Agence Fin de Bassin Seine-Normandie Dec 1978 107 pages

G 6212 Wastewater reuse for groundwater recharge Symposium Office of Water Recycling Californie 1980 345 pages

G 6230

G 6501

Possibiliteacutes deacutepandage des eaux useacutees urbaines Rapport Agence RMC 1979 371 pages

TAKASHI ASAN0 GHIRELLI R Reacuteutilisation des eaux useacutees pour la recharge des eaux souterraines et lirrigation agricole Confeacuterence OMS Alger 1980 p 1-15

G 7221

6603313

6604550

6604561

6617781

Lameacutenagement dinfiltration des eaux useacutees de Port-Leucate Soc Ameacutenag Mixte dEquip et dAmeacutenag de lAude Novembre 1981 45 pages

TOUPS JM Water quality and other aspects of groundwater recharge in southern California JAWWA Mars 1974 p 149-151

SMITH DB Tritium water tracing Water Treatment and Examination vol 22 1973 p 250-258

CALLAHAN JT Recycling of fresh water - the management and protection of groundwater Tireacute agrave part 16 pages

KEYS WS BROWN RF The use of tempeacuterature logs to trace the movement of injected water Groundwater Janv-Feacutev 1978 p 32-48

- 45 -

6619100 W00D WW EHRLICH GG Use of bakers yeast to trace microbial movement in groundwater Groundwater Nov-Deacutec 1S78 p 398-403

6619645 ROBERTS PV McCARTY PL Direct injection of reclaimed water into an aquifer J Environ Eng Div 1978 104 p 933-949

- CHAPITRE III -

DISPOSITIFS DALIMENTATION ARTIFICIELLE DE

NAPPE SOUTERRAINE

- 49 -

Pour la mise en oeuvre dune alimentation artificielle de nappe souterraine on distingue principalement les dispositifs dinfiltration et les dispositifs dinjection Ces deux types fondamentaux de dispositifs se diffeacuterencient nous allons le voir aussi bien par leur fonctionnement que par leur technologie et leur gestion

A - D I S P O S I T I F S D INFILTRATION

I - CONDITIONS GENERALES DUTILISATION

Les dispositifs dinfiltration sont utiliseacutes pour alimenter les nappes libres ou surmonteacutees dune eacutepaisseur de terrain impermeacuteable assez petite pour que lon puisse la deacutecaper

Il sagit essentiellement de bassins dinfiltration mais aussi de canaux fosseacutes fosses lits de cours deau ameacutenageacutes zones deacutepandage souterrain puits filshytrants

Ce sont en geacuteneacuteral des dispositifs de surface exception faite pour les disposishytifs deacutepandage souterrain par reacuteseau de drains

II - PRINCIPE GENERAL DE FONCTIONNEMENT CAS DUN BASSIN

1 ) fLoceA^uA cjomplampt de X infLLugravebiatLon provoqueacutee (F 2028)

Placcedilons nous dans le cas dun bassin dinfiltration que lon remplit

Lavanceacutee du front humide peut ecirctre deacutecomposeacutee en trois phases comme le montre la figure 1

FIGURE 1

SCHEMA DES TROIS PHASES DE LINFILTRATION PROVOQUEE

(poundxtLltzugravet du document 2028 )

- 50 -

1egravere phase avanceacutee du front humide vers la nappe

2egraveme phase eacutecoulement mixte (verticalement en milieu non satureacute horizontaleshyment en milieu satureacute)

3egraveme phase eacutecoulement en milieu satureacute aussi bien verticalement que horizonshytalement

2) AppaKJjtLon dune couche co-bnaiante agrave ta AwifLace du -ocircot pendant la jubmesiAton

Mis agrave part le cas ougrave lon utilise une eau tregraves pure et neutre vis-agrave-vis des consshytituants chimiques et biologiques du sol lexistence dans leau de recharge de toutes sortes dimpureteacutes entraicircne au contact de leau avec le sol des reacuteactions dorigine physique chimique et biologique

Le reacutesultat de ces diffeacuterentes reacuteactions est lapparition dune couche colmatante qui se comporte vis-agrave-vis de linfiltration comme une couche peu permeacuteable (parshytie C sur la figure 2)

FIGURE 2

EVOLUTION DE LINFILTRATION DANS UN BASSIN EN CAS DE SUBMERSION

PROLONGEE AVEC DES EAUX PEU COLMATANTES

Q (mj)

09-

0 8

07-

n fi_

n ccedil U 3

UJ 0

a

1

a

b

c

c

b

c

N d

2 3 4 5 6

= gonflement des colloiumldes du sol

= dissolut ion des bulles d a i r

= formation du voile bacteacuterien

1 = asphyxie du fond du bassin

i

mois

(Extrait du Document Ccedil 5920)

51 -

Si lon se place dans le cas ougrave la profondeur de laquifegravere ainsi que sa trans-missiviteacute sont suffisantes cest alors leacutecoulement mixte (phase ndeg2 dans le scheacutema preacuteceacutedent) qui constitue le reacutegime permanent deacutecoulement des eaux sous le bassin

Cest donc lexistence du pheacutenomegravene de colmatage du fond du bassin qui permet agrave leacutecoulement vertical en milieu non satureacute de se poursuivre

Nous deacutetaillerons le processus de colmatage plus loin On peut cependant deacutejagrave noter en observant- la figure 2 que le colmatage eacutevolue avec le temps et peut devenir intoleacuterable vis-agrave-vis du taux dinfiltration rechercheacute une vidange du bassin et une reacutenovation du sol constituant son fond simposent alors

La figure 3 donne une scheacutematisation de leacutecoulement de leau dans le sol avec existence dune couche colmatante agrave la surface

FIGURE 3

~~L

Eau

Colmatage ( 2 agrave 3 c m )

h = 1 m eacutepaisseur deau

t (succion)

4

S

JI7777777T777T77777m77777r

eacutecoulement vertical en milieu sature

eacutecoulement vprtica en milieu I non sature

eacutecoulement horizontal en milieu

satureacute (nappe)

IExtnaJjt du Document Ccedil 7220)

bull bull laquo bull

52 -

III - LES DISPOSITIFS DINFILTRATION

1 ) LeA ba^4inA dirLfJJjtAatiorL

a) Principe il peut sagir dune excavation faite dans le sol et pouvant avoir des origines diverses (anciennes carriegraveres par exemple) ou bien dun ouvrage de geacutenie civil comportant la construction de berges Le bassin ainsi formeacute reccediloit une certaine quantiteacute deau qui sous leffet de la charge hydraulique va peacuteneacuteshytrer dans le sol

La figure 4 donne un scheacutema densemble dune installation utilisant des bassins d infiltration

FIGURE 4

Ci) LoVe pump

( 2 ) Flocculanl-injection sysK

(3) Settling basi

Ccedil ) Clear-wafer pickup

(5) Sprecding basins

I d e a l i z e d S p r e a c s n g -Bas in I n s t a l l a t i o n W i t h V a t e r - icirc n i a k e Syste

(Lake Pump and C i e a r - W a t s r P ickup ]

F l o c c u l a n t - l n j e c t i o n System and Se t t l i ng Ba$ucircraquos

ms

(Extrait du Document Ccedil 5191 ) m bull bull bull bull bull

- 53 -

b) Forme dimensions des bassins la forme des bassins peut ecirctre quelconque Cepen-dacircnt_locircrsqueuml-T1l)7riJtrrrse~~plusieurs bassins on cherchera un encombrement au sol minimum

Le nombre de bassins deacutepend de la gestion de ceux-ci nous aborderons ce point plus loin

Dans la reacutealisation dun bassin dinfiltration ou plus geacuteneacuteralement dun disshypositif dinfiltration une contrainte importante est la distance entre le sol et le niveau de la nappe On estime quune distance de 3 agrave 5 m est un minimum pour assurer la bonne marche dun bassin

c) Construction dun bassin la construction dun bassin ne peut se faire que sur deumll-~teumlrracircins reTacirctfvement plats Sa mise en oeuvre peut se faire agrave laide dun bulldozer ou par des moyens plus simples Toutefois en cas dutilisation denshygins lourds il faudra prendre garde agrave ce que leurs passages successifs nentraicircshynent pas un tassement excessif du sol qui se traduirait par une reacuteduction signishyficative du taux dinfiltration

Les berges des bassins doivent ecirctre rendues impermeacuteables par beacutetonnage ou deacutepocirct de seacutediments tregraves fins ceci afin deacuteviter toute infiltration horizontale La pente recommandeacutee pour les berges dun bassin est de 2 pour 1 on limite ainsi leacuterosion due aux mouvements de leau dans le bassin Enfin pour faciliter la vidange du bassin on procegravede agrave la creacuteation dun point bas

d) Ameneacutee de leau lameneacutee de leau dans le bassin peut se faire par graviteacute ou par pompage Ces dispositifs sont en geacuteneacuteral aussi des dispositifs aeacuterateurs en favorisant les conditions aeacuterobies dans le bassin on permet une eacutepuration importante des eaux dans celui-ci

Cette aeacuteration se fait souvent agrave laide dune ou plusieurs cascades (figure 5)

FIGURE 5

lExiAcdA du Document t 2028)

e) Revecirctement du fond le revecirctement du fond peut ecirctre varieacute ainsi on distingue les bassins agrave fond nu agrave veacutegeacutetation agrave sable

bull raquo bull raquo raquo bull

- 54 -

Bassins agrave fond nu leur mise en oeuvre est simple car ils sont utiliseacutes tels quels Cependant ils sont soumis agrave un colmatage rapide Pour diminuer limporshytance de ce colmatage et pour assurer lentretien on peut utiliser divers proceacuteshydeacutes simples tels que le labourage ou leacutepandage de paille de bleacute (Confeacuterence AFEE Orleacuteans 1970) La lame deau dans ces bassins doit ecirctre de quelques deacutecimegravetres

Bassins agrave veacutegeacutetation leffet de la veacutegeacutetation est multiple (G 6230) - permeacuteashybiliteacute suppleacutementaire due aux racines protection du soi contre les gouttes deau lors des peacuteriodes pluvieuses exportation deacuteleacutements mineacuteraux si toutefois la veacutegeacutetation est reacutecolteacutee (5 environ) Par ailleurs elle favorise la deacutenitrifi-cation Cependant la preacutesence de veacutegeacutetation dans le bassin preacutesente certains inconveacutenients niveau assez faible deffluent dans le bassin (au printemps et en eacuteteacute notamment quelques centimegravetres seulement) assegravechement peacuteriodique du bassin pour permettre la reacutecolte

Malgreacute tous ces inconveacutenients de nombreuses eacutetudes ont montreacute linteacuterecirct de la veacutegeacutetation dans un bassin Le bermuda-grass geacuteant le riz et le souclan-grass paraissent bien sadapter agrave ces conditions de vie (G 6230 F 275)

Bassins agrave sable (Confeacuterence AFEE Orleacuteans 1970) Le fond du bassin est alors tapisseacute dune couche de sable rapporteacutee Le diamegravetre efficace du sable est en geacuteneacuteral compris entre 02 et 03 mm Cette couche sert de support meacutecanique et biochimique agrave leacutepuration des eaux Son eacutepaisseur doit ecirctre de lordre de 50 cm

Le sable agissant comme un filtre subit un colmatage progressif et demandedonc un entretien peacuteriodique apregraves vidange du bassin on procegravede agrave un remaniement du sable par diffeacuterents moyens allant du simple grattage agrave lexplosif ou bien on procegravede agrave un lavage du sable apregraves ramassage

Leacutepaisseur de la lame deau dans un tel bassin peut varier de quelques deacutecimegravetres agrave plusieurs megravetres

f) Taux dinfiltration dune maniegravere geacuteneacuterale on peut dire quil est impreacutevisible et que lon doit proceacuteder agrave des essais On dispose de deux types de meacutethodes pour ces essais (G 51341)

essais sur toute la zone deacutepandage cest cette meacutethode qui donne les reacutesultats les plus sucircrs mais sa mise en oeuvre neacutecessite des dispositions coucircteuses transport de leau acquisition des terrains

essais sur des mares deacutepandage cette meacutethode impose pour ecirctre fiable des essais de longue dureacutee ainsi que la connaissance des renseignements techniques tels que la geacuteologie du sous-sol la profondeur de la nappe etc

En geacuteneacuteral les taux dinfiltration se situent au-dessus de 015 - 030 m par jour (G 5191)

Le tableau 1 page suivante donne agrave titre dexemple la valeur des taux dinfilshytration de bassins reacutealiseacutes aux USA

NB du fait du colmatage le taux dinfiltration eacutevolue avec le temps pendant la submersion Il convient donc de parler de taux dinfiltration moyen

bullbullbullbullbullbull

- 55 -

TABLEAU 1

REPRESENTATIVE SPREADING BASIN RECHARGE RATES

Location

Sauta Cmz River-Ariz Los Angeles County Calif i Madera Colif San Gabriel River Calif Santa Ans River Calif Santa Clara Valley Calif Tulare County Colif Ventura County Calif Des Moines Iova NewtoD Mass East Orange N J Princeton N J Long Island N Y Richland TVash

Rateftday T

1 11-38 22-62 10-41 19-54 lS-96 14-73 04 12-1S i 15 l 43 04 | 01 31 77

(SxtAaJjt du Document t 275)

Suivant la nature du revecirctement du fond le taux dinfiltration est variable Ainsi (F 2028)

- pour les bassins nus 030 agrave 1 m par jour - pour les bassins agrave veacutegeacutetation 020 agrave 060 m par jour - pour les bassins agrave sable 2 agrave 5 m par jour

Des eacutetudes reacutecentes ont montreacute que dans le choix du revecirctement la veacutegeacutetation et le sable donnent les meilleurs reacutesultats ( G 6230)

g) Dispositifs de reprise des eaux trois dispositifs sont utiliseacutes pour reacutecupeacuterer les eaux apregraves leur infiltration dans la couche non satureacutee du terrain et leur transfert dans laquifegravere

les puits de pompage classiques

les drains placeacutes dans laquifegravere lui-mecircme

les exutoires naturels tels que les sources

Ces trois dispositifs sont repreacutesenteacutes sur la figure 5 bis

bullbullbullbullraquo

- 56 -

FIGURE 5 BIS

COLLECTION OF RENOVATED WATER FROM RAPID-INFILTRATION SYSTEMS WITH

WELLS (TOP) DRAINS (CENTER) OR VIA NATURAL SEEPAGE

INTO STREAMS (BOTTOM)

PUMPEO WELL - 0 8 3 WEU

IMPERMEABLE

bull- ygru ffi -

7 7 STREAM

rff

IMPERMEABLE v ^ v

(poundxampLltzugravet du Document Ccedil 62121

- 57 -

2) LeA poundcM^eacute4 XampA canaux leA jampM-ae-d

Ces dispositifs sont assez semblables aux bassins Neacuteanmoins on peut faire les remarques suivantes

- contrairement aux bassins sces dispositifs utilisent linfiltration horizontale agrave travers les berges Celles-ci sont en geacuteneacuteral tregraves releveacutees

- les fosseacutes de largeur plus reacuteduite (1 agrave 4 m) que les bassins sadaptent mieux aux variations de relief du terrain car ils peuvent eacutepouser sans difficulteacute les courbes de niveau

- les fosses sont caracteacuteriseacutees par une profondeur importante vis-agrave-vis de ses autres dimensions La charge hydraulique peut y ecirctre importante (plusieurs megravetres) Leur utilisation est particuliegraverement inteacuteressante pour linfiltration deaux brutes le fond et les bords jouant respectivement le rocircle de plage de seacutedimentation et de filtration

3) LAgraveJLA do AxvX0Ae ameacutenageai

a) Ppoundi|2poundiPpound le principe de ce dispositif est essentiellement damplifier artifishyciellement linfiltration naturelle des eaux de riviegraveres dans les terrains allushyvionnaires sous-jacents Pour cela on peut

soit augmenter la surface de contact entre leau et le sol cest le cas dun ameacutenagement dun lit mineur en chocircmage ou de leacutepandage des crues

soit augmenter la charge hydraulique en diffeacuterentes zones du lit cest le cas avec la construction de diguettes

soit les deux cestle cas avec la reacutealisation dune retenue

b) Les ameacutenagements (G 7220)

ameacutenagement dun lit mineur en chocircmage en dehors des peacuteriodes de crue par creuseshyment au bulldozer par exemple (figure 6)

eacutepandage des crues cette meacutethode ne peut ecirctre mise en oeuvre que dans des reacutegions peu habiteacutees Sa reacutealisation ne demande pas de moyens eacutelaboreacutes ni de main doeuvre qualifieacutee (figure 7)

construction de diguettes (G 7220) construites en travers du courant les diguettes permettent laugmentation de la charge hydraulique agrave lamont de celles-ci (figure 8)

bull bull bull bull bull

FIGURE 6

- 58 -

FIGURE 7

FIGURE 8

(poundxtnaAcircJA du Document Ccedil 72201

- 59 -

La hauteur des diguettes est de lordre de 150 m Pour ecirctre eacuteconomiques les diguettes doivent ecirctre reacutealiseacutees avec des mateacuteriaux locaux et des moyens simples

La figure 9 donne une coupe dune diguette

FIGURE 9

SEDIMENTS FINS PRE-DECANTES

TOUT-VENANT A OOMINANCE SABLEUSE

GALETS ET GRAVIERS

lSxiMalA du Document Ccedil 7220)

c) Construction dune retenue sa mise en oeuvre est coucircteuse car elle neacutecessite des eacutetudes eacutelaboreacutees ainsi que des moyens lourds

Remarque la construction de diguettes ou de barrages ne doit pas aggraver les crues ou bien deacutevier le fleuve de son lit naturel

U) poundpandage 4oupoundeAAain pan ieacuteAeau de diaisvocirc

Le principe de ce dispositif reste le mecircme que celui dun bassin mais la plage dinfiltration est alors constitueacutee par un drain permeacuteable enterreacute dans la partie supeacuterieure du sol

La figure 10 page suivante donne deux exemples de drains fonctionnant en disposhysitifs dinfiltration

Lavantage majeur de ce proceacutedeacute sur les bassins dinfiltration est de laisser les terrains libres en surface pour une autre utilisation (terrain de sports par exemple)

Le principal deacutefaut de ce proceacutedeacute est decirctre un dispositif souterrain donc decirctre deacutelicat agrave entretenir

bull bull bull

- 60 -

FIGURE 10

(Cxt^œU du Document 6608781 )

La figure 11 page suivante donne le plan dune reacutealisation dinfiltration par drains

5) PuLts) fJJjUiant

Le puitsfiltrant se diffeacuterencie du puits deau par le fait quil natteint pas la nappe Cest un proceacutedeacute assez peu utiliseacute

IV - COLMATAGE DES DISPOSITIFS DINFILTRATION

Le colmatage progressif du fond dun bassin par exemple se traduit comme nous lavons vu par une reacuteduction du taux dinfiltration

Le pheacutenomegravene de colmatage reacutesulte de la combinaison de deux meacutecanismes

- dune part deacutesorganisation de la porositeacute du sol

- dautre part bouchage des pores

bull bullbullbullbullbull

- 61 -

FIGURE 11

bullrO bullmdash bull - v - gt

5icirc4s-SIcirciumlSIcirc

PJan geacuteneacuteral deraquo installations de recircalimentation agravea la nappa souterrains agrave Vejsy Construction existante A digue B usin9 hydraulique ilouvellss construction l_ prisa deau i avec creacutepine laquo Hydromat raquo autonettoyante 2 conduitraquo 7 0 0 mm pour leau bruts 3 station de pompagraquo et de traitement dej bullaux 4 conduite de rejet agrave TArva 5 conduite 30O mm pour 1er eaux traiteacutees 6 aire dinfiltration dans le sol au moyen de tuyaux perforeacutes

1 ) CoAnatage pan deacute^origanAgravejiation de Xa pon-O^Lteacute du -OcircOJ

Cest le reacutesultat de divers meacutecanismes eacutelectrochimiques

- destruction des agreacutegats par un excegraves dions dispersant les argiles ou bien solu-bilisation du ciment liant ceux-ci en milieu reacuteducteur

- gonflement important des argiles

2) Co-ugravenatage pan bouchage deA posiez du AOX

Les origines de cette diminution de la porositeacute intrinsegraveque peuvent ecirctre diverses (physique chimique biologique) ou encore ecirctre dues agrave la preacutesence dalgues

bull bullbullbullbullbull

- 62 -

a) Colmatage dorigine physique le fond du bassin agit vis-agrave-vis des matiegraveres en sucircspeumlnsiuml8n~TM7Euml7s7 comme un filtre Limportance du colmatage dorigine physique est donc fonction de la concentration en MES des effluents (figure 12)

FIGURE 12

INFILTRATION SUR COLONNES DE SABLE - EVOLUTION DU COLMATAGE POUR

DIFFERENTES CHARGES EN MATIERES EN SUSPENSION

10 11 II

(CxiAaJJ du Document h 2028)

b) Colmatage dorigine chimique il est le reacutesultat de la preacutecipitation des sels contenus dans leffluent au contact de certains constituants du sol

c) Colmatage dorigine biologique le meacutecanisme exact du colmatage biologique nest pas entiegraverement connu mais on sait que le rocircle des bacteacuteries y est tregraves imporshytant (G 51341) Ainsi le deacuteveloppement des bacteacuteries et la production de proshyduits reacutesultant de leur meacutetabolisme peuvent entraicircner un colmatage par obstrucshytion des pores du sol

d) Colmatage par les algues la preacutesence deacuteleacutements nutritifs tels que le phosshyphore dans les eaux combineacutee avec un eacuteclairage suffisant permet si toutefois la tempeacuterature est assez eacuteleveacutee le deacuteveloppement des algues dans le bassin Laccumulation de celles-ci peut conduire au colmatage de la plage dinfiltration comme le montre la figure 13

bullbullbullbullbullbull

- 63 -

FIGURE 13

EFFECT OF OPEN RECHARGE ON RECHARGE RATE

dork recharge (no woter llaquovlaquol)

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open recharge (50cm water levai) j

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O -j 1 I I 1 1 ~X 1 1 1mdash 1 p I

J F M A M J J A 5 0 N D

(CxtnaU du Docimervt 6610709)

La preacutesence dalgues dans un bassin apporte les avantages suivants

- les feutrages des algues favorisant la filtration de leau et la coagulation des particules en suspension

- la croissance algale preacutelegraveve des eacuteleacutements nutritifs dans le milieu et peut eacutegashylement concentrer dans la cellule veacutegeacutetale des substances nocives et en particushylier les meacutetaux lourds

Mais ces algues preacutesentent les inconveacutenients suivants

- le deacutegagement dodeurs deacutesagreacuteables

- la reacuteduction de la permeacuteabiliteacute des bassins par deacuteveloppement dun tapis dense agrave la surface du sol

En geacuteneacuteral le bilan global des actions dues agrave la preacutesence dalgues est nul ou neacutegatif

En conclusion on peut donc dire que le rocircle des algues est complexe Aussi chaque cas eacutetudieacute sera un cas particulier (6617223)

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- 64 -

V - REMEDES CONTRE LE COLMATAGE - GESTION DES DISPOSITIFS DINFILTRATION

1) Meacutethodes permettant de AeacuteduAgraveJie -Le cotmatage

a) Colmatage_par_les M E S _ on peut le reacuteduire par diffeacuterentes meacutethodes

- deacutecantation de leffluent ou filtration agrave travers un massif de graviers

- creacuteation dune couverture veacutegeacutetale dans le fond du bassin

- addition de matiegraveres organiques ou de produits chimiques dans la couche supeacuteshyrieure du- sol

b) Colmatage biol_ogique on peut le reacuteduire principalement par une javellisation de leffluent Mais ceci a linconveacutenient de supprimer leacutepuration biologique dans le bassin lui-mecircme

c) Colmatage par les algues le controcircle du deacuteveloppement des algues peut se faire

- par lemploi dalgicides mais avec un certain danger pour la qualiteacute future des eaux

- par une gestion approprieacutee des bassins

2) CcedileAtLon de dLipoj-LtLfLi dinp-AgravetsicutLon

Comme nous venons de le voir on ne peut et on ne veut pas annihiler complegravetement le pheacutenomegravene de colmatage En effet la toleacuterance dun certain colmatage est essentielle pour preacuteserver un eacutecoulement en milieu non satureacute sous le bassin Cet eacutecoulement reacutepeacutetons-le joue un rocircle deacuteterminant dans leacutepuration des eaux de recharge par le sol Le problegraveme est que le colmatage est un pheacutenomegravene qui samplifie avec le temps jusquagrave devenir inadmissible Il faut donc que les peacuteriodes dinfiltration alternent avec des peacuteriodes de dessegravechement afin de pouvoir dune part aeacuterer le sol et ainsi permettre agrave la vie microbienne dans le sol de se reconstituer et dautre part eacuteliminer les deacutepocircts de matiegraveres en suspension

Le dessegravechement des bassins permet une reacutecupeacuteration totale de la capaciteacute dinshyfiltration comme le montre la figure 14

Le problegraveme de gestion des systegravemes dinfiltration se reacutesume donc agrave la deacuteterminashytion du rythme dalternance entre les peacuteriodes de submersion et les peacuteriodes de seacutechage et dentretien pour que le rendement de linstallation soit optimum

La peacuteriode de submersion est deacutefinie par lapparition dun colmatage inacceptable

La dureacutee du seacutechage est fonction du climat et de la saison (cf figure 14)

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- 65 -

FIGURE 14

AMENAGEMENT DE PHOENIX

EVOLUTION DE LA CAPACITE DINFILTRATION EN FONCTION DU COLMATAGE ET TAUX

DE RECUPERATION AU COURS DES PERIODES DE CHOMAGE DES BASSINS

degh de reacutecupeacuteration de la capaciteacute dinfiltration

40

Nombre de Jours

(Extrait du Document Ccedil 5920)

Examinons divers cas

a) Cas des bassins la peacuteriode dinfiltration doit ecirctre en principe de moitieacute par rapport agrave la peacuteriode de seacutechage

La figure 15 donne un exemple du fonctionnement dans le temps dun bassin

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- 66 -

FIGURE 15

EXAMPLE OF VARIATION OF INFILTRATION RATE WITH TIME

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ltxtnaijt du Document F 3918)

Dans le cas ougrave lon veut un fonctionnement en continu de linstallation il est donc neacutecessaire de preacutevoir la construction de trois bassins au moins (en geacuteneacuteral plus de trois dans les reacutegions agrave climat humide ou tempeacutereacute) Le fonctionnement de ces bassins se fait alors en deacutephasage

b) Cas des ameacutenagements en lit de riviegravere la peacuteriode de submersion est alors conshyditionneacutee par le reacutegime deacutecoulement du fleuve

B - D I S P O S I T I F S D I N J E C T I O N

Il sagit principalement des puits dinjection

CONDITIONS GENERALES DE FONCTIONNEMENT

Les dispositifs dinjection sont utiliseacutes lagrave ougrave les dispositifs dinfiltration sont impossibles ou difficiles agrave mettre en oeuvre

cas ougrave la nappe phreacuteatique est captive (F 3918) existence dune couche dargile entre le sol et le niveau de la nappe (F 3918) cas ougrave le sol est alcalin (F 3969) existence de terrains en couches superposeacutees seacutedimentaires ou alluviaux ayant

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- 67 -

une conductiviteacute hydraulique horizontale beaucoup plus eacuteleveacutee que la conductiviteacute verticale (G 51341)

- neacutecessiteacute dun encombrement reacuteduit

El _ PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT DES PUITS DINJECTION

Comme nous lavons vu plus haut un puits dinjection est un forage plongeant dans la nappe Son principe est donc tout agrave fait semblable en premiegravere approxishymation agrave celui dun puits de pompage fonctionnant en sens inverse

Enfin contrairement au cas des dispositifs dinfiltration le colmatage mecircme leacuteger na aucune fonction eacutepuratrice dans le cas dun puits dinjection Il devra donc ecirctre eacuteviteacute agrave tout prix

II - LES PUITS DINJECTION

1) CorvitnucJuon

Dans leur construction les puits dinjection sont des forages classiques

La figure 16 donne le scheacutema dune installation complegravete dinjection FIGURE 16

(euroxtnc-ut du Document Ccedil 5191 ) bull bull bull bull bull bull

68 -

La figure 17 montre sur un exemple la coupe dun puits dinjection

FIGURE 17

PUITS DINJECTION DE LA VALLEE DE LA DURANCE

Arriveacutes deau provenant du bassin ite decirccantutioci

bull~X_ Buses ccediljOacircO non iointivas

FI Sable oM F^ Gravierraquo fe^-Wraquo-mdash

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Niveau de la nappe

lExtnaAJi du Document F 2028)

Pour les puits dinjection il nexiste pas de dessin optimum mais certaines techniques de construction donnent manifestement de meilleurs reacutesultats que dautres Toute technique de construction qui reacuteduit la permeacuteabiliteacute du terrain comme cela est le cas avec linvasion des terrains entourant les puits par les boues de forage ou bien avec leffondrement des particules fines dans le puits peut conduire agrave une perte deacutefinitive de permeacuteabiliteacute (G 5191)

Lenvahissement du puits par des particules fines peut ecirctre contrecarreacute par la constitution autour du trou de forage dun eacutecran de graviers suffisamment petits pour empecirccher la migration des fines particules et assez gros pour ne pas gecircner leacutecoulement La figure 18 donne une coupe de cet eacutecran

Enfin la circulation de leau dans le puits dinjection doit ecirctre eacutetudieacutee pour ne produire ni eacuterosion ni effondrement des terrains qui pourrait se traduire par un colmatage du puits par les mateacuteriaux fins

bull bull bull bull bull bull

- 69 -

FIGURE- 18

FUNCTION OF A GRAVEL PACK IN RETARDING THE MIGRATION

OF FINE SAND TO A WELL SCREEN

(Sxtnalt du Document Ccedil 5191 )

2) Ameneacutee de leau darv4 le puAgraveJbs

Lintroduction de leau de recharge dans laquifeumlre peut se faire sous la presshysion atmospheacuterique ou sous une pression plus eacuteleveacutee

Contrairement au cas des dispositifs dinfiltration lair contenu dans leau doit ecirctre eacutelimineacute au maximum En effet lentraicircnement de bulles dair ou de gaz dissous joue un rocircle capital vis-agrave-vis du colmatage Certaines preacutecautions sont agrave prendre nous les examinerons plus loin

3) Taux dinfection

La preacutevision du taux dinjection peut se faire agrave partir dessais de pompage Cependant diffeacuterents facteurs rendent souvent peu fiables les extrapolations agrave partir de ces essais En effet la diffeacuterence entre une injection et un pompage ne se limite pas agrave un changement de sens du flux deau des problegravemes lieacutes agrave la preacutesence de MES dair de substances chimiques et organiques interviennent Cest pourquoi les deacutebits dinjection sont toujours plus faibles que les deacutebits du pompage (F 275)

Une autre meacutethode de preacutevision est lutilisation dune loi statistique donneacutee par la figure 19

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- 70 -

FIGURE 19

F O R A Q E S

DEacuteBIT INJpoundCTacirc MOTIN

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(ExtgtiaJjt du Document 6600637)

Le tableau 2 donne agrave titre dexemple la valeur du taux dinjection obtenue pour diffeacuterentes reacutealisations au USA

IV - COLMATAGE DES DISPOSITIFS DINJECTION

Le colmatage des puits dinjection a trois origines principales (F 2028)

- preacutesence de gaz dissous dair et de particules en suspension dans les eaux dinshyjection

- reacuteactions entre les eaux dinjection et les eaux du gisement

- reacuteactions entre les eaux dinjection et certains constituants du sol bull bull bull bull bull t

- 71 -

TABLEAU 2

AVERAGE WELL RECHARGE RATES

Location

Fresno Caliicirc Los Angeles Calif Manhattan Beach Calif Orange Cove Calif San Fernando Valley Calif Tulare County Calif Orlando Fia Mud Lake Idaho Jackson County Mich Newark N J Long Island N Y El Paso Texas Williarosbtirg Va

Rate cfs 1

02-09 12 1 04-10 1 07-09 03 | 012 02-21 02-10 01 06 02-22 23 03

(

(ExtnaLt du Document F 275)

Les processus de colmatage

Comme dans le cas des dispositifs dinfiltration les processus du colmatage sont dordre physique chimique ou biologique

1 ) TioceAsiuA meacutecaniques

- deacutepocirct des MES qui forme un eacutecran impermeacuteable

- entraicircnement dair et libeacuteration des gaz dissous Les bulles de gaz ainsi formeacutees peacutenegravetrent dans laquifegravere et en obstruent les pores ceci entraicircne une reacuteduction de la permeacuteabiliteacute Par ailleurs un autre pheacutenomegravene lieacute agrave la preacutesence dair dans les eaux dinjection est agrave craindre il sagit de la formation de poches de gaz sous pression qui par deacutetente lors de larrecirct de linjection peut entraicircner la destruction complegravete de louvrage La fig 20 illustre ce dernier pheacutenomegravene sur un exemple

2) VsioceAALLA chAgraventlque

- dispersion et gonflement des a rg i l e s

- preacutec ip i ta t ion de se ls meacutetalliques ou a lca l ino- ter reux

3) ioceAMA bLoioglqaeA

- pro l i feacutera t ion des bac teacuter ies

- production par l a c t i v i t eacute microbienne de substances chimiques colmatantes

FIGURE 20

PHENOMENE DENTRAINEMENT DAIR AU COURS DE LINJECTION DANS LES DOLOMIES

ET CALCAIRES KARSTIQUES DbullISRAEumlL

(poundxampiaLpound du Document h 2028)

V - REMEDES CONTRE LE COLMATAGE ET GESTION DES DISPOSITIFS DINJECTION

1 ) Meacutethodesi pousi la idducjtLon du colmatage

a) Cas des MES la concentration en MES des eaux dinjection peut ecirctre reacuteduite par un traitement preacutealable comme nous lavons vu dans la premiegravere partie de ce travail

k) pound^_Eumlpound_i ficirciiumlL es Iz dissous un traitement preacutealable permet une deacutesaeacuteration de leau dinjection Par ailleurs pour eacuteviter lentraicircnement dair on peut prendre les preacutecautions suivantes

le tube dameneacutee deau doit toujours ecirctre noyeacute Aussi lintroduction en chute libre est agrave exclure

la construction du puits doit ecirctre telle que tous ces eacuteleacutements soient agrave une pression supeacuterieure agrave la pression atmospheacuterique On eacutevite ainsi tout pheacutenomegravene de succion le long du puits dinjection Ce problegraveme peut ecirctre reacutesolu en utilishysant en pied de forage une valve antisuccion La figure 21 donne la coupe dun tel dispositif

- 73 -

FIGURE 2i

FOOT VALVE USED FOR CONTROLLING RATES OF RECHARGE

THROUGH AN INJECTION UELL

bullRECHARGE PIPE

DISCHARGE SLOTS

bullPISTON

-CYUNDER

-COMPRESSION SPRING

bullSPRING END DISC

SPRING TENSION SPACER

^SPRING RETAINER END PLUG

LxtnaU- du Document Ccedil 5191 )

les deacutebits doivent ecirctre limiteacutes ce controcircle peut se faire en utilisant des tubages ayant un faible diamegravetre ou encore ayant une rugositeacute suffisante

La figure 22 donne

dune part leacutevolution des deacutebits dinjection avec le diamegravetre du tubage

dautre part leacutevolution de ces deacutebits avec la rugositeacute du tubage

- 74 -

FIGURE 22

GRAPH OF FLOW RATES IN SMALL PIPES WITH UNIT HEAD LOSS

PER UNIT LENGTH OF PIPE

INS1DE DIAMeacuteTER OF PIPE IN MllUMETRES 20 40 60 80 J _1 L

2 3 IHS1DE DIAUETEacuteR OF PIPE IN INCHES

(CxtnaLt du Document 6607^39)

c) c3pound_du_colmatage_chimique pour reacuteduire le colmatage chimique lors de linjecshytion on peut suivant le cas

effectuer une deacutemineacuteralisation partielle ou complegravete lors dun traitement preacuteashylable

diluer les eaux dinjection avec une eau neutre vis-agrave-vis du gisement

^ poundpound_^_pound2imaicirclpound_BE_^es bacteacuteries une chloration des eaux dinjection permet en geacuteneacuteral de reacuteduire iumleumlffeumlt_deumls bacteacuteries

bull bull bull bull bull bull

- 75 -

2) CcedileAtLon dltiA puLtt dijyectLon

Comme dans le cas des dispositifs dinfiltration il apparait lors dune recharshyge artificielle de nappe par injection un colmatage progressif Lorsque celui-ci a atteint une valeur inadmissible on doit proceacuteder agrave un deacutecolmatage

La figure 23 montre leacutevolution du taux dinjection avec le temps ainsi que la reacutenovation de ce taux apregraves deacutecolmatage

FIGURE 23

INJECTION RATE VERSUS TIME FOR SHAFT

12

sectraquo o laquo_gt UJ ta 10

T 1 1 1 r~- r

Racharga ahoft

T_

16 24 32 40 48 TIME - DAYS

56 _1_ 64

MlxtnaUL du Document 6607790)

La freacutequence des deacutecolmatages est extrecircmement variable suivant les installations

Les proceacutedeacutes de deacutecolmatage les plus employeacutes sont le pistomage et le repompage dans ce dernier cas la pompe de nettoyage est geacuteneacuteralement laisseacutee agrave demeure dans louvrage (6600637) En effet le deacutemontage de la pompe est coucircteux et deacutelicat Toutefois il faut noter que la preacutesence de la pompe induit une reacutesisshytance hydraulique dans le circuit qui peut reacuteduire dun tiers la capaciteacute deacutecoushylement (G 51341)

La figure 24 donne les deacutetails dun puits dinjection ougrave le systegraveme de nettoyage est inteacutegreacute agrave lensemble de linstallation

- 76 -

FIGURE 24

SCHEMATIC OF INJECTION - WELL COMPLEX

EXTERIOR VIEW OF INJECTION-WELL COMPLEX (from Cohen and Durfor 1956 P D254)

18-ln-diamstelt ffbergtajs injection casing

Dopth below land surface In fost

36-in-diametraquor dritl hotraquo

3-ln-diamater liberglass treacutemie pipe

1 9 2

4-in-diumlamete annuiumlar-space observation wall casing

5-in-X62-f t- _ long scainlesJ Steel annular-space observa-tion-wall scroen

TO-ft-long statn less-steel sand traps

4-In-diamraquoter fibargtass injection pipraquo

1-in-diamraquoter fiberglass pressure-measuring pipraquo

3-in-diemeter fibargtass tromio pipraquo

Cernant grout

2-ft-thick layer of fine sand

16-iumln-X62-fr-long staintess-steel injection screen

Filtsr pack

Ceacutement grout

PLAN VIEW OF INJECTION-WELL COMPLEX

3-in-diameter treacutemie pipe 6-in-diameter opening

18-in-aiameter casing

6-in-diameter pump column

Q 4-in-diameter annular-space

well 4-in-diameter

instrurnent-

192 - f t - deep -^ ) Q-3-in-diameter injection pipe treacutemie pipe

WELL-HEAD FFATURES LOOKING NORTHEAST

50-hp redevelopment-pump motor

Support grate

6-in-diameter pump column-

Main casing access hole

4-iumln-diameter annular-space well

3-jn-diameter -treacutemie pipe

18-in-diameter 53 fiberglass casing^ 5

floor

A-in-diameter instrument-access pipe

Redevelopment lioe

diameter treacutemie pipe

4-in-diameter shaljow-

lnjectiocirc~npipe

4-in-diameter deep-injection pipe

(ExtsiaLt du Document Ccedil 1787b)

- 77 -

Le reacutesultat du deacutecolmatage des puits est en geacuteneacuteral une reacutecupeacuteration quasi-complegravete de la capaciteacute dinjection initiale Mais on peut dire dune maniegravere geacuteneacuterale que les ouvrages dinjection sont dune gestion deacutelicate et que leur dureacutee de vie est impreacutevisible mais de toute faccedilon infeacuterieure agrave celle des disposhysitifs dinfiltration

- 79 -

LISTE BIBLIOGRAPHIQUE

F 2752 TODD DK Groundwater hydrology J Wiley and Sons Ed 1980 546 pages

F 2028 BIZE J BOURGUET L LEMOINE J Lalimentation artificielle des nappes souterraines Ed Masson amp Cie 1972 199 pages

F 3469

F 3918

G 1681519

G 17874

G 51341

A bull bull bull

Health aspects of wastewater recharge Water Information Center New York 1978 240 pages

BEAR J Hydraulics of groundwater McGraw-Hill Book Company 1979 567 pages

SMITH DG LINSTEDT KD BENNETT ER Treatment of secondary effluent by infiltration-percolation EPA-6002-79-174 Aoucirct 1979 103 pages

KOCK E GIAIMO AA SULANN DJ Design and opeacuteration of the artificial-recharge plant at Bay Park New York US Geologicagravel Survey Washington sd

A bull bull bull

Emmagasinement souterrain des eaux et recharge artificielle Ressources NaturellesSeacuterie Eau ONU ndeg 2 1977 307 pages

G 5191 BROWN RF SIGNOR DC WOOD WW Artificial groundwater recharge as a water management technique on the southern high plains of Texas and New Mexico Texas Deacutepart of Water Resources 1978 32 pages

G 5920

G 6230

Lassainissement des reacutegions deacutepourvues de reacuteseau hydrographique et la protection des nappes - tome 1 Agence Fin de Bassin Seine-Normandie Dec 1978 107 pages

Possibiliteacutes deacutepandage des eaux useacutees urbaines Rapport Agence RMC 1979 371 pages

G 7220 BIZE J Recharge artificielle des nappes PNUD Compte-rendu de mission Sept-Oct 1981 45 pages

bull bullbullbullbull

- 80 -

6600517 M0RAVC0VA V Clogging of open air artificial recharge reacuteservoirs by heavy overgrowth of algae Wat Treat and Exam 1971 p 245-252

6600637

6607439

6608781

B0URGUET L Inventaire international des ameacutenagements dalimentation artificielle - deacutepouillement et synthegravese des reacuteponses Hydrologie ndeg 3 1971 80 pages

REEDER H0 Injection-pipe System for artificial recharge Jour Research US Geol Survey vol 3 ndeg 4 1975 p 501-503

TRUEB E BIZE J HZBERER K Kunstliche Grundwasseranreicherung Gas Wasser Abwasser 1975 vol 55 ndeg 12 p 805-815

6610709 ZOETEMAN BCJ HRUBEC J BRINKMANN FJJ The Veluwe artificial recharge plan water quality aspects JIWES 30 ndeg 3 1976 p 123-137

6617223

6619065

6626930

6628281

PIERRE J-F Etude de la veacutegeacutetation algale dune installation dalimentation artificielle dune nappe alluviale de la Moselle Tech Eau et Assainis ndeg 380-381 Aoucirct-Sept 1978 p 47-52

BARONI D La protection des eaux souterraines par la reacutealimentation artificielle - Cas de la nappe franco-suisse de lArve TSM Eau 74 ndeg 3 Mars 1979 p 123-130

TZIMOPOYLOS C TOLIKAS P Technical and theoretical aspects in artificial groundwater recharge ICID Bull 29 ndeg 2 1980 p 40-44

OLSON JV CRITES RW LEVINE PE Groundwater quality at rapid infiltration site J Environ Eng Div 106 1980 EE5 p 885-899

- CHAPITRE IV -

DONNEES ECONOMIQUES DUNE OPERATION DALIMENTATION

ARTIFICIELLE DE NAPPE SOUTERRAINE

- 83 -

La faisabiliteacute technique (existence de conditions geacuteologiques et hydrogeacuteologiques favorables) dune opeacuteration dalimentation artificielle ayant eacuteteacute prouveacutee il convient alors den veacuterifier lopportuniteacute eacuteconomique Pour cela une analyse minutieuse de tous les facteurs entrant dans la composition dune part du revenu et dautre part du coucirct doit ecirctre faite La comparaison de ces deux derniers points permet de deacuteterminer le beacuteneacutefice que peut apporter une telle opeacuteration

La suite du travail consistera alors agrave comparer le prix de revient de lopeacuteration de recharge avec le prix de revient dautres meacutethodes reacutepondant au mecircme objectif (agrave condition bien sucircr que ces autres meacutethodes soient techniquement reacutealisables) Par exemple

- choix entre une opeacuteration de recharge par bassin dinfiltration ou bien par puits dinjection

- choix entre une opeacuteration de recharge par bassin dinfiltration et une uniteacute de traitement des eaux

- choix entre une opeacuteration de recharge par puits dinjection et la construction dune adduction deau

- choix entre un stockage en surface et un stockage souterrain

Nous donnerons un deacuteveloppement de ces diffeacuterentes comparaisons dans le parashygraphe III de cette partie

- REVENUS APPORTEacuteS PAR UNE OPEacuteRATION DE RECHARGE

Ces revenus peuvent ecirc t re d i rec ts ou ind i r ec t s

1 ) RevemiA dLuiecJ^i

Les revenus directs sont le reacutesultat de la vente des eaux de recharge apregraves passage dans le sol et pompage Cette vente se fait suivant la tarification en vigueur des eaux Il faut noter que le prix de leau varie suivant lendroit et dans le temps et que par conseacutequent lestimation des revenus directs dune opeacuteration de recharge suppose la connaissance agrave long terme de la politique de tarification de leau

2) Revenue indiAecJ^i

Les revenus indirects sont le reacutesultat de limpact dune opeacuteration de recharge sur la vie eacuteconomique dune reacutegion ou dun Etat Par exemple

- si lobjectif de lopeacuteration de recharge est la suppression dune surexploitation de la nappe le revenu apporteacute par une telle opeacuteration reacutesultera de la diminution des coucircts de pompage mais aussi de leacuteconomie de travaux dapprofondissement des puits

- si lobjectif de lopeacuteration de recharge est le stockage deau pour une utilishysation posteacuterieure le revenu apporteacute viendra de laccroissement du revenu agrishycole ainsi que de lexpansion humaine et industrielle de la reacutegion concerneacutee

bullbullbullbullraquobull

- 84 -

Compte tenu de la multipliciteacute et de la complexiteacute des paramegravetres entrant dans la composition du revenu indirect apporteacute par une opeacuteration de recharge lestishymation de ce revenu est assez difficile

B - COUcircTS DUNE OPEacuteRATION DALIMENTATION ARTIFICIELLE DE NAPPE

La reacutepartition des coucircts se fait en trois eacutetapes

- coucircts des eacutetudes - coucircts de construction - coucircts de fonctionnement et dentretien

11 COLUA desi ltipoundudampsj

Les eacutetudes comprennent (G 51341)

les travaux de recherche des caracteacuteristiques geacuteologiques et hydrogeacuteologiques des terrains les reacutesultats de ces travaux permettent de conclure agrave la faisabishyliteacute technique ou non dune telle opeacuteration Cette eacutetape conditionne bien sucircr la suite des opeacuterations

le traceacute de cartes

les travaux de conception de linstallation de recharge

la recherche et lachat des terrains

les proceacutedures juridigues si lon doit recourir agrave lexpropriation

2) Travaux de cori4tnucJJoa

Le deacutetail des diffeacuterents points intervenant dans le coucirct dun bassin dinfiltrashytion et dun puits dinjection est donneacute par la figure 1

La figure 2 repreacutesente sur un diagramme le coucirct de certains eacuteleacutements de ces deux dispositifs de recharge artificielle Lanneacutee de reacutefeacuterence est 1975

Chaque installation de recharge est reacutepeacutetons-le un cas particulier Aussi ce sont les conditions locales qui dicteront leacutequipement neacutecessaire si par exemshyple tous les eacutecoulements agrave linteacuterieur de linstallation peuvent se faire par graviteacute le nombre total de pompes neacutecessaires sera reacuteduit ce qui aura pour effet de diminuer le coucirct global de leacutequipement de linstallation (G 5191)

bullbullbullbullbullbull

- 85 -

FIGURE 1

TRAVAUX DE CONSTRUCTION

1 Installations deacutepandage

a) Terrains ou bassins

- leveacutees ou digues - canaux dameneacutee - canaux deacutevacuation

b) Appareils enregistreurs

c) Installations de deacuterivation

d) Dispositifs de controcircle

e) Voies daccegraves

f) Clocirctures

g) Abris

h) Mateacuteriel de traitement de leau

2 Installations dinjection

a) Construction du puits dinjection

- colonne de tubage - compactage du gravier ou de la gravette-filtre

- injections pour eacutetancheacuteiteacute - packers - meacutethode de forage (rotation avec circulation de boue inverseacutee rotation normale battage au cacircble autres meacutethodes)

- perforations

b) Puits dobservation

- tubage - massif de gravette-filtre - injection pour eacutetancheacuteiteacute - meacutethode de forage (rotation avec circulation de boue inverseacutee rotation normale battage au cacircble autres meacutethodes)

- travaux dachegravevement (perforation dispositifs pour leacutetude du puits par la meacutethode du carottage geacuteophysique)

- installations de controcircle des expeacuteriences

- 86 -

c) Puits dextraction mdash mecircmes opeacuterations que pour les puits expeacuterimentaux avec en plus

- mateacuteriel de pompage - eacutenergie (eacutelectriciteacute moteurs agrave combustion interne)

d) Installations de controcircle de lexploitation

- poste de reacutegulation de la pression - compteurs - vannes (de fermeture controcircle soupape de seacutecuriteacute de purge soupape agrave vide)

e) Installations de traitement de leau

- javellisation - acidification - autres proceacutedeacutes

f) Conduites

- mateacuteriaux (buses en beacuteton acier recouvert et doubleacute de beacuteton amiante-ciment matiegraveres plastiques)

g) Bacirctiments

h) Appareillage de controcircle

- enregistreurs - sondeurs - eacutechantillonneurs (pompe submersible eacutechantillonneur aleacuteatoire pompe eacuteleacutevatoire agrave air conductiviteacute eacutelectrique)

(CxampiaU du Document Ccedil 513^1 )

- 87 -

FIGURE 2

DIAGRAM SHOWING COST FACTORS OF AN ARTIFICIAL-RECHARGE INSTALLATION

Playa lake

Screen wire enclosure styrofoam floating inlef

Flexible suction hose 50 et S 8 0 0 per foot

Chemical feed pump and tank capacity 03-2 galhr S 210 Chemical flocculant S 3 - S 3 0 acre-foot

reg

Q Pump-capacity 500 galmin at 80 head

Aluminum irrigation picircpe 6 at S 105 per foot 100 feet

Excavation of settling basiumln 10x 10x 100

Screen wire baffles I 14 pipe frames

Pump-capacity 500 galmin at 80 head __

Aluminum irrigation pipe g 6 o t S 105 per foot 100 feet

Excavotion of spreading basin

Flexible suction hose 20 at S 8 00 per foot

Injection well 200 depth =deg I0diamefer 150 wire

wrapped screen 50casicircng 30 yds gravel pack

Spreading basin

S 150 2 0

4 0 0

1800

105

80O

20O

160 1800

105 S540O

StOOO

Not to scate

lpoundxtnaAgraveJL du Document Ccedil 5191 ) - Anneacutee de sieacutepoundeacutesience 1975 -

- 88 -

3) Fonctionnement et entnetien

La figure 3 donne la liste des diffeacuterents eacuteleacutements constituant le coucirct du foncshytionnement et dentretien pour des bassins dinfiltration ou des puits dinjecshytion

U) Coucirct gj-obat

La reacuteunion des coucircts preacuteceacutedents deacutetermine le coucirct global dune opeacuteration de recharge Ce coucirct calculeacute sur une anneacutee de fonctionnement et rapporteacute au volume deau annuel ainsi utiliseacute donne le prix de revient du m3 deau de recharge

Lexamen de plusieurs installations montre que ce prix de revient est variable neacuteanmoins en utilisant les reacutesultats dune enquecircte faite il y a quelques anneacutees on peut deacutefinir les valeurs moyennes pour les diffeacuterents facteurs eacuteconomiques dune recharge artificielle Ainsi le tableau 1 donne la valeur moyenne des investissements neacutecessaires pour diffeacuterents dispositifs de recharge

TABLEAU 1

INVESTISSEMENT EN FRANCS PAR M3AN INFILTRE

Prctrait

Moyennes

Bassins et canaux

avec

0362

sans

0139

Puits ou forages

avec

0125

sans

0052

(Extrait du Document 6600637) - Anneacutee de AeacutefLeacutenence 1971 -

Lexamen du tableau 1 suggegravere les remarques suivantes

- le coucirct moyen des investissements par m3 et par an semble 2 agrave 3 fois plus eacuteleveacute pour les canaux et bassins que pour les puits et les forages dinjection Cette importante diffeacuterence dans les investissements sexplique en grande partie par la neacutecessiteacute dans le cas dun bassin ou dun canal dacheter une importante superficie de terrain Ainsi en zones urbaines lacquisition des terrains peut repreacutesenter jusquagrave 50 des investissements

mdash le coucirct dinvestissement du preacutetraitement constitue une part importante du coucirct total dinvestissement Le tableau 2 montre lincidence dun preacutetraitement sur le prix de revient moyen dun m3 deau (reacutesultats pour les dispositifs dinfilshytration seulement)

laquobullbullbullbullbull

- 89 -

FIGURE 3

FONCTIONNEMENT ET ENTRETIEN

1 Installations deacutepandage_

a) Nivellement eacutegalisation des surfaces

b) Protection contre les orages

c) Reacuteparation et remplacement des structures

d) Entretien du mateacuteriel

e) Combustible pour le mateacuteriel

f) Location du mateacuteriel

g) Ponccedilage et ramassage de la boue

h) Protection contre les insectes

i) Lutte contre la veacutegeacutetation parasite

j) Ameacutelioration de lapparence estheacutetique des installations (notamment plantation de rideaux darbres et systegraveme darrosage)

k) Protection contre les rongeurs

1) Patrouilles de surveillance

m) Traitement de leau (floculants)

n) Entretien des pentes

o) Actes de vandalisme

2 Installations dinjection

a) Appareillage dobservation et de controcircle

b) Appareillage pour la mesure du niveau deau

c) Echantillonnage de leau

d) Remise en eacutetat des puits et enlegravevement des deacutechets

e) Traitement de leau

- javellisation - acidification - autres proceacutedeacutes

f) Entretien du mateacuteriel

g) Reacuteparation des structures

- 90 -

h) Combustibles

i) Location de mateacuteriel

j) Patrouilles de surveillance

k) Analyses de leau

1) Acte de vandalisme

3 Bureaux

a) Controcircle et surveillance

b) Administration

c) Paiement des salaires et reacutemuneacuteration

d) Frais geacuteneacuteraux (bureaux et services locaux)

- location et services publics - teacuteleacutephone - fournitures

- entretien de leacutequipement de bureau

e) Salaires et traitements

f) Responsabiliteacute civile (assurances)

g) Impocircts et taxes

h) Inteacuterecircts

(poundxampiaLt du Document Ccedil 513^1 )

- SI -

TABLEAU 2

INCIDENCE DU PRETRAITEMENT SUR LE PRIX DU M3 DEAU

Moyennes

Prix du m3

en F F

0249

Incidence du

preacutetraitement

27

Prix du preacutetraitement par m5 (FF)

00787

(6xtnaLt du Document 6600637 ) - Anneacutee de ieacuteLeacutenence 1971 -

Le coucirct du preacutetraitement eacutetait donc en 1971 en moyenne de 8 centimes par m3

Nous avons vu que le preacutetraitement des eaux dinfiltration retarde lapparition dun colmatage inadmissible et donc reacuteduit lentretien du dispositif concerneacute Un calcul rapide montre cependant que leacuteconomie ainsi reacutealiseacutee est loin de venir compenser les deacutepenses dues au preacutetraitement de leau On cherchera donc dans le cas dun dispositif dinfiltration agrave reacuteduire au maximum le preacutetraitement des eaux de recharge

La figure 4 donne les reacutesultatsde correacutelations statistiques eacutetablies entre linshyvestissement neacutecessaire agrave la reacutealisation dune opeacuteration dalimentation artifishycielle de nappe et le volume annuel introduit par ce moyen dans laquifegravere

FIGURE 4

INVESTISSEMENT ET VOLUME

ANNUEL INTRODUIT DANS LAQUIFERE

-Don I raquo eacuteqootionraquo claquo tfroicircfraquoraquo draquo recircccediltbullgt

2 bullbullraquo bulltpfinegrave bullraquo | 0 Fiones

V bullbullraquo apgtrtmraquo raquon tOS ttram

mdashLlaquoraquo coMcirraquotraquo poundbull corttal ioraquo obtraquoraquoraquo

t E C E N D E

H+f+ nraquowl

p a raquo t t i laquoalelaquof

bull bull bull laquo

A m bull

i bull

raquobullbullraquo

A a o

o o

lSxtnait du Document h 2028) - Anneacutee de leacutefLeacutenence 1971 -

A Forage P 3 raquolaquo Cooi o DruI

IOraquo i o lO

Vol me AIMCCcedilI tulro-Stucirct 4raquouraquo IV^utfire Inraquo)

- 92 -

Sur la figure preacuteceacutedente on peut remarquer quune installation de recharge a un coucirct dinvestissement qui en moyenne croicirct plus vite que le volume annuel introduit Pour une installation sans preacutetraitement cest linverse

- ETUDE DE LOPPORTUNITEacute EacuteCONOMIQUE DUNE OPEacuteRATION DE RECHARGE

ARTIFICIELLE - COMPARAISON AVEC DAUTRES MEacuteTHODES DE MISE EN VALEUR

DES RESSOURCES EN EAU

Lalimentation artificielle de nappe est une opeacuteration rentable pour autant quelle soit moins coucircteuse que les autres meacutethodes de mise en valeur des ressou-ces en eau (G 51341) Il convient donc avant de choisir une meacutethode deacutetablir une comparaison de coucirct avec les autres meacutethodes (agrave condition bien sucircr que celles-ci soient techniquement reacutealisables)

Nous donnons ci-dessous quelques cas de comparaisons qui peuvent se preacutesenter

) CompcuiaLion enjQie un basi^in dinfJJjjtnaAlon et un puiAsi din^ecAion

Nous avons vu que agrave deacutebit annuel fixeacute le coucirct dinvestissement moyen dans le cas dun bassin dinfiltration est 2 agrave 3 fois plus eacuteleveacute que dans le cas dun puits dinjection Cependant le prix de revient dun m3 deau infiltreacute dans un bassin est en geacuteneacuteral un tant soit peu moins eacuteleveacute quun m3 deau injecteacute dans un puits Ceci sexplique par trois faits (6622466)

les coucircts de traitement sont reacuteduits dans le cas dune installation de recharge fonctionnant avec des bassins

lentretien des bassins est beaucoup plus aiseacute que celui des puits dinjection les frais dentretien des bassins sont donc moindres

la dureacutee de vie des ouvrages dinjection est en geacuteneacuteral beaucoup plus courte que celle des bassins Par conseacutequent lamortissement des premiers doit se faire plus rapidement que celui des seconds

Pour ecirctre compeacutetitifs vis-agrave-vis des bassins dinfiltration les puits dinjection doivent donc ecirctre conccedilus et geacutereacutes de maniegravere rigoureuse Cest pourquoi dans bien des cas on a preacutefeacutereacute malgreacute leur prix les bassins aux puits dinjection

2) CompcuiaLion entie une insitaUAation de Aechange anAAficJ-eAAcirce et une uniteacute de tnaAjtement damp4 eaux

Placcedilons nous dans le cas ougrave linstallation de recharge est un bassin Nous avons vu que par passage dans le sol leau dun bassin peut ecirctre grandement purifieacutee Ce traitement par le sol vient donc concurrencer techniquement le traitement en station

Examinons alors les eacuteleacutements de comparaison suivants (5600836)

a) implantation lespace neacutecessaire pour la construction dune uniteacute de traitement est infeacuterieur agrave celui neacutecessaire pour une recharge par bassin

b) besoin en eau dans le cas dune recharge les pertes en eau peuvent seacutelever a 40 du volume introduit

- 93 -

c) estheacutetique dans un cas comme dans lautre les installations paraicirctront inesshytheacutetiques

d) seacutecuriteacute de lexploitation dans le cas dune recharge par bassin on doit sattendre agrave des variations des deacutebits dinfiltration (colmatage fluctuations saisonniegraveres agissant sur la viscositeacute de leau) Mais la simpliciteacute des instalshylations avec bassins fait quelles sont moins exposeacutees aux pannes Pour ecirctre fiables les uniteacutes de traitement exigent pour leur part une gestion et un entretien rigoureux mis en oeuvre par un personnel qualifieacute

e) Possibiliteacute de surcharge les uniteacutes de traitement peuvent supporter jusquagrave 25 de surcharge Par contre la possibiliteacute de surcharge pour les bassins est faible En effet les bassins ont des dimensions fixeacutees et par conseacutequent ils ne peuvent recevoir plus deau quils peuvent en contenir

f) possibiliteacute dagrandissement les uniteacutes de traitement peuvent ecirctre facilement agrandies ce qui nest pas le cas pour les bassins

g) constitution de leau eacutepureacutee leau reprise apregraves infiltration dans le sol est agrave condition de respecter certaines conditions (cf 2egraveme partie de cette eacutetude) toujours claire et saine Leau traiteacutee pose souvent des problegravemes dodeur de saveur et de tempeacuterature

La comparaison eacuteconomique entre une installation de recharge par bassins et une uniteacute de traitement des eaux a souvent montreacute lagrave ougrave les conditions geacuteologiques et hydrogeacuteologiques sont favorables et le prix des terrains pas trop eacuteleveacute la rentabiliteacute de cette premiegravere meacutethode de traitement et de reacutegeacuteneacuteration des eaux

3) CompgiltxLion entte une i-nAtaAAaALon de iechaAge antAfcAcieMle et une adducJLJon deau (66025W7 ^

Placcedilons nous dans le cas ougrave linstallation de recharge est un puits dinjection

Pour ces deux installations on peut en premiegravere analyse confondre les frais de production et de pompage Si par ailleurs on neacuteglige les autres frais dexploishytation tels que lentretien la comparaison eacuteconomique entre les deux installashytions est alors rameneacutee agrave la comparaison des coucircts dinvestissement

pour les puits dinjection les coucircts dinvestissement sont composeacutes principaleshyment du coucirct du forage et du coucirct de la station de pompage

pour ladduction les coucircts dinvestissement sont reacuteduits aux coucircts de la canashylisation et des ouvrages annexes

La figure 5 donne un exemple chiffreacute dune telle comparaison pour lalimentation dune agglomeacuteration situeacutee au-dessus de la nappe souterraine de lAlbien (Reacutegion Parisienne)

Le coucirct dinvestissement pour une adduction deau eacutetant fonction de la longueur de la canalisation il apparaicirct donc quil existe une distance optimum au-delagrave de laquelle une installation de recharge est moins oneacutereuse quune adduction deau

bull bullbullbullbullraquo

- 94 -

FIGURE 5

ALIMENTATION A PARTIR DE LA NAPPE DE LALBIEN COMPARAISON AVEC UNE

SOLUTION DE TRANSPORT DEAUX DE SURFACE

exemple Lapprovisionnement en eau potable dune aggloshymeacuterat ion de 25 000 habitants dont les besoins atteishygnent laquon peacuteriode de pointe 7 000 m3jraquo peut ecirctre assureacute

soit p a r u n e adduct ion directe en premiegravere ecirclegrave-vation d eaux de surface depuis la plus proche usine de trai tement

soit par -des preacutelegravevements dans TAlbicircen effectueacutes sur place et compenseacutes pa r linjection simultaneacutee bullau niveau de la mecircme usine de Yolumes eacutequishyvalents

En premiegravere approximation l a comparaison entre ces deux solutions peut ecirctre rameneacutee agrave la comparaishyson des investissements correspondants

mdash lthuucircgt le ynetuief cas agrave une conduite de 350 mm de diamegravetre (1) soit environ 035 MFkm

(1) Coucirct moyen approximatifraquo au megravetre lineacuteaire en TOAC scmiuml-urbanicircseacutee y comprisregards ouvrages et toutes sujeacutetions r 350 F

dans le second cas agrave la reacutealisation d un doublet de forages agrave lAlbien

Forage dinjection 09011F Forage de preacutelegravevements 090Icirc1F Geacutenie Civil station de pompage et de tfeacuteferrisaticircon _ 035MF Equipements de pompage 015MF Equipements de deacutefcrrisatioR 015 MF

soit environ 2-15 MF

Comparaison des dsua solutions

Compte tenu des hypothegraveses adopteacutees la solution du doublet de forages agrave lAlbien parait la plus avanshytageuse si la longueur de ladduction directe excegravede 7 km (215035)

(Existait du Document 6602587) - Anneacutee de leacute^eacuteience 197b -

Le c a l c u l p reacuteceacuteden t e s t une s i m p l i f i c a t i o n du c a l c u l r eacute e l q u i en f a i t e s t p lu s complexe En dehors de t o u t e c o n s i d eacute r a t i o n eacuteconomique une opeacute ra t ion de recharge a r t i f i c i e l l e peut s imposer l agrave ougrave l e s r e s s o u r c e s n a t u r e l l e s d a l i m e n t a t i o n en eau s a v egrave r e n t i n s u f f i s a n t e s pour s a t i s f a i r e l e s b e s o i n s Exemple dans l e s icirc l e s ougrave l e s r e s s o u r c e s n a t u r e l l e s son t f a i b l e s e t ougrave l e p r i x du dessalement de l e a u de mer e s t souvent p r o h i b i t i f

- 95 -

U) Compcuiabbion ervUie le ^tocAage de siUAjlace et te 4tockage 4oideAAaln

Lfraquo figure 6 donne les reacutesultats dune correacutelation statistique entre le montant des investissements et le nombre de m3 deau stockeacutes par an pour un reacuteservoir de surface et un reacuteservoir souterrain

FIGURE 6

COMPARAISON DES COUTS DES STOCKAGES SUPERFICIEL ET SOUTERRAIN

1310raquo

I I

T3103

13107

TTykAT-STt 44-

rlt^r~^Trrttr

MaouM

IW3raquo 1V10raquo IVW

(ExtAaLt du Document f- 2028) - Anneacutee de ieacuteeacuteAence 1971 -

A partir de la figure preacuteceacutedente on peut donc deacuteduire que pour des volumes infeacuterieurs agrave environ 30 millions de m3 par an le stockage souterrain est plus inteacuteressant financiegraverement que le stockage de surface

bull bullbullbullbullbull

- S6 -

Par ailleurs le stockage souterrain preacutesente les avantages suivants

- disponibiliteacute de reacuteserve en cas de catastrophe stoppant les possibiliteacutes dimporshytation deau

- eacutelimination des pertes par eacutevapotranspiration

- pas de problegraveme dalgues et moins de risques de contamination

- reacuteduction des risques daffaissements dus agrave une baisse du niveau de la nappe

- possibiliteacute de traiter et de purifier leau par passage dans le sol

- 97

LISTE BIBLIOGRAPHIQUE

F 2028

G 1681506

BIZE J BOURGUET L LEMOINE J Lalimentation artificielle des nappes souterraines Ed Masson amp Cie 1972 199 pages

REED SC CRUES RW THOMAS RE HAIS AB Cost of land treatment Systems EPA-4309-75-003 Septembre 1979 135 pages

G 51341

G 5191

Emmagasinement souterrain des eaux et recharge artificielle Ressources NaturellesSeacuterie Eau ONU ndeg 2 1977 307 pages

BROWN RF SIGNOR DC WOOD WW Artificial groundwater recharge as a water management technique on the southern high plains of Texas and New Mexico Texas Dept of Water Resources 1978 32 pages

G 6230

5600836

6600449

6600637

6601974

6602587

Possibiliteacutes deacutepandage des eaux useacutees urbaines Rapport Agence RMC 1979 371 pages

GANDENBERGER W Principes de lalimentation artificielle des nappes souterraines Bull BRGM III Janvier 1968 p37-50

SAINT-PE MA Alimentation artificielle des nappes Bull of the Int Assoc of Scientific Hydrology XVI 2 Juin 1971 p 7-25

BOURGUET L Inventaire international des ameacutenagements dalimentation artificielle - deacutepouillement et synthegravese des reacuteponses Hydrologie ndeg 3 1971 80 pages

WESNER GM CULP RL Wastewater reacuteclamation and seawater desalination JWPCF vol 14 ndeg 10 Octobre 1972 p 1932-1939

GIRARD0T PL KESTER M Lesquichage de la nappe albienne en reacutegion parisienne TSM LEau Avril 1974 p 141-152

6610203 WILLIS R Optimal groundwater quality management well injection of waste waters Water Res Res Feacutevrier 1976 vol 12 p 47-53

bull bullbullbullbullbull

- 98 -

6613978

6614931

Divers auteurs Les problegravemes de leau Geacutenie Rural ndeg speacutecial Nov-Deacutec 1977 ndeg 11-12 158 pages

BUROSOK Wastewater reacuteclamation in St Croix JWPCF 1977 49 ndeg 3 p 429-435

6616816 BIANCHI WC NIGHTINGALE HI McCORMIGK RL A case history to evaluate the performance of water-spreading projects JAWWAMars 1978 p 176-180

6621087

6622466

ARGO DG The cost of water reacuteclamation by advanced wastewater treatment 51st Ann Conf WPCF Anaheim 1978 13 pages

EDWORTHY KJ Artificial groundwater recharge and its relevance in Britain JIWES 1979 33 ndeg 2 p 151-172

- CHAPITRE V -

LES INSTALLATIONS DE RECHARGE ARTIFICIELLE DE

NAPPE DANS LE MONDE

- 101 -

Les reacuteserves deaux souterraines constituent une immense ressource En effet on estime agrave 4 millions de km3 la quantiteacute des eaux souterraines situeacutees entre la surface du sol et la profondeur de 800 m agrave titre de comparaison le volume total des lacs deau douce est denviron 120000 km3

Cette ressource en eau souterraine est par ailleurs omnipreacutesente et peut donc ecirctre mis agrave part dans quelques reacutegions du globe exploiteacutee

Dans de larges reacutegions du monde les preacutecipitations sont insuffisantes pour pouvoir couvrir les besoins en eau A titre dexemple la figure 1 donne la carte des reacutegions du globe ougrave les preacutecipitations sont insuffisants vis-agrave-vis des besoins agricoles

FIGURE 1

Waiet-dejiciency (-) and valet-surplus (+) zones in ihe vorld A water deficiency exisls if preacutecipitation supplies less ztiater than would be nrrdedjor vellutatered vrgelalian In the reverse circumslcnccs ihere is a wzter surplus

((L-xtnaJut du Document Z 49 )

En comparant la figure 1 avec la figure 2 on peut se rendre compte que les zones ougrave on constate un manque en eau agricole sont naturellement les reacutegions arides ou semi-arides mais aussi certaines reacutegions tempeacutereacutees

bull bullbullbullbullbull

FIGURE 2

o ru

(euroxpoundnalpound du WoJild Atia by Bantholomew)

- 103 -

Pour situer le rocircle de la recharge artificielle dans la gestion globale des resshysources en eau nous allons eacutetudier deux cas

- cas des zones arides et semi-arides - cas des zones tempeacutereacutees

1 ) CaS desi gonampA avide^ et somL-cuiidesi

Dans ces reacutegions lexploitation des eaux souterraines est souvent la seule solushytion dapprovisionnement en eau Aussi la recharge artificielle vise dans ces reacutegions agrave augmenter la recharge naturelle lors des rares preacutecipitations afin de limiter les pertes par eacutecoulement de surface ainsi que par eacutevapotranspiration Il est possible de faire ainsi un stockage deau dans le sol

Il faut tenir compte du fait que la majoriteacute des pays situeacutes dans les zones arides du globe sont le plus souvent des pays en voie de deacuteveloppement donc dans lesquels on doit utiliser une technologie adapteacutee aux moyens locaux

Prenons lexemple de lAfrique et plus particuliegraverement les pays du Sahel

La figure 3 situe les zones arides et semi-arides dAfrique

Les pays du Sahel sont situeacutes au nord des deacuteserts du Sahara et du Fezzan dans des zones extrecircmement arides Parmi ces pays seules lAlgeacuterie et la Libye disposhysant de revenus peacutetroliers ont un niveau deacuteducation et deacuteconomie suffisant pour pouvoir mettre en oeuvre des techniques sophistiqueacutees de mise en valeur des resshysources en eau et ainsi assurer leur expansion humaine et eacuteconomique

2) CQA desi pay-si tompeacuteAeacuteA_

Laugmentation croissante des besoins en eau combineacutee avec la deacuteteacuterioration de la qualiteacute des eaux de surface ont entraicircneacute le deacuteveloppement de lexploitation des eaux souterraines

La recharge artificielle permet dans les reacutegions tempeacutereacutees

- dune part le soutien et la restauration de nappes surexploiteacutees

- dautre part lameacutelioration de la qualiteacute des eaux de surface par passage dans le sol

Ces deux points visent donc agrave ameacuteliorer en quantiteacute et en qualiteacute les eaux consommeacutees

Afin de preacutesenter les diffeacuterentes reacutealisations dans le monde nous allons les classer en fonction de lobjectif principal viseacute par ces installations

Principalement on distingue 4 objectifs

I - Stockage deau en peacuteriode humide pour utilisation en peacuteriode segraveche I - Soutien et restauration dune nappe surexploiteacutee I -Constitution dune barriegravere hydraulique contre lintrusion deaux saleacutees (ce

point est souvent une conseacutequence du point preacuteceacutedent) V - Ameacutelioration de la qualiteacute de leau par filtration dans le sol

- 104 -

FIGURE 3

TERRES ARIDES DAFRIQUE

E

A

S

rii bull i ri

i i

_

A n d raquo

Trontliraquo im plaquoV

1000 KIUX5

WOJtoeh

lpoundicOixLUt du Document I 1021)

bull bull bull bull bull

- 105 -

- INSTALLATIONS DE RECHARGE ARTIFICIELLE AYANT POUR OBJECTIF

LE STOCKAGE DEAU

1 ) Liacircte de^i in^taM-atlorvi

(1

(2

(3

(4

(5

(6

(7

(8

(9

(10

(U

(12

(13

Valleacutee du Danube Roumanie - Bulgarie

Valleacutee de la LeeGrande-Bretagne

Camp Peary USA

Valleacutee de la Prut Ukraine

Wroclaw Pologne

Comteacute de Los Angeles USA

Massif de Zaghouan Tunisie

Plaine cocirctiegravere dIsraeumll

Source de Yarkon Israeumll

Dan Project Israeumll

URSS

Valleacutee de lOued Biskra Algeacuterie

Plaine de Karakoum Turkmeacuten

Ahmedabad Inde

istan URSS

(G 51341)

(F 2028)

(F 2028)

(G 51341)

(6609067)

(G 51341)

(G 51341)

(G 51341 F 2028)

(G 51341)

(G 6230 G 6212)

(G 51341)

(G 51341)

(Z 13312c)

2) Le tablexiu 1 donne la reacutepartition suivant le climat et le niveau de deacuteveloppeshyment des pays concerneacutesdes installations preacuteceacutedentes

TABLEAU 1

- _ -NIVEAU DE

C L l r^-C^EVELOPPEM

TEMPERE

CONTINENTAL

MEDITERRANEEN

SEMI-ARIDE

ARIDE

TROPICAL

INDUSTRIALISE

(1) (2) (3) tableau 2

(4) (5) tableau 3

(6) tableau 4

(12) tableau 5

EN VOIE DE DEVELOPPEMENT

(7) (8) (9) (10) tableau 6

(11) tableau 7

(13) tableau 8

- 106 -

3) Lampi tableaux 2 agrave 8 donnent pour chaque cas particulier de climat et de niveau de deacuteveloppement quelques caracteacuteristiques des installations correspondantes

- tableaux 2 agrave 5 reacutealisations en pays industrialiseacutes

- tableaux 6- agrave 8 reacutealisations en pays en voie de deacuteveloppement

TABLEAU 2 REALISATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT TEMPERE

PAYS

Roumanie -Bulgarie

GBretagne

USA

1 j LOCALISATION

I 1 j Valleacutee du Danube | (voir fig 4) 1 1 j Valleacutee de la Lee

1 1 J Camp Peary 1 1

EAU

R

R

bull

1 1 | GEOLOGIE |

| 1 | Valleacutee alluviale | j (sables et graviers)j 1 1 1 l j Craie j j(voir fig 5) j 1 1 1 1 (Lentille deau dans | jeau saleacutee j

1 1

VOL

2109

AQUI

m3

DISPOSITIFS

bassins

bull puits

puits

1 ICOLMA

I 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

1 | TRAIT

| Preacute

1 1 1 1 2 1 1 1 j Preacute 1 1

1 | PERFORMANCES r i i i i j12 millions de j m3an

1 1 | entre 45 et 20 j m3h

1 bull

1 1 1 PRIX |

1 1 i i i i i i i i icirc 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

Notations

R e eau de riviegravere Preacute= preacutetraitement des eaux 2 raquo traitement secondaire des eaux

FIGURE 4

- VALLEE DUDANUBE - ROUMANIE-BULGARIE

(HODHAHIB)

m - d CALAT

MAJUk

Belgrade SEVEXraquo bull laquo bull 8L

Bucarest deg

(BULGARIE)

(Extrait du Document Ccedil 5 i47 ) bull bull bull bull bull bull

- 107 -

FIGURE 5

VALLEE DE LA LEE - GE0L0GIE-PIEZ0METRIE AVANT ET APRES ALIMENTATION

ARTIFICIELLE DURANT LA PERIODE 1954-1955

1 mite gt 1

Terrains superficiels

Eii3 Argiles de Londres

KiZij VoohvJch e t Reading beds (5mper7traquosbFe

Pampi Sables thanegravetiens

P 3 Craie

mdashmdash Njyrau piucircrorpucirclricircque en octobre 1953

(svanL DIcircirrcntattoT OftificicirccIIe) -~mdash Niveau piumlocircromstriqus maximum apregraves rnjrciian

durant la peacuteriode lS5f-19S5

Sx-Oiaugravet du Document t 2028)

TABLEAU 3 REALISATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT CONTINENTAL

i PAYS

| URSS

| Pologne

| LOCALISATION

| I | Valleacutee de la | Prut

I | Wroclaw

i

EAU

R

R

I | GEOLOGIE

iPlaine alluviale |(voir fig 6)

ISeacutediments tertiaires

I I

VOL AQUI I | DISPOSITIFS

|bassins agrave

I I I |fosseacutes et (eacutetangs

i

I |C0LMA

sable| P I I 1 |PCB 1 1

1 1 | TRAIT

I

1 | Preacute

1 1 1 | Preacute

1 1 1

PERFORMANCES

12S0OO m3jour

PRIX

Notations

H = eau de riviegravere P ~ physique C raquo chimique B = biologique

Preacute = preacutetraitement des eaux

- 108 -

FIGURE 6

VALLEE DE LA PRUT

l l t 1 T

A r g i l e du miocegravene

i _ i J - i J i laquov t iuml j 100 200 300 400 500

P i s t a n e e (en megravetres) 6 0 0

lHxtrialt du Ucircocumervt Ccedil 513^1 )

TABLEAU 4 REALISATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT MEDITERRANEEN

PAYS

USA

1 | | LOCALISATION | EAU

GEOLOGIE 1 I (VOL A8UI | DISPOSITIFS

jComte de Los I Angeles |(voir fig 7) I I

(Bassins remplis de (seacutediments mal |consolideacutes i i

gt agrave 12 10s m3

|bassins et |terrains |deacutepandage I

j COLMA | TRAIT | PERFORMANCES j PRIX

I Preacute | 60 m3s jde re-|vient [de 4 agrave |242 pou H (icirceee n3 I

Notations

R = riviegravere P = physique

Preacute = preacutetraitement

- 109 -

pound O

- H -M

a a

O gtrt bullXi rH a -H o bullraquo-gt

K 3

bull S bull 0)

-=f G rH O

ta

ta 0)

raquoltD 4-raquo bull H KJ u +gt X

d o

n o bulla

a a

ta

o bulla 6raquor4 p O

bullbullgt laquo ta a fcgtd

irvviraquo bullH ni

- 110 -

TABLEAU 5 REALISATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT ARIDE

PAYS

U R S S

1 | LOCALISATION

1 1 |P la ines de jKarakourt

l

EAU

R

1 | GEOLOGIE

1 1 JAlluvions forma-j t i o n s de l ta iumlques

1

I |VOL

1 i 1

AQUI 1 | DISPOSITIFS

| Pui t s 1 1

1 ICOLHA

1 1 1 P 1 1

1 |TRAIT

1 1 1 1 1

PERFORMANCES 1 | PRIX

1 1

Notations

R raquo riviegravere P = physique

TABLEAU 6 REALISATIONS EN PAYS EN VOIE DE DEVELOPPEMENT A CLIMAT MEDITERRANEEN

1 1 I I I I 1 1 PAYS j LOCALISATION EAU j GEOLOGIE |VOL AQUI | DISPOSITIFS |COLMA |TRAIT j PERFORMANCES j PRIX j

1 I I 1 I I 1 1 I I i i l 1 1 1 1 1 bdquo I I

Tunisie |Massif de | R | Calcaires | | P e t i t s barrages| P | Preacute 132 10deg m3an | | Izaghouan | j (voir f i g 8) j | l l l i l j ( v o i r f i g 8) | j j | I I I I I

1 1 1 1 1 1 1 i l I I 1 1 1 1 1 I sraeuml l |P la ine c S t i egrave r e | R | Pla ine l i t t o r a l e | |Pu i t s | PB | 2 | gt 10 10deg m3an | |

| ( v o i r f i g 9) j j (vo ir f i g 9) j j I I I i l

1 1 I I 1 1 1 1 1 i l 1 1 l l l I I I s r a euml l |Source de Yarkon | R | Roches carbonateacutees |900 10deg m3 |Puits mixtes | PB | 2 |entre 500 e t 1000 |de r e - |

1 I 1 p l i s s eacute e s j j l i t 3h jvient j I I I (voir fig 10) | j l l l I001S2 | 1 I I I I l l l Ipar n3 | 1 I l 1 1 i l I I l l l I I

I s r a euml l |Dan Projet (Tel | U | Dunes de sab le s | |Bass ins |PCB | 2 |300000 m3jour |de r e - | 1 Aviv) i l i l l l l jv ient j I i l I I i 1 1 i00262 | j i l i l I I jpar m3 i 1 I I I I l l l I I

Notations

R = riviegravere U = useacutee P = physique C = chimique B = biologique 2 = secondaire

- 111 -

FIGURE 8

MASSIF CALCAIRE DE ZAGHOUAN (Tun i s i e )

fmdash bull (n 1 f F H r

f Hammamet

SOUSSE --

5gt

+gtmdash mdashmdash mdash

^-a mdash

bull bull

9 - c a l c a i r e s du j u r a s s i q u e s u p eacute r i e u r

5 e t 1 - c a l c a i r e s djj l i a s

N-O m s-o

DJSBJL r i A H N C a

ampEacuteEacuteEacuteamp5

lLxtnaJjt du Document Ccedil 513^11 bull bull bull bull bull bull

- 112 -

FIGURE 9

FORMATION AQUIFERE DE LA PLAINE COTIERE

ISRAEumlL

Echelle

Limites des collines et raquoraquogtmdash des montagnes

Canalisations nationales bull deau laquo -Source raquo Ville

Direction de 1raquoeacutecoulement ~- ~ eaux souterraines

Zone de forages dexploitation

N n

Mer Zone de PLAINE COTIERE D1ISRAEumlL - PBOFIL SCHEMATIQUE

Z Z 7 Z ^ 7 7 Z Z Z Z Z Z pound ^ g f l a nappe ^T (ampgtgt p h r eacute a t i q u e bullpoundamp

iuml i d eacute s

S c h i s t e s a rg i l eux

(extrait du Document Ccedil 513U1 ) bull bull bull bull bull

- 113 -

FIGUREacute 10

SOURCE DE YARKON ISRAEumlL

ONO

PROFIL TRANSVERSAL DE LA FORMATION DANS LES MONTS DE JUDEE

Meacute ri i terraneacute e VAVHE

Plsst

J Aquifegravere

(Pleacuteistocegravene (Gregrave

Roches

es M (Neogene Neogsh _ deg

(Schistes

Sench

CeLraquostdol

2J impermeacuteables

(Seacutenonien

raquoraquoraquobull

Eocch

(Marnes crayeuses

(Turonien-Ceacutenomanien (calcaires et dolomites

(Craies (eacuteocegravenes (semi-(impermeacuteables

Q - (Ceacutenomanien infeacuterieur 1 (Dolomites

L e s h (Creacute t aceacute i n f eacute r i e u r ( S c h i s t e s

(dxtAaUL du Document Ccedil 513^1 )

TABLEAU 7 REALISATIONS EN PAYS EN VOIE DE DEVELOPPEMENT A CLIMAT SEMI-ARIDE

i r~ I I i l I I I i l I PAYS LOCALISATION | EAU | GEOLOGIE | VOL AQUI| DISPOSITIFS |COLMA |TRAIT | PERFORMANCES | PRIX |

i I I I lt i I i I I I I I l i i j Algeacuterie jvalleacutee de loued | R |deacutepots alluviaux | 20 agrave 30 (ameacutenagements du | P | I 510deg m3an | |

iBiskra I I 1 n6 bdquo | H t de loued I I I i l | |(voir fig 11) | | 10 m3 I I I I I 1 1 I I I I I I I I I

Notations

R = eau de riviegravere p = colmatage physique

114

FIGURE 11

VALLEE ALLUVIALE DE BISKRA (ALGERIE)

^r Meacutediterrans

Figure 11 Valleacutee a l luv ia le de Biskra

Echelle

bull M M iumllaquoklaquo

((LxtnaLt du Document Ccedil 513^1)

TABLEAU 8 REALISATIONS EN PAYS EN VOIE DE DEVELOPPEMENT A CLIMAT TROPICAL

l i t i i | PAYS | LOCALISATION | EAU | GEOLOGIE |VOL AQUI | DISPOSITIFS ICOLMA (TRAIT j PERFORBANCES | PRIX |

i i i l i l i i I I 3 I I Inde |Ahmedabad | R | sable (voir f i g 12) | Ipuits dans l e | PB | 1 | 4 5 10 m3jour dinves-| I I I I i 1 l i t de la j j | [ t i s se - | I l I I 1 Iriviegravere | j j jment | I l I I 1 |(voir fig 13) | j j (faible |

1 1 1 I l I I I I

Notations R = eau de riviegravere P = colmatage physique B = crvlmatagccedil hi ni odegique

1 = traitement primaire

bull bull bull bull bull bull

- 115 -

Crosraquo Stetions or tnraquo Sobormali Rivraquor Ot Ahmlaquodotgtod

Aerosi SubhojSBridnt MorScolraquo llOO O lOO 200

O _ 1 _

IO 20

Ver Scolt

SuSfiojhBridsraquo^

RraquofraquorraquofHraquo I I Riraquo to cucircc

groicircnraquod aond lil Sandvrm sill

E 3 Qov wlth raquoirt

Acraraquo Gond 8ridyraquo

J FIGURE 1 2

Sub-surface section or the Sabarmati River bed poundt Ahmedabad as seen in boring during_ the construction of road bridges across the river Data supplied by Ahmedabad Municipal Corshyporation and PWD Govt of Gujarat

FIGURE 1 3

Map of Ahmedabad city shorring locations of Municipal tubcwcll stations (open circlcs) and privatc tubcwclls (closcd circlcs) In the inset a schematic diagram or the suggested injection rcchargicircng scheme is stiown Pairs of double circlcs along the river indicnc pairs of vater supply and injection wclls

Schcmofic diogrom of tbe propoj icircd siphon rechorge schsrae for-tt)8 Ahmtdobod City

-Injection well -Cblorinofor

Ahmedobod City location pion o f tubewolU

Raferlaquoncel Roilwoy lene

mdash AbodMunlimit bull Privofetubewella 0 Mun Corpo

tubraquowlaquoij Sets orwot^r supply and injac-

AirPOrtA lonwlaquoH

(poundxtjiaJjt4 du Document Z 13312c) bull bull bull bull bull bull

- 116 -

B - INSTALLATIONS DE RECHARGE ARTIFICIELLE AYANT POUR OBJECTIF LE

SOUTIEN DUNE NAPPE DEAU SOUTERRAINE

1 ) LLite de jjz^tallatioiV4

(1

(2

(3

(4

(5

(6

(7

(8

(9

(10

(U

(12

(13

via

(15

(16

(17

(18

(19

Lettonie URSS

Lituanie URSS

Bacircle Suisse

Nappe du canton de Genegraveve Suisse

Donzegravere Mondragon France

Appoigny France

La Moulle France

Menuma Japon

Niigata Japon

Hodcgaya Japon

Wiesbaden RFA

Dortmund RFA

Haltern RFA

Hardham Grande-Bretagne

Peacuteoria USA

Valleacutee de la Durance France

Flushing Meadows USA

Fresno USA

St Croix Virgin Islands

(G 51341)

(G 51341)

(G 51341 F 2028)

(6618945)

(G 51341 F 2028)

(G 51341 F 2028)

(6627873)

(G 51341)

(G 51341)

(G 51341)

(G 51341)

(G 51341)

(G 51341)

(6622466)

(F 2028)

(G 51341 F 2028)

(G 6230)

(6616816)

(6614931)

2) Le tab-leau cL-apie donne la reacutepartition suivant le climat et le niveau de deacuteveshyloppement des pays concerneacutes des installations preacuteceacutedentes

NB il est inteacuteressant de remarquer que toutes les installations reacutepertorieacutees ont eu lieu en pays industrialiseacutes ce qui est logique car ces pays ont des besoins en eau tregraves importants donc exploitent largement leurs reacuteserves soutershyraines

Les installations de recharge artificielle pour le soutien de nappe dans le pays en voie de deacuteveloppement ne sont quagrave leacutetat du projet qui verront certainement le jour avec laugmentation des besoins en eau de ces pays

3) LeA tableaux 9 agrave 13 donnent pour chaque cas de climat et de niveau de deacuteveloppeshyment quelques caracteacuteristiques des installations correspondantes

- 117 -

NIVEAU DE CLIMAT ^ P J L V E L O P P E M

TEMPERE

CONTINENTAL

MEDITERRANEEN

SEMI-ARIDE

ARIDE

TROPICAL

INDUSTRIALISE

(1) (2) (3 ) (4 ) (5 ) (6 ) (7) (8) (S) (10) (11) (12) (13) (14) ( t a b l e a u x 9 e t 9 b i s )

(15) ( t a b l e a u 10)

(16) ( t a b l e a u 11)

(17) (18) ( t a b l e a u 12)

(19) ( t a b l e a u 13)

EN VOIE DE DEVELOPPEMENT

TABLEAU S REALISATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT TEMPERE

I l I I I I I I I 1 j PAYS | LOCALISATION | EAU | GEOLOGIE |VOL AQUI | DISPOSITIFS |C0LMA |TRAIT | PERFORMANCES | PRIX 1 1 1 1 1 I l i l i l 1 1 1 1 | URSS iLettonie | L lAlluvions e t deacutep6ts | |Bass ins 1 P-C | Preacute | 0 7 agrave 10 mjour | j | 1 |morainiques 1 | ( v o i r f i g 14) | | | | 1 1 1 1 i i i i I I I I I 1 | URSS iKaunas (Lituanie)1 R |Plaine a l l u v i a l e | |Bass ins | P | P r eacute agrave l | 2 8 agrave 005 njour | | | j i ( v o i r f i g 15) j j ( vo i r f i g 15) j j j j I l I I 1 I I I 1 1 1 I I 1 1 1 1 fi 1 | Suisse |Bacircle 1 R |Pla ine d a l luv ions | |Fosseacutes 1 P | 1 | 65 x 10 m3an |de r e -j j | | f l u v i o - g l a c i a i r e s | | (vo ir f i g 17) | j | | v i e n t j 1 i j (vo ir f i g 16) j j I I I |0 0242 1 I I I I I I I I Ipar m5 1 1

| Suisse j Canton de Genegraveve 1 R 1 Deacutepocircts morainiques j 18 10s ra3 JBassins et j P j 1 j 13 x 106 m3an jde re-| |(voir f ig 18) | | | jdrains | j j jvient 1 1 I I I I I I I j10 agrave 14 1 1 I I i l I I I Icent 1 1 I I I I l i t |suisses 1 1 I I I I 1 1 1 Ipar n3 1 1 1 i l i i 1 1 I I I 1 | France |Donzere-Mondragon| R lAlluvions f l u v i a - |105 10 m3 |Fosses d i n j e c - | P | Preacute | 8 5 m3s |charges I i I j t i l e s (vo ir f i g l 9 ) i j t ion 1 | j jd expl I I I I j j(voir f ig 20) j j j J400000F 1 1 I I I I I I I Ipar an 1 1 1 1 1 1 3 1 I 1 | France |Appoigny 1 R lAlluvions f l u v i a l e s 1180 10 m3 |Bass ins agrave s a b l e | P | Preacute |1000 m3jour | i l i i i j l v o i r f i g 21) j i j | 1 1 I I I I 1 1 1 1 France La Moulle R iCraie fissureacutee Bassins agrave sablei P 1 16IO6 m3an

(voir fig 22) (voir f ig 23) (10000 m2) J

- 118 -

FIGURE 14

PLAN DES OUVRAGES HYDRAULIQUES DE BALTEZERS REPUBLIQUE SOCIALISTE

SOVIETIQUE DE LETTONIE

(SxtnaJJ du Document Q 513^1 )

- 119 -

FIGURE 15

INSTALLATIONS DALIMENTATION ARTIFICIELLE DEIGULAI REPUBLIQUE SOCIALISTE

SOVIETIQUE DE LITUANIE

Legeiuiuml

1 Puits dexploitation 2 Puits dobservation 3 Station de pompage h Bassin dinfiltration

aglQ23 ^

A VA l

tma

Gravxer

S a b l e

Y777 T e r r e g r a s s e

7 Sab le mecircleacute de t e r r e g r a s s e j

(ExtAaJut du Document Ccedil 513^1 )

bull bull bull

- 120 -

FIGURE 16

COUPE HYDROGEOLOGIQUE DU SITE DE LA HARD (MUTTENZ-BALE)

giicircpositif tjltgtfitrjtun

II l VV95m v -bull bullbullbullbull

bullbull- bullbull -yf---w ^ ltbullraquo bullbull(vs5 bullbull A--raquo-

FIGURE 17

PLAN DE LAMENAGEMENT DALIMENTATION ARTIFICIELLE DE LA

NAPPE DE LA HARD (MUTTENZ-BALE)

OAcircUE Ccedily Prise en r7ytera

copy_ Station filtrante

(D_ Conduite dteu fiitrio

QFossucircn dinnltrction

_ Puits diuml repreumlso

copy Reacuteservoir deau poiumltUe et stetion de pampago

_ raquo _ l^ tajw _ J I _ 2Ttftipe

ttUTTENZ PHATTELH

leuroxtnaAgravejLi du Document h 2028)

- 121 -

FIGURE 18

PLAN DE SITUATION DE LA NAPPE DE LARVE ET DES OUVRAGES

I Fronlentx 2 Florencs 3 Corouga 4 Vmty (pont) S Veuy (uagravenraquo) 6 Trains

7 SooMnraquo dAnraquo 8 Perly 9 Sorol 10 Veyriat (Franc) il Gcitlard (F) 12 Crochu (F) 13 Veiraquo (F) bull Pulrs -J- PirKgtfnagravegtrraquo

x x

^ f Noppe deacute ^ rAilordonV x+ +

(E-xtnaiA du Document 66189^5)

Echees _ J l C T

lOOm

iroo-iVraquo SOCn-Vs

FIGURE 19

SCHEMA DE LALIMENTATION

ARTIFICIELLE A DONZERE-MONDRAGON

(ampctnaLt du Document h 2028)

m bull bull bull bull bull

- 122 -

FIGURE 20

DISPOSITIF DINJECTION

G r i l l e de f i l t r a t i o n Canal

d a l i m e n t acirc t P u i t s d i n f i l t r a t i o n

Gravier compacteacute bull-v ( 1 0 - 3 0 mm) --- -s

-~ii

Tuyau p e r f o r eacute - - iicirc TE ( D i a m egrave t r e bullbull - ^ -^ 056 m) bullbullbullbullf-_-_-|

bullAlluvions -(profondeurr 8 -18 megravetres)

^S^UMSIumlEATUi-l IMPERMEABLE

lCxtnoJJ du Document Ccedil 513^1)

123 -

FIGURE 21

NAPPE DE LA VALLEE DE LYONNE A APPOIGNY FRANCE

bulllt

Station de pompage - M

JC3 puits raquoP

Prise deau

Bac de deacutecantation

bull

laquo i

laquoiuml bullOi

Pompe de r e p r i s e

bullQtrademdashpieacutezomegravetre No

(ExtAOAgraveA du Document Ccedil 513^1)

FIGURE 22

GRAVELKES bull^IumlOUNKERQUS

bullEAU INDUSTRIELLE i l ] LAC DE BELLEVUE

LILLE

USINE DE FABRICATION DEAU POTABLE DcMOULLE

VALENClHWNHS^raquo

OOUAraquo tk^in y v

(poundxtsi(LUt du Document 6627873) bull bull bull bull

- 124 -

FIGURE 23

COUPE GEOLOGIQUE DU BASSIN VERSANT DAPRES BRGM

20N5 OAV5 lAOJElLE LA -1APPE DE IA CH-OE EST CAPtlVc SOUS IcircE TEfWKJraquo TEariUSH

Surface d la nap4 en mars-avril 1357

la nappa en mai 1072

TABLEAU 5 BIS REALISATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT TEMPERE

| PAYS | LOCALISATION | EAU j GEOLOGIE jvOL AQUI | DISPOSITIFS |COLHA jniAIT j PERFORMANCES | PRIX |

j Japon JMenuma | R JDiluvium j |Pu i t s d i n - | P-C | 2 |4 000 m3Jour j j j j t vo i r f i g 24) j j t vo i r f i g 24) j j j e c t i o n I I I i l

j Japon JNiigata 1 R JDiluvium j gt 120 10 5 m3 jPui t s d i n j e c - | P-C j 2 j20000 m3Jour jde r e - j j j t vo i r f i g 25) | j t vo i r f i g 25) j j t ion j j j jv ient j i l i l j j tvo ir f i g 2 5 ) | j j |0 02 $ j j j I I 1 1 1 1 j 1 i3 |

j Japon JHodogaya j U JDiluvium | |Pu i t s d i n j e c - j C | 2 J35 m3h j j i l j j 1 U i o n 1 I i j j i i i l j j tvo ir f i g 26)j j j j j

j RFA IWiesbaden | R JAlluvions f l u - j jflassins |P-C-B j 1 jlOO 10 6 m3an i I j i i j v i a l e s j j tvo ir f i g 27)j j j j j i l i j t v o i r f i g 27) j j j i j j j

| RFA JDortmund j R JAlluvions f l u v i a - j JBassins j P-B j Precirc jlOO 10 6 m3an jde r e - j j | j j t i l e s j j tvo ir f i g 28 ) j j j jv ient j j | | j t vo i r f i g 28) j j 1 i | |entre | j i i l i l i i i i deg gt 0 3 e t i i i i i i i i i i i 0 raquo 0 9 i 1 j I I j 1 i i |Par bull i

RFA Sables de Haltern L Sables profonds e t 108 10 s m3 Bassins Preacute 44 10 6 ngt3an (vo ir f i g 29) a l luv ions de (voir f i g 29)

1 t recouvrement [ I I I l

1 CB lHardham (Sussex) j R jSable-limoneux j |Bass ins j P j Precirc J26OO0 m3jour j j 1 1 I I I I I I I I I

Notations

Eau R raquo= eau de riviegravere U s eaux useacutees

Colmatage P raquo colmatage physique C raquo chimique B - bull bol ialt

Traitement Preacute = preacutetraitement 1 primaire 2 s secondaire

- 125 -

FIGURE 24

PROJET DINJECTION DE MENUNA JAPON

CARTE HYDROGEOLOGIQUE DE LA PLAINE DE KVANTO

Zone d a l i m e n t a t i o n des nappes c a p t i v e s

Zone de c i r c u l a t i o n des eaux douces c a p t i v e s

Zone d e a u x s o u t e r r a i n e s s e m i - c o n n eacute e s

TTTT-

200

Eaux souterraines coloreacutees du groupe de Kazusa Direction principale du courant des eaux douces souterraines

Limite infeacuterieure des deacutepocircts du plio-pleacuteistocegravene du groupe de Kazusz

Aluvions

Roches preacuteshytertiaires

PROFIL GENERALISE AB Groupe Kazusa

(Plio-pleacuteistocegravene)

(ExtnaiA du Document Ccedil 513b1) bull bullbullbullbull bull

- 126 -

FIGURE 25

PROJET DINJECTION DE NIIGATA - JAPON

C a r t e i n d i q u a n t l e m p l a c e m e n t d e s d i s p o s i t i f s d i n s e r t i o n

J D i s p o s i t i f s d i n j e c t i o n

B a s s i n de d eacute c a n t a t i o n

P r o d u i t s c h i m i q u e s p o u r l e t r a i t e shyment

^V^AJi-^r 1^^ 6 ^ e ^ e a u b r u t e

C ugrave-

i l i Vlaquo

I1III

P l a i n e c ocirc t i egrave r e Beacutegions montagneuses

(C-xJjiaUi du Document Ccedil 513U1 ) bull bull bull bull bull bull

- 127 -

FIGURE 26

INSTALLATION DINJECTION DE HODOGAYA

cp Vanne darrecirct ^

Pompe

R eacute s e r v o i r d e a u

G r a v e t t e f i l t r e compacteacute

Figure puit

JAPON

montrant la s dinjection

Tokyo zone m

struc Mo 1

eacutetrop

ture des et 2

olitaicircne

(ExtaaU du ucircocumertf Ccedil 51)^1 ) bull bull

- 128 -

FIGURE 27

POMPAGE DEAUX SOUTERRAINES ARTIFICIELLES A SCHIRSTEIN WIESBADEN

r JD

s u r l e Rhin

copy S t a t i o n de pompage copy P u i t s copy B a s s i n de d eacute c a n t a t i o n copy B a s s i n d i n f i l t r a t i o n copy Leveacutee

VALLEE DU BHIN WIESBADEM REPUBLIQUE FEDERALE DALLEMAGNE

lpoundxtAaJJL du Document Ccedil 57J47 )

- 129 -

FIGURE 28

INSTALLATIONS DALIMENTATION ARTIFICIELLE DE DORTMUND

BaBs in de d eacute c a n t a t i o n

P r eacute f i l t r e agrave g r a v i e z

mmmzm Substratum impermeacuteable

YSSSSSS Surfaccedile de la nappe phreacuteatique avant

bullbullbull 1 alimentation artificielle bull Surface de la nappe phreacuteatique apregraves lalimentation artificielle

bdquo+teacirce 1 a Lippeltx

N o t e laquobullmdash iy

Pour approvisionner les villes ~ bullgtegt G-Agrave et les industries on pompe dans la valleacutee de la Ruhr hlO millions de m-2 deau par an dont

320 millraquo de m2 dans lEnvscher 82 mill de m^ dans lu Lippe 6 millraquo de nvi dans la Vupper

et 2 millraquo de m dans la cuvette dEms

VALLEE DE LA RUHR REPUBLIQUE FEDERALE DALLEMAGNE

ouvrages hydrauliques

lx+ialt du Document Ccedil 513^1)

Lac artificiel

Bassin draquoinfiltra- puits de

tion pompage

Bassin dinfiltrashytion

I I

Surface pieacutezomeacutetrique avant lalimentation artificielle

Surface pieacutezomeacutetrique apregraves lalimontation artificielle

~

Sables de Haltorn

Carte de la reacutegion

DISPOSITIF DALIMENTATION ARTIFICIELLE DE HALTERN

REPUBLIQUE FEDERALE DALLEMAGNE

Cologne (K51n)

DlaquossEicanrgt

lExtnaAJi du Document Ccedil 513^1 )

- 131 -

TABLEAU 10 REALISATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT CONTINENTAL

I PAYS j LOCALISATION | EAU | GEOLOGIE | VOL AQUI | DISPOSITIFS | COIJU | TRAIT j PERFORMANCES I PRIX

T USA Peacuteoria (Illinois) R sables et graviers

(voir fig 30) Bassins agrave sable (voir fig 30)

AP Preacute JlO000 m3jour |de re-|vient 10008 FF| jpar rn3

Notations

R = eau de riviegravere P = colmatage physique A = colmatage ducirc aux algues

Preacute = preacutetraitement

FIGURE 30

PLAN ET COUPE DUN BASSIN DINFILTRATION DE PEORIA

Oacsm

mm f^-C^t

i - j laquo m r vsi bullbull bull bullgtraquo bullbullbull gt-r-mdash ~T -- -v bullbull-

JiiC^U-1 vv-------- bull t )- c bullbullsvcbullbull - bull bullbull -bullbull ^Vbullbullbull^bull^iT v^gt^7bull^^T-~----Trrbull^^-^-^-J-C^bullbullbull

Echelles United)

Arriveacutee dcui- Ijriiire

(Existait du Document t 2028)

- 132 -

TABLEAU 11 REALISATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT MEDITERRANEEN

PAYS I I I I I I j LOCALISATION | EAU | GEOLOGIE | VOL AOUI | DISPOSITIFS j COLHA

1 1 1 TRAIT | PERFORMANCES | PRIX |

Valleacutee de la Durance (Voir fig 31)

R Alluvions fluvia- gt 800 10 m3 Puits dinjec- P tiles tion

(voir fig 31)

830 1s

I

Notations

R raquo riviegravere P = colmatage physique 1 = traitement primaire

TABLEAU 12 REALISATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT ARIDE

| PAYS

USA

| USA

1 | LOCALISATION

Flushing Meadows

1 1

JFresno |(voir fig 33) 1 1 1

EAU

bull

R

1 | GEOLOGIE

Sable grossier et graviers

1

|Alluvions reacutecen-jtes dorigine |granitique 1 1

1 | VOL

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

AQUI 1 | DISPOSITIFS

Bassins (voir fig

1

|Bassins 1 1 1 1

32)

1 |COLMA

PB

1 1 1 1 1 P 1 1 1 1

1 |TRAIT

gt 1 1 | 1 | Preacute 1 1 1 1

1 | PERFORMANCES

35 m3s

1 1

|15 10 m3an 1 1 1 1

1 1 | PRIX j

1 1 1 1 de re- j vient 000432 jpar m3 j

1 i |de re- | jvient j |00142 | jpar m3 | 1 1

Notations

R laquo eau de riviegravere U = eaux useacutees

P =raquo colmatage physique B = colmatage biologique

2 raquo traitement secondaire Preacute = preacutetraitement

bullbullbullbullbulllt

- 133 -

FIGURE 31

BASSE VALLEE DE LA DURANCE - FRANCE

TARASCON

Limi t e s de l a p a r t i e c a p t i v e de l a format ion a q u i f egrave r e ( sous des d eacute p ocirc t s a r g i l e u x s u p e r f i c i e l s )

I n s t a l l a t i o n s d i n j e c t i o n ~^mdash P r o f i l eacute t u d i eacute

ipoundxtncuit du Document Ccedil 513^1 ) bull bull bull bull bull bull

- 134 -

FIGURE 32 SCHEMA DU PROJET DE FLUSHING MEADOWS ^-x

R eacute g u l a t e u r d e p r e s s i o n

A l i m e n t a t i o n

Canal dameneacutee Digue

Bassin V T

IOI JΠJLIumlL

=r~w5i bd alt

bull

Puits Ndeg bull 1

50

bull -ltgt

bullbull 3-4

5-6

100 megravetres

I

B _

3=

Tuyau de drainage

J^ Puits Est

Puits

FIGURE 32 BIS SYSTEME DES BASSINS DINFILTRATION SUR CHAQUE COTE DU LIT DE LA RIVIERE ET DES PUITS AU CENTRE POUR POMPER LEAU REGENEREE

Lit de la rivi egravere

horizon imperxeacuteable

(poundXpoundACLUgraveL4 du Document Ccedil 6230) bull bull bull bull

- 135 -

FIGURE 33

ZONAL RESPONSE IN WATER TABLE HYDRAULIC HEAD AND WATER QUALITY

AROUND THE CITY OF FRESNO CALIFORNIE

(poundxtnltzijt du Document 6616816)

TABLEAU 13 REALISATION EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT TROPICAL

i PAYS

USA

i | LOCALISATION |

St Croix (Virgin Islond)

Notations

EAU

U

| GEOLOGIE

Alluvions (voir fig 33 Bis

1

VOL AQUI DISPOSITIFS

Bassins (voir fig

33 Bis)

1 ICOLMA

1 1 PB

1 1 1

1 | TRAIT

1 1

1 1 1 1

PERFORMANCES

38000 n3jour

1 1 1 PRIX |

[de re- [ vient 05602 [par m3

U = eaux useacutees

P = colmatage physique 8 = colmatage biologique

1 = traitement primaire

- 136 -

FIGURE 33 BIS

GEOLOGY OF THE GOLDEN AND NEGRO BAY RECHARGE SITES

i ^ mdash E i f t t a N laquo y o Bay gt ^ bullbull bull Esurraquo Goldltn Grcraquoraquo bull gt

rtorironiai ugraveiitanc ifti

(poundxtialt du Document 661^931 )

bull bull bull bull bull bull

- 137 -

- INSTALLATIONS DE RECHARGE ARTIFICIELLE AYANT POUR OBJECTIF LA

CONSTITUTION DUNE BARRIEgraveRE HYDRAULIQUE CONTRE LINTRUSION

DEAUX SALEacuteES

1 ) L-Lite deA inAtaHaiJonA

(1

(2

(3

(4

(51

(6

(7

(8

(9

(10]

(11

(12)

Long Island USA

Zandvoort Pays-Bas

Tokushima Japon

Water Factory 21 USA

Palo Alto USA

Burdekin Australie

Kalauoo Hawaiuml USA

Dashte Naz Iran

Tanger Maroc

Telbaulba Tunisie

Sebikotane Seacuteneacutegal

Bas Togo Togo

(F 2028 G 51341 G 17874)

(F 2028 G 51341)

(G 51341)

(G 6212 5603546)

(G 6212)

(F 40332 G 51341)

(G 51341)

(Ground Water Ja-Fe 1977)

(F 2028 G 51341 6600101)

(G 6757)

(G 51341 5600835)

(G 51341)

2) Le tabMeau cL-apieA donne la r eacutepar t i t ion des i n s t a l l a t i ons preacuteceacutedentes suivant l e climat et l e niveau de deacuteveloppement des pays concerneacutes

3) LeA tabteaux 1b agrave 19 donnent pour chaque cas p a r t i c u l i e r de climat et de niveau de deacuteveloppement quelques carac teacuter is t iques des i n s t a l l a t i o n s correspondantes

Tableaux 14 agrave 16 r eacutea l i s a t ions en pays indus t r i a l i seacute s

Tableaux 17 agrave 19 r eacutea l i sa t ions en pays en voie de deacuteveloppement

- 138 -

- ______^ NIVEAU DE CLIMAT -^CEVELOPPEM

TEMPERE

CONTINENTAL

MEDITERRANEEN

SEMI-ARIDE

ARIDE

TROPICAL

INDUSTRIALISE

(1) (2 ) (3 ) t a b l e a u 14

(4 ) (5 ) t a b l e a u 15

(6) (7) t a b l e a u 16

EN VOIE DE DEVELOPPEMENT

(8) t a b l e a u 17)

(9 ) (10) t a b l e a u 18

(11) (12) t a b l e a u 19

TABLEAU 14 REALISATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT TEMPERE

C I I I I I I I I I I PAYS | LOCALISATION | EAU | GEOLOGIE | VOL AQUI | DISPOSITIFS |COLHA |TRAIT | PERFORMANCES | PRIX |

1 1 I I I I I 1 1 1 I I I I I I I I I | USA | Bay Park | U |Sable a r g i l e | gt 1200 10 9 m3|Puits d i n j e c - | PCB | 3 |13 agrave 25 1s | | | | Long Is land j | sab le argi leux j | t i o n I I I 1 | | (voir f i g 34) | | ( v o i r f i g 35) | | I I I I I

| Pays-Bas | Zandvoort j R |Plaine l i t t o r a l e | ) 4 5 10 9 m3 jcanaux e t j P j Preacute j 70 10 m3an jde r e -| j | | e t dune | jbass ins | | j | v i en t | | | j (vo ir f i g 36) j j fvo ir f i g 36) j j j |0 245

1 I I I I I I I lFFn3 1 1 1 1 II 1 1 1 II 1 1 1 1 1 1 1

Japon | Tokushima | R |Plaine l i t t o r a l e | |Pu i t s d i n j e c - | P | 2 | 20-25 n3heure | j (vo ir f i g 37) j jdiluvium | j t ion I I I 1 | | |(voir fig 37) | | I I I 1 1 I I I I I I I 1 Notations

R = eaux de riviegravere U = eaux useacutees

P = colmatage physique C = colmatage chimique B = colmatage biologique

Preacute = preacutetraitement des eaux 2 = traitement secondaire 3 = traitement tertiaire

- 139 -

FIGURE 34

LOCATION OF THE BAY ARTIFICIAL-RECHARGE SITE

(C-xtnaAJL du Document Ccedil 5211 )

FIGURE 35

Nord Sud Atlantioue

A r g i l e

^Zdia^) cfe fBe c 0

G r a v i e r

Sable argile sable argileux et limon S a b l e

Roche c o n s o l i d eacute e

lCxtaaJJ- du Document Ccedil 513^1 )

- 140 -

FIGURE 36

NI

n

Limite de la zone s captage

Limite des dunes

i

gt

Mer du Nord Dunes Polder du Lac de Haarlem

urbe ^^y-Lentilles Sables du plexs^ - T tocene ^ ^^aargile

---bullbullbullbull bull-bull-bullbullbullbull ejjgt---gt ltamp ltbull bull v- bullbullbullbull

gt--gtV^

^ampm$^amp^3^amp$^

ZANDV00RT PAYS-BAS

(CxtAaU du Document Ccedil 513^D bull bull bull bull bull

- 141 -

FIGURE 37

Aff l eu remen t s du s u b s t r a t r ocheux

_ _ p r o f o n d e u r du s o c l e rocheux ~ ( c o u r b e de n iveau ) 1ampampampVJ-~- Teneur en Ci s u p eacute r i e u r e agrave

bull Fo rage

copy P u i t s d i n j e c t i o n

TAKASE Deacutepocircts argileux superficiels HATSUMO

icirc l e r

PROJET DINJECTION DE TOKUSHIMA JAPON

fts^ k=eacutepoundagrave amp ^

Tokushima (sur Shikoku)

(6x-tzltzlt du Document Ccedil 513U1 )

- 142 -

FIGURE 38

ORANGE COUNTY CALIFORNIE

bullv KCCU CQ

5Au BtewAepiuo co

raquo _

eiVcZ^iPE- co

0

PIE60 1 l [ IMPERIAL CO i

_ 1 -T-

A i

(CxtacuJ du Document 56035^6)

TABLEAU 15 REALISATIONS EH PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT MEDITERRANEEN

r 1 i PAYS | LOCALISATION | EAU | GEOLOGIE

1 1 1 1 1 1 |VOL AQUI | DISPOSITIFS |COLMA | TRAIT | PERFORMANCES | PRIX

Water Factory 21 U Deacutepocircts marins et Californie continentaux mal (voir fig 38) consolideacutes

Puits dinjecj PB 3

(voir fig39)

066 IJI33

USA Palo Alto (voir f ig 40)

U Sables et jgraviers

I Puits dinjecj PB 6 1s

|(voir fig40)| I I

Notations

U = eaux useacutees

colmatage physique colmatage biologique

3 = traitement tertiaire

bull bull bull bull i

- 143 -

FIGURE 39

FLOW SCHEMATIC AND SAMPLING LOCATIONS FOR WATER FACTORY 21

LIQUID PROCES3IWG

C H E M C A L K I T R O S c N RECARSON-I __ _ icirc ACTIVATES bullDiSlNFECIiCV amp j CLARIFICATION j REMCVAL ATCN [ FILTr^siO^I CARBON 0poundMIKERASJZpound7Gricirc

t t fAOSQPPTiCtt

CAP80H 70 HIcircUSr

bull lt

lJCCTtOlaquolaquo wCLLS

bull laquo C Y C L E

PUMraquoS

S0L1DS HANOLING INJECTIONraquo SYSTEM

bull bull bull bull bull bull

- 144 -

FIGURE 40

PLAN 0F GROUNDWATER RECHARGE FACILITY IN THE PALO ALTO BAYLANDS

msmm FRAgraveSCISCOcircI

0 u

El 6k

PALO ALTO

copy

-e-o

LEGEND

EXTRACTION WELL

INJECTION WELL

MONITOft WELL

lpoundyLtnaLt du Document Q 6212)

- 145 -

TABLEAU 16 REALISATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT TROPICAL

1 f~^ 1 1 1 1 PAYS | LOCALISATION | EAU | GEOLOGIE | VOL AQUI | DISPOSITIFS |COLMA |THAIT j PERFORMANCES | PRIX

Australie Delta du Burdekin Delta avec 345 109 m3 Trancheacutees agrave Preacute (voir fig 41)

-h i

JKalauao Hawaiuml

deacutepocircts alluviaux

I I I I

sable (voir fig41

I Bta2) I H

40 agrave 100 106

m3an des in-vestis-jsements 2 106$

USA jcocircne volcanique 4800 10 in3 Retenue deau (basalte) (voir fig43) (voir fig 43)

120000 m3jour

Notations

R = eaux de riviegravere

P w colmatage physique

Preacute = preacutetraitement

FIGURE 41

CARTE GENERALE

bull Ui KlaquoraquokM

(ExtzaLt du Document Q 513^1 )

- 146 -

FIGURE 42

LOCALITIES OF RECHARGE TRENCHES IN BURDEKIN DELTA

FIGURE 43

TYPICAL CROSS SECTION OF A TRENCH

IpoundxtnaAgraveJbi du Document h U0332)

- 147 -

FIGURE 44

COUPE SCHEMATIQUE MONTRANT LES SOURCES DEAU DE HONOLULU

P u i t s d e K a l a u a o H a w a i i E t a t s - U n i s d A m eacute r i n u e

E c h e l l e

-2snmdash P r eacute c i p i t a t i o n (rrr)

- laquo laquo - - L i g n e s d e n i v e a u p i eacute z o m eacute t r i q u e ( c m )

(SxiAaJJ du Document Ccedil 513^1 )

- 148 -

TABLEAU 17 REALISATIONS EN PAYS EN VOIE DE DEVELOPPEMENT A CLIMAT TEMPERE

1 PAYS | LOCALISATION

j r

GEOLOGIE | VOL AQUI | DISPOSITIFS | COLHA | TRAIT | PERFORMANCES | PRIX

Iran iDashte Naz | N |Sables | jtvoir f ig 45) bull j jtvoir f ig 46) j

I I I I

|Puits din- j jjection j |(voir f ig 47) |

|200 1s I I

N = eau de nappe

FIGURE 45

DASHTE-NAZ FARM AREA

V--

I R A Q

S A U 0 1 A R A 8 I A

MIOOLE EAST AREA

(poundxpoundnaUt4 de VattLcAe do OS W-LLLLaniA pcuiu darvi Qiound Wateji Qa-Fe 1977)

- 149 -

FIGURE 47

CROSS SECTION OF TYPICAL INJECTION WELL

FIGURE 46

RELATION BETWE FRESH AND SALINATED

AQUIFERS IN DASHTE-NAZ

CAS-OH I f A

-bull C -r- ~ - = S ^ trade j f - iuml x bull bull 0 L

_ _ - ^ Fgtistoi cdHgtjkta wi(raquo gtlaquo-raquoai

fx-6iltxiXltJ de VantXcle de pound)poundbull WLilLami paMu dan Ccediliound Wateji Ccedila-Fe 1977 )

bull bull bull bull bull bull

- 1 5 0 -

CARTE GEOLOGIQUE DU CHARF-EL-AKAB

Echelle - ltm

QUATERNAIRE

Allumions

1 I Sable Je couverture

~gt---iuml 1 Sable de phje

1degdegdeg1 Gregraves marin

ANTEQUATERNAIRE

- j Gregraves lortonhn

bullpound3 Gregraves 1 vmucirc Arjiitesj

F-^- Marnes eacuteocegravenes

ugravediens

Mcrres schisteuses secircnonicircennss

bullif- ocircondacss dexploitation t Fesseacutes dabsorption

copy Pieacutezomtlrts G Diachse dinjection

evccedilraquo V^=gt-iuml

EXHAURE ET REALIMENTATION

ARTIFICIELLE DE LA NAPPE DE

CHARF-EL-AKAB (TANGER)

SCHEMA DE PRINCIPE

(poundxJyiaUA du Document 6600101 ) bullbullbullbullbullbull

- 151

TABLEAU 16 REALISATIONS EN PAYS EN VOIE DE DEVELOPPEMENT A CLIMAT MEDITERRANEEN

1 | PAYS

1 1 1 Maroc 1 1 1 1 1 Tunisie 1 1

1 | LOCALISATION

1 1 |Tanger 1 1 |Telboulba 1 1

1 | EAU

1 B 1 1 I 1 1 F 1 1

1 1 | GEOLOGIE | VOL

I 1 1 1 s ICuvette littorale|6 10 Iseacutedimentaire | |(voir fig 48) | | 1 i |Sables fins avec | (couches dargile | i i

AQUI

m3

1 1 | DISPOSITIFS |

1 1 1 |Fosses din- | Ifiltration | |(voir fig48)|

| i 1 i |Pults din- | Ijection | 1 1

COLMA

P

P

1 | TRAIT

I 1 1 1 1 1

1 1-2 1 1

1 | PERFORMANCES

I

1 |106 m3an 1 1 1 1 -|05 10deg ngt3an 1 1

1 1 1 PRIX | 1 1 t 1 1 1 1 1 1 1

1 1 1 1 1 1

Notations R = eau de riviegravere

P = colmatage physique

1 = traitement primaire 2 = traitement secondaire

TABLEAU 19 REALISATIONS EN PAYS EN VOIE DE DEVELOPPEMENT A CLIMAT TROPICAL

1 1 1 1 | VOL AQUI | DISPOSITIFS | COLMA |TRAIT PAYS | LOCALISATION | EAU GEOLOGIE PERFORMANCES | PRIX

Seacuteneacutegal | Sebikotane IRoches carbona- 6010 m3 jRetenue |teacutees karstiques | j(voir fig4SIuml| |(voir fig 49) j | |

+ -+- 4-I

1depandage j

34 10 n3an

Togo Bassin du Bas Togo

Sables dunaires (voir fig SO)

gt 1 4 1 0 S m3 jTerrains 5 6 10 m3an

Notation

R = Eau de r i v i egrave r e

- 152 -

FIGURE 49

ECORCHE DU COMPARTIMENT DE SEBIKOTANE

ECORCHE DU COMPARTIMENT

DE SEBIKOTANE

Rosine infeacuterieur supposa en levraquoJ

i JIumlAMirretir

F N Cad m rcreujf

i rjJ 5AAV t 7srracirces

iKf[^|rT bull | ^T7^WL T Icirc j-r-- r- i - F

jt|l-k bull i T i ^ ^ J iiuml S t e k y X MaUr Guey

(poundxtaU du Document 5600835)

- 153 -

FIGURE 50

PLAINES LITTORALES DU TOGO

Limi te des p eacute n eacute t r a t i o n s UJJJplusmn-LLL d e a u s d e mer ^o

tf C o u r b e s de n i v e a u de l a pound I iuml m i t e iuml h f eacute r i e u r e de l a q u i - ^ bull bull

f egrave r e du c o n t i n e n t a l t e r m i n a l v

E a u de ui(

Oceacutean o

P r o f i l

C o n t i n e n t a l t e r m i n a l

( ^S ta t ion de pompage) T a b l i g b o

Eaux

S-ogt6 W ^

(poundxfrialpound du Document Ccedil 513^1) bull bull bull bull

- 154 -

D - INSTALLATIONS DE RECHARGE ARTIFICIELLE AYANT POUR OBJECTIF

LEacutePURATION NATURELLE DES EAUX PAR PASSAGE DANS LE SOL

1 ) Lutte deA inAtaLlampLLorvi

(1) Bertrange France

(2) Blagnac France

(3) Dangeacute - St Romain France

(4) Ginasservis France

(5) Nancy France

(6) Croissy France

(7) Karlskoga Suegravede

(8) Goteborg Suegravede

(S) Port Leucate France

(10) Boulder USA

(G 2264 bis)

(G 2264 bis)

(G 2264 bis)

(5605250)

(F 2028)

(G 51341 G 3663)

(G 51341 F 2028)

(G 51341 F 2028)

(G 7221)

(G 1681519)

2) Le tabZeau cx-de440uA donne la reacutepartition des installations preacuteceacutedentes suivant le climat et le niveau de deacuteveloppement des pays concerneacutes

mdashbullmdash-___ NIVEAU DE CLIMAT -^DEVELOPPEM

TEMPERE

CONTINENTAL

MEDITERRANEEN

SEMI-ARIDE

ARIDE

TROPICAL

INDUSTRIALISE

(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) Tableaux 20 et 20 bis

(S) Tableau 21

(10) Tableau 22

EN VOIE DE DEVELOPPEMENT

bullbullbullbullbullbull

- 155 -

NB Toutes les installations reacutepertorieacutees ont eacuteteacute construites dans des pays industrialiseacutes Ceci montre bien que face dune part agrave laugmentation des besoins en eau et face dautre partagrave limportance de la quantiteacute deaux useacutees rejeteacutees lalimentation artificielle apparait comme eacutetant un moyen de gestion bien approprieacute

N

3) LampA tableaux 20 agrave 22 donnent pour chaque cas particulier de climat et de niveau de deacuteveloppement quelques caracteacuteristiques des installations correspondantes

TABLEAU 20 INSTALLATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT TEMPERE

| PAYS | LOCALISATION | EAU | GEOLOGIE j VOL AQUI j DISPOSITIFS | COLMA | TRAIT | PERFORMANCES | PRIX

France Bertrange R Alluvions gros- bullBassins agrave PB Preacute 800 m3jour bull 1siegraveres bull bullsable j j Jenviron j

(sables et gra- i itvoir fig51)

1 I I vieuro r s) | i 1 1 I 1

j France 1 Blagnac 1 R JAlluvions gros- | iBassins agrave j PB j Preacute |800 m3jour j | 1 1 Isiegraveres 1 Isable | j lenviron i j j I ((sables et gra- | |(voir figbllj j j j 1 1 I I viers) 1 1 I I I I

France Dangeacute Saint R Alluvions gros- Bassirs agrave PB Preacute 800 n3jour

Romain siegraveres isable [ [environ

(sables et gra- (voir fig51)

r 1 v i e r s ) bull I

j France | Ginasservis j U | 1 |Lagune j PB | 3 |50 m3heure j 1 I (Var) | | 1 Kvoir fig52)| | j |

France Nancy R Alluvions bull Bassins p Preacute 100000 m3j

(voir fig53)

| France j Croissy j R |Craie fissureacutee | |Bassins j PB j 1 |3010 m3an jde revient

| | (voir fig 54) | |sous alluvions | |(voir fig55lj | j |0062 par

1 1 1 |(voir fig54) | | I I I I m3

j | I l 1 9 1 I j I i Suegravede Karlskogo R Alluvions (sables 2 10 m3 Bassins agrave 1 15000 mSjour

(voir fig 56) [et graviers) [ [sable [ [ J J

(voir fig 56) (voir fig56)] j

Notations

R = eaux de riviegravere

U = eaux useacutees

P = colmatage physique

B ~ colmatage biologique

Preacute = preacutetraitement des eaux 1 = traitement primaire 3 = traitement tertiaire

bullbullbullbullbullbull

- 156 -

FIGURE 51

Pt eacute iome t r cm

4 3

4 2 Stiagravettrotum de cateotres marneux tm peu permtobtn ^ -IMPLANTATION -

EcheteViOOO

SP I I I I I I I I I t I rr BOMilt 4raquoJtrotlaquoii

1gtIuml I I M J I I I M I A B

bull Fore 9 bull tf rlaquopi i

laquoraquooo l _ 1 2 0 O

J-raquoraquo

lLxtnaiA du Document Ccedil 226k b-Li)

FIG-52

T iu i teumlu ien t d eacutepuiut iou degraves fcJUii Utgteacutees Urbaines

en vus de Leur recyclage pour la consommation

Scheacutema deprincipe de l installation pilote de GINASSERV1S

ChXraquot olaquoJraquolaquolraquoraquo Otcf lntr iictgtpiraquolraquoraquo

v bull T R A I T E M E N T PRIMAIRE laquot SECONDAIRE

TRAI1EHENT TERTIAIRE

ur

raquo ^ ^ ~ i

C3 J ya amdashraquo f

^ mdash - feu eraquor gtbull bull bull bull bull bull

LACUNE dlaquo r i mj action

(poundxUaU du Document 5605250

- 157 -

FIGURE 53

SCHEMAS EN PLAN ET EN COUPE DE LALIMENTATION ARTIFICIELLE DE LA NAPPE

DE LA MOSELLE A MESSEIN (NANCY)

MoseUe

vers trai

Barrage

25-3 Om | 25-30trade

gt^ |2a3nraquo

f Galerie L J captante

77777777-7777777 Subslratum impermeacuteable

(LxJjiaAgraveJ du Document h 2028)

FIGURE 54

NAPPE SOUTERRAINE DE LA VALLEE DE LA SEINE A CROISSY (FRANCE)

S e i n e Deacutecanteurs

U

P r i s e d eau

F i l t r e s agrave s a b l e

B a s s i n S t a t x o n r _ V e r s l e d m f i l - de _ reseau de t r a t x o n pompage l - d i e t r - i -

1 bution

Craie f i s s u r eacute e

(ExtAcujt du Document Q 513^1 )

- 158 -

FIGURE 55

Usine du PECQ

Prise deau de CROISSY

Chatou 9

bull bull lt - - bull lt iuml gt

FORAGES SLEE bull FORAGES fslJFTl

coupe des terrains suivant A B

a Meuliegraveres e Calcaire grossier b Sables du Stampien f Argiles et sables du Sparnacien c Gases vertes du Sarncisien g Craie blanche Seacutenonienne d Marnes et caillasses h Sables et graviers

(6xtAalt du Document Ccedil 3663)

- 159 -

RESERVOIR DEAU SOUTERRAINE DE KARLSKOGA SUEDE

Carte de l a reacuteg ion

bull w

(ExtnaLt du Document Ccedil 513^1 )

FIGURE 56

SCHEMA DE LALIMENTATION ARTIFICIELLE A KARLSKOGA

(Extnatt du Document t 2028)

- 160 -

TABLEAU 20 BIS INSTALLATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT TEMPERE

1 1 I LOCALISATION | EAU | GEOLOGIE | VOL AQUI

1 1 1 r~ DISPOSITIFS | COLMA | TRAIT | PERFORMANCES | PI

PAYS

Suegravede | Goteborg I I

R |AlIuvlons (sables | jet graviers) | j(voir fig 57) |

Bassins | (voir fig 57) j

| 1 |12000 m3jour I I

Notations

R = eaux de riviegravere

1 = traitement primaire

FIGURE 57

SCHEMA DE LALIMENTATION ARTIFICIELLE A GOTEBORG

Bass in d raquo i n j e c t i o n

Nivlaquo p i eacute z on eacute triccedilju^

v v v V

vSocle cristallin

n M bull

(Cxtnaijt du Document Q 513^1 )

bull

NW Echelle horizontale 1500

PZ5

488 529

590 622-6 28

249-250 HV

360-364-k

482-484

Golel dorgile humifecircre 03cm + golels oxydes

602

690

775-784 810

Lentille dorgile humifecircre 02cm ggft

l ^ g S S J Forte dodeur H2 S 75 926 944

10-1018

1086 bull

1168-12-

1540 L-J

w

Argile humifecircre sableuse

Argile sableuse humifecircre oxydotion ferrique 10

Argile sableuse humifecircre

Deacutebris de- vecircgeacutetoux 10 Traces oxydation 1

Sable tourbeux Deacutebris de bois Soble fin tourbeux

Sable fin tourbeux

Amas de soble argileux humifecircre Soble partiellement tourbeux

054 bullbullbull 089-071

240

354-360

425-428

517

610

9 936

arc

515

Lentille dorgile tourbeuse 1cm Toches doxyde ferrique

Golel dorgile sableuse

Galets dargile sableuse brun-rouge 01 cm Toches humifegraveres Bois en deacutecomposition Soble ovec oxyde ferrique 20 Soble humifecircre H2S Soble humifecircre ovec racines

LEacuteGENDE

] Soble grossier moyen

Soble fin

FIGURE 59 PORT LEUCATE

PLAN DE SITUATION DE LA DUNE DE LA CORREGE

Echelle M 15 000

bullbullbullv Zoneeacutequipeacutee pour l i r r i g a t i o n acirc p a r t i r des ef f luents en 1980

Zone basse planteacutee (+ 2 NGF)

Conduite 0 400

Bassins d i n f i l t r a t ( 1981)

Zone haute non anteacutee (+7NG

M E R bullbull M E D I T E R R A N E E

- 163 -

TABLEAU 21 INSTALLATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT MEDITERRANEEN

j VOL AQUI | DISPOSITIFS |COLMA |TRAIT | PERFORMANCES | PRIX PAYS LOCALISATION EAU j GEOLOGIE

] 1 h Port Leucate U Dunes cStiegraveres

(voir fig 58) Bassins din- PB filtration (voir fig 59)

Preacute 1500 m3Jour

Notations

U = eaux useacutees P = colmatage physique B = colmatage biologique

Preacute = preacutetraitement des eaux

TABLEAU 22 INSTALLATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT SEMI-ARIDE

i 1 r | LOCALISATION | EAU |

PAYS GEOLOGIE VOL AQUI 1 1 1

DISPOSITIFS ICOLMA |TRAIT | PERFORMANCES

1 1mdash4 PRIX

SA Boulder (Colorado)

I bdquo I U jAlluvions (sables et graviers)

Bassins din- j PB filtration

I entre 50000 e t ( f ig 60 ) 200000 m3an

Notations

U = eaux useacutees P = colmatage physique B = colmatage biologique 2 raquo traitement secondaire

bullbullbullbullbullraquo

FIGURE 60

SCHEMATIC 0F BOULDER WASTEWATER TREATMENT PLANT

M

Flow Prlmagravery Diversion Clarifiers

Iteadworks Oox

r L

Trfckling Ti t ters

Secondary Clarifiers Chlori nation

City Collection

System

V

Grit to Land Disposai

Site

Kl

bulla

o a v

Infiltration-Percolation Basins

1 mdash lt To Land

~ Disposai Site

Sludge Vacuum Holding Filters Tanks

(ExtnaU du Document Q 1681519)

- 165 -

L I S T E B I B L I O G R A P H I Q U E

F 2028 BIZE Jf BOURGUET L LEMOINE J Lalimentation artificielle des nappes souterraines Ed Masson et Cie 1S72 199 pages

F 3091

F 40332

FALKENMARK M LINDH G Water for a starving world Westview Press Boulder Colorado Feacutev 1977 204 pages

Proceedings of the groundwater recharge confeacuterence - 1980 Australian Water Resources Council Confeacuterence Seacuteries ndeg 3 281 pages

F 4443 MATHEW K NEWMAN PWG HO GE Groundwater recharge with secondary sewage effluent Australian Water Resources Council 1982 167 pages

F 44521 agrave 4 Artificial groundwater recharge International Symposium - Research results and practical applic Dortmund 1979 Publication 1982 1500 pages environ

F 4462 HUISMAN L 0LSTH00RN TN Artificial groundwater recharge Pitman Advanced Pub Program Ed 1983 320 pages

G 1681519 SMITH DG LIumlNSTEDT KD BENNETT ER Treatment of secondary effluent by infiltration-percolation EPA-6002-79174 Aoucirct 1979 103 pages

G 17874 KOCH E GIAIMO AA SULAM DJ Design and opeacuteration of the artificial-recharge plant at Bay Park New York US Dept of the Interior Geol Survey 1973 14 pages

G 2264 Bis La meacutecanique des fluides et lenvironnement - Preacutevision et maicirctrise de la qualiteacute de leau et de lair Socieacuteteacute Hydrotechnique de France 14egravemes Journeacutees de lHydraulique Paris Sept 1976 Question 4 les eaux souterraines 48 pages

G 3663 A bull bull bull

Plaquette de preacutesentation de linstallation de recharge artificielle de Croissy SLEE sd 16 pages

G 51341 Emmagasinement souterrain des eaux et recharge artificielle Ressources NaturellesSeacuterie Eau ONU ndeg2 1977 307 pages

bullbullbullbullbullbull

- 166 -

G 6094

G 6212

G 6230

G 7221

A bull bull bull

World climate confeacuterence Organisation Meacuteteacuteorologique Mondiale Confeacuterence Feacutevrier 1977 Genegraveve 791 pages

A bull bull bull

Wastewater reuse for groundwater recharge Symposium Office of Wat Recycling Californie 1980 345 pages

A bull bull bull

Possibiliteacutes deacutepandage des eaux useacutees urbaines Rapport Agence RMC 1979 371 pages

A bull bull bull

Lameacutenagement dinfiltration des eaux useacutees de Port-Leucate Socieacuteteacute dEconomie Mixte dEquip et dAmeacutenag de lAude Nov 1981 45 pages

5603546 COFER JR Orange county water districts Water Factory 21 Journ of the Irrigation and Drainage Div Dec 1972 p 553-567

5605250 ALEXANDRE D De leau potable agrave partir des eaux useacutees urbaines Nuisances et Environnement Oct 1973 p 368-374

6600101 MAHI LARAKI M Recircalimentation artificielle de la nappe aquifegravere de Charf-el-Akab TSM LEau Aoucirct-Sept 1970 p 355-359

6609067 JASINSKI B Captages deau dinfiltration du reacuteseau de distribution de Wroclaw (Pologne) TSMLEau Feacutevrier 1976 ndeg 2 p 88-92

6614931 BURAS OK Wastewater reacuteclamation in St Croix JWPCF 1977 49 ndeg 3 p 429-435

6616816 BIANCHI WC NIGHTINGALE HI McCORMICK RL A case history to evaluate the performance of Water-Spreading projects JAWWA Mars 1978 p 176-180

6618945

6622466

CARSAT G Quelques eacutequipements publics de Genegraveve Equip Eur 1978 2 ndeg 98 p 59-67

EDWORTHY KJ Artificial groundwater recharge and its relevance in Britain JIWES 1979 33 ndeg 2 p 151-172

6627873 MARTIN F THEBAULT P La flottation agrave lusine de Moulle Techniques Eau Ass 1981 ndeg 409 p 37-42

6628231 Water for human needs Ass Int Ress en Eau Vol 3 1975 413 pages

bull bull bull t

- 167 -

BARTOLOMEW JC World Atlas Edinbourgh John Bartholomew and Son 1974 167 pages

MARTIN A MOUSSU H Alimentation artificielle de la nappe de Sebikotane (Seacuteneacutegal) par creacuteation dune retenue deau Bull BRGM 1S68 ndeg 1 p 79-88

WILLIAMS DE The Dashte-Naz groundwater barrier and recharge project Groundwater Janvier-Feacutevrier 1977

C O N C L U S I O N

- 171 -

La consommation croissante deau dans tous les paus conduit parfois agrave une surexshyploitation des ressources naturelles le manque deau dans certains paus en deacuteveloppement et la po-Llution de leau dans les paus Industrialiseacutes ont fait que les aestlonnaLnes de leau ont eacutetudieacute toutes les possibiliteacutes de conserver leau quantitativement et qualitativement

Lalimentation artificielle des nappes paiait ecirctie une solution judicieuse agrave ces problegravemes de ressource en eau

Tout au long de cette eacutetude on a miA en eacutevidence les questions techniques et eacuteconomiques

meacutethodes dinflltratlon qualiteacute de leau agrave infecter colmatage de la one dinfiltration coucirct des tiavaux coucirct dexploitation

De nombreux exemples pais tant dans les paus deacuteveloppeacutes que dans les paus du tiers monde aussi bien en climat humide quen gone aiide ou senti aride ont permis de mettre en eacutevidence les avantages et les inconveacutenients de cette techshynique Un bilan eacuteconomique montre que dans de nombreux cas la reacuteallmentatlon artificielle des nappes peut ecirctre consideacutereacutee comme un dispositif efficace dans la gestion de leau dun paus

Cette synthegravese montre aussi le soin quil faut apporter aux eacutetudes preacutealables pour ne pas se heurter agrave de giaves pnoblemes en cours dexploitation

Un autre enseignement tireacute de la lecture des documents est le fait que chaque cas est unique leacutetude dexemples similaires est eacutevidemment Importante mais elle ne leacutesoud pas tous les problegravemes 31 faut en particulier une eacutetude hudiogeacuteologishyque seacuterieuse de la jone

Laction eacutepuratrlce des sols ameacuteliore grandement la qualiteacute de leau ma-ls ce nest pas une seacutecuriteacute suffisante et dans le cas de lutilisation dune eau infiltreacutee pour la consommation animale ou humaine il est neacutecessaire de proceacuteder agrave des controcircles et eacuteventuellement agrave des traitements

La reacutealimentation des nappes permet laugmentation de la quantiteacute deau disponible et en ameacuteliore souvent la qualiteacute cest donc un proceacutedeacute inteacuteressant pour les ones arides et seml arides car leacutevaporatlon Intervient moins que pour un reacuteservoLr deau agrave ciel ouvert 01 est aussi avantageux pour les paus deacutevelopshypeacutes puisquil permet de deacutevelopper la ressource en eau tout en assurant une certaine eacutepuration des eaux brutes ou useacutees que lon infiltre

Page 11: AMELIORATION DE LA RESSOURCE EN EAU LA REALIMEIMTATION DES …

- 14 -

preacute-traitement deacutegrillage suivi dune simple deacutecantation Cest le cas des oueds et des cours deau ne preacutesentant pas de pollution notable

NB les anciennes sabliegraveres se preacutesentent comme eacutetant dexcellents bassins de deacutecantation

traitement primaire en station injection de coagulants deacutecantation et filtra-tion sur sable pour reacuteduire la teneur en MES et la demande biologique en oxygegravene des eaux

Exemple

Croissy (eau de Seine) - la figure 1 donne un scheacutema de linstallation (G 3663)

Moulle (eau de lAa) (6627873 6625917 6627956)

Appoigny(eau de lYonne) (G 1947)

Remarque dans le cas deacutepandage superficiel des eaux de recharge on ne procegravede pas agrave une steacuterilisation lors du traitement En effet la chloration aurait le grand inconveacutenient de deacutetruire dans les bassins laction eacutepuratrice des bacteacuteries diverses qui oxydent et mineacuteralisent les diffeacuterents produits organiques preacutesents dans les eaux (G 3459)

FIGURE 1

EXEMPLE DE CROISSY

(poundxiiaJJ du Document Ccedil 3663)

bull bull bull bull bull

- 15 -

3) Eaux desitlneacuteesi agrave linfection (F 3469 F 2028)

Remarque preacuteliminaire les eaux dinjection dune maniegravere geacuteneacuterale doivent ecirctre deacutebarrasseacutees de toute pollution susceptible dalteacuterer la qualiteacute des eaux du gisement et notamment des matiegraveres toxiques non eacuteliminables par filtration naturelle De plus les eaux dinjection doivent ecirctre chimiquement compatibles avec les eaux du gisement

En geacuteneacuteral en plus dun traitement primaire classique les eaux de riviegraveres desshytineacutees agrave linjection subissent un traitement secondaire plus ou moins eacutelaboreacute en fonction de leur degreacute de pollution Ce traitement vise principalement agrave deacutesaeacuterer leau et agrave la steacuteriliser avant injection

Exemples (F 2028)

En Israeumll (eaux du Lac de Tibeacuteriade)

En Californie (eaux des torrents de la Sierra Nevada)

3 - RECHARGE PAR EAUX USEacuteES

Le niveau de traitement des eaux useacutees destineacutees agrave la recharge artificielle deacutepend tregraves largement de lorigine de celles-ci (domestique ou industrielle) et aussi de la nature des terrains de recharge

Le tableau 1 (extrait de 6604561) rappelle la nature des pollutions en fonction de lorigine des eaux useacutees

Le tableau 2 (G 6501) donne agrave titre indicatif les recommandations du Service de Santeacute de la Californie pour lutilisation agrave des fins de recharge artificielle deaux useacutees

Le tableau 3 (G 6501) montre par des exemples la diversiteacute des traitements que lon peut appliquer suivant les paramegravetres de la recharge

ConcAgravewiioni

Comme nous lavons deacutejagrave souligneacute dans lintroduction chaque opeacuteration de recharshyge doit ecirctre traiteacutee comme un cas particulier Le niveau de traitement requis pour les eaux de recharge en est une preuve Aussi seuls des essais in situ et agrave long terme associeacutes agrave lexpeacuterience du professionnel peuvent deacutefinir les traishytements neacutecessaires des eaux de recharge Cette eacutetape est importante car elle conditionne la rentabiliteacute de lensemble de lopeacuteration de recharge le coucirct du traitement entrant pour une part importante dans le coucirct global (F 2028 G 6501)

bull bull bull bull bull bull

- 16

TABLEAU 1

Sources deaux useacutees

- Eaux useacutees urbaines

non traiteacutees

traiteacutees

fosses septiques

- Eaux useacutees industrielles

eau de refroidissement

industries alimentaires

industrie du papier

industrie chimique et traitement des meacutetaux

industrie du peacutetrole

- Irrigation

- Ruissellement urbain et nettoyage des

- Eau de crues

Types de pollution

composeacutes organiques et mineacuteraux matiegraveres en suspension faibles teneurs en meacutetaux lourds et en toxiques Tregraves forte teneur en DBO Biodeacutegradable ou non deacutegradabie

composeacutes organiques et mineacuteraux faibles teneurs en meacutetaux lourds et en toxiques Substances biodeacutegradables et non deacutegra-dables

surtout des matiegraveres organiques Biodeacuteshygradable

chaleur

composeacutes organiques et matiegraveres en susshypension surtout DBO eacuteleveacute Particuliegraveshyrement biodeacutegradables

composeacutes organiques et mineacuteraux En partie biodeacutegradable Quelques matiegraveres solides organiques en suspension

composeacutes organiques et mineacuteraux y compris des meacutetaux lourds des toxiques et des substances dangereuses Selon le proceacutedeacute certaines substances sont biodeacutegradables

composeacutes organiques biodeacutegradables et non biodeacutegradables surtout Nombreux toxiques et substances dangereuses

deacutechets organiques et mineacuteraux subsshytances nutritives sels de lessivage du sol substances biodeacutegradables ou non biodeacutegradables matiegraveres en suspenshysion

mers composeacutes organiques et mineacuteraux fortes charges en DBO substances nutritives pesticides matiegraveres en suspension en partie biodeacutegradables

composeacutes organiques et mineacuteraux matiegraveres en suspension en partie biodeacutegradables Eminemment variable selon lutilisation du sol

(tsiaducJUon du tableau 1 eyLtnaJut du Document 66OU561 )

bull bull bull bull bull

17 -

TABLEAU 2

NIVEAUX DE TRAITEMENT RECOMMANDES POUR LES EAUX USEES EPUREES

UTILISEES A LA RECHARGE DES NAPPES SOUTERRAINES

1

2

3

t

5

6

7

par eacutepandage superficiel

Veacuterification de linexistence de deacutecharges deffluent industriels toxiques dans les eaux useacutees utiliseacutees

Oxydation biologique normale (traitement secondaire)

Adsorption sur charbon actif (temps de contact 30 mn demande chimique doxygegravene reacutesiduelle moins de 5 mg1)

Epandage avec percolation de leffluent dans la zone aeacuterobie non satureacutee du sol non remanieacutee - profondeur minimale de la nappe 3 megravetres

- une semaine deacutepandage alterneacutee avec 2 semaines dassegravechement

Dilution par une quantiteacute eacutegale deau souterraine naturelle

Leau de recharge doit rester dans la nappe pendant un an avant decirctre extraite

La qualiteacute de leau souterraine doit ecirctre doit ecirctre reacuteguliegraverement surveilleacutee

l

2

3

A

5

6

7

8

9

10

11

12

ou par injection directe

Veacuterification de linexistence de deacutecharges deffluent industriels toxiques dans les eaux useacutees

Oxydation biologique normale (traitement secondaire)

Deacutesinfection correcte (chlorination)

Coagulation-floculation chimique

Deacutecantation

Filtration rapide sur sable

Adsorption sur charbon actif

Deacutemineacuteralisation par osmose inverse

Aeacuteration par aspersion pour leacutelimination des composeacutes organiques volatils

Dilution par une quantiteacute eacutegale deau souterraine naturelle

Leau de recharge doit rester dans la sapps pendant un an avant decirctre extraite

La qualiteacute de leau souterraine doit ecirctre recircguliegravereoent surveilleacutee

(acirc-x-ttalt du Document Ccedil 6501 )

bull bullbullbullbullbull

- 18 -

TABLEAU 3

PRINCIPALES INSTALLATIONS DE RECHARGES DE NAPPE SOUTERRAINES EN CALIFORNIE

UTILISANT LES EAUX USEES EPUREES

Nom de iumla station de reacutecupeacuteration

deaux useacutees San Joseacute Creek (Whittier)

Whittier Narrow

Water Factory 21 (Orange County)

Chino Basin (Ontario)

Palo Alto

Proceacutedeacutes de traitement =

Proceacutedeacutes de traitement

des eaux useacutees

Meacutethode de recharge des

eaux souterraines

Problegraveme agrave

reacutesoudre Deacutebit annuel reacutecupeacutereacute en millions de m-

DP BA CF FR Ch

DP BA CF FR Ch

DP BA CF FR AAeA ACA 01 Ch

DP LB

DPBACFFR Ch Ozonisation

Epandage superficiel

Epandage superficiel

Injection directe

Epandage superficiel

Injection directe

Deacutecantation primaire Boues activeacutees Coagulation floculation Filtration rapide Lits bacteacuteriens Adsoption sur charbon actif

Chloration Aeacuteration par aspersion pour leacutelimination de lamoniaque

DP BA CF FR LB

ACA Ch

AAeA

Reacutealimen-Cation de la nappe soushyterraine

Reacutealimentashytion de la nappe soushyterraine

Barriegravere contre linfiltrashytion deau marine (et reacutealimentashytion)

Reacutealimenta-tion de la nappe soutershyraine

Barriegravere contre linshyfiltration deaux marines

166

87

63

32

23

En ce qui concerne la station Water Factory 21 le traitement primaire et secondaire de leffluent a lieu preacutealablement a la station de traitement du Comteacute dOrange

(CxtAciut du Document Ccedil 6501 )

- 19 -

L I S T E B I B L I O G R A P H I Q U E

F 2028

F 2518

BIZE J BOURGUET L LEMOINE J Lalimentation artificielle des nappes souterraines Ed Masson amp Cie 1972 199 pages

HUISMAN L WOOD WE La filtration lente sur sable OMS Genegraveve 1975 133 pages

F 3469 Health aspects of wastewater recharge Water Information Center New-York 1978 240 pages

G 2264Bis

G 3459

La meacutecanique des fluides et lenvironnement - preacutevision et maicirctrise de la qualiteacute de leau et de lair 14egraveme Journeacutees de lHydraulique Paris Sept 1976 Question 4 les eaux souterraines 48 pages

DEVILLERS G Lalimentation artificielle des nappes souterraines - Exemple de la nappe de Croissy Journeacutees Information Eaux 1976 14 pages

G 3663

G 6212

G 6230

Plaquette de preacutesentation de linstallation de recharge artificielle de Croissy SLEE sd 16 pages

Wastewater reuse for groundwater recharge Symposium Office of Water Recycling Californie 1980 345 pages

Possibiliteacutes deacutepandage des eaux useacutees urbaines Rapport Agence RMC 1979 371 pages

G 6295 BRESSON G Injection dans le sous-sol des effluents traiteacutes agrave la station deacutepuration de la ville de St-Jean-de-Monts Rapport DDA Vendeacutee 1980 74 pages

G 6501 TAKASHI ASANO GHIRELLI R Reacuteutilisation des eaux useacutees pour la recharge des eaux souterraines et lirrigation agricole Confeacuterence OMS Alger 1980 p 1-15

G 7220 BIZE J Recharge artificielle des nappes PNUD Compte-rendu de missionraquo SeptmdashOct 1981 45 pages

bullbullbullbullbullbull

- 20 -

G 7221 Lameacutenagement dinfiltration des eaux useacutees de Port-Leucate Soc Ameacutenag Mixte dEquip et dAmeacutenag de lAude Novembre 1981 45 pages

6604561

6616815

CALLAHAN JT Recycling of fresh water - the management and protection of ground water Tireacute agrave part 16 pages

SCHMIDT CJ CLEMENTS EV SHELTON SP A survey of practices and reacutegulations for reuse of water by ground water recharge JAWWA 1978 70 ndeg 3 p 140-147

6623044

6625917

ASAN0 T GHIRELLI RP WASSERMANN KL Recharge de nappe par eaux useacutees eacutepureacutees JWPCF 1979 51 ndeg 9 24 pages

MARTIN F THEBAULT P Reacutealimentation de nappe par de leau de riviegravere traiteacutee Liaison Cortambert 1980 ndeg 10 p 31-36

6627873

6627956

MARTIN F THEBAULT P Reacutealimentation de nappe agrave lusine de Moulle (Dunkerque) Techniques Eau Assainissement 1981 ndeg 409 p 37-42

MARTIN F Flottation et traitement des boues Eau et Industrie 1981 ndeg 52 p 61-65

CASTANY G Conditions hydrogeacuteologiques de lalimentation artificielle des nappes deau souterraine BRGM 1970

- CHAPITRE I I -

H Y D R O G E O L O G I E

- 23 -

LEAU DANS LE SOL

Rappel de notion geacutenltpoundnaAgraveamp4 dhyccedilugraveiogeacuteologAgravee

La porositeacute la porositeacute dune roche est deacutefinie par le rapport du volume des vides au volume total de la roche

La figure 1 montre les divers types dinterstices et leur relation avec la texshyture du sol

FIGURE 1

Several types of interstices and the relation of rock texture to porosity (a) Well-sorted sedimentary deposit having high porosity (6) poorly sorted sedimentary deposit haviog low porosity (c) well-sorted sedimentary deposits consisting of fragments of rock that are themselve-s porous so that the deposit has a very high porosity (d) well-sorted sedimentary deposit whose porosity has been diminished by the deacuteposition of minerai matter in interstices (e) rock rendered porous by solution and () rock rendered porous by fraccuring (Front Meimer 1959)

(Extrait du Document h 204-5)

TABLEAU 1

REPRESENTATIVE POROSITY RANGES

FOR SELECTED ROCKS

Le- tableau 1 donne la valeur de la porositeacute pour diffeacuterentes roches

(ExtnaJjt du Document r 20+5)

Rocks

Clay Sand Gravel Sand and gravel Sandstone Shale Limestone

Porosity

45-55 35-40 30-40 20-35 10-20 1-10 1-10

- 24 -

TABLEAU 2

REPRESENTATIVE SPECIFIC YIELD

RANGES FOR SELECTED ROCKS

Rocks

Clay Sand Grave Sand and grave Sandstone Shale Limestone

Speacutecifie yield

1-10 10-30 15-30 15-25 5-15

05-5 05-5

Pour les mecircmes roches le tableau 2 donne la valeur de la porositeacute efficace deacutefinie comme la fraction de la porositeacute corresshypondant agrave la contenance en eau gravitaire

(Extrait du Document h 20k5 )

La permeacuteabiliteacute la permeacuteabiliteacute est laptitude dune roche agrave laisser passer iumleau sous leffet dun gradient de potentiel

Le tableau 3 donne la valeur de la permeacuteabiliteacute intrinsegraveque (ou permeacuteabiliteacute en petit) pour diverses roches (rappel 1 darcy = 0987 10-^ cm2)

TABLEAU 3

PERMEABILITE INTRINSEQUE DE DIVERS TYPES DE FORMATION

Type de formation

Roches meacutetamorphiques et plutoniques

Roches solides

Zones meacutetamorphiques et fortement fractureacutees

Sable agrave grains de grosseur moyenne

Limon (roche)

Calcaire dense riche en argile

Gregraves de grain moyen

Bregraveche calcaire grossiegravere partiellement cimenteacutee

Roche calcaire demeureacutee poreuse

Sables alluviaux (plaines littorales)

Alluvions dargile et de limon

Sables dunaires

Loess

Valeur du coefficient en

Proche de zeacutero

Proche de zeacutero

Plusieurs centaines de darcys

darcys

1000-30000 millidarcys

01 millidarcy

1 millidarcy

1-500 millidarcy

Plusieurs milliers de darcy

10-500 darcys

Moins de 1 darcy

Moins de 01 darcy

5mdash50 HarcvR

10-4 -1 darcy

(extrait du Document Ccedil 51351)

- 25 -

Remarque certaines roches denses telles que le calcaire ou le basalte ont une permeacuteabiliteacute en petit tregraves faible Cependant elles constituent dexcellents aquifegraveres lorsquelles sont fractureacutees leur permeacuteabiliteacute devenant alors imporshytante

c) La transmissiviteacute la transmissiviteacute est la grandeur mesurant laptitude dune couche de terrain permeacuteable agrave transmettre conduire leau La transmissiviteacute est deacutefinie comme le produit de la permeacuteabiliteacute par leacutepaisshyseur de la couche aquifegravere en un point consideacutereacute

d) Le coefficient demmagasinement ce coefficient est deacutefini par le rapport entre la hauteur de la tranche deau immeacutediatement libeacuterable par la roche aquifegravere sous leffet dune deacutepression et la hauteur dabaissement correspondant du niveau pieacutezomeacutetrique

Le darcy est une uniteacute de surface deacutefinie par

1 darcy = 0987 10 ~8 cm2

1 centipoise cm3s 1 cm2

et 1 darcy 1 atmosphegraverecm

2) ReacutepanAcircJjtlon de leau darvi le IO-L

Leau infiltreacutee agrave la surface du sol circule de haut en bas jusquagrave rencontrer une surface impermeacuteable Elle constitue alors une nappe deau dont le niveau supeacuterieur est appeleacute niveau pieacutezomeacutetrique ou encore surface hydrostatique

La figure 2 scheacutematise leacutetat deacutequishylibre vertical de leau dans le sol

FIGURE 2

NAPPE PHREATIQUE

lExtAaJJi du Documervt h 2189)

La nappe deau ainsi deacutefinie peut ecirctre

soit libre ou percheacutee (notamment en cas de la preacutesence dune lentille dargile dans le sol)(voir figure 3)

soit captive encore appeleacutee arteacutesienne (voir figure 4)

SurfocA |

s l

bull l

lt

bull - bull bull bull bull bull

bull bull laquo bull laquo bull bull 5^ Icirc v bull

urfoc fiy4ro)tcitkivraquo

bull EayxpHrrltliqiraquo4laquo - J

bull bull raquo bull bull bull bull bull bull

bull bull bull bull bull bull bull bull bull

Couche imptfweacutecbi

Zooraquo divcpctmmpirotiocraquo

Zonraquo draquo rrltntron

I

Francraquo dgt cnpidarltv

Nappraquo aquiflaquorr

- 26 -

FIGURE 3

NAPPE LIBRE ET NAPPE PERCHEE

TgtraquoL bullbullbull-bull j^zzsz^-r =i-^^gt^ bull bull V

bullbullbull bullbull-bulllaquoiiii ^iumlrtW-----1---1--V- bull bull bull ^N

bullbullVbull^gt^^^bullCvi^bullrSbullibull^V^^bullbullbullbullvbull V^72

^

(Extrait du Document h 2189)

FIGURE 4

FORAGE DANS UNE NAPPE ARTESIENNE

fl) Eaux jaillissantes - f2) et 13) Puits agrave eaux remontantes (en hachures les couches impermeacuteables)

(SXampKLUL du Document h 2k15)

- 27 -

Remarque un cas particulier est celui dune nappe phreacuteatique cocirctiegravere Leau saleacutee eacutetant plus dense que leau douce il se creacutee un biseau deau douce comme le montre la figure 5 Par un pompage excessif dans la nappe deau douce on engendre une avanceacutee des eaux saleacutees vers linteacuterieur des terres Cette progresshysion peut entraicircner une deacuteteacuterioration irreacutemeacutediable de laquifegravere Une recharge artificielle dans la zone littorale permet de combattre ce pheacutenomegravene

FIGURE 5

CxtnaLt du Document Ccedil 513^1)

3) Btlan dune nappe

Pour pouvoir juger de lopportuniteacute dune reshycharge artificielle il est important de pouvoir quantifier les entreacutees et les sorties deau dans la nappe consideacutereacutee (voir figure 6) sur une peacuteriode de temps donneacutee On peut alors eacutetablir le bilan hydrique de la couche aquifegravere et suishyvant lobjectif viseacute (reacuteeacutequilibrage de la nappe ou bien stockage) quantifier lopeacuteration de recharge

(CxtnaiJ du Document ucirc 580)

(S)

laquo o a a lt

c

z a ta Q

FIGURE 6

SCHEMA DES ELEMENTS PRINCIPAUX DU BILAN DE

LA COUCHE AQUIFERE

APPORTS

X gui lt tj

3 -

PRECIPITATION P

INFILTRATION

EFFICACE

APPORTS DES EAUX

SOUTERRAINES

APPORTS CES EAUX

OE SURFACE

RESTITUTIONS

INFILTRATION

EAUX DE SURFACE

EVAPOTRANSPIRATION

REacuteELLE

VARIATION CE LA RIcircSSRVH

EN EAUX SOUTERRAINES dW

(INVERSEMENT

OE LA C0UCH4 AOgtIIFecircRE

ECOULEMENT

EN SURFACE

PREacuteLEgraveVEMENTS

EXPLOITATION EacuteMERGENCES DES

EAIU SOUTERRAINES

D E P E N S E S

Iw+ lccedil+ l r qwgtqs = E + R + ^nt + CcedileQs +Qwraquoplusmn dw

- 28 -

U) CaiacJeacuteAAgraveyiatLon deA urtLteacuteA geacuteologiques avoiable^ pouA la iechaiae aAixfJ-CxeAXe de nappe

a) Nature cles_terrains

Les terrains destineacutes agrave la recharge artificielle doivent avoir une permeacuteabiliteacute suffisante (10~2 agrave 10-^ ms) En fait cest la valeur de la transmissiviteacute qui intervient et par lagrave la puissance ou encore leacutepaisseur de la couche aquifegravere (F 2028)=

Suite agrave de nombreuses expeacuteriences il apparait que les formations aquifegraveres favorables pour une recharge artificielle sont les roches carbonateacutees karsshytiques iumles basaltes (notamment lorsquils sont fissureacutes) les sables les allu-vions

b) Dimensions de l^aquifegravere

Ce sont les limites geacuteologiques et hydrauliques du reacuteservoir que constitue 1aquifegravere qui deacuteterminent sa structure Les nappes sont limiteacutees nous lavons vu dans leur partie infeacuterieure par une couche impermeacuteable de terrain ou encore par un fluide plus dense que leau du gisement

Quand la nappe est libre cest la surface hydrostatique qui la limite dans sa partie supeacuterieure

Quand la nappe est captive cest la couche impermeacuteable ou toit sous laquelle elle est emprisonneacutee qui constitue sa limite supeacuterieure

Remarque lorsque 1aquifegravere est profond cest alors les limites lateacuterales qui pour des raisons eacuteconomiques deacuteterminent les possibiliteacutes de stockage de 1aquishyfegravere consideacutereacute

La figure 7 donne des exemples de formations aquifegraveres favorables au stockage

Les structures hydrogeacuteologiques les plus favorables agrave la mise en oeuvre dopeacuterashytions de recharge artificielle sont les massifs de roches carbonateacutees karstiques ou fissureacutes les plaines alluviales les dunes littorales et les deltas les basshysins hydrogeacuteologiques et enfin les zones ougrave la surface pieacutezomeacutetrique est deacuteprimeacutee par surexploitation

Cependant on peut faire les remarques suivantes

mdash les massifs de roches carbonateacutees karstiques peuvent en geacuteneacuteral absorber beaushycoup deau mais cette eau est rapidement rejeteacutee par des grosses sources Le stockage deau ne pourra donc se faire que dans les parties profondes

- les plaines alluviales constituent des lieux privileacutegieacutes pour la mise en oeuvre de recharge artificielle mais le stockage y est en geacuteneacuteral limiteacute du fait de la position eacuteleveacutee des niveaux deacutequilibre pieacutezomeacutetrique quand les eaux dalimenshytation sont abondantes

Suivant le climat les sites de recharge artificielle peuvent ecirctre diffeacuterents ainsi

en reacutegion agrave climat tempeacutereacute et humide on choisira

- les alluvions anciennes - les lits fossiles enfouis

- 29 -

- les cocircnes deacuteboulis

- les alluvions interconnecteacutees des valleacutees principales et de leurs affluents

en reacutegion aride on choisira

- les deacutepocircts alluviaux reacutecents - les dunes cocirctiegraveres - les zones deltaiumlques

en reacutegion tropicale des roches qui eacutetaient compactes agrave lorigine ont pu sous laction des agents atmospheacuteriques ecirctre alteacutereacutees sur une certaine eacutepaisseur (par exemple les graniteacutes deviennent des lateacuterites) Si cette couche alteacutereacutee est sufshyfisamment eacutepaisse elle consiste alors un terrain favorable agrave la mise en oeuvre dune opeacuteration de recharge artificielle

FIGURE 7

EXEMPLES DE COUCHES AQUIFERES AYANT UN POTENTIEL

DEMMAGASINEMENT IMPORTANT

j Couche l i b r e sans reacuteserve constante mais alimenteacutee par un cours deau

B formations massives ayant des sources l e long de l e u r s l im i t e s

(Extrait du Document Ccedil 513^1) bull bull bull bull raquo bull

- 30 -

B - PHYSIQUE DUNE OPEacuteRATION DE RECHARGE

1 ) Ccedila de baA4irvj difijlLUyicutLon (G 5920)

Le systegraveme hydraulique que constitue une opeacuteration de recharge par bassin se deacutecompose en deux parties distinctes

- linfiltration proprement dite agrave travers la partie non satureacutee du sol cest le domaine des eacutecoulements verticaux (I sur la figure 8)

- le transfert de leau dans la zone satureacutee de laquifegravere cest le domaine des eacutecoulements horizontaux (II sur la figure 8)

FIGURE 8

EXEMPLE DE DISPOSITIF DINFILTRATION

NIVEAU I

NIVEAU II

^ ^ raquoraquo S SSS^N S^ ^ V-sgtsgtSSSilHgts

(dxfrialt du Document Ccedil 5920)

NB si la capaciteacute de transfert de laquifegravere est insuffisante la nappe se gonfle jusquagrave remonter agrave la surface stoppant ainsi toute infiltration (G 5S20 G 7221)

Pour une recharge artificielle par bassin dinfiltration les terrains ayant une texture sableuse ou sablo-limoneuse ou encore limono-sableuse conviennent bien Linfiltration agrave travers la couche non satureacutee du terrain jouant un rocircle eacutepura-teur important une texture trop grossiegravere nest pas agrave recommander le chemineshyment est alors trop rapide empecircchant les reacuteactions chimiques et biologiques de se produire complegravetement (G 6230)

- 31 -

2) CQA deA pultyj dinjecJugraveon

Le systegraveme hydraulique dans le cas dune recharge par injection est reacuteduit au transfert du volume deau injecteacutee (voir figure S)

FIGURE 9

RADIAL FLOW FROM RECHARGE WELLS PENETRATING (a) CONFINED

AND (b) UNCONTINED AQUIFERS

Li y Ground surface

k^^x^xmiampxvA VteampraquoraquoV4iuml^^ti^K

Fiezometric surface bullgt

y ^ i ^ ^ - ^ y gt f t ^ ^ ^ 0 g y ^ -

Conflned aquifer

mltpoundzmpoundmzMMmg

te)

Qr

Unconfinsd bull-aquifer

S Ground suiface

^^^m^smMm^rrm^^micirc^mmmm^i

Vate Ublaquolaquo

S^SS5^SS^S3laquo^2ggSSSSraquo^wS5^SS3S

(poundxampiaLt du Document t 275)

Les deacutebits dinjection sont limiteacutes par les caracteacuteristiques physiques de laqui-fegravere En effet au voisinage du puits la vitesse deacutecoulement des eaux soutershyraines ne doit pas deacutepasser la valeur au-delagrave de laquelle elles provoqueraient une eacuterosion du terrain Pour les nappes captives cette eacuterosion peut entraicircner leacutecroulement du toicirct (G 51341)

- 32 -

Pour une recharge par injection les calcaires notamment lorsquils sont profonshydeacutement enfouis sont favorables

C -MEacuteTHODES DINVESTIGATION DES PARAMEgraveTRES DUNE OPEacuteRATION DE RECHARGE

ARTIFICIELLE

(B 580 G 51341 6619100 G 5191 G 6212)

1) ftasiivie de la conduativlteacute hycOiaLUAque ou peAmeacuteabLLLteacute au lt4erui de Ocuicy (eacutecouleshyment s a t u i eacute

Il sagit dune mesure classique qui peut ecirctre mise en oeuvre par diffeacuterentes meacutethodes

a) essai de pompage linterpreacutetation des variations du niveau de la nappe en foncshytion du temps pendant une opeacuteration de pompage permet de deacuteduire la valeur de la permeacuteabiliteacute de laquifegravere

b) Essais geacuteophysiques le principe de ces meacutethodes est deacutetudier certaines caracshyteacuteristiques pTiysiques dun terrain et de les interpreacuteter afin dobtenir diffeacuteshyrents renseignements sur le sol Principalement on utilise les meacutethodes geacuteophysiques suivantes

- meacutethode des reacutesistiviteacutes comme son nom lindique cest une meacutethode eacutelectrique destineacutee agrave connaicirctre la reacutesistiviteacute des terrains concerneacutes

- meacutethode de sismique-reacutefraction cette meacutethode consiste en le calcul des vitesses de propagation dondes de choc dans le sol

c) Essais eh laboratoire on mesure directement la permeacuteabiliteacute sur un eacutechantillon de sol obtenu par carottage agrave laide dappareils speacuteciaux (permeacuteamegravetres par exemple)

2) fteAime de ta conducJJLvLteacute kydnauUque verticale (ecouJemerut non statuieacute)

Il nexiste pas de meacutethode parfaite pour calculer ce paramegravetre Citons tout de mecircme la meacutethode de Weeks dont le principe est une eacutetude de la pression de lair contenu dans la zone non satureacutee du terrain Quoique sujette agrave erreur cette meacutethode est malgreacute tout la plus preacutecise actuellement (G 5191 G 6212)

3) MeAwie de JJOL tAarvmJui4LvJjLeacute et du coefifJicAeruL demmaaaAuiement

Ces mesures se deacuteduisent des reacutesultats des essais de pompages (cf la)

4 DugravenenALorui et 4poundnuctuuie de taquLfLegravejie

La mesure de ces diffeacuterents paramegravetres peut ecirctre mise en oeuvre par des meacutethodes geacuteophysiques classiques telles que la meacutethode des reacutesistiviteacutes ou de sismique-

- 33 -

reacutefraction ou encore par des meacutethodes plus sophistiqueacutees utilisant les proprieacuteshyteacutes radioactives des constituants du sol citons pour meacutemoire la meacutethode dactivation des neutrons et celle de la spectromeacutetrie aux rayons gamma

5) Etude de -leacutecoulement

Les meacutethodes deacutetude des eacutecoulements souterrains ont longtemps eacuteteacute dordre physishyque avant de devenir plus reacutecemment aussi dordre numeacuterique gracircce au deacutevelopshypement de linformatique

a) Meacutethodes physiques

- Utilisation de traceurs les traceurs sont en fait des substances polluantes dorigines physique chimique ou radioactive que lon introduit dans les eaux de recharge et qui vont suivre sans les perturber les eacutecoulements souterrains En les suivant on pourra obtenir des indications sur la direction et le deacutebit des eacutecoulements Parmi les nombreux traceurs utiliseacutes on peut citer agrave titre dexemple la tempeacuterature (6617781) la levure de boulanger (6619100) le tritium (6604550)

- Utilisation de modegraveles reacuteduits en respectant des regravegles de similitude bien preacuteshycises on peut construire des modegraveles reacuteduits deacutecoulement souterrain donnant des reacutesultats acceptables (F 2028 G 4944)

- Utilisation de modegraveles analogiques physiques le principe de ces meacutethodes est de remplacer les paramegravetres de leacutecoulement par dautres paramegravetres physiques veacuterifiant des eacutequations analogues aux eacutequations de leacutecoulement On fait alors les mesures neacutecessaires sur ce modegravele et lon transfert les reacutesultats obtenus au problegraveme reacuteel Citons agrave titre dexemple les modegraveles analogiques eacutelectriques qui ont donneacute de bons reacutesultats(G 2729 F 2045)

b) Meacutethodes numeacuteriques

Les progregraves de linformatique permettent aujourdhui la reacutesolution directe de toutes sortes de problegravemes physiques et en particulier les problegravemes deacutecoulement souterrain (G 4944 G 51341 G 2264 bis F 2045 G 4329 F 3918)

D - POUVOIR EacutePURATEUR DU SOL

Le passage des eaux de recharge agrave travers le milieu poreux que constitue le sol deacuteclenche au sein de celui-ci diverses reacuteactions de caractegravere physique chimique ou biologique Ces reacuteactions deacuteterminent la capaciteacute de reacutetention des contamishynants par le sol Nous ne citerons que quelques cas de reacutetention

1) ReacutetervLLon deA raatJeAeyi en AUApenyjLon

Le premier processus qui intervient est la filtration les particules de dimenshysions supeacuterieures aux pores du sol sont rapidement stoppeacutees Cest ensuite

- 34 -

laction combineacutee de linterception des particules des forces dinertie du pheacutenomegravene de seacutedimentation et de diffusion qui assure la reacutetention des particules les plus fines

Ces processus entraicircnent la constitution dune couche colmatante qui freine le cheminement de leau dans leacute sol

Lefficaciteacute de leacutelimination des matiegraveres en suspension croicirct avec la distance parcourue De nombreuses eacutetudes en milieux non fissureacutes ont montreacute leacutelimination totale de la turbiditeacute apregraves seulement quelques megravetres de trajet des eaux dans le sol

2) HeacuteAgraveLeniugrave-on deA geAmeA pathogknesi

Les eaux notamment les eaux useacutees dorigine urbaine contiennent des germes pathogegravenes que les traitements en station neacuteliminent que partiellement Il est donc important pour des raisons sanitaires eacutevidentes deacutetudier la reacutetention des germes pathogegravenes dans le sol

Le meacutecanisme de 1eacutepuration des germes pathogegravenes par le sol est double

- tout dabord une reacutetention des germes par filtration ou adsorption dans le sol

- puis un deacutepeacuterissement i

Lefficaciteacute de leacutelimination des germes pathogegravenes par les sols est fonction de leur survie de la capaciteacute de reacutetention du sol

a) Survie des germes pathogegravenes le tableau 4 nous en donne des exemples

TABLEAU 4

Entamoeba histolytica

Oeufs dAscaris

Salmonella

Coliformes feacutecaux

Entero vicircrus

Survie dans le sol

8 jours

6 ans

9 mois

6 mois

12 jours

Source

DUNLOP (1968)

POUND et CRITES (1973)

VAN DONSEL et al (1967)

EDKONDS (1976)

DUNLOP (1968)

(ExticiLt du Document Ccedil 5920)

- 35 -

b) capaciteacute de reacutetention du sol elle est elle-mecircme fonction du climat de la nature du sol de la nature des microorganismes

- Climat (G 6212)

la tempeacuterature la survie des pathogegravenes est grandement prolongeacutee aux basses tempeacuteratures

la pluviomeacutetrie lhumiditeacute du sol favorise la survie des germes pathogegravenes

- Nature des sols (G 5920)

les terrains fissureacutes doivent ecirctre consideacutereacutes avec beaucoup de preacutecautions car de nombreuses expeacuteriences ont donneacute des reacutesultats totalement diffeacuterents

les sols granulaires sont en geacuteneacuteral de bon eacutepurateurs Cependant la capaciteacute de reacutetention des germes pathogegravenes est lieacutee agrave leacutecoulement au sein du sol Ainsi la reacutetention en milieu non satureacute est tregraves supeacuterieure agrave celle en milieu satureacute

- Nature des microorganismes nous distinguerons les bacteacuteries et les virus

Le tableau 5 reacutesume les facteurs geacuteneacuteraux qui conditionnent le cheminement des virus et des bacteacuteries dans le sol

TABLEAU 5

FACTORS THAT INFLUENCE THE MOVEMENT OF VIRUSES AND BACTERIA IN SOIL

1 Rainfall bull 2 pH I 3 Soil composition j h Flow rate 5 Soluble organics I 6 Cations bull 7 Adsorptiumlon characteristics of the virus and bacteriumla |

(Sxtnltxut du Document Ccedil 6212)

De nombreuses eacutetudes ont montreacute que

- les bacteacuteries sont eacutelimineacutees par filtration et adsorption dans les premiers deacutecishymegravetres du sol Leur cheminement vertical (en non satureacute) ne deacutepasse pas 2 agrave 3 m Par contre leur cheminement horizontal (en satureacute) peut atteindre 10 m

- les virus plus petits sont eacutelimineacutes principalement par adsorption dans les preshymiers centimegravetres du sol comme le montre la figure 10 pour trois virus diffeacuterents

bullbullbullbullbull

- 36 -

FIGURE 10

ADSORPTION OF DIFFERENT ENTEROVIRUSES BY A SOIL COLUMN

001 n U

mdash 40 e o i 80 1mdash CL LU

deg 120

160 J

mdash

VIRUSES 01

1

REMAINING ) 1 10 100

l ^ ^ f S p ^ ^

1

bull POLIO OECHO 1

AECHO 29

(Extrait du Document Ccedil 6212)

31 6-LugraveriLncution du cxjuibone oyjganique

Sous lappellation carbone organique sont regroupeacutees la DCO (demande chimique en oxygegravene) et la DBOf- (demande biologique en oxygegravene agrave 5 jours)

Leacutelimination du carbone organique ne peut se faire quen conditions aeacuterobies donc dans la tranche non satureacutee du sol Ainsi les eaux de recharge destineacutees agrave linjection doivent subir une oxydation biologique en station avant injection

- 37 -

De nombreuses eacutetudes ont montreacute que la DBO dune eau eacutepureacutee par passage agrave travers un sol convenablement aeacutereacute est quasiment nulle (G 6230 G 5920)

U) Reacutetention deA eacuteleacutements Viace^i N

Ils sont ainsi appeleacutes car leur concentration dans les eaux reacutesiduaires est geacuteneacuteshyralement faible Cette appellation regroupe des eacuteleacutements tels que les meacutetaux lourds le bore le fluor etc

Les eacuteleacutements traces preacutesents dans les eaux de recharge peuvent soit saccumushyler dansle sol soit rester dans leau eacutepureacutee (6619645)

La reacutetention dun eacuteleacutement trace deacutepend de sa nature ainsi que de la composition du sol (G 6230) Ainsi on peut souligner limportance des argiles dans ladsorp-tion des eacuteleacutements traces (G 6212) De mecircme la valeur du pH du sol conditionne la solubiliteacute des corps complexes creacuteeacutes et par lagrave leur mobiliteacute (G 5920)

- en sol calcaire ou crayeux (pH gt 8) la grosse majoriteacute des eacuteleacutements traces est immobiliseacutee

- en sol acide (pH ^ 7) laugmentation de la solubiliteacute entraicircne une migration des eacuteleacutements vers la nappe

On recommande donc deacuteviter les sols ayant un pH infeacuterieur agrave 65

5) Reacutetention CLQA -4eAgraveA ^oAgraveubteA

On a constateacute par des expeacuteriences in situ que les reacuteactions chimiques portant sur les ions mineacuteraux ordinaires de leau (Ca Mg Na) seacutequilibrent peu de temps apregraves le deacutebut de lalimentation artificielle (G 6501) Cependant une teneur trop eacuteleveacutee en sodium (Na) par exemple par rapport au calcium (Ca) et au magneacuteshysium (Mg) peut entraicircner une deacutegradation de la structure du sol et ainsi entraver linfiltration

Une importante concentration en sels solubles de leffluent peut se corriger par une dilution notamment par lintermeacutediaire des preacutecipitations (G 6230) En pays aride une deacutemineacuteralisation preacutealable peut simposer

6) Reacutetention de lazote

La quantiteacute dazote total ameneacutee par les effluents de recharge est souvent supeacuteshyrieure agrave la quantiteacute qui peut ecirctre exporteacutee par les cultures Il faut doncsous risque de pollution de la nappe opeacuterer une deacutenitrification dans le sol Ceci impose dapporter agrave la fois des nitrates et du carbone dans un milieu anaeacuterobie

La deacutenitrification maximum est lieacutee agrave la peacuteriode de submersion des bassins ainsi quagrave la quantiteacute des effluents infiltreacutes Ces deux facteurs deacutependent eux-mecircmes des paramegravetres suivants

- capaciteacute deacutechange du sol - pourcentage dammonium eacutechangeable - teneur en azote de 1effluent

bull bull bull bull bull

- 38 -

- taux de diffusion de loxygegravene dans le sol au cours de la dessication des bassins - tempeacuterature

On a constateacute une augmentation exponentielle de leacutelimination de lazote avec une diminution de la charge (G 6230)

En conclusion on peut simplement dire quil est neacutecessaire deffectuer de nomshybreux essais in situ afin de deacuteterminer la peacuteriodiciteacute des submersions-disseacuteca-tions optimales donnant une eacutelimination maximale de lazote total

71 deacutetention du pho-ophoie

Comme dans le cas de lazote le phosphore ameneacute par les eaux de recharge est tregraves supeacuterieur agrave la quantiteacute exportable par la veacutegeacutetation

Le seul meacutecanisme rentrant en jeu dans leacutelimination du phosphore est sa preacutecipishytation

Des eacutetudes ont montreacute que 90 du phosphore peut ecirctre eacutelimineacute apregraves un parcours de 100 m dans le sol Cependant pour un sol contenant peu de cations et ayant un pH acide le phosphore est tregraves mobile il est alors neacutecessaire deffectuer sa preacutecipitation preacutealablement en station avant linfiltration (G 6230)

Lefficaciteacute de la reacutetention du phosphore diminue comme dans le cas de lazote avec laugmentation des doses dinfiltration

8) Exemples) - Compcuiaision deA 4UAterneA de Lechcmge cuitlp-cJ-ette (ptibUi dbullinjection et baAAUiA dinp-AiMatioal

Les tableaux 6 et 7 reacutesument sur deux cas particuliers de recharge artificielle (lune par injection lautre par infiltration dans un bassin) leacutevolution des contaminants par passage de leau dans le sol en fonction de la distance de parcours

TABLEAU 6

Waler Quality of Percofaie at Whlttieacuter Narrows Test BasinmdashConcentration mgl

Conslitutent Constituent That Did Not Changa

Sodium Nraquo Sulate SO Chloride CI PH

Comtitucnts That Increaxd Calcium Ca Magneacutesium Mg Bicarbonate HCOa Nitrate N O T D S Hardneu total (as CaCO)

Comtituentraquo That Decreascd Potalaquoiurn K Ammonium N H Phosphate PO COO

Surface

152 164 126

802

laquo08 199

385 440

1011 234

145 40

54 393

2 f t

120 160 134

769

132 209

369 440

994 411

130 0 060

104

4 f t

142 164 131

787

127 194

336 104

10S0 393

154 0

100 97

6 f t

140 161 130

784

139 179

395 842

108raquo 422

126 0 0 3 0

170

Eft

138 168 126

778

158 301

487 880

1200 520

51 0 02

146

bullMcMcHiiu F C amp MCKEE J E Report of Research on Wastewater Reacuteclamation at Whittier Narreraquoraquo Pr-pand fer Rcioorccj Agency of Califomia State Wtr QC Bd Sacramento Calif (Sep 1965)

(Extrait du Document 6603313)

- 39 -

TABLEAU 7

Yater-Quality Changes al Orange County Coastal Sarrier Project Injection Wellmdashaig1

Constituent

Constituent That Did Nol Changa bull Chtorides

SuUato Magnewura Borna Nitrate Ocor threshold odor numberf Sodiusi

CoiMiituenuThat Increased Calcium Volatilraquo solids Bicarbonate Hardncu total T D S

ConstltuentsThat Cecreased Potassium Organif nitrogen Ammonium nitrogen Carbon dioxido

con Color

bull B U E raquo D C amp VesHEK G M sources Bull 75 (Oct 1971)

f T O N unitraquo

Injection Water

272 430

30 1

OJS 40

251

98 100 213 368

1220

30 1

19 69 5 15

Native Grottnd

Water

12 40

7 01 0 0

35

40 0

185

233

3 0 0 2 0 0

Distance From Injection Wellmdashft

100

293 405

31 1 0J

40 239

156 65

317 517

1330

22 0 134 30 27 13

245

288 445

28 1 OJS

40 243

164 125 293 385

1325

21 11 77

30 25

8

545

261 430

32 08 0 J

40 207

200 170 317 631

1290

9 0 00

10 22 i

0

Rcclaimed Waste Water lot Ground Water Recharge Wtr Fe-

1

(ExtnaLt du Document 6603313)

9) CoacAgravewiLon

Leacutepuration des eaux de recharge par les sols granulaires ayant une tranche non satureacutee est excellente ils permettent une eacutelimination importante des pollutions organiques phosphoreacutees et bacteacuteriologiques ainsi quune diminution de 30 agrave 40 de la pollution azoteacutee (G 7221 Doc Geacutenie Rural Dec 1977 voir page suivante)

La recharge artificielle par des bassins dinfiltration est un moyen deacutepuration des eaux en soi

La recharge artificielle par injection demande des eaux reacutepondant agrave des critegraveres aussi stricts que ceux dune eau potable La recharge par injection demande donc linstallation dune uniteacute de traitement agrave part ce qui peut mettre en balance la rentabiliteacute de lopeacuteration de recharge toute entiegravere

bullbullbullbullbullbull

- 40 -

FIGURE 11

PRESENTATION SCHEMATIQUE DU ROLE EPURATEUR DU SOL

oltra2r g g o n t e g d Wvdy bull-bull z-

amp ^ v

mf-

A S S I M I L A T I O N PAR L A

V E G E T A T I O N

f au -bull Selraquo Mineacuteraux N P K cfc-

gt-$[ FILTRATION Xamp^^^iumlacircdZl Arrecirct elt3 Germes Satfioocna

bull

bull - - bull lt bull ^ Jk y rCOa

- -- )rpoundsjkbull - - v v k - mdash O O

RETENTION

E A U

e t

MATIERES DfSSOUTES

Heoradalicircon des natiegraveres On

(action acs s rT coarr jomvno

DT

P E R C O L A T I O N

o o

O o tgt o I

jStocffaqe Jes Eleacutement fini

(oJaorplion - mSOiulraquoilaafi

e s a V o o c

des ionraquo

Jhort^ort sap bull Jtieumla numifOx

lone de

prospection

racine^

^ 7 M c a t ^ xmP 3faltlaquo

M yccedilou ctltfuirerc

Na+CaV Nps~ Cl~S0f DifmrjenS

Fer

itxtAaAJi du CcedileacuteruLe liiuiaAgrave Nov-Deacutec 7977)

1 bull bull bull

- 41 -

E - CONCLUSIONS GEacuteNEacuteRALES

Dapregraves ce que nous venons de voir un sol ideacuteal pour la mise en oeuvre dune recharge artificielle aurait (F 3469)

1) des taux dinfiltration et de transmission eacuteleveacutes

2) au-dessus de lui un sol sans argile ou autres substances reacuteduisant linfiltrashytion

3) pas dargiles gonflantes ou contractantes qui creacuteent des fissures en seacutechant et permettent ainsi agrave leau de circuler rapidement pendant les premiegraveres phases de la recharge

4) suffisamment dargiles pour pouvoir adsorber les eacuteleacutements traces et les oligoshyeacuteleacutements et pour permettre aux microorganismes du sol de deacutecomposer les eacuteleacuteshyments organiques

5) du carbone pour favoriser une rapide deacutenitrification et pour supporter une popushylation microbienne active combattant les germes pathogegravenes et enfin pour favoshyriser une deacutecomposition rapide des substances organiques introduites

Il est clair que certaines de ces propositions sont contradictoires Une opeacuterashytion de recharge artificielle est donc le reacutesultat dun compromis entre la capashyciteacute dinfiltration du sol et sa capaciteacute deacutepuration

- 43 -

LISTE BIBLIOGRAPHIQUE

F 2189

F 2752

F 1605

F 2028

F 2045

F 2415

j bull bull bull

Livre de leau - volume I CEBEDEAU 1978 350 pages

TODD DK Groundwater hydrology J Wiley and Sons Ed 1980 546 pages

CASTANY G Prospection et exploitation des eaux souterraines Dunod Ed 1968 740 pages

BIZE Jf BOURGUET L LEMOINE J Lalimentation artificielle des nappes souterraines Ed Masson amp Cie 1972 199 pages

WALTON WC Groundwater resource eacutevaluation McGraw-Hill Book Company 1970 664 pages

LOUP J Les eaux terrestres - hydrologie continentale Masson et Cie Ed 1974 172 pages

F 3469

F 3884

F 3918

G 2264Bis

Health aspects of wastewater recharge Water Information Center New York 1978 240 pages

A bull bull

Waste disposai effects on groundwater Miller DW Ed 1980 512 pages

BEAR J Hydraulics of groundwater McGraw-Hill Book Company 1979 567 pages

X La meacutecanique des fluides et lenvironnement - preacutevision et maicirctrise de la qualiteacute de leau et de lair 14egraveme Journeacutees de lHydraulique Paris Sept 1976 Question 4 les eaux souterraines 48 pages

G 2729

G 4329

Artificial recharge of the London basin Reading Water Resources Board 1973 38 pages

W0LKER RE Numerical modelling of an aquifer System with intermittent recharge Dept of National Res Australian Water Res Council 1977 64 pages

bull bull bull bull bull bull

- 44 -

G 4944 KHANJI JD Etude de la recharge de nappes agrave surface libre par infiltration Thegravese Universiteacute Scient et Meacutedicale Grenoble 1975 252 pages

G 51341

G 5191

A bull bull bull

Emmagasinement souterrain des eaux et recharge artificielle Ressources NaturellesSeacuterie Eau ONU ndeg 2 1977 307 pages

BROWN RF SIGNOR DC WOOD wW Artificial groundwater recharge as a water management technique on the southern high plains of Texas and New Mexico Texas Deacutepart of Water Resources 1978 32 pages

G 5920 j bull bull bull

Lassainissement des reacutegions deacutepourvues de reacuteseau hydrographique et la protection des nappes - tome 1 Agence Fin de Bassin Seine-Normandie Dec 1978 107 pages

G 6212 Wastewater reuse for groundwater recharge Symposium Office of Water Recycling Californie 1980 345 pages

G 6230

G 6501

Possibiliteacutes deacutepandage des eaux useacutees urbaines Rapport Agence RMC 1979 371 pages

TAKASHI ASAN0 GHIRELLI R Reacuteutilisation des eaux useacutees pour la recharge des eaux souterraines et lirrigation agricole Confeacuterence OMS Alger 1980 p 1-15

G 7221

6603313

6604550

6604561

6617781

Lameacutenagement dinfiltration des eaux useacutees de Port-Leucate Soc Ameacutenag Mixte dEquip et dAmeacutenag de lAude Novembre 1981 45 pages

TOUPS JM Water quality and other aspects of groundwater recharge in southern California JAWWA Mars 1974 p 149-151

SMITH DB Tritium water tracing Water Treatment and Examination vol 22 1973 p 250-258

CALLAHAN JT Recycling of fresh water - the management and protection of groundwater Tireacute agrave part 16 pages

KEYS WS BROWN RF The use of tempeacuterature logs to trace the movement of injected water Groundwater Janv-Feacutev 1978 p 32-48

- 45 -

6619100 W00D WW EHRLICH GG Use of bakers yeast to trace microbial movement in groundwater Groundwater Nov-Deacutec 1S78 p 398-403

6619645 ROBERTS PV McCARTY PL Direct injection of reclaimed water into an aquifer J Environ Eng Div 1978 104 p 933-949

- CHAPITRE III -

DISPOSITIFS DALIMENTATION ARTIFICIELLE DE

NAPPE SOUTERRAINE

- 49 -

Pour la mise en oeuvre dune alimentation artificielle de nappe souterraine on distingue principalement les dispositifs dinfiltration et les dispositifs dinjection Ces deux types fondamentaux de dispositifs se diffeacuterencient nous allons le voir aussi bien par leur fonctionnement que par leur technologie et leur gestion

A - D I S P O S I T I F S D INFILTRATION

I - CONDITIONS GENERALES DUTILISATION

Les dispositifs dinfiltration sont utiliseacutes pour alimenter les nappes libres ou surmonteacutees dune eacutepaisseur de terrain impermeacuteable assez petite pour que lon puisse la deacutecaper

Il sagit essentiellement de bassins dinfiltration mais aussi de canaux fosseacutes fosses lits de cours deau ameacutenageacutes zones deacutepandage souterrain puits filshytrants

Ce sont en geacuteneacuteral des dispositifs de surface exception faite pour les disposishytifs deacutepandage souterrain par reacuteseau de drains

II - PRINCIPE GENERAL DE FONCTIONNEMENT CAS DUN BASSIN

1 ) fLoceA^uA cjomplampt de X infLLugravebiatLon provoqueacutee (F 2028)

Placcedilons nous dans le cas dun bassin dinfiltration que lon remplit

Lavanceacutee du front humide peut ecirctre deacutecomposeacutee en trois phases comme le montre la figure 1

FIGURE 1

SCHEMA DES TROIS PHASES DE LINFILTRATION PROVOQUEE

(poundxtLltzugravet du document 2028 )

- 50 -

1egravere phase avanceacutee du front humide vers la nappe

2egraveme phase eacutecoulement mixte (verticalement en milieu non satureacute horizontaleshyment en milieu satureacute)

3egraveme phase eacutecoulement en milieu satureacute aussi bien verticalement que horizonshytalement

2) AppaKJjtLon dune couche co-bnaiante agrave ta AwifLace du -ocircot pendant la jubmesiAton

Mis agrave part le cas ougrave lon utilise une eau tregraves pure et neutre vis-agrave-vis des consshytituants chimiques et biologiques du sol lexistence dans leau de recharge de toutes sortes dimpureteacutes entraicircne au contact de leau avec le sol des reacuteactions dorigine physique chimique et biologique

Le reacutesultat de ces diffeacuterentes reacuteactions est lapparition dune couche colmatante qui se comporte vis-agrave-vis de linfiltration comme une couche peu permeacuteable (parshytie C sur la figure 2)

FIGURE 2

EVOLUTION DE LINFILTRATION DANS UN BASSIN EN CAS DE SUBMERSION

PROLONGEE AVEC DES EAUX PEU COLMATANTES

Q (mj)

09-

0 8

07-

n fi_

n ccedil U 3

UJ 0

a

1

a

b

c

c

b

c

N d

2 3 4 5 6

= gonflement des colloiumldes du sol

= dissolut ion des bulles d a i r

= formation du voile bacteacuterien

1 = asphyxie du fond du bassin

i

mois

(Extrait du Document Ccedil 5920)

51 -

Si lon se place dans le cas ougrave la profondeur de laquifegravere ainsi que sa trans-missiviteacute sont suffisantes cest alors leacutecoulement mixte (phase ndeg2 dans le scheacutema preacuteceacutedent) qui constitue le reacutegime permanent deacutecoulement des eaux sous le bassin

Cest donc lexistence du pheacutenomegravene de colmatage du fond du bassin qui permet agrave leacutecoulement vertical en milieu non satureacute de se poursuivre

Nous deacutetaillerons le processus de colmatage plus loin On peut cependant deacutejagrave noter en observant- la figure 2 que le colmatage eacutevolue avec le temps et peut devenir intoleacuterable vis-agrave-vis du taux dinfiltration rechercheacute une vidange du bassin et une reacutenovation du sol constituant son fond simposent alors

La figure 3 donne une scheacutematisation de leacutecoulement de leau dans le sol avec existence dune couche colmatante agrave la surface

FIGURE 3

~~L

Eau

Colmatage ( 2 agrave 3 c m )

h = 1 m eacutepaisseur deau

t (succion)

4

S

JI7777777T777T77777m77777r

eacutecoulement vertical en milieu sature

eacutecoulement vprtica en milieu I non sature

eacutecoulement horizontal en milieu

satureacute (nappe)

IExtnaJjt du Document Ccedil 7220)

bull bull laquo bull

52 -

III - LES DISPOSITIFS DINFILTRATION

1 ) LeA ba^4inA dirLfJJjtAatiorL

a) Principe il peut sagir dune excavation faite dans le sol et pouvant avoir des origines diverses (anciennes carriegraveres par exemple) ou bien dun ouvrage de geacutenie civil comportant la construction de berges Le bassin ainsi formeacute reccediloit une certaine quantiteacute deau qui sous leffet de la charge hydraulique va peacuteneacuteshytrer dans le sol

La figure 4 donne un scheacutema densemble dune installation utilisant des bassins d infiltration

FIGURE 4

Ci) LoVe pump

( 2 ) Flocculanl-injection sysK

(3) Settling basi

Ccedil ) Clear-wafer pickup

(5) Sprecding basins

I d e a l i z e d S p r e a c s n g -Bas in I n s t a l l a t i o n W i t h V a t e r - icirc n i a k e Syste

(Lake Pump and C i e a r - W a t s r P ickup ]

F l o c c u l a n t - l n j e c t i o n System and Se t t l i ng Ba$ucircraquos

ms

(Extrait du Document Ccedil 5191 ) m bull bull bull bull bull

- 53 -

b) Forme dimensions des bassins la forme des bassins peut ecirctre quelconque Cepen-dacircnt_locircrsqueuml-T1l)7riJtrrrse~~plusieurs bassins on cherchera un encombrement au sol minimum

Le nombre de bassins deacutepend de la gestion de ceux-ci nous aborderons ce point plus loin

Dans la reacutealisation dun bassin dinfiltration ou plus geacuteneacuteralement dun disshypositif dinfiltration une contrainte importante est la distance entre le sol et le niveau de la nappe On estime quune distance de 3 agrave 5 m est un minimum pour assurer la bonne marche dun bassin

c) Construction dun bassin la construction dun bassin ne peut se faire que sur deumll-~teumlrracircins reTacirctfvement plats Sa mise en oeuvre peut se faire agrave laide dun bulldozer ou par des moyens plus simples Toutefois en cas dutilisation denshygins lourds il faudra prendre garde agrave ce que leurs passages successifs nentraicircshynent pas un tassement excessif du sol qui se traduirait par une reacuteduction signishyficative du taux dinfiltration

Les berges des bassins doivent ecirctre rendues impermeacuteables par beacutetonnage ou deacutepocirct de seacutediments tregraves fins ceci afin deacuteviter toute infiltration horizontale La pente recommandeacutee pour les berges dun bassin est de 2 pour 1 on limite ainsi leacuterosion due aux mouvements de leau dans le bassin Enfin pour faciliter la vidange du bassin on procegravede agrave la creacuteation dun point bas

d) Ameneacutee de leau lameneacutee de leau dans le bassin peut se faire par graviteacute ou par pompage Ces dispositifs sont en geacuteneacuteral aussi des dispositifs aeacuterateurs en favorisant les conditions aeacuterobies dans le bassin on permet une eacutepuration importante des eaux dans celui-ci

Cette aeacuteration se fait souvent agrave laide dune ou plusieurs cascades (figure 5)

FIGURE 5

lExiAcdA du Document t 2028)

e) Revecirctement du fond le revecirctement du fond peut ecirctre varieacute ainsi on distingue les bassins agrave fond nu agrave veacutegeacutetation agrave sable

bull raquo bull raquo raquo bull

- 54 -

Bassins agrave fond nu leur mise en oeuvre est simple car ils sont utiliseacutes tels quels Cependant ils sont soumis agrave un colmatage rapide Pour diminuer limporshytance de ce colmatage et pour assurer lentretien on peut utiliser divers proceacuteshydeacutes simples tels que le labourage ou leacutepandage de paille de bleacute (Confeacuterence AFEE Orleacuteans 1970) La lame deau dans ces bassins doit ecirctre de quelques deacutecimegravetres

Bassins agrave veacutegeacutetation leffet de la veacutegeacutetation est multiple (G 6230) - permeacuteashybiliteacute suppleacutementaire due aux racines protection du soi contre les gouttes deau lors des peacuteriodes pluvieuses exportation deacuteleacutements mineacuteraux si toutefois la veacutegeacutetation est reacutecolteacutee (5 environ) Par ailleurs elle favorise la deacutenitrifi-cation Cependant la preacutesence de veacutegeacutetation dans le bassin preacutesente certains inconveacutenients niveau assez faible deffluent dans le bassin (au printemps et en eacuteteacute notamment quelques centimegravetres seulement) assegravechement peacuteriodique du bassin pour permettre la reacutecolte

Malgreacute tous ces inconveacutenients de nombreuses eacutetudes ont montreacute linteacuterecirct de la veacutegeacutetation dans un bassin Le bermuda-grass geacuteant le riz et le souclan-grass paraissent bien sadapter agrave ces conditions de vie (G 6230 F 275)

Bassins agrave sable (Confeacuterence AFEE Orleacuteans 1970) Le fond du bassin est alors tapisseacute dune couche de sable rapporteacutee Le diamegravetre efficace du sable est en geacuteneacuteral compris entre 02 et 03 mm Cette couche sert de support meacutecanique et biochimique agrave leacutepuration des eaux Son eacutepaisseur doit ecirctre de lordre de 50 cm

Le sable agissant comme un filtre subit un colmatage progressif et demandedonc un entretien peacuteriodique apregraves vidange du bassin on procegravede agrave un remaniement du sable par diffeacuterents moyens allant du simple grattage agrave lexplosif ou bien on procegravede agrave un lavage du sable apregraves ramassage

Leacutepaisseur de la lame deau dans un tel bassin peut varier de quelques deacutecimegravetres agrave plusieurs megravetres

f) Taux dinfiltration dune maniegravere geacuteneacuterale on peut dire quil est impreacutevisible et que lon doit proceacuteder agrave des essais On dispose de deux types de meacutethodes pour ces essais (G 51341)

essais sur toute la zone deacutepandage cest cette meacutethode qui donne les reacutesultats les plus sucircrs mais sa mise en oeuvre neacutecessite des dispositions coucircteuses transport de leau acquisition des terrains

essais sur des mares deacutepandage cette meacutethode impose pour ecirctre fiable des essais de longue dureacutee ainsi que la connaissance des renseignements techniques tels que la geacuteologie du sous-sol la profondeur de la nappe etc

En geacuteneacuteral les taux dinfiltration se situent au-dessus de 015 - 030 m par jour (G 5191)

Le tableau 1 page suivante donne agrave titre dexemple la valeur des taux dinfilshytration de bassins reacutealiseacutes aux USA

NB du fait du colmatage le taux dinfiltration eacutevolue avec le temps pendant la submersion Il convient donc de parler de taux dinfiltration moyen

bullbullbullbullbullbull

- 55 -

TABLEAU 1

REPRESENTATIVE SPREADING BASIN RECHARGE RATES

Location

Sauta Cmz River-Ariz Los Angeles County Calif i Madera Colif San Gabriel River Calif Santa Ans River Calif Santa Clara Valley Calif Tulare County Colif Ventura County Calif Des Moines Iova NewtoD Mass East Orange N J Princeton N J Long Island N Y Richland TVash

Rateftday T

1 11-38 22-62 10-41 19-54 lS-96 14-73 04 12-1S i 15 l 43 04 | 01 31 77

(SxtAaJjt du Document t 275)

Suivant la nature du revecirctement du fond le taux dinfiltration est variable Ainsi (F 2028)

- pour les bassins nus 030 agrave 1 m par jour - pour les bassins agrave veacutegeacutetation 020 agrave 060 m par jour - pour les bassins agrave sable 2 agrave 5 m par jour

Des eacutetudes reacutecentes ont montreacute que dans le choix du revecirctement la veacutegeacutetation et le sable donnent les meilleurs reacutesultats ( G 6230)

g) Dispositifs de reprise des eaux trois dispositifs sont utiliseacutes pour reacutecupeacuterer les eaux apregraves leur infiltration dans la couche non satureacutee du terrain et leur transfert dans laquifegravere

les puits de pompage classiques

les drains placeacutes dans laquifegravere lui-mecircme

les exutoires naturels tels que les sources

Ces trois dispositifs sont repreacutesenteacutes sur la figure 5 bis

bullbullbullbullraquo

- 56 -

FIGURE 5 BIS

COLLECTION OF RENOVATED WATER FROM RAPID-INFILTRATION SYSTEMS WITH

WELLS (TOP) DRAINS (CENTER) OR VIA NATURAL SEEPAGE

INTO STREAMS (BOTTOM)

PUMPEO WELL - 0 8 3 WEU

IMPERMEABLE

bull- ygru ffi -

7 7 STREAM

rff

IMPERMEABLE v ^ v

(poundxampLltzugravet du Document Ccedil 62121

- 57 -

2) LeA poundcM^eacute4 XampA canaux leA jampM-ae-d

Ces dispositifs sont assez semblables aux bassins Neacuteanmoins on peut faire les remarques suivantes

- contrairement aux bassins sces dispositifs utilisent linfiltration horizontale agrave travers les berges Celles-ci sont en geacuteneacuteral tregraves releveacutees

- les fosseacutes de largeur plus reacuteduite (1 agrave 4 m) que les bassins sadaptent mieux aux variations de relief du terrain car ils peuvent eacutepouser sans difficulteacute les courbes de niveau

- les fosses sont caracteacuteriseacutees par une profondeur importante vis-agrave-vis de ses autres dimensions La charge hydraulique peut y ecirctre importante (plusieurs megravetres) Leur utilisation est particuliegraverement inteacuteressante pour linfiltration deaux brutes le fond et les bords jouant respectivement le rocircle de plage de seacutedimentation et de filtration

3) LAgraveJLA do AxvX0Ae ameacutenageai

a) Ppoundi|2poundiPpound le principe de ce dispositif est essentiellement damplifier artifishyciellement linfiltration naturelle des eaux de riviegraveres dans les terrains allushyvionnaires sous-jacents Pour cela on peut

soit augmenter la surface de contact entre leau et le sol cest le cas dun ameacutenagement dun lit mineur en chocircmage ou de leacutepandage des crues

soit augmenter la charge hydraulique en diffeacuterentes zones du lit cest le cas avec la construction de diguettes

soit les deux cestle cas avec la reacutealisation dune retenue

b) Les ameacutenagements (G 7220)

ameacutenagement dun lit mineur en chocircmage en dehors des peacuteriodes de crue par creuseshyment au bulldozer par exemple (figure 6)

eacutepandage des crues cette meacutethode ne peut ecirctre mise en oeuvre que dans des reacutegions peu habiteacutees Sa reacutealisation ne demande pas de moyens eacutelaboreacutes ni de main doeuvre qualifieacutee (figure 7)

construction de diguettes (G 7220) construites en travers du courant les diguettes permettent laugmentation de la charge hydraulique agrave lamont de celles-ci (figure 8)

bull bull bull bull bull

FIGURE 6

- 58 -

FIGURE 7

FIGURE 8

(poundxtnaAcircJA du Document Ccedil 72201

- 59 -

La hauteur des diguettes est de lordre de 150 m Pour ecirctre eacuteconomiques les diguettes doivent ecirctre reacutealiseacutees avec des mateacuteriaux locaux et des moyens simples

La figure 9 donne une coupe dune diguette

FIGURE 9

SEDIMENTS FINS PRE-DECANTES

TOUT-VENANT A OOMINANCE SABLEUSE

GALETS ET GRAVIERS

lSxiMalA du Document Ccedil 7220)

c) Construction dune retenue sa mise en oeuvre est coucircteuse car elle neacutecessite des eacutetudes eacutelaboreacutees ainsi que des moyens lourds

Remarque la construction de diguettes ou de barrages ne doit pas aggraver les crues ou bien deacutevier le fleuve de son lit naturel

U) poundpandage 4oupoundeAAain pan ieacuteAeau de diaisvocirc

Le principe de ce dispositif reste le mecircme que celui dun bassin mais la plage dinfiltration est alors constitueacutee par un drain permeacuteable enterreacute dans la partie supeacuterieure du sol

La figure 10 page suivante donne deux exemples de drains fonctionnant en disposhysitifs dinfiltration

Lavantage majeur de ce proceacutedeacute sur les bassins dinfiltration est de laisser les terrains libres en surface pour une autre utilisation (terrain de sports par exemple)

Le principal deacutefaut de ce proceacutedeacute est decirctre un dispositif souterrain donc decirctre deacutelicat agrave entretenir

bull bull bull

- 60 -

FIGURE 10

(Cxt^œU du Document 6608781 )

La figure 11 page suivante donne le plan dune reacutealisation dinfiltration par drains

5) PuLts) fJJjUiant

Le puitsfiltrant se diffeacuterencie du puits deau par le fait quil natteint pas la nappe Cest un proceacutedeacute assez peu utiliseacute

IV - COLMATAGE DES DISPOSITIFS DINFILTRATION

Le colmatage progressif du fond dun bassin par exemple se traduit comme nous lavons vu par une reacuteduction du taux dinfiltration

Le pheacutenomegravene de colmatage reacutesulte de la combinaison de deux meacutecanismes

- dune part deacutesorganisation de la porositeacute du sol

- dautre part bouchage des pores

bull bullbullbullbullbull

- 61 -

FIGURE 11

bullrO bullmdash bull - v - gt

5icirc4s-SIcirciumlSIcirc

PJan geacuteneacuteral deraquo installations de recircalimentation agravea la nappa souterrains agrave Vejsy Construction existante A digue B usin9 hydraulique ilouvellss construction l_ prisa deau i avec creacutepine laquo Hydromat raquo autonettoyante 2 conduitraquo 7 0 0 mm pour leau bruts 3 station de pompagraquo et de traitement dej bullaux 4 conduite de rejet agrave TArva 5 conduite 30O mm pour 1er eaux traiteacutees 6 aire dinfiltration dans le sol au moyen de tuyaux perforeacutes

1 ) CoAnatage pan deacute^origanAgravejiation de Xa pon-O^Lteacute du -OcircOJ

Cest le reacutesultat de divers meacutecanismes eacutelectrochimiques

- destruction des agreacutegats par un excegraves dions dispersant les argiles ou bien solu-bilisation du ciment liant ceux-ci en milieu reacuteducteur

- gonflement important des argiles

2) Co-ugravenatage pan bouchage deA posiez du AOX

Les origines de cette diminution de la porositeacute intrinsegraveque peuvent ecirctre diverses (physique chimique biologique) ou encore ecirctre dues agrave la preacutesence dalgues

bull bullbullbullbullbull

- 62 -

a) Colmatage dorigine physique le fond du bassin agit vis-agrave-vis des matiegraveres en sucircspeumlnsiuml8n~TM7Euml7s7 comme un filtre Limportance du colmatage dorigine physique est donc fonction de la concentration en MES des effluents (figure 12)

FIGURE 12

INFILTRATION SUR COLONNES DE SABLE - EVOLUTION DU COLMATAGE POUR

DIFFERENTES CHARGES EN MATIERES EN SUSPENSION

10 11 II

(CxiAaJJ du Document h 2028)

b) Colmatage dorigine chimique il est le reacutesultat de la preacutecipitation des sels contenus dans leffluent au contact de certains constituants du sol

c) Colmatage dorigine biologique le meacutecanisme exact du colmatage biologique nest pas entiegraverement connu mais on sait que le rocircle des bacteacuteries y est tregraves imporshytant (G 51341) Ainsi le deacuteveloppement des bacteacuteries et la production de proshyduits reacutesultant de leur meacutetabolisme peuvent entraicircner un colmatage par obstrucshytion des pores du sol

d) Colmatage par les algues la preacutesence deacuteleacutements nutritifs tels que le phosshyphore dans les eaux combineacutee avec un eacuteclairage suffisant permet si toutefois la tempeacuterature est assez eacuteleveacutee le deacuteveloppement des algues dans le bassin Laccumulation de celles-ci peut conduire au colmatage de la plage dinfiltration comme le montre la figure 13

bullbullbullbullbullbull

- 63 -

FIGURE 13

EFFECT OF OPEN RECHARGE ON RECHARGE RATE

dork recharge (no woter llaquovlaquol)

j

open recharge (50cm water levai) j

i

1 -j

O -j 1 I I 1 1 ~X 1 1 1mdash 1 p I

J F M A M J J A 5 0 N D

(CxtnaU du Docimervt 6610709)

La preacutesence dalgues dans un bassin apporte les avantages suivants

- les feutrages des algues favorisant la filtration de leau et la coagulation des particules en suspension

- la croissance algale preacutelegraveve des eacuteleacutements nutritifs dans le milieu et peut eacutegashylement concentrer dans la cellule veacutegeacutetale des substances nocives et en particushylier les meacutetaux lourds

Mais ces algues preacutesentent les inconveacutenients suivants

- le deacutegagement dodeurs deacutesagreacuteables

- la reacuteduction de la permeacuteabiliteacute des bassins par deacuteveloppement dun tapis dense agrave la surface du sol

En geacuteneacuteral le bilan global des actions dues agrave la preacutesence dalgues est nul ou neacutegatif

En conclusion on peut donc dire que le rocircle des algues est complexe Aussi chaque cas eacutetudieacute sera un cas particulier (6617223)

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E

14 i 13

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10

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- 64 -

V - REMEDES CONTRE LE COLMATAGE - GESTION DES DISPOSITIFS DINFILTRATION

1) Meacutethodes permettant de AeacuteduAgraveJie -Le cotmatage

a) Colmatage_par_les M E S _ on peut le reacuteduire par diffeacuterentes meacutethodes

- deacutecantation de leffluent ou filtration agrave travers un massif de graviers

- creacuteation dune couverture veacutegeacutetale dans le fond du bassin

- addition de matiegraveres organiques ou de produits chimiques dans la couche supeacuteshyrieure du- sol

b) Colmatage biol_ogique on peut le reacuteduire principalement par une javellisation de leffluent Mais ceci a linconveacutenient de supprimer leacutepuration biologique dans le bassin lui-mecircme

c) Colmatage par les algues le controcircle du deacuteveloppement des algues peut se faire

- par lemploi dalgicides mais avec un certain danger pour la qualiteacute future des eaux

- par une gestion approprieacutee des bassins

2) CcedileAtLon de dLipoj-LtLfLi dinp-AgravetsicutLon

Comme nous venons de le voir on ne peut et on ne veut pas annihiler complegravetement le pheacutenomegravene de colmatage En effet la toleacuterance dun certain colmatage est essentielle pour preacuteserver un eacutecoulement en milieu non satureacute sous le bassin Cet eacutecoulement reacutepeacutetons-le joue un rocircle deacuteterminant dans leacutepuration des eaux de recharge par le sol Le problegraveme est que le colmatage est un pheacutenomegravene qui samplifie avec le temps jusquagrave devenir inadmissible Il faut donc que les peacuteriodes dinfiltration alternent avec des peacuteriodes de dessegravechement afin de pouvoir dune part aeacuterer le sol et ainsi permettre agrave la vie microbienne dans le sol de se reconstituer et dautre part eacuteliminer les deacutepocircts de matiegraveres en suspension

Le dessegravechement des bassins permet une reacutecupeacuteration totale de la capaciteacute dinshyfiltration comme le montre la figure 14

Le problegraveme de gestion des systegravemes dinfiltration se reacutesume donc agrave la deacuteterminashytion du rythme dalternance entre les peacuteriodes de submersion et les peacuteriodes de seacutechage et dentretien pour que le rendement de linstallation soit optimum

La peacuteriode de submersion est deacutefinie par lapparition dun colmatage inacceptable

La dureacutee du seacutechage est fonction du climat et de la saison (cf figure 14)

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- 65 -

FIGURE 14

AMENAGEMENT DE PHOENIX

EVOLUTION DE LA CAPACITE DINFILTRATION EN FONCTION DU COLMATAGE ET TAUX

DE RECUPERATION AU COURS DES PERIODES DE CHOMAGE DES BASSINS

degh de reacutecupeacuteration de la capaciteacute dinfiltration

40

Nombre de Jours

(Extrait du Document Ccedil 5920)

Examinons divers cas

a) Cas des bassins la peacuteriode dinfiltration doit ecirctre en principe de moitieacute par rapport agrave la peacuteriode de seacutechage

La figure 15 donne un exemple du fonctionnement dans le temps dun bassin

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- 66 -

FIGURE 15

EXAMPLE OF VARIATION OF INFILTRATION RATE WITH TIME

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ltxtnaijt du Document F 3918)

Dans le cas ougrave lon veut un fonctionnement en continu de linstallation il est donc neacutecessaire de preacutevoir la construction de trois bassins au moins (en geacuteneacuteral plus de trois dans les reacutegions agrave climat humide ou tempeacutereacute) Le fonctionnement de ces bassins se fait alors en deacutephasage

b) Cas des ameacutenagements en lit de riviegravere la peacuteriode de submersion est alors conshyditionneacutee par le reacutegime deacutecoulement du fleuve

B - D I S P O S I T I F S D I N J E C T I O N

Il sagit principalement des puits dinjection

CONDITIONS GENERALES DE FONCTIONNEMENT

Les dispositifs dinjection sont utiliseacutes lagrave ougrave les dispositifs dinfiltration sont impossibles ou difficiles agrave mettre en oeuvre

cas ougrave la nappe phreacuteatique est captive (F 3918) existence dune couche dargile entre le sol et le niveau de la nappe (F 3918) cas ougrave le sol est alcalin (F 3969) existence de terrains en couches superposeacutees seacutedimentaires ou alluviaux ayant

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- 67 -

une conductiviteacute hydraulique horizontale beaucoup plus eacuteleveacutee que la conductiviteacute verticale (G 51341)

- neacutecessiteacute dun encombrement reacuteduit

El _ PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT DES PUITS DINJECTION

Comme nous lavons vu plus haut un puits dinjection est un forage plongeant dans la nappe Son principe est donc tout agrave fait semblable en premiegravere approxishymation agrave celui dun puits de pompage fonctionnant en sens inverse

Enfin contrairement au cas des dispositifs dinfiltration le colmatage mecircme leacuteger na aucune fonction eacutepuratrice dans le cas dun puits dinjection Il devra donc ecirctre eacuteviteacute agrave tout prix

II - LES PUITS DINJECTION

1) CorvitnucJuon

Dans leur construction les puits dinjection sont des forages classiques

La figure 16 donne le scheacutema dune installation complegravete dinjection FIGURE 16

(euroxtnc-ut du Document Ccedil 5191 ) bull bull bull bull bull bull

68 -

La figure 17 montre sur un exemple la coupe dun puits dinjection

FIGURE 17

PUITS DINJECTION DE LA VALLEE DE LA DURANCE

Arriveacutes deau provenant du bassin ite decirccantutioci

bull~X_ Buses ccediljOacircO non iointivas

FI Sable oM F^ Gravierraquo fe^-Wraquo-mdash

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Niveau de la nappe

lExtnaAJi du Document F 2028)

Pour les puits dinjection il nexiste pas de dessin optimum mais certaines techniques de construction donnent manifestement de meilleurs reacutesultats que dautres Toute technique de construction qui reacuteduit la permeacuteabiliteacute du terrain comme cela est le cas avec linvasion des terrains entourant les puits par les boues de forage ou bien avec leffondrement des particules fines dans le puits peut conduire agrave une perte deacutefinitive de permeacuteabiliteacute (G 5191)

Lenvahissement du puits par des particules fines peut ecirctre contrecarreacute par la constitution autour du trou de forage dun eacutecran de graviers suffisamment petits pour empecirccher la migration des fines particules et assez gros pour ne pas gecircner leacutecoulement La figure 18 donne une coupe de cet eacutecran

Enfin la circulation de leau dans le puits dinjection doit ecirctre eacutetudieacutee pour ne produire ni eacuterosion ni effondrement des terrains qui pourrait se traduire par un colmatage du puits par les mateacuteriaux fins

bull bull bull bull bull bull

- 69 -

FIGURE- 18

FUNCTION OF A GRAVEL PACK IN RETARDING THE MIGRATION

OF FINE SAND TO A WELL SCREEN

(Sxtnalt du Document Ccedil 5191 )

2) Ameneacutee de leau darv4 le puAgraveJbs

Lintroduction de leau de recharge dans laquifeumlre peut se faire sous la presshysion atmospheacuterique ou sous une pression plus eacuteleveacutee

Contrairement au cas des dispositifs dinfiltration lair contenu dans leau doit ecirctre eacutelimineacute au maximum En effet lentraicircnement de bulles dair ou de gaz dissous joue un rocircle capital vis-agrave-vis du colmatage Certaines preacutecautions sont agrave prendre nous les examinerons plus loin

3) Taux dinfection

La preacutevision du taux dinjection peut se faire agrave partir dessais de pompage Cependant diffeacuterents facteurs rendent souvent peu fiables les extrapolations agrave partir de ces essais En effet la diffeacuterence entre une injection et un pompage ne se limite pas agrave un changement de sens du flux deau des problegravemes lieacutes agrave la preacutesence de MES dair de substances chimiques et organiques interviennent Cest pourquoi les deacutebits dinjection sont toujours plus faibles que les deacutebits du pompage (F 275)

Une autre meacutethode de preacutevision est lutilisation dune loi statistique donneacutee par la figure 19

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- 70 -

FIGURE 19

F O R A Q E S

DEacuteBIT INJpoundCTacirc MOTIN

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(ExtgtiaJjt du Document 6600637)

Le tableau 2 donne agrave titre dexemple la valeur du taux dinjection obtenue pour diffeacuterentes reacutealisations au USA

IV - COLMATAGE DES DISPOSITIFS DINJECTION

Le colmatage des puits dinjection a trois origines principales (F 2028)

- preacutesence de gaz dissous dair et de particules en suspension dans les eaux dinshyjection

- reacuteactions entre les eaux dinjection et les eaux du gisement

- reacuteactions entre les eaux dinjection et certains constituants du sol bull bull bull bull bull t

- 71 -

TABLEAU 2

AVERAGE WELL RECHARGE RATES

Location

Fresno Caliicirc Los Angeles Calif Manhattan Beach Calif Orange Cove Calif San Fernando Valley Calif Tulare County Calif Orlando Fia Mud Lake Idaho Jackson County Mich Newark N J Long Island N Y El Paso Texas Williarosbtirg Va

Rate cfs 1

02-09 12 1 04-10 1 07-09 03 | 012 02-21 02-10 01 06 02-22 23 03

(

(ExtnaLt du Document F 275)

Les processus de colmatage

Comme dans le cas des dispositifs dinfiltration les processus du colmatage sont dordre physique chimique ou biologique

1 ) TioceAsiuA meacutecaniques

- deacutepocirct des MES qui forme un eacutecran impermeacuteable

- entraicircnement dair et libeacuteration des gaz dissous Les bulles de gaz ainsi formeacutees peacutenegravetrent dans laquifegravere et en obstruent les pores ceci entraicircne une reacuteduction de la permeacuteabiliteacute Par ailleurs un autre pheacutenomegravene lieacute agrave la preacutesence dair dans les eaux dinjection est agrave craindre il sagit de la formation de poches de gaz sous pression qui par deacutetente lors de larrecirct de linjection peut entraicircner la destruction complegravete de louvrage La fig 20 illustre ce dernier pheacutenomegravene sur un exemple

2) VsioceAALLA chAgraventlque

- dispersion et gonflement des a rg i l e s

- preacutec ip i ta t ion de se ls meacutetalliques ou a lca l ino- ter reux

3) ioceAMA bLoioglqaeA

- pro l i feacutera t ion des bac teacuter ies

- production par l a c t i v i t eacute microbienne de substances chimiques colmatantes

FIGURE 20

PHENOMENE DENTRAINEMENT DAIR AU COURS DE LINJECTION DANS LES DOLOMIES

ET CALCAIRES KARSTIQUES DbullISRAEumlL

(poundxampiaLpound du Document h 2028)

V - REMEDES CONTRE LE COLMATAGE ET GESTION DES DISPOSITIFS DINJECTION

1 ) Meacutethodesi pousi la idducjtLon du colmatage

a) Cas des MES la concentration en MES des eaux dinjection peut ecirctre reacuteduite par un traitement preacutealable comme nous lavons vu dans la premiegravere partie de ce travail

k) pound^_Eumlpound_i ficirciiumlL es Iz dissous un traitement preacutealable permet une deacutesaeacuteration de leau dinjection Par ailleurs pour eacuteviter lentraicircnement dair on peut prendre les preacutecautions suivantes

le tube dameneacutee deau doit toujours ecirctre noyeacute Aussi lintroduction en chute libre est agrave exclure

la construction du puits doit ecirctre telle que tous ces eacuteleacutements soient agrave une pression supeacuterieure agrave la pression atmospheacuterique On eacutevite ainsi tout pheacutenomegravene de succion le long du puits dinjection Ce problegraveme peut ecirctre reacutesolu en utilishysant en pied de forage une valve antisuccion La figure 21 donne la coupe dun tel dispositif

- 73 -

FIGURE 2i

FOOT VALVE USED FOR CONTROLLING RATES OF RECHARGE

THROUGH AN INJECTION UELL

bullRECHARGE PIPE

DISCHARGE SLOTS

bullPISTON

-CYUNDER

-COMPRESSION SPRING

bullSPRING END DISC

SPRING TENSION SPACER

^SPRING RETAINER END PLUG

LxtnaU- du Document Ccedil 5191 )

les deacutebits doivent ecirctre limiteacutes ce controcircle peut se faire en utilisant des tubages ayant un faible diamegravetre ou encore ayant une rugositeacute suffisante

La figure 22 donne

dune part leacutevolution des deacutebits dinjection avec le diamegravetre du tubage

dautre part leacutevolution de ces deacutebits avec la rugositeacute du tubage

- 74 -

FIGURE 22

GRAPH OF FLOW RATES IN SMALL PIPES WITH UNIT HEAD LOSS

PER UNIT LENGTH OF PIPE

INS1DE DIAMeacuteTER OF PIPE IN MllUMETRES 20 40 60 80 J _1 L

2 3 IHS1DE DIAUETEacuteR OF PIPE IN INCHES

(CxtnaLt du Document 6607^39)

c) c3pound_du_colmatage_chimique pour reacuteduire le colmatage chimique lors de linjecshytion on peut suivant le cas

effectuer une deacutemineacuteralisation partielle ou complegravete lors dun traitement preacuteashylable

diluer les eaux dinjection avec une eau neutre vis-agrave-vis du gisement

^ poundpound_^_pound2imaicirclpound_BE_^es bacteacuteries une chloration des eaux dinjection permet en geacuteneacuteral de reacuteduire iumleumlffeumlt_deumls bacteacuteries

bull bull bull bull bull bull

- 75 -

2) CcedileAtLon dltiA puLtt dijyectLon

Comme dans le cas des dispositifs dinfiltration il apparait lors dune recharshyge artificielle de nappe par injection un colmatage progressif Lorsque celui-ci a atteint une valeur inadmissible on doit proceacuteder agrave un deacutecolmatage

La figure 23 montre leacutevolution du taux dinjection avec le temps ainsi que la reacutenovation de ce taux apregraves deacutecolmatage

FIGURE 23

INJECTION RATE VERSUS TIME FOR SHAFT

12

sectraquo o laquo_gt UJ ta 10

T 1 1 1 r~- r

Racharga ahoft

T_

16 24 32 40 48 TIME - DAYS

56 _1_ 64

MlxtnaUL du Document 6607790)

La freacutequence des deacutecolmatages est extrecircmement variable suivant les installations

Les proceacutedeacutes de deacutecolmatage les plus employeacutes sont le pistomage et le repompage dans ce dernier cas la pompe de nettoyage est geacuteneacuteralement laisseacutee agrave demeure dans louvrage (6600637) En effet le deacutemontage de la pompe est coucircteux et deacutelicat Toutefois il faut noter que la preacutesence de la pompe induit une reacutesisshytance hydraulique dans le circuit qui peut reacuteduire dun tiers la capaciteacute deacutecoushylement (G 51341)

La figure 24 donne les deacutetails dun puits dinjection ougrave le systegraveme de nettoyage est inteacutegreacute agrave lensemble de linstallation

- 76 -

FIGURE 24

SCHEMATIC OF INJECTION - WELL COMPLEX

EXTERIOR VIEW OF INJECTION-WELL COMPLEX (from Cohen and Durfor 1956 P D254)

18-ln-diamstelt ffbergtajs injection casing

Dopth below land surface In fost

36-in-diametraquor dritl hotraquo

3-ln-diamater liberglass treacutemie pipe

1 9 2

4-in-diumlamete annuiumlar-space observation wall casing

5-in-X62-f t- _ long scainlesJ Steel annular-space observa-tion-wall scroen

TO-ft-long statn less-steel sand traps

4-In-diamraquoter fibargtass injection pipraquo

1-in-diamraquoter fiberglass pressure-measuring pipraquo

3-in-diemeter fibargtass tromio pipraquo

Cernant grout

2-ft-thick layer of fine sand

16-iumln-X62-fr-long staintess-steel injection screen

Filtsr pack

Ceacutement grout

PLAN VIEW OF INJECTION-WELL COMPLEX

3-in-diameter treacutemie pipe 6-in-diameter opening

18-in-aiameter casing

6-in-diameter pump column

Q 4-in-diameter annular-space

well 4-in-diameter

instrurnent-

192 - f t - deep -^ ) Q-3-in-diameter injection pipe treacutemie pipe

WELL-HEAD FFATURES LOOKING NORTHEAST

50-hp redevelopment-pump motor

Support grate

6-in-diameter pump column-

Main casing access hole

4-iumln-diameter annular-space well

3-jn-diameter -treacutemie pipe

18-in-diameter 53 fiberglass casing^ 5

floor

A-in-diameter instrument-access pipe

Redevelopment lioe

diameter treacutemie pipe

4-in-diameter shaljow-

lnjectiocirc~npipe

4-in-diameter deep-injection pipe

(ExtsiaLt du Document Ccedil 1787b)

- 77 -

Le reacutesultat du deacutecolmatage des puits est en geacuteneacuteral une reacutecupeacuteration quasi-complegravete de la capaciteacute dinjection initiale Mais on peut dire dune maniegravere geacuteneacuterale que les ouvrages dinjection sont dune gestion deacutelicate et que leur dureacutee de vie est impreacutevisible mais de toute faccedilon infeacuterieure agrave celle des disposhysitifs dinfiltration

- 79 -

LISTE BIBLIOGRAPHIQUE

F 2752 TODD DK Groundwater hydrology J Wiley and Sons Ed 1980 546 pages

F 2028 BIZE J BOURGUET L LEMOINE J Lalimentation artificielle des nappes souterraines Ed Masson amp Cie 1972 199 pages

F 3469

F 3918

G 1681519

G 17874

G 51341

A bull bull bull

Health aspects of wastewater recharge Water Information Center New York 1978 240 pages

BEAR J Hydraulics of groundwater McGraw-Hill Book Company 1979 567 pages

SMITH DG LINSTEDT KD BENNETT ER Treatment of secondary effluent by infiltration-percolation EPA-6002-79-174 Aoucirct 1979 103 pages

KOCK E GIAIMO AA SULANN DJ Design and opeacuteration of the artificial-recharge plant at Bay Park New York US Geologicagravel Survey Washington sd

A bull bull bull

Emmagasinement souterrain des eaux et recharge artificielle Ressources NaturellesSeacuterie Eau ONU ndeg 2 1977 307 pages

G 5191 BROWN RF SIGNOR DC WOOD WW Artificial groundwater recharge as a water management technique on the southern high plains of Texas and New Mexico Texas Deacutepart of Water Resources 1978 32 pages

G 5920

G 6230

Lassainissement des reacutegions deacutepourvues de reacuteseau hydrographique et la protection des nappes - tome 1 Agence Fin de Bassin Seine-Normandie Dec 1978 107 pages

Possibiliteacutes deacutepandage des eaux useacutees urbaines Rapport Agence RMC 1979 371 pages

G 7220 BIZE J Recharge artificielle des nappes PNUD Compte-rendu de mission Sept-Oct 1981 45 pages

bull bullbullbullbull

- 80 -

6600517 M0RAVC0VA V Clogging of open air artificial recharge reacuteservoirs by heavy overgrowth of algae Wat Treat and Exam 1971 p 245-252

6600637

6607439

6608781

B0URGUET L Inventaire international des ameacutenagements dalimentation artificielle - deacutepouillement et synthegravese des reacuteponses Hydrologie ndeg 3 1971 80 pages

REEDER H0 Injection-pipe System for artificial recharge Jour Research US Geol Survey vol 3 ndeg 4 1975 p 501-503

TRUEB E BIZE J HZBERER K Kunstliche Grundwasseranreicherung Gas Wasser Abwasser 1975 vol 55 ndeg 12 p 805-815

6610709 ZOETEMAN BCJ HRUBEC J BRINKMANN FJJ The Veluwe artificial recharge plan water quality aspects JIWES 30 ndeg 3 1976 p 123-137

6617223

6619065

6626930

6628281

PIERRE J-F Etude de la veacutegeacutetation algale dune installation dalimentation artificielle dune nappe alluviale de la Moselle Tech Eau et Assainis ndeg 380-381 Aoucirct-Sept 1978 p 47-52

BARONI D La protection des eaux souterraines par la reacutealimentation artificielle - Cas de la nappe franco-suisse de lArve TSM Eau 74 ndeg 3 Mars 1979 p 123-130

TZIMOPOYLOS C TOLIKAS P Technical and theoretical aspects in artificial groundwater recharge ICID Bull 29 ndeg 2 1980 p 40-44

OLSON JV CRITES RW LEVINE PE Groundwater quality at rapid infiltration site J Environ Eng Div 106 1980 EE5 p 885-899

- CHAPITRE IV -

DONNEES ECONOMIQUES DUNE OPERATION DALIMENTATION

ARTIFICIELLE DE NAPPE SOUTERRAINE

- 83 -

La faisabiliteacute technique (existence de conditions geacuteologiques et hydrogeacuteologiques favorables) dune opeacuteration dalimentation artificielle ayant eacuteteacute prouveacutee il convient alors den veacuterifier lopportuniteacute eacuteconomique Pour cela une analyse minutieuse de tous les facteurs entrant dans la composition dune part du revenu et dautre part du coucirct doit ecirctre faite La comparaison de ces deux derniers points permet de deacuteterminer le beacuteneacutefice que peut apporter une telle opeacuteration

La suite du travail consistera alors agrave comparer le prix de revient de lopeacuteration de recharge avec le prix de revient dautres meacutethodes reacutepondant au mecircme objectif (agrave condition bien sucircr que ces autres meacutethodes soient techniquement reacutealisables) Par exemple

- choix entre une opeacuteration de recharge par bassin dinfiltration ou bien par puits dinjection

- choix entre une opeacuteration de recharge par bassin dinfiltration et une uniteacute de traitement des eaux

- choix entre une opeacuteration de recharge par puits dinjection et la construction dune adduction deau

- choix entre un stockage en surface et un stockage souterrain

Nous donnerons un deacuteveloppement de ces diffeacuterentes comparaisons dans le parashygraphe III de cette partie

- REVENUS APPORTEacuteS PAR UNE OPEacuteRATION DE RECHARGE

Ces revenus peuvent ecirc t re d i rec ts ou ind i r ec t s

1 ) RevemiA dLuiecJ^i

Les revenus directs sont le reacutesultat de la vente des eaux de recharge apregraves passage dans le sol et pompage Cette vente se fait suivant la tarification en vigueur des eaux Il faut noter que le prix de leau varie suivant lendroit et dans le temps et que par conseacutequent lestimation des revenus directs dune opeacuteration de recharge suppose la connaissance agrave long terme de la politique de tarification de leau

2) Revenue indiAecJ^i

Les revenus indirects sont le reacutesultat de limpact dune opeacuteration de recharge sur la vie eacuteconomique dune reacutegion ou dun Etat Par exemple

- si lobjectif de lopeacuteration de recharge est la suppression dune surexploitation de la nappe le revenu apporteacute par une telle opeacuteration reacutesultera de la diminution des coucircts de pompage mais aussi de leacuteconomie de travaux dapprofondissement des puits

- si lobjectif de lopeacuteration de recharge est le stockage deau pour une utilishysation posteacuterieure le revenu apporteacute viendra de laccroissement du revenu agrishycole ainsi que de lexpansion humaine et industrielle de la reacutegion concerneacutee

bullbullbullbullraquobull

- 84 -

Compte tenu de la multipliciteacute et de la complexiteacute des paramegravetres entrant dans la composition du revenu indirect apporteacute par une opeacuteration de recharge lestishymation de ce revenu est assez difficile

B - COUcircTS DUNE OPEacuteRATION DALIMENTATION ARTIFICIELLE DE NAPPE

La reacutepartition des coucircts se fait en trois eacutetapes

- coucircts des eacutetudes - coucircts de construction - coucircts de fonctionnement et dentretien

11 COLUA desi ltipoundudampsj

Les eacutetudes comprennent (G 51341)

les travaux de recherche des caracteacuteristiques geacuteologiques et hydrogeacuteologiques des terrains les reacutesultats de ces travaux permettent de conclure agrave la faisabishyliteacute technique ou non dune telle opeacuteration Cette eacutetape conditionne bien sucircr la suite des opeacuterations

le traceacute de cartes

les travaux de conception de linstallation de recharge

la recherche et lachat des terrains

les proceacutedures juridigues si lon doit recourir agrave lexpropriation

2) Travaux de cori4tnucJJoa

Le deacutetail des diffeacuterents points intervenant dans le coucirct dun bassin dinfiltrashytion et dun puits dinjection est donneacute par la figure 1

La figure 2 repreacutesente sur un diagramme le coucirct de certains eacuteleacutements de ces deux dispositifs de recharge artificielle Lanneacutee de reacutefeacuterence est 1975

Chaque installation de recharge est reacutepeacutetons-le un cas particulier Aussi ce sont les conditions locales qui dicteront leacutequipement neacutecessaire si par exemshyple tous les eacutecoulements agrave linteacuterieur de linstallation peuvent se faire par graviteacute le nombre total de pompes neacutecessaires sera reacuteduit ce qui aura pour effet de diminuer le coucirct global de leacutequipement de linstallation (G 5191)

bullbullbullbullbullbull

- 85 -

FIGURE 1

TRAVAUX DE CONSTRUCTION

1 Installations deacutepandage

a) Terrains ou bassins

- leveacutees ou digues - canaux dameneacutee - canaux deacutevacuation

b) Appareils enregistreurs

c) Installations de deacuterivation

d) Dispositifs de controcircle

e) Voies daccegraves

f) Clocirctures

g) Abris

h) Mateacuteriel de traitement de leau

2 Installations dinjection

a) Construction du puits dinjection

- colonne de tubage - compactage du gravier ou de la gravette-filtre

- injections pour eacutetancheacuteiteacute - packers - meacutethode de forage (rotation avec circulation de boue inverseacutee rotation normale battage au cacircble autres meacutethodes)

- perforations

b) Puits dobservation

- tubage - massif de gravette-filtre - injection pour eacutetancheacuteiteacute - meacutethode de forage (rotation avec circulation de boue inverseacutee rotation normale battage au cacircble autres meacutethodes)

- travaux dachegravevement (perforation dispositifs pour leacutetude du puits par la meacutethode du carottage geacuteophysique)

- installations de controcircle des expeacuteriences

- 86 -

c) Puits dextraction mdash mecircmes opeacuterations que pour les puits expeacuterimentaux avec en plus

- mateacuteriel de pompage - eacutenergie (eacutelectriciteacute moteurs agrave combustion interne)

d) Installations de controcircle de lexploitation

- poste de reacutegulation de la pression - compteurs - vannes (de fermeture controcircle soupape de seacutecuriteacute de purge soupape agrave vide)

e) Installations de traitement de leau

- javellisation - acidification - autres proceacutedeacutes

f) Conduites

- mateacuteriaux (buses en beacuteton acier recouvert et doubleacute de beacuteton amiante-ciment matiegraveres plastiques)

g) Bacirctiments

h) Appareillage de controcircle

- enregistreurs - sondeurs - eacutechantillonneurs (pompe submersible eacutechantillonneur aleacuteatoire pompe eacuteleacutevatoire agrave air conductiviteacute eacutelectrique)

(CxampiaU du Document Ccedil 513^1 )

- 87 -

FIGURE 2

DIAGRAM SHOWING COST FACTORS OF AN ARTIFICIAL-RECHARGE INSTALLATION

Playa lake

Screen wire enclosure styrofoam floating inlef

Flexible suction hose 50 et S 8 0 0 per foot

Chemical feed pump and tank capacity 03-2 galhr S 210 Chemical flocculant S 3 - S 3 0 acre-foot

reg

Q Pump-capacity 500 galmin at 80 head

Aluminum irrigation picircpe 6 at S 105 per foot 100 feet

Excavation of settling basiumln 10x 10x 100

Screen wire baffles I 14 pipe frames

Pump-capacity 500 galmin at 80 head __

Aluminum irrigation pipe g 6 o t S 105 per foot 100 feet

Excavotion of spreading basin

Flexible suction hose 20 at S 8 00 per foot

Injection well 200 depth =deg I0diamefer 150 wire

wrapped screen 50casicircng 30 yds gravel pack

Spreading basin

S 150 2 0

4 0 0

1800

105

80O

20O

160 1800

105 S540O

StOOO

Not to scate

lpoundxtnaAgraveJL du Document Ccedil 5191 ) - Anneacutee de sieacutepoundeacutesience 1975 -

- 88 -

3) Fonctionnement et entnetien

La figure 3 donne la liste des diffeacuterents eacuteleacutements constituant le coucirct du foncshytionnement et dentretien pour des bassins dinfiltration ou des puits dinjecshytion

U) Coucirct gj-obat

La reacuteunion des coucircts preacuteceacutedents deacutetermine le coucirct global dune opeacuteration de recharge Ce coucirct calculeacute sur une anneacutee de fonctionnement et rapporteacute au volume deau annuel ainsi utiliseacute donne le prix de revient du m3 deau de recharge

Lexamen de plusieurs installations montre que ce prix de revient est variable neacuteanmoins en utilisant les reacutesultats dune enquecircte faite il y a quelques anneacutees on peut deacutefinir les valeurs moyennes pour les diffeacuterents facteurs eacuteconomiques dune recharge artificielle Ainsi le tableau 1 donne la valeur moyenne des investissements neacutecessaires pour diffeacuterents dispositifs de recharge

TABLEAU 1

INVESTISSEMENT EN FRANCS PAR M3AN INFILTRE

Prctrait

Moyennes

Bassins et canaux

avec

0362

sans

0139

Puits ou forages

avec

0125

sans

0052

(Extrait du Document 6600637) - Anneacutee de AeacutefLeacutenence 1971 -

Lexamen du tableau 1 suggegravere les remarques suivantes

- le coucirct moyen des investissements par m3 et par an semble 2 agrave 3 fois plus eacuteleveacute pour les canaux et bassins que pour les puits et les forages dinjection Cette importante diffeacuterence dans les investissements sexplique en grande partie par la neacutecessiteacute dans le cas dun bassin ou dun canal dacheter une importante superficie de terrain Ainsi en zones urbaines lacquisition des terrains peut repreacutesenter jusquagrave 50 des investissements

mdash le coucirct dinvestissement du preacutetraitement constitue une part importante du coucirct total dinvestissement Le tableau 2 montre lincidence dun preacutetraitement sur le prix de revient moyen dun m3 deau (reacutesultats pour les dispositifs dinfilshytration seulement)

laquobullbullbullbullbull

- 89 -

FIGURE 3

FONCTIONNEMENT ET ENTRETIEN

1 Installations deacutepandage_

a) Nivellement eacutegalisation des surfaces

b) Protection contre les orages

c) Reacuteparation et remplacement des structures

d) Entretien du mateacuteriel

e) Combustible pour le mateacuteriel

f) Location du mateacuteriel

g) Ponccedilage et ramassage de la boue

h) Protection contre les insectes

i) Lutte contre la veacutegeacutetation parasite

j) Ameacutelioration de lapparence estheacutetique des installations (notamment plantation de rideaux darbres et systegraveme darrosage)

k) Protection contre les rongeurs

1) Patrouilles de surveillance

m) Traitement de leau (floculants)

n) Entretien des pentes

o) Actes de vandalisme

2 Installations dinjection

a) Appareillage dobservation et de controcircle

b) Appareillage pour la mesure du niveau deau

c) Echantillonnage de leau

d) Remise en eacutetat des puits et enlegravevement des deacutechets

e) Traitement de leau

- javellisation - acidification - autres proceacutedeacutes

f) Entretien du mateacuteriel

g) Reacuteparation des structures

- 90 -

h) Combustibles

i) Location de mateacuteriel

j) Patrouilles de surveillance

k) Analyses de leau

1) Acte de vandalisme

3 Bureaux

a) Controcircle et surveillance

b) Administration

c) Paiement des salaires et reacutemuneacuteration

d) Frais geacuteneacuteraux (bureaux et services locaux)

- location et services publics - teacuteleacutephone - fournitures

- entretien de leacutequipement de bureau

e) Salaires et traitements

f) Responsabiliteacute civile (assurances)

g) Impocircts et taxes

h) Inteacuterecircts

(poundxampiaLt du Document Ccedil 513^1 )

- SI -

TABLEAU 2

INCIDENCE DU PRETRAITEMENT SUR LE PRIX DU M3 DEAU

Moyennes

Prix du m3

en F F

0249

Incidence du

preacutetraitement

27

Prix du preacutetraitement par m5 (FF)

00787

(6xtnaLt du Document 6600637 ) - Anneacutee de ieacuteLeacutenence 1971 -

Le coucirct du preacutetraitement eacutetait donc en 1971 en moyenne de 8 centimes par m3

Nous avons vu que le preacutetraitement des eaux dinfiltration retarde lapparition dun colmatage inadmissible et donc reacuteduit lentretien du dispositif concerneacute Un calcul rapide montre cependant que leacuteconomie ainsi reacutealiseacutee est loin de venir compenser les deacutepenses dues au preacutetraitement de leau On cherchera donc dans le cas dun dispositif dinfiltration agrave reacuteduire au maximum le preacutetraitement des eaux de recharge

La figure 4 donne les reacutesultatsde correacutelations statistiques eacutetablies entre linshyvestissement neacutecessaire agrave la reacutealisation dune opeacuteration dalimentation artifishycielle de nappe et le volume annuel introduit par ce moyen dans laquifegravere

FIGURE 4

INVESTISSEMENT ET VOLUME

ANNUEL INTRODUIT DANS LAQUIFERE

-Don I raquo eacuteqootionraquo claquo tfroicircfraquoraquo draquo recircccediltbullgt

2 bullbullraquo bulltpfinegrave bullraquo | 0 Fiones

V bullbullraquo apgtrtmraquo raquon tOS ttram

mdashLlaquoraquo coMcirraquotraquo poundbull corttal ioraquo obtraquoraquoraquo

t E C E N D E

H+f+ nraquowl

p a raquo t t i laquoalelaquof

bull bull bull laquo

A m bull

i bull

raquobullbullraquo

A a o

o o

lSxtnait du Document h 2028) - Anneacutee de leacutefLeacutenence 1971 -

A Forage P 3 raquolaquo Cooi o DruI

IOraquo i o lO

Vol me AIMCCcedilI tulro-Stucirct 4raquouraquo IV^utfire Inraquo)

- 92 -

Sur la figure preacuteceacutedente on peut remarquer quune installation de recharge a un coucirct dinvestissement qui en moyenne croicirct plus vite que le volume annuel introduit Pour une installation sans preacutetraitement cest linverse

- ETUDE DE LOPPORTUNITEacute EacuteCONOMIQUE DUNE OPEacuteRATION DE RECHARGE

ARTIFICIELLE - COMPARAISON AVEC DAUTRES MEacuteTHODES DE MISE EN VALEUR

DES RESSOURCES EN EAU

Lalimentation artificielle de nappe est une opeacuteration rentable pour autant quelle soit moins coucircteuse que les autres meacutethodes de mise en valeur des ressou-ces en eau (G 51341) Il convient donc avant de choisir une meacutethode deacutetablir une comparaison de coucirct avec les autres meacutethodes (agrave condition bien sucircr que celles-ci soient techniquement reacutealisables)

Nous donnons ci-dessous quelques cas de comparaisons qui peuvent se preacutesenter

) CompcuiaLion enjQie un basi^in dinfJJjjtnaAlon et un puiAsi din^ecAion

Nous avons vu que agrave deacutebit annuel fixeacute le coucirct dinvestissement moyen dans le cas dun bassin dinfiltration est 2 agrave 3 fois plus eacuteleveacute que dans le cas dun puits dinjection Cependant le prix de revient dun m3 deau infiltreacute dans un bassin est en geacuteneacuteral un tant soit peu moins eacuteleveacute quun m3 deau injecteacute dans un puits Ceci sexplique par trois faits (6622466)

les coucircts de traitement sont reacuteduits dans le cas dune installation de recharge fonctionnant avec des bassins

lentretien des bassins est beaucoup plus aiseacute que celui des puits dinjection les frais dentretien des bassins sont donc moindres

la dureacutee de vie des ouvrages dinjection est en geacuteneacuteral beaucoup plus courte que celle des bassins Par conseacutequent lamortissement des premiers doit se faire plus rapidement que celui des seconds

Pour ecirctre compeacutetitifs vis-agrave-vis des bassins dinfiltration les puits dinjection doivent donc ecirctre conccedilus et geacutereacutes de maniegravere rigoureuse Cest pourquoi dans bien des cas on a preacutefeacutereacute malgreacute leur prix les bassins aux puits dinjection

2) CompcuiaLion entie une insitaUAation de Aechange anAAficJ-eAAcirce et une uniteacute de tnaAjtement damp4 eaux

Placcedilons nous dans le cas ougrave linstallation de recharge est un bassin Nous avons vu que par passage dans le sol leau dun bassin peut ecirctre grandement purifieacutee Ce traitement par le sol vient donc concurrencer techniquement le traitement en station

Examinons alors les eacuteleacutements de comparaison suivants (5600836)

a) implantation lespace neacutecessaire pour la construction dune uniteacute de traitement est infeacuterieur agrave celui neacutecessaire pour une recharge par bassin

b) besoin en eau dans le cas dune recharge les pertes en eau peuvent seacutelever a 40 du volume introduit

- 93 -

c) estheacutetique dans un cas comme dans lautre les installations paraicirctront inesshytheacutetiques

d) seacutecuriteacute de lexploitation dans le cas dune recharge par bassin on doit sattendre agrave des variations des deacutebits dinfiltration (colmatage fluctuations saisonniegraveres agissant sur la viscositeacute de leau) Mais la simpliciteacute des instalshylations avec bassins fait quelles sont moins exposeacutees aux pannes Pour ecirctre fiables les uniteacutes de traitement exigent pour leur part une gestion et un entretien rigoureux mis en oeuvre par un personnel qualifieacute

e) Possibiliteacute de surcharge les uniteacutes de traitement peuvent supporter jusquagrave 25 de surcharge Par contre la possibiliteacute de surcharge pour les bassins est faible En effet les bassins ont des dimensions fixeacutees et par conseacutequent ils ne peuvent recevoir plus deau quils peuvent en contenir

f) possibiliteacute dagrandissement les uniteacutes de traitement peuvent ecirctre facilement agrandies ce qui nest pas le cas pour les bassins

g) constitution de leau eacutepureacutee leau reprise apregraves infiltration dans le sol est agrave condition de respecter certaines conditions (cf 2egraveme partie de cette eacutetude) toujours claire et saine Leau traiteacutee pose souvent des problegravemes dodeur de saveur et de tempeacuterature

La comparaison eacuteconomique entre une installation de recharge par bassins et une uniteacute de traitement des eaux a souvent montreacute lagrave ougrave les conditions geacuteologiques et hydrogeacuteologiques sont favorables et le prix des terrains pas trop eacuteleveacute la rentabiliteacute de cette premiegravere meacutethode de traitement et de reacutegeacuteneacuteration des eaux

3) CompgiltxLion entte une i-nAtaAAaALon de iechaAge antAfcAcieMle et une adducJLJon deau (66025W7 ^

Placcedilons nous dans le cas ougrave linstallation de recharge est un puits dinjection

Pour ces deux installations on peut en premiegravere analyse confondre les frais de production et de pompage Si par ailleurs on neacuteglige les autres frais dexploishytation tels que lentretien la comparaison eacuteconomique entre les deux installashytions est alors rameneacutee agrave la comparaison des coucircts dinvestissement

pour les puits dinjection les coucircts dinvestissement sont composeacutes principaleshyment du coucirct du forage et du coucirct de la station de pompage

pour ladduction les coucircts dinvestissement sont reacuteduits aux coucircts de la canashylisation et des ouvrages annexes

La figure 5 donne un exemple chiffreacute dune telle comparaison pour lalimentation dune agglomeacuteration situeacutee au-dessus de la nappe souterraine de lAlbien (Reacutegion Parisienne)

Le coucirct dinvestissement pour une adduction deau eacutetant fonction de la longueur de la canalisation il apparaicirct donc quil existe une distance optimum au-delagrave de laquelle une installation de recharge est moins oneacutereuse quune adduction deau

bull bullbullbullbullraquo

- 94 -

FIGURE 5

ALIMENTATION A PARTIR DE LA NAPPE DE LALBIEN COMPARAISON AVEC UNE

SOLUTION DE TRANSPORT DEAUX DE SURFACE

exemple Lapprovisionnement en eau potable dune aggloshymeacuterat ion de 25 000 habitants dont les besoins atteishygnent laquon peacuteriode de pointe 7 000 m3jraquo peut ecirctre assureacute

soit p a r u n e adduct ion directe en premiegravere ecirclegrave-vation d eaux de surface depuis la plus proche usine de trai tement

soit par -des preacutelegravevements dans TAlbicircen effectueacutes sur place et compenseacutes pa r linjection simultaneacutee bullau niveau de la mecircme usine de Yolumes eacutequishyvalents

En premiegravere approximation l a comparaison entre ces deux solutions peut ecirctre rameneacutee agrave la comparaishyson des investissements correspondants

mdash lthuucircgt le ynetuief cas agrave une conduite de 350 mm de diamegravetre (1) soit environ 035 MFkm

(1) Coucirct moyen approximatifraquo au megravetre lineacuteaire en TOAC scmiuml-urbanicircseacutee y comprisregards ouvrages et toutes sujeacutetions r 350 F

dans le second cas agrave la reacutealisation d un doublet de forages agrave lAlbien

Forage dinjection 09011F Forage de preacutelegravevements 090Icirc1F Geacutenie Civil station de pompage et de tfeacuteferrisaticircon _ 035MF Equipements de pompage 015MF Equipements de deacutefcrrisatioR 015 MF

soit environ 2-15 MF

Comparaison des dsua solutions

Compte tenu des hypothegraveses adopteacutees la solution du doublet de forages agrave lAlbien parait la plus avanshytageuse si la longueur de ladduction directe excegravede 7 km (215035)

(Existait du Document 6602587) - Anneacutee de leacute^eacuteience 197b -

Le c a l c u l p reacuteceacuteden t e s t une s i m p l i f i c a t i o n du c a l c u l r eacute e l q u i en f a i t e s t p lu s complexe En dehors de t o u t e c o n s i d eacute r a t i o n eacuteconomique une opeacute ra t ion de recharge a r t i f i c i e l l e peut s imposer l agrave ougrave l e s r e s s o u r c e s n a t u r e l l e s d a l i m e n t a t i o n en eau s a v egrave r e n t i n s u f f i s a n t e s pour s a t i s f a i r e l e s b e s o i n s Exemple dans l e s icirc l e s ougrave l e s r e s s o u r c e s n a t u r e l l e s son t f a i b l e s e t ougrave l e p r i x du dessalement de l e a u de mer e s t souvent p r o h i b i t i f

- 95 -

U) Compcuiabbion ervUie le ^tocAage de siUAjlace et te 4tockage 4oideAAaln

Lfraquo figure 6 donne les reacutesultats dune correacutelation statistique entre le montant des investissements et le nombre de m3 deau stockeacutes par an pour un reacuteservoir de surface et un reacuteservoir souterrain

FIGURE 6

COMPARAISON DES COUTS DES STOCKAGES SUPERFICIEL ET SOUTERRAIN

1310raquo

I I

T3103

13107

TTykAT-STt 44-

rlt^r~^Trrttr

MaouM

IW3raquo 1V10raquo IVW

(ExtAaLt du Document f- 2028) - Anneacutee de ieacuteeacuteAence 1971 -

A partir de la figure preacuteceacutedente on peut donc deacuteduire que pour des volumes infeacuterieurs agrave environ 30 millions de m3 par an le stockage souterrain est plus inteacuteressant financiegraverement que le stockage de surface

bull bullbullbullbullbull

- S6 -

Par ailleurs le stockage souterrain preacutesente les avantages suivants

- disponibiliteacute de reacuteserve en cas de catastrophe stoppant les possibiliteacutes dimporshytation deau

- eacutelimination des pertes par eacutevapotranspiration

- pas de problegraveme dalgues et moins de risques de contamination

- reacuteduction des risques daffaissements dus agrave une baisse du niveau de la nappe

- possibiliteacute de traiter et de purifier leau par passage dans le sol

- 97

LISTE BIBLIOGRAPHIQUE

F 2028

G 1681506

BIZE J BOURGUET L LEMOINE J Lalimentation artificielle des nappes souterraines Ed Masson amp Cie 1972 199 pages

REED SC CRUES RW THOMAS RE HAIS AB Cost of land treatment Systems EPA-4309-75-003 Septembre 1979 135 pages

G 51341

G 5191

Emmagasinement souterrain des eaux et recharge artificielle Ressources NaturellesSeacuterie Eau ONU ndeg 2 1977 307 pages

BROWN RF SIGNOR DC WOOD WW Artificial groundwater recharge as a water management technique on the southern high plains of Texas and New Mexico Texas Dept of Water Resources 1978 32 pages

G 6230

5600836

6600449

6600637

6601974

6602587

Possibiliteacutes deacutepandage des eaux useacutees urbaines Rapport Agence RMC 1979 371 pages

GANDENBERGER W Principes de lalimentation artificielle des nappes souterraines Bull BRGM III Janvier 1968 p37-50

SAINT-PE MA Alimentation artificielle des nappes Bull of the Int Assoc of Scientific Hydrology XVI 2 Juin 1971 p 7-25

BOURGUET L Inventaire international des ameacutenagements dalimentation artificielle - deacutepouillement et synthegravese des reacuteponses Hydrologie ndeg 3 1971 80 pages

WESNER GM CULP RL Wastewater reacuteclamation and seawater desalination JWPCF vol 14 ndeg 10 Octobre 1972 p 1932-1939

GIRARD0T PL KESTER M Lesquichage de la nappe albienne en reacutegion parisienne TSM LEau Avril 1974 p 141-152

6610203 WILLIS R Optimal groundwater quality management well injection of waste waters Water Res Res Feacutevrier 1976 vol 12 p 47-53

bull bullbullbullbullbull

- 98 -

6613978

6614931

Divers auteurs Les problegravemes de leau Geacutenie Rural ndeg speacutecial Nov-Deacutec 1977 ndeg 11-12 158 pages

BUROSOK Wastewater reacuteclamation in St Croix JWPCF 1977 49 ndeg 3 p 429-435

6616816 BIANCHI WC NIGHTINGALE HI McCORMIGK RL A case history to evaluate the performance of water-spreading projects JAWWAMars 1978 p 176-180

6621087

6622466

ARGO DG The cost of water reacuteclamation by advanced wastewater treatment 51st Ann Conf WPCF Anaheim 1978 13 pages

EDWORTHY KJ Artificial groundwater recharge and its relevance in Britain JIWES 1979 33 ndeg 2 p 151-172

- CHAPITRE V -

LES INSTALLATIONS DE RECHARGE ARTIFICIELLE DE

NAPPE DANS LE MONDE

- 101 -

Les reacuteserves deaux souterraines constituent une immense ressource En effet on estime agrave 4 millions de km3 la quantiteacute des eaux souterraines situeacutees entre la surface du sol et la profondeur de 800 m agrave titre de comparaison le volume total des lacs deau douce est denviron 120000 km3

Cette ressource en eau souterraine est par ailleurs omnipreacutesente et peut donc ecirctre mis agrave part dans quelques reacutegions du globe exploiteacutee

Dans de larges reacutegions du monde les preacutecipitations sont insuffisantes pour pouvoir couvrir les besoins en eau A titre dexemple la figure 1 donne la carte des reacutegions du globe ougrave les preacutecipitations sont insuffisants vis-agrave-vis des besoins agricoles

FIGURE 1

Waiet-dejiciency (-) and valet-surplus (+) zones in ihe vorld A water deficiency exisls if preacutecipitation supplies less ztiater than would be nrrdedjor vellutatered vrgelalian In the reverse circumslcnccs ihere is a wzter surplus

((L-xtnaJut du Document Z 49 )

En comparant la figure 1 avec la figure 2 on peut se rendre compte que les zones ougrave on constate un manque en eau agricole sont naturellement les reacutegions arides ou semi-arides mais aussi certaines reacutegions tempeacutereacutees

bull bullbullbullbullbull

FIGURE 2

o ru

(euroxpoundnalpound du WoJild Atia by Bantholomew)

- 103 -

Pour situer le rocircle de la recharge artificielle dans la gestion globale des resshysources en eau nous allons eacutetudier deux cas

- cas des zones arides et semi-arides - cas des zones tempeacutereacutees

1 ) CaS desi gonampA avide^ et somL-cuiidesi

Dans ces reacutegions lexploitation des eaux souterraines est souvent la seule solushytion dapprovisionnement en eau Aussi la recharge artificielle vise dans ces reacutegions agrave augmenter la recharge naturelle lors des rares preacutecipitations afin de limiter les pertes par eacutecoulement de surface ainsi que par eacutevapotranspiration Il est possible de faire ainsi un stockage deau dans le sol

Il faut tenir compte du fait que la majoriteacute des pays situeacutes dans les zones arides du globe sont le plus souvent des pays en voie de deacuteveloppement donc dans lesquels on doit utiliser une technologie adapteacutee aux moyens locaux

Prenons lexemple de lAfrique et plus particuliegraverement les pays du Sahel

La figure 3 situe les zones arides et semi-arides dAfrique

Les pays du Sahel sont situeacutes au nord des deacuteserts du Sahara et du Fezzan dans des zones extrecircmement arides Parmi ces pays seules lAlgeacuterie et la Libye disposhysant de revenus peacutetroliers ont un niveau deacuteducation et deacuteconomie suffisant pour pouvoir mettre en oeuvre des techniques sophistiqueacutees de mise en valeur des resshysources en eau et ainsi assurer leur expansion humaine et eacuteconomique

2) CQA desi pay-si tompeacuteAeacuteA_

Laugmentation croissante des besoins en eau combineacutee avec la deacuteteacuterioration de la qualiteacute des eaux de surface ont entraicircneacute le deacuteveloppement de lexploitation des eaux souterraines

La recharge artificielle permet dans les reacutegions tempeacutereacutees

- dune part le soutien et la restauration de nappes surexploiteacutees

- dautre part lameacutelioration de la qualiteacute des eaux de surface par passage dans le sol

Ces deux points visent donc agrave ameacuteliorer en quantiteacute et en qualiteacute les eaux consommeacutees

Afin de preacutesenter les diffeacuterentes reacutealisations dans le monde nous allons les classer en fonction de lobjectif principal viseacute par ces installations

Principalement on distingue 4 objectifs

I - Stockage deau en peacuteriode humide pour utilisation en peacuteriode segraveche I - Soutien et restauration dune nappe surexploiteacutee I -Constitution dune barriegravere hydraulique contre lintrusion deaux saleacutees (ce

point est souvent une conseacutequence du point preacuteceacutedent) V - Ameacutelioration de la qualiteacute de leau par filtration dans le sol

- 104 -

FIGURE 3

TERRES ARIDES DAFRIQUE

E

A

S

rii bull i ri

i i

_

A n d raquo

Trontliraquo im plaquoV

1000 KIUX5

WOJtoeh

lpoundicOixLUt du Document I 1021)

bull bull bull bull bull

- 105 -

- INSTALLATIONS DE RECHARGE ARTIFICIELLE AYANT POUR OBJECTIF

LE STOCKAGE DEAU

1 ) Liacircte de^i in^taM-atlorvi

(1

(2

(3

(4

(5

(6

(7

(8

(9

(10

(U

(12

(13

Valleacutee du Danube Roumanie - Bulgarie

Valleacutee de la LeeGrande-Bretagne

Camp Peary USA

Valleacutee de la Prut Ukraine

Wroclaw Pologne

Comteacute de Los Angeles USA

Massif de Zaghouan Tunisie

Plaine cocirctiegravere dIsraeumll

Source de Yarkon Israeumll

Dan Project Israeumll

URSS

Valleacutee de lOued Biskra Algeacuterie

Plaine de Karakoum Turkmeacuten

Ahmedabad Inde

istan URSS

(G 51341)

(F 2028)

(F 2028)

(G 51341)

(6609067)

(G 51341)

(G 51341)

(G 51341 F 2028)

(G 51341)

(G 6230 G 6212)

(G 51341)

(G 51341)

(Z 13312c)

2) Le tablexiu 1 donne la reacutepartition suivant le climat et le niveau de deacuteveloppeshyment des pays concerneacutesdes installations preacuteceacutedentes

TABLEAU 1

- _ -NIVEAU DE

C L l r^-C^EVELOPPEM

TEMPERE

CONTINENTAL

MEDITERRANEEN

SEMI-ARIDE

ARIDE

TROPICAL

INDUSTRIALISE

(1) (2) (3) tableau 2

(4) (5) tableau 3

(6) tableau 4

(12) tableau 5

EN VOIE DE DEVELOPPEMENT

(7) (8) (9) (10) tableau 6

(11) tableau 7

(13) tableau 8

- 106 -

3) Lampi tableaux 2 agrave 8 donnent pour chaque cas particulier de climat et de niveau de deacuteveloppement quelques caracteacuteristiques des installations correspondantes

- tableaux 2 agrave 5 reacutealisations en pays industrialiseacutes

- tableaux 6- agrave 8 reacutealisations en pays en voie de deacuteveloppement

TABLEAU 2 REALISATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT TEMPERE

PAYS

Roumanie -Bulgarie

GBretagne

USA

1 j LOCALISATION

I 1 j Valleacutee du Danube | (voir fig 4) 1 1 j Valleacutee de la Lee

1 1 J Camp Peary 1 1

EAU

R

R

bull

1 1 | GEOLOGIE |

| 1 | Valleacutee alluviale | j (sables et graviers)j 1 1 1 l j Craie j j(voir fig 5) j 1 1 1 1 (Lentille deau dans | jeau saleacutee j

1 1

VOL

2109

AQUI

m3

DISPOSITIFS

bassins

bull puits

puits

1 ICOLMA

I 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

1 | TRAIT

| Preacute

1 1 1 1 2 1 1 1 j Preacute 1 1

1 | PERFORMANCES r i i i i j12 millions de j m3an

1 1 | entre 45 et 20 j m3h

1 bull

1 1 1 PRIX |

1 1 i i i i i i i i icirc 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

Notations

R e eau de riviegravere Preacute= preacutetraitement des eaux 2 raquo traitement secondaire des eaux

FIGURE 4

- VALLEE DUDANUBE - ROUMANIE-BULGARIE

(HODHAHIB)

m - d CALAT

MAJUk

Belgrade SEVEXraquo bull laquo bull 8L

Bucarest deg

(BULGARIE)

(Extrait du Document Ccedil 5 i47 ) bull bull bull bull bull bull

- 107 -

FIGURE 5

VALLEE DE LA LEE - GE0L0GIE-PIEZ0METRIE AVANT ET APRES ALIMENTATION

ARTIFICIELLE DURANT LA PERIODE 1954-1955

1 mite gt 1

Terrains superficiels

Eii3 Argiles de Londres

KiZij VoohvJch e t Reading beds (5mper7traquosbFe

Pampi Sables thanegravetiens

P 3 Craie

mdashmdash Njyrau piucircrorpucirclricircque en octobre 1953

(svanL DIcircirrcntattoT OftificicirccIIe) -~mdash Niveau piumlocircromstriqus maximum apregraves rnjrciian

durant la peacuteriode lS5f-19S5

Sx-Oiaugravet du Document t 2028)

TABLEAU 3 REALISATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT CONTINENTAL

i PAYS

| URSS

| Pologne

| LOCALISATION

| I | Valleacutee de la | Prut

I | Wroclaw

i

EAU

R

R

I | GEOLOGIE

iPlaine alluviale |(voir fig 6)

ISeacutediments tertiaires

I I

VOL AQUI I | DISPOSITIFS

|bassins agrave

I I I |fosseacutes et (eacutetangs

i

I |C0LMA

sable| P I I 1 |PCB 1 1

1 1 | TRAIT

I

1 | Preacute

1 1 1 | Preacute

1 1 1

PERFORMANCES

12S0OO m3jour

PRIX

Notations

H = eau de riviegravere P ~ physique C raquo chimique B = biologique

Preacute = preacutetraitement des eaux

- 108 -

FIGURE 6

VALLEE DE LA PRUT

l l t 1 T

A r g i l e du miocegravene

i _ i J - i J i laquov t iuml j 100 200 300 400 500

P i s t a n e e (en megravetres) 6 0 0

lHxtrialt du Ucircocumervt Ccedil 513^1 )

TABLEAU 4 REALISATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT MEDITERRANEEN

PAYS

USA

1 | | LOCALISATION | EAU

GEOLOGIE 1 I (VOL A8UI | DISPOSITIFS

jComte de Los I Angeles |(voir fig 7) I I

(Bassins remplis de (seacutediments mal |consolideacutes i i

gt agrave 12 10s m3

|bassins et |terrains |deacutepandage I

j COLMA | TRAIT | PERFORMANCES j PRIX

I Preacute | 60 m3s jde re-|vient [de 4 agrave |242 pou H (icirceee n3 I

Notations

R = riviegravere P = physique

Preacute = preacutetraitement

- 109 -

pound O

- H -M

a a

O gtrt bullXi rH a -H o bullraquo-gt

K 3

bull S bull 0)

-=f G rH O

ta

ta 0)

raquoltD 4-raquo bull H KJ u +gt X

d o

n o bulla

a a

ta

o bulla 6raquor4 p O

bullbullgt laquo ta a fcgtd

irvviraquo bullH ni

- 110 -

TABLEAU 5 REALISATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT ARIDE

PAYS

U R S S

1 | LOCALISATION

1 1 |P la ines de jKarakourt

l

EAU

R

1 | GEOLOGIE

1 1 JAlluvions forma-j t i o n s de l ta iumlques

1

I |VOL

1 i 1

AQUI 1 | DISPOSITIFS

| Pui t s 1 1

1 ICOLHA

1 1 1 P 1 1

1 |TRAIT

1 1 1 1 1

PERFORMANCES 1 | PRIX

1 1

Notations

R raquo riviegravere P = physique

TABLEAU 6 REALISATIONS EN PAYS EN VOIE DE DEVELOPPEMENT A CLIMAT MEDITERRANEEN

1 1 I I I I 1 1 PAYS j LOCALISATION EAU j GEOLOGIE |VOL AQUI | DISPOSITIFS |COLMA |TRAIT j PERFORMANCES j PRIX j

1 I I 1 I I 1 1 I I i i l 1 1 1 1 1 bdquo I I

Tunisie |Massif de | R | Calcaires | | P e t i t s barrages| P | Preacute 132 10deg m3an | | Izaghouan | j (voir f i g 8) j | l l l i l j ( v o i r f i g 8) | j j | I I I I I

1 1 1 1 1 1 1 i l I I 1 1 1 1 1 I sraeuml l |P la ine c S t i egrave r e | R | Pla ine l i t t o r a l e | |Pu i t s | PB | 2 | gt 10 10deg m3an | |

| ( v o i r f i g 9) j j (vo ir f i g 9) j j I I I i l

1 1 I I 1 1 1 1 1 i l 1 1 l l l I I I s r a euml l |Source de Yarkon | R | Roches carbonateacutees |900 10deg m3 |Puits mixtes | PB | 2 |entre 500 e t 1000 |de r e - |

1 I 1 p l i s s eacute e s j j l i t 3h jvient j I I I (voir fig 10) | j l l l I001S2 | 1 I I I I l l l Ipar n3 | 1 I l 1 1 i l I I l l l I I

I s r a euml l |Dan Projet (Tel | U | Dunes de sab le s | |Bass ins |PCB | 2 |300000 m3jour |de r e - | 1 Aviv) i l i l l l l jv ient j I i l I I i 1 1 i00262 | j i l i l I I jpar m3 i 1 I I I I l l l I I

Notations

R = riviegravere U = useacutee P = physique C = chimique B = biologique 2 = secondaire

- 111 -

FIGURE 8

MASSIF CALCAIRE DE ZAGHOUAN (Tun i s i e )

fmdash bull (n 1 f F H r

f Hammamet

SOUSSE --

5gt

+gtmdash mdashmdash mdash

^-a mdash

bull bull

9 - c a l c a i r e s du j u r a s s i q u e s u p eacute r i e u r

5 e t 1 - c a l c a i r e s djj l i a s

N-O m s-o

DJSBJL r i A H N C a

ampEacuteEacuteEacuteamp5

lLxtnaJjt du Document Ccedil 513^11 bull bull bull bull bull bull

- 112 -

FIGURE 9

FORMATION AQUIFERE DE LA PLAINE COTIERE

ISRAEumlL

Echelle

Limites des collines et raquoraquogtmdash des montagnes

Canalisations nationales bull deau laquo -Source raquo Ville

Direction de 1raquoeacutecoulement ~- ~ eaux souterraines

Zone de forages dexploitation

N n

Mer Zone de PLAINE COTIERE D1ISRAEumlL - PBOFIL SCHEMATIQUE

Z Z 7 Z ^ 7 7 Z Z Z Z Z Z pound ^ g f l a nappe ^T (ampgtgt p h r eacute a t i q u e bullpoundamp

iuml i d eacute s

S c h i s t e s a rg i l eux

(extrait du Document Ccedil 513U1 ) bull bull bull bull bull

- 113 -

FIGUREacute 10

SOURCE DE YARKON ISRAEumlL

ONO

PROFIL TRANSVERSAL DE LA FORMATION DANS LES MONTS DE JUDEE

Meacute ri i terraneacute e VAVHE

Plsst

J Aquifegravere

(Pleacuteistocegravene (Gregrave

Roches

es M (Neogene Neogsh _ deg

(Schistes

Sench

CeLraquostdol

2J impermeacuteables

(Seacutenonien

raquoraquoraquobull

Eocch

(Marnes crayeuses

(Turonien-Ceacutenomanien (calcaires et dolomites

(Craies (eacuteocegravenes (semi-(impermeacuteables

Q - (Ceacutenomanien infeacuterieur 1 (Dolomites

L e s h (Creacute t aceacute i n f eacute r i e u r ( S c h i s t e s

(dxtAaUL du Document Ccedil 513^1 )

TABLEAU 7 REALISATIONS EN PAYS EN VOIE DE DEVELOPPEMENT A CLIMAT SEMI-ARIDE

i r~ I I i l I I I i l I PAYS LOCALISATION | EAU | GEOLOGIE | VOL AQUI| DISPOSITIFS |COLMA |TRAIT | PERFORMANCES | PRIX |

i I I I lt i I i I I I I I l i i j Algeacuterie jvalleacutee de loued | R |deacutepots alluviaux | 20 agrave 30 (ameacutenagements du | P | I 510deg m3an | |

iBiskra I I 1 n6 bdquo | H t de loued I I I i l | |(voir fig 11) | | 10 m3 I I I I I 1 1 I I I I I I I I I

Notations

R = eau de riviegravere p = colmatage physique

114

FIGURE 11

VALLEE ALLUVIALE DE BISKRA (ALGERIE)

^r Meacutediterrans

Figure 11 Valleacutee a l luv ia le de Biskra

Echelle

bull M M iumllaquoklaquo

((LxtnaLt du Document Ccedil 513^1)

TABLEAU 8 REALISATIONS EN PAYS EN VOIE DE DEVELOPPEMENT A CLIMAT TROPICAL

l i t i i | PAYS | LOCALISATION | EAU | GEOLOGIE |VOL AQUI | DISPOSITIFS ICOLMA (TRAIT j PERFORBANCES | PRIX |

i i i l i l i i I I 3 I I Inde |Ahmedabad | R | sable (voir f i g 12) | Ipuits dans l e | PB | 1 | 4 5 10 m3jour dinves-| I I I I i 1 l i t de la j j | [ t i s se - | I l I I 1 Iriviegravere | j j jment | I l I I 1 |(voir fig 13) | j j (faible |

1 1 1 I l I I I I

Notations R = eau de riviegravere P = colmatage physique B = crvlmatagccedil hi ni odegique

1 = traitement primaire

bull bull bull bull bull bull

- 115 -

Crosraquo Stetions or tnraquo Sobormali Rivraquor Ot Ahmlaquodotgtod

Aerosi SubhojSBridnt MorScolraquo llOO O lOO 200

O _ 1 _

IO 20

Ver Scolt

SuSfiojhBridsraquo^

RraquofraquorraquofHraquo I I Riraquo to cucircc

groicircnraquod aond lil Sandvrm sill

E 3 Qov wlth raquoirt

Acraraquo Gond 8ridyraquo

J FIGURE 1 2

Sub-surface section or the Sabarmati River bed poundt Ahmedabad as seen in boring during_ the construction of road bridges across the river Data supplied by Ahmedabad Municipal Corshyporation and PWD Govt of Gujarat

FIGURE 1 3

Map of Ahmedabad city shorring locations of Municipal tubcwcll stations (open circlcs) and privatc tubcwclls (closcd circlcs) In the inset a schematic diagram or the suggested injection rcchargicircng scheme is stiown Pairs of double circlcs along the river indicnc pairs of vater supply and injection wclls

Schcmofic diogrom of tbe propoj icircd siphon rechorge schsrae for-tt)8 Ahmtdobod City

-Injection well -Cblorinofor

Ahmedobod City location pion o f tubewolU

Raferlaquoncel Roilwoy lene

mdash AbodMunlimit bull Privofetubewella 0 Mun Corpo

tubraquowlaquoij Sets orwot^r supply and injac-

AirPOrtA lonwlaquoH

(poundxtjiaJjt4 du Document Z 13312c) bull bull bull bull bull bull

- 116 -

B - INSTALLATIONS DE RECHARGE ARTIFICIELLE AYANT POUR OBJECTIF LE

SOUTIEN DUNE NAPPE DEAU SOUTERRAINE

1 ) LLite de jjz^tallatioiV4

(1

(2

(3

(4

(5

(6

(7

(8

(9

(10

(U

(12

(13

via

(15

(16

(17

(18

(19

Lettonie URSS

Lituanie URSS

Bacircle Suisse

Nappe du canton de Genegraveve Suisse

Donzegravere Mondragon France

Appoigny France

La Moulle France

Menuma Japon

Niigata Japon

Hodcgaya Japon

Wiesbaden RFA

Dortmund RFA

Haltern RFA

Hardham Grande-Bretagne

Peacuteoria USA

Valleacutee de la Durance France

Flushing Meadows USA

Fresno USA

St Croix Virgin Islands

(G 51341)

(G 51341)

(G 51341 F 2028)

(6618945)

(G 51341 F 2028)

(G 51341 F 2028)

(6627873)

(G 51341)

(G 51341)

(G 51341)

(G 51341)

(G 51341)

(G 51341)

(6622466)

(F 2028)

(G 51341 F 2028)

(G 6230)

(6616816)

(6614931)

2) Le tab-leau cL-apie donne la reacutepartition suivant le climat et le niveau de deacuteveshyloppement des pays concerneacutes des installations preacuteceacutedentes

NB il est inteacuteressant de remarquer que toutes les installations reacutepertorieacutees ont eu lieu en pays industrialiseacutes ce qui est logique car ces pays ont des besoins en eau tregraves importants donc exploitent largement leurs reacuteserves soutershyraines

Les installations de recharge artificielle pour le soutien de nappe dans le pays en voie de deacuteveloppement ne sont quagrave leacutetat du projet qui verront certainement le jour avec laugmentation des besoins en eau de ces pays

3) LeA tableaux 9 agrave 13 donnent pour chaque cas de climat et de niveau de deacuteveloppeshyment quelques caracteacuteristiques des installations correspondantes

- 117 -

NIVEAU DE CLIMAT ^ P J L V E L O P P E M

TEMPERE

CONTINENTAL

MEDITERRANEEN

SEMI-ARIDE

ARIDE

TROPICAL

INDUSTRIALISE

(1) (2) (3 ) (4 ) (5 ) (6 ) (7) (8) (S) (10) (11) (12) (13) (14) ( t a b l e a u x 9 e t 9 b i s )

(15) ( t a b l e a u 10)

(16) ( t a b l e a u 11)

(17) (18) ( t a b l e a u 12)

(19) ( t a b l e a u 13)

EN VOIE DE DEVELOPPEMENT

TABLEAU S REALISATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT TEMPERE

I l I I I I I I I 1 j PAYS | LOCALISATION | EAU | GEOLOGIE |VOL AQUI | DISPOSITIFS |C0LMA |TRAIT | PERFORMANCES | PRIX 1 1 1 1 1 I l i l i l 1 1 1 1 | URSS iLettonie | L lAlluvions e t deacutep6ts | |Bass ins 1 P-C | Preacute | 0 7 agrave 10 mjour | j | 1 |morainiques 1 | ( v o i r f i g 14) | | | | 1 1 1 1 i i i i I I I I I 1 | URSS iKaunas (Lituanie)1 R |Plaine a l l u v i a l e | |Bass ins | P | P r eacute agrave l | 2 8 agrave 005 njour | | | j i ( v o i r f i g 15) j j ( vo i r f i g 15) j j j j I l I I 1 I I I 1 1 1 I I 1 1 1 1 fi 1 | Suisse |Bacircle 1 R |Pla ine d a l luv ions | |Fosseacutes 1 P | 1 | 65 x 10 m3an |de r e -j j | | f l u v i o - g l a c i a i r e s | | (vo ir f i g 17) | j | | v i e n t j 1 i j (vo ir f i g 16) j j I I I |0 0242 1 I I I I I I I I Ipar m5 1 1

| Suisse j Canton de Genegraveve 1 R 1 Deacutepocircts morainiques j 18 10s ra3 JBassins et j P j 1 j 13 x 106 m3an jde re-| |(voir f ig 18) | | | jdrains | j j jvient 1 1 I I I I I I I j10 agrave 14 1 1 I I i l I I I Icent 1 1 I I I I l i t |suisses 1 1 I I I I 1 1 1 Ipar n3 1 1 1 i l i i 1 1 I I I 1 | France |Donzere-Mondragon| R lAlluvions f l u v i a - |105 10 m3 |Fosses d i n j e c - | P | Preacute | 8 5 m3s |charges I i I j t i l e s (vo ir f i g l 9 ) i j t ion 1 | j jd expl I I I I j j(voir f ig 20) j j j J400000F 1 1 I I I I I I I Ipar an 1 1 1 1 1 1 3 1 I 1 | France |Appoigny 1 R lAlluvions f l u v i a l e s 1180 10 m3 |Bass ins agrave s a b l e | P | Preacute |1000 m3jour | i l i i i j l v o i r f i g 21) j i j | 1 1 I I I I 1 1 1 1 France La Moulle R iCraie fissureacutee Bassins agrave sablei P 1 16IO6 m3an

(voir fig 22) (voir f ig 23) (10000 m2) J

- 118 -

FIGURE 14

PLAN DES OUVRAGES HYDRAULIQUES DE BALTEZERS REPUBLIQUE SOCIALISTE

SOVIETIQUE DE LETTONIE

(SxtnaJJ du Document Q 513^1 )

- 119 -

FIGURE 15

INSTALLATIONS DALIMENTATION ARTIFICIELLE DEIGULAI REPUBLIQUE SOCIALISTE

SOVIETIQUE DE LITUANIE

Legeiuiuml

1 Puits dexploitation 2 Puits dobservation 3 Station de pompage h Bassin dinfiltration

aglQ23 ^

A VA l

tma

Gravxer

S a b l e

Y777 T e r r e g r a s s e

7 Sab le mecircleacute de t e r r e g r a s s e j

(ExtAaJut du Document Ccedil 513^1 )

bull bull bull

- 120 -

FIGURE 16

COUPE HYDROGEOLOGIQUE DU SITE DE LA HARD (MUTTENZ-BALE)

giicircpositif tjltgtfitrjtun

II l VV95m v -bull bullbullbullbull

bullbull- bullbull -yf---w ^ ltbullraquo bullbull(vs5 bullbull A--raquo-

FIGURE 17

PLAN DE LAMENAGEMENT DALIMENTATION ARTIFICIELLE DE LA

NAPPE DE LA HARD (MUTTENZ-BALE)

OAcircUE Ccedily Prise en r7ytera

copy_ Station filtrante

(D_ Conduite dteu fiitrio

QFossucircn dinnltrction

_ Puits diuml repreumlso

copy Reacuteservoir deau poiumltUe et stetion de pampago

_ raquo _ l^ tajw _ J I _ 2Ttftipe

ttUTTENZ PHATTELH

leuroxtnaAgravejLi du Document h 2028)

- 121 -

FIGURE 18

PLAN DE SITUATION DE LA NAPPE DE LARVE ET DES OUVRAGES

I Fronlentx 2 Florencs 3 Corouga 4 Vmty (pont) S Veuy (uagravenraquo) 6 Trains

7 SooMnraquo dAnraquo 8 Perly 9 Sorol 10 Veyriat (Franc) il Gcitlard (F) 12 Crochu (F) 13 Veiraquo (F) bull Pulrs -J- PirKgtfnagravegtrraquo

x x

^ f Noppe deacute ^ rAilordonV x+ +

(E-xtnaiA du Document 66189^5)

Echees _ J l C T

lOOm

iroo-iVraquo SOCn-Vs

FIGURE 19

SCHEMA DE LALIMENTATION

ARTIFICIELLE A DONZERE-MONDRAGON

(ampctnaLt du Document h 2028)

m bull bull bull bull bull

- 122 -

FIGURE 20

DISPOSITIF DINJECTION

G r i l l e de f i l t r a t i o n Canal

d a l i m e n t acirc t P u i t s d i n f i l t r a t i o n

Gravier compacteacute bull-v ( 1 0 - 3 0 mm) --- -s

-~ii

Tuyau p e r f o r eacute - - iicirc TE ( D i a m egrave t r e bullbull - ^ -^ 056 m) bullbullbullbullf-_-_-|

bullAlluvions -(profondeurr 8 -18 megravetres)

^S^UMSIumlEATUi-l IMPERMEABLE

lCxtnoJJ du Document Ccedil 513^1)

123 -

FIGURE 21

NAPPE DE LA VALLEE DE LYONNE A APPOIGNY FRANCE

bulllt

Station de pompage - M

JC3 puits raquoP

Prise deau

Bac de deacutecantation

bull

laquo i

laquoiuml bullOi

Pompe de r e p r i s e

bullQtrademdashpieacutezomegravetre No

(ExtAOAgraveA du Document Ccedil 513^1)

FIGURE 22

GRAVELKES bull^IumlOUNKERQUS

bullEAU INDUSTRIELLE i l ] LAC DE BELLEVUE

LILLE

USINE DE FABRICATION DEAU POTABLE DcMOULLE

VALENClHWNHS^raquo

OOUAraquo tk^in y v

(poundxtsi(LUt du Document 6627873) bull bull bull bull

- 124 -

FIGURE 23

COUPE GEOLOGIQUE DU BASSIN VERSANT DAPRES BRGM

20N5 OAV5 lAOJElLE LA -1APPE DE IA CH-OE EST CAPtlVc SOUS IcircE TEfWKJraquo TEariUSH

Surface d la nap4 en mars-avril 1357

la nappa en mai 1072

TABLEAU 5 BIS REALISATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT TEMPERE

| PAYS | LOCALISATION | EAU j GEOLOGIE jvOL AQUI | DISPOSITIFS |COLHA jniAIT j PERFORMANCES | PRIX |

j Japon JMenuma | R JDiluvium j |Pu i t s d i n - | P-C | 2 |4 000 m3Jour j j j j t vo i r f i g 24) j j t vo i r f i g 24) j j j e c t i o n I I I i l

j Japon JNiigata 1 R JDiluvium j gt 120 10 5 m3 jPui t s d i n j e c - | P-C j 2 j20000 m3Jour jde r e - j j j t vo i r f i g 25) | j t vo i r f i g 25) j j t ion j j j jv ient j i l i l j j tvo ir f i g 2 5 ) | j j |0 02 $ j j j I I 1 1 1 1 j 1 i3 |

j Japon JHodogaya j U JDiluvium | |Pu i t s d i n j e c - j C | 2 J35 m3h j j i l j j 1 U i o n 1 I i j j i i i l j j tvo ir f i g 26)j j j j j

j RFA IWiesbaden | R JAlluvions f l u - j jflassins |P-C-B j 1 jlOO 10 6 m3an i I j i i j v i a l e s j j tvo ir f i g 27)j j j j j i l i j t v o i r f i g 27) j j j i j j j

| RFA JDortmund j R JAlluvions f l u v i a - j JBassins j P-B j Precirc jlOO 10 6 m3an jde r e - j j | j j t i l e s j j tvo ir f i g 28 ) j j j jv ient j j | | j t vo i r f i g 28) j j 1 i | |entre | j i i l i l i i i i deg gt 0 3 e t i i i i i i i i i i i 0 raquo 0 9 i 1 j I I j 1 i i |Par bull i

RFA Sables de Haltern L Sables profonds e t 108 10 s m3 Bassins Preacute 44 10 6 ngt3an (vo ir f i g 29) a l luv ions de (voir f i g 29)

1 t recouvrement [ I I I l

1 CB lHardham (Sussex) j R jSable-limoneux j |Bass ins j P j Precirc J26OO0 m3jour j j 1 1 I I I I I I I I I

Notations

Eau R raquo= eau de riviegravere U s eaux useacutees

Colmatage P raquo colmatage physique C raquo chimique B - bull bol ialt

Traitement Preacute = preacutetraitement 1 primaire 2 s secondaire

- 125 -

FIGURE 24

PROJET DINJECTION DE MENUNA JAPON

CARTE HYDROGEOLOGIQUE DE LA PLAINE DE KVANTO

Zone d a l i m e n t a t i o n des nappes c a p t i v e s

Zone de c i r c u l a t i o n des eaux douces c a p t i v e s

Zone d e a u x s o u t e r r a i n e s s e m i - c o n n eacute e s

TTTT-

200

Eaux souterraines coloreacutees du groupe de Kazusa Direction principale du courant des eaux douces souterraines

Limite infeacuterieure des deacutepocircts du plio-pleacuteistocegravene du groupe de Kazusz

Aluvions

Roches preacuteshytertiaires

PROFIL GENERALISE AB Groupe Kazusa

(Plio-pleacuteistocegravene)

(ExtnaiA du Document Ccedil 513b1) bull bullbullbullbull bull

- 126 -

FIGURE 25

PROJET DINJECTION DE NIIGATA - JAPON

C a r t e i n d i q u a n t l e m p l a c e m e n t d e s d i s p o s i t i f s d i n s e r t i o n

J D i s p o s i t i f s d i n j e c t i o n

B a s s i n de d eacute c a n t a t i o n

P r o d u i t s c h i m i q u e s p o u r l e t r a i t e shyment

^V^AJi-^r 1^^ 6 ^ e ^ e a u b r u t e

C ugrave-

i l i Vlaquo

I1III

P l a i n e c ocirc t i egrave r e Beacutegions montagneuses

(C-xJjiaUi du Document Ccedil 513U1 ) bull bull bull bull bull bull

- 127 -

FIGURE 26

INSTALLATION DINJECTION DE HODOGAYA

cp Vanne darrecirct ^

Pompe

R eacute s e r v o i r d e a u

G r a v e t t e f i l t r e compacteacute

Figure puit

JAPON

montrant la s dinjection

Tokyo zone m

struc Mo 1

eacutetrop

ture des et 2

olitaicircne

(ExtaaU du ucircocumertf Ccedil 51)^1 ) bull bull

- 128 -

FIGURE 27

POMPAGE DEAUX SOUTERRAINES ARTIFICIELLES A SCHIRSTEIN WIESBADEN

r JD

s u r l e Rhin

copy S t a t i o n de pompage copy P u i t s copy B a s s i n de d eacute c a n t a t i o n copy B a s s i n d i n f i l t r a t i o n copy Leveacutee

VALLEE DU BHIN WIESBADEM REPUBLIQUE FEDERALE DALLEMAGNE

lpoundxtAaJJL du Document Ccedil 57J47 )

- 129 -

FIGURE 28

INSTALLATIONS DALIMENTATION ARTIFICIELLE DE DORTMUND

BaBs in de d eacute c a n t a t i o n

P r eacute f i l t r e agrave g r a v i e z

mmmzm Substratum impermeacuteable

YSSSSSS Surfaccedile de la nappe phreacuteatique avant

bullbullbull 1 alimentation artificielle bull Surface de la nappe phreacuteatique apregraves lalimentation artificielle

bdquo+teacirce 1 a Lippeltx

N o t e laquobullmdash iy

Pour approvisionner les villes ~ bullgtegt G-Agrave et les industries on pompe dans la valleacutee de la Ruhr hlO millions de m-2 deau par an dont

320 millraquo de m2 dans lEnvscher 82 mill de m^ dans lu Lippe 6 millraquo de nvi dans la Vupper

et 2 millraquo de m dans la cuvette dEms

VALLEE DE LA RUHR REPUBLIQUE FEDERALE DALLEMAGNE

ouvrages hydrauliques

lx+ialt du Document Ccedil 513^1)

Lac artificiel

Bassin draquoinfiltra- puits de

tion pompage

Bassin dinfiltrashytion

I I

Surface pieacutezomeacutetrique avant lalimentation artificielle

Surface pieacutezomeacutetrique apregraves lalimontation artificielle

~

Sables de Haltorn

Carte de la reacutegion

DISPOSITIF DALIMENTATION ARTIFICIELLE DE HALTERN

REPUBLIQUE FEDERALE DALLEMAGNE

Cologne (K51n)

DlaquossEicanrgt

lExtnaAJi du Document Ccedil 513^1 )

- 131 -

TABLEAU 10 REALISATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT CONTINENTAL

I PAYS j LOCALISATION | EAU | GEOLOGIE | VOL AQUI | DISPOSITIFS | COIJU | TRAIT j PERFORMANCES I PRIX

T USA Peacuteoria (Illinois) R sables et graviers

(voir fig 30) Bassins agrave sable (voir fig 30)

AP Preacute JlO000 m3jour |de re-|vient 10008 FF| jpar rn3

Notations

R = eau de riviegravere P = colmatage physique A = colmatage ducirc aux algues

Preacute = preacutetraitement

FIGURE 30

PLAN ET COUPE DUN BASSIN DINFILTRATION DE PEORIA

Oacsm

mm f^-C^t

i - j laquo m r vsi bullbull bull bullgtraquo bullbullbull gt-r-mdash ~T -- -v bullbull-

JiiC^U-1 vv-------- bull t )- c bullbullsvcbullbull - bull bullbull -bullbull ^Vbullbullbull^bull^iT v^gt^7bull^^T-~----Trrbull^^-^-^-J-C^bullbullbull

Echelles United)

Arriveacutee dcui- Ijriiire

(Existait du Document t 2028)

- 132 -

TABLEAU 11 REALISATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT MEDITERRANEEN

PAYS I I I I I I j LOCALISATION | EAU | GEOLOGIE | VOL AOUI | DISPOSITIFS j COLHA

1 1 1 TRAIT | PERFORMANCES | PRIX |

Valleacutee de la Durance (Voir fig 31)

R Alluvions fluvia- gt 800 10 m3 Puits dinjec- P tiles tion

(voir fig 31)

830 1s

I

Notations

R raquo riviegravere P = colmatage physique 1 = traitement primaire

TABLEAU 12 REALISATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT ARIDE

| PAYS

USA

| USA

1 | LOCALISATION

Flushing Meadows

1 1

JFresno |(voir fig 33) 1 1 1

EAU

bull

R

1 | GEOLOGIE

Sable grossier et graviers

1

|Alluvions reacutecen-jtes dorigine |granitique 1 1

1 | VOL

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

AQUI 1 | DISPOSITIFS

Bassins (voir fig

1

|Bassins 1 1 1 1

32)

1 |COLMA

PB

1 1 1 1 1 P 1 1 1 1

1 |TRAIT

gt 1 1 | 1 | Preacute 1 1 1 1

1 | PERFORMANCES

35 m3s

1 1

|15 10 m3an 1 1 1 1

1 1 | PRIX j

1 1 1 1 de re- j vient 000432 jpar m3 j

1 i |de re- | jvient j |00142 | jpar m3 | 1 1

Notations

R laquo eau de riviegravere U = eaux useacutees

P =raquo colmatage physique B = colmatage biologique

2 raquo traitement secondaire Preacute = preacutetraitement

bullbullbullbullbulllt

- 133 -

FIGURE 31

BASSE VALLEE DE LA DURANCE - FRANCE

TARASCON

Limi t e s de l a p a r t i e c a p t i v e de l a format ion a q u i f egrave r e ( sous des d eacute p ocirc t s a r g i l e u x s u p e r f i c i e l s )

I n s t a l l a t i o n s d i n j e c t i o n ~^mdash P r o f i l eacute t u d i eacute

ipoundxtncuit du Document Ccedil 513^1 ) bull bull bull bull bull bull

- 134 -

FIGURE 32 SCHEMA DU PROJET DE FLUSHING MEADOWS ^-x

R eacute g u l a t e u r d e p r e s s i o n

A l i m e n t a t i o n

Canal dameneacutee Digue

Bassin V T

IOI JΠJLIumlL

=r~w5i bd alt

bull

Puits Ndeg bull 1

50

bull -ltgt

bullbull 3-4

5-6

100 megravetres

I

B _

3=

Tuyau de drainage

J^ Puits Est

Puits

FIGURE 32 BIS SYSTEME DES BASSINS DINFILTRATION SUR CHAQUE COTE DU LIT DE LA RIVIERE ET DES PUITS AU CENTRE POUR POMPER LEAU REGENEREE

Lit de la rivi egravere

horizon imperxeacuteable

(poundXpoundACLUgraveL4 du Document Ccedil 6230) bull bull bull bull

- 135 -

FIGURE 33

ZONAL RESPONSE IN WATER TABLE HYDRAULIC HEAD AND WATER QUALITY

AROUND THE CITY OF FRESNO CALIFORNIE

(poundxtnltzijt du Document 6616816)

TABLEAU 13 REALISATION EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT TROPICAL

i PAYS

USA

i | LOCALISATION |

St Croix (Virgin Islond)

Notations

EAU

U

| GEOLOGIE

Alluvions (voir fig 33 Bis

1

VOL AQUI DISPOSITIFS

Bassins (voir fig

33 Bis)

1 ICOLMA

1 1 PB

1 1 1

1 | TRAIT

1 1

1 1 1 1

PERFORMANCES

38000 n3jour

1 1 1 PRIX |

[de re- [ vient 05602 [par m3

U = eaux useacutees

P = colmatage physique 8 = colmatage biologique

1 = traitement primaire

- 136 -

FIGURE 33 BIS

GEOLOGY OF THE GOLDEN AND NEGRO BAY RECHARGE SITES

i ^ mdash E i f t t a N laquo y o Bay gt ^ bullbull bull Esurraquo Goldltn Grcraquoraquo bull gt

rtorironiai ugraveiitanc ifti

(poundxtialt du Document 661^931 )

bull bull bull bull bull bull

- 137 -

- INSTALLATIONS DE RECHARGE ARTIFICIELLE AYANT POUR OBJECTIF LA

CONSTITUTION DUNE BARRIEgraveRE HYDRAULIQUE CONTRE LINTRUSION

DEAUX SALEacuteES

1 ) L-Lite deA inAtaHaiJonA

(1

(2

(3

(4

(51

(6

(7

(8

(9

(10]

(11

(12)

Long Island USA

Zandvoort Pays-Bas

Tokushima Japon

Water Factory 21 USA

Palo Alto USA

Burdekin Australie

Kalauoo Hawaiuml USA

Dashte Naz Iran

Tanger Maroc

Telbaulba Tunisie

Sebikotane Seacuteneacutegal

Bas Togo Togo

(F 2028 G 51341 G 17874)

(F 2028 G 51341)

(G 51341)

(G 6212 5603546)

(G 6212)

(F 40332 G 51341)

(G 51341)

(Ground Water Ja-Fe 1977)

(F 2028 G 51341 6600101)

(G 6757)

(G 51341 5600835)

(G 51341)

2) Le tabMeau cL-apieA donne la r eacutepar t i t ion des i n s t a l l a t i ons preacuteceacutedentes suivant l e climat et l e niveau de deacuteveloppement des pays concerneacutes

3) LeA tabteaux 1b agrave 19 donnent pour chaque cas p a r t i c u l i e r de climat et de niveau de deacuteveloppement quelques carac teacuter is t iques des i n s t a l l a t i o n s correspondantes

Tableaux 14 agrave 16 r eacutea l i s a t ions en pays indus t r i a l i seacute s

Tableaux 17 agrave 19 r eacutea l i sa t ions en pays en voie de deacuteveloppement

- 138 -

- ______^ NIVEAU DE CLIMAT -^CEVELOPPEM

TEMPERE

CONTINENTAL

MEDITERRANEEN

SEMI-ARIDE

ARIDE

TROPICAL

INDUSTRIALISE

(1) (2 ) (3 ) t a b l e a u 14

(4 ) (5 ) t a b l e a u 15

(6) (7) t a b l e a u 16

EN VOIE DE DEVELOPPEMENT

(8) t a b l e a u 17)

(9 ) (10) t a b l e a u 18

(11) (12) t a b l e a u 19

TABLEAU 14 REALISATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT TEMPERE

C I I I I I I I I I I PAYS | LOCALISATION | EAU | GEOLOGIE | VOL AQUI | DISPOSITIFS |COLHA |TRAIT | PERFORMANCES | PRIX |

1 1 I I I I I 1 1 1 I I I I I I I I I | USA | Bay Park | U |Sable a r g i l e | gt 1200 10 9 m3|Puits d i n j e c - | PCB | 3 |13 agrave 25 1s | | | | Long Is land j | sab le argi leux j | t i o n I I I 1 | | (voir f i g 34) | | ( v o i r f i g 35) | | I I I I I

| Pays-Bas | Zandvoort j R |Plaine l i t t o r a l e | ) 4 5 10 9 m3 jcanaux e t j P j Preacute j 70 10 m3an jde r e -| j | | e t dune | jbass ins | | j | v i en t | | | j (vo ir f i g 36) j j fvo ir f i g 36) j j j |0 245

1 I I I I I I I lFFn3 1 1 1 1 II 1 1 1 II 1 1 1 1 1 1 1

Japon | Tokushima | R |Plaine l i t t o r a l e | |Pu i t s d i n j e c - | P | 2 | 20-25 n3heure | j (vo ir f i g 37) j jdiluvium | j t ion I I I 1 | | |(voir fig 37) | | I I I 1 1 I I I I I I I 1 Notations

R = eaux de riviegravere U = eaux useacutees

P = colmatage physique C = colmatage chimique B = colmatage biologique

Preacute = preacutetraitement des eaux 2 = traitement secondaire 3 = traitement tertiaire

- 139 -

FIGURE 34

LOCATION OF THE BAY ARTIFICIAL-RECHARGE SITE

(C-xtnaAJL du Document Ccedil 5211 )

FIGURE 35

Nord Sud Atlantioue

A r g i l e

^Zdia^) cfe fBe c 0

G r a v i e r

Sable argile sable argileux et limon S a b l e

Roche c o n s o l i d eacute e

lCxtaaJJ- du Document Ccedil 513^1 )

- 140 -

FIGURE 36

NI

n

Limite de la zone s captage

Limite des dunes

i

gt

Mer du Nord Dunes Polder du Lac de Haarlem

urbe ^^y-Lentilles Sables du plexs^ - T tocene ^ ^^aargile

---bullbullbullbull bull-bull-bullbullbullbull ejjgt---gt ltamp ltbull bull v- bullbullbullbull

gt--gtV^

^ampm$^amp^3^amp$^

ZANDV00RT PAYS-BAS

(CxtAaU du Document Ccedil 513^D bull bull bull bull bull

- 141 -

FIGURE 37

Aff l eu remen t s du s u b s t r a t r ocheux

_ _ p r o f o n d e u r du s o c l e rocheux ~ ( c o u r b e de n iveau ) 1ampampampVJ-~- Teneur en Ci s u p eacute r i e u r e agrave

bull Fo rage

copy P u i t s d i n j e c t i o n

TAKASE Deacutepocircts argileux superficiels HATSUMO

icirc l e r

PROJET DINJECTION DE TOKUSHIMA JAPON

fts^ k=eacutepoundagrave amp ^

Tokushima (sur Shikoku)

(6x-tzltzlt du Document Ccedil 513U1 )

- 142 -

FIGURE 38

ORANGE COUNTY CALIFORNIE

bullv KCCU CQ

5Au BtewAepiuo co

raquo _

eiVcZ^iPE- co

0

PIE60 1 l [ IMPERIAL CO i

_ 1 -T-

A i

(CxtacuJ du Document 56035^6)

TABLEAU 15 REALISATIONS EH PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT MEDITERRANEEN

r 1 i PAYS | LOCALISATION | EAU | GEOLOGIE

1 1 1 1 1 1 |VOL AQUI | DISPOSITIFS |COLMA | TRAIT | PERFORMANCES | PRIX

Water Factory 21 U Deacutepocircts marins et Californie continentaux mal (voir fig 38) consolideacutes

Puits dinjecj PB 3

(voir fig39)

066 IJI33

USA Palo Alto (voir f ig 40)

U Sables et jgraviers

I Puits dinjecj PB 6 1s

|(voir fig40)| I I

Notations

U = eaux useacutees

colmatage physique colmatage biologique

3 = traitement tertiaire

bull bull bull bull i

- 143 -

FIGURE 39

FLOW SCHEMATIC AND SAMPLING LOCATIONS FOR WATER FACTORY 21

LIQUID PROCES3IWG

C H E M C A L K I T R O S c N RECARSON-I __ _ icirc ACTIVATES bullDiSlNFECIiCV amp j CLARIFICATION j REMCVAL ATCN [ FILTr^siO^I CARBON 0poundMIKERASJZpound7Gricirc

t t fAOSQPPTiCtt

CAP80H 70 HIcircUSr

bull lt

lJCCTtOlaquolaquo wCLLS

bull laquo C Y C L E

PUMraquoS

S0L1DS HANOLING INJECTIONraquo SYSTEM

bull bull bull bull bull bull

- 144 -

FIGURE 40

PLAN 0F GROUNDWATER RECHARGE FACILITY IN THE PALO ALTO BAYLANDS

msmm FRAgraveSCISCOcircI

0 u

El 6k

PALO ALTO

copy

-e-o

LEGEND

EXTRACTION WELL

INJECTION WELL

MONITOft WELL

lpoundyLtnaLt du Document Q 6212)

- 145 -

TABLEAU 16 REALISATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT TROPICAL

1 f~^ 1 1 1 1 PAYS | LOCALISATION | EAU | GEOLOGIE | VOL AQUI | DISPOSITIFS |COLMA |THAIT j PERFORMANCES | PRIX

Australie Delta du Burdekin Delta avec 345 109 m3 Trancheacutees agrave Preacute (voir fig 41)

-h i

JKalauao Hawaiuml

deacutepocircts alluviaux

I I I I

sable (voir fig41

I Bta2) I H

40 agrave 100 106

m3an des in-vestis-jsements 2 106$

USA jcocircne volcanique 4800 10 in3 Retenue deau (basalte) (voir fig43) (voir fig 43)

120000 m3jour

Notations

R = eaux de riviegravere

P w colmatage physique

Preacute = preacutetraitement

FIGURE 41

CARTE GENERALE

bull Ui KlaquoraquokM

(ExtzaLt du Document Q 513^1 )

- 146 -

FIGURE 42

LOCALITIES OF RECHARGE TRENCHES IN BURDEKIN DELTA

FIGURE 43

TYPICAL CROSS SECTION OF A TRENCH

IpoundxtnaAgraveJbi du Document h U0332)

- 147 -

FIGURE 44

COUPE SCHEMATIQUE MONTRANT LES SOURCES DEAU DE HONOLULU

P u i t s d e K a l a u a o H a w a i i E t a t s - U n i s d A m eacute r i n u e

E c h e l l e

-2snmdash P r eacute c i p i t a t i o n (rrr)

- laquo laquo - - L i g n e s d e n i v e a u p i eacute z o m eacute t r i q u e ( c m )

(SxiAaJJ du Document Ccedil 513^1 )

- 148 -

TABLEAU 17 REALISATIONS EN PAYS EN VOIE DE DEVELOPPEMENT A CLIMAT TEMPERE

1 PAYS | LOCALISATION

j r

GEOLOGIE | VOL AQUI | DISPOSITIFS | COLHA | TRAIT | PERFORMANCES | PRIX

Iran iDashte Naz | N |Sables | jtvoir f ig 45) bull j jtvoir f ig 46) j

I I I I

|Puits din- j jjection j |(voir f ig 47) |

|200 1s I I

N = eau de nappe

FIGURE 45

DASHTE-NAZ FARM AREA

V--

I R A Q

S A U 0 1 A R A 8 I A

MIOOLE EAST AREA

(poundxpoundnaUt4 de VattLcAe do OS W-LLLLaniA pcuiu darvi Qiound Wateji Qa-Fe 1977)

- 149 -

FIGURE 47

CROSS SECTION OF TYPICAL INJECTION WELL

FIGURE 46

RELATION BETWE FRESH AND SALINATED

AQUIFERS IN DASHTE-NAZ

CAS-OH I f A

-bull C -r- ~ - = S ^ trade j f - iuml x bull bull 0 L

_ _ - ^ Fgtistoi cdHgtjkta wi(raquo gtlaquo-raquoai

fx-6iltxiXltJ de VantXcle de pound)poundbull WLilLami paMu dan Ccediliound Wateji Ccedila-Fe 1977 )

bull bull bull bull bull bull

- 1 5 0 -

CARTE GEOLOGIQUE DU CHARF-EL-AKAB

Echelle - ltm

QUATERNAIRE

Allumions

1 I Sable Je couverture

~gt---iuml 1 Sable de phje

1degdegdeg1 Gregraves marin

ANTEQUATERNAIRE

- j Gregraves lortonhn

bullpound3 Gregraves 1 vmucirc Arjiitesj

F-^- Marnes eacuteocegravenes

ugravediens

Mcrres schisteuses secircnonicircennss

bullif- ocircondacss dexploitation t Fesseacutes dabsorption

copy Pieacutezomtlrts G Diachse dinjection

evccedilraquo V^=gt-iuml

EXHAURE ET REALIMENTATION

ARTIFICIELLE DE LA NAPPE DE

CHARF-EL-AKAB (TANGER)

SCHEMA DE PRINCIPE

(poundxJyiaUA du Document 6600101 ) bullbullbullbullbullbull

- 151

TABLEAU 16 REALISATIONS EN PAYS EN VOIE DE DEVELOPPEMENT A CLIMAT MEDITERRANEEN

1 | PAYS

1 1 1 Maroc 1 1 1 1 1 Tunisie 1 1

1 | LOCALISATION

1 1 |Tanger 1 1 |Telboulba 1 1

1 | EAU

1 B 1 1 I 1 1 F 1 1

1 1 | GEOLOGIE | VOL

I 1 1 1 s ICuvette littorale|6 10 Iseacutedimentaire | |(voir fig 48) | | 1 i |Sables fins avec | (couches dargile | i i

AQUI

m3

1 1 | DISPOSITIFS |

1 1 1 |Fosses din- | Ifiltration | |(voir fig48)|

| i 1 i |Pults din- | Ijection | 1 1

COLMA

P

P

1 | TRAIT

I 1 1 1 1 1

1 1-2 1 1

1 | PERFORMANCES

I

1 |106 m3an 1 1 1 1 -|05 10deg ngt3an 1 1

1 1 1 PRIX | 1 1 t 1 1 1 1 1 1 1

1 1 1 1 1 1

Notations R = eau de riviegravere

P = colmatage physique

1 = traitement primaire 2 = traitement secondaire

TABLEAU 19 REALISATIONS EN PAYS EN VOIE DE DEVELOPPEMENT A CLIMAT TROPICAL

1 1 1 1 | VOL AQUI | DISPOSITIFS | COLMA |TRAIT PAYS | LOCALISATION | EAU GEOLOGIE PERFORMANCES | PRIX

Seacuteneacutegal | Sebikotane IRoches carbona- 6010 m3 jRetenue |teacutees karstiques | j(voir fig4SIuml| |(voir fig 49) j | |

+ -+- 4-I

1depandage j

34 10 n3an

Togo Bassin du Bas Togo

Sables dunaires (voir fig SO)

gt 1 4 1 0 S m3 jTerrains 5 6 10 m3an

Notation

R = Eau de r i v i egrave r e

- 152 -

FIGURE 49

ECORCHE DU COMPARTIMENT DE SEBIKOTANE

ECORCHE DU COMPARTIMENT

DE SEBIKOTANE

Rosine infeacuterieur supposa en levraquoJ

i JIumlAMirretir

F N Cad m rcreujf

i rjJ 5AAV t 7srracirces

iKf[^|rT bull | ^T7^WL T Icirc j-r-- r- i - F

jt|l-k bull i T i ^ ^ J iiuml S t e k y X MaUr Guey

(poundxtaU du Document 5600835)

- 153 -

FIGURE 50

PLAINES LITTORALES DU TOGO

Limi te des p eacute n eacute t r a t i o n s UJJJplusmn-LLL d e a u s d e mer ^o

tf C o u r b e s de n i v e a u de l a pound I iuml m i t e iuml h f eacute r i e u r e de l a q u i - ^ bull bull

f egrave r e du c o n t i n e n t a l t e r m i n a l v

E a u de ui(

Oceacutean o

P r o f i l

C o n t i n e n t a l t e r m i n a l

( ^S ta t ion de pompage) T a b l i g b o

Eaux

S-ogt6 W ^

(poundxfrialpound du Document Ccedil 513^1) bull bull bull bull

- 154 -

D - INSTALLATIONS DE RECHARGE ARTIFICIELLE AYANT POUR OBJECTIF

LEacutePURATION NATURELLE DES EAUX PAR PASSAGE DANS LE SOL

1 ) Lutte deA inAtaLlampLLorvi

(1) Bertrange France

(2) Blagnac France

(3) Dangeacute - St Romain France

(4) Ginasservis France

(5) Nancy France

(6) Croissy France

(7) Karlskoga Suegravede

(8) Goteborg Suegravede

(S) Port Leucate France

(10) Boulder USA

(G 2264 bis)

(G 2264 bis)

(G 2264 bis)

(5605250)

(F 2028)

(G 51341 G 3663)

(G 51341 F 2028)

(G 51341 F 2028)

(G 7221)

(G 1681519)

2) Le tabZeau cx-de440uA donne la reacutepartition des installations preacuteceacutedentes suivant le climat et le niveau de deacuteveloppement des pays concerneacutes

mdashbullmdash-___ NIVEAU DE CLIMAT -^DEVELOPPEM

TEMPERE

CONTINENTAL

MEDITERRANEEN

SEMI-ARIDE

ARIDE

TROPICAL

INDUSTRIALISE

(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) Tableaux 20 et 20 bis

(S) Tableau 21

(10) Tableau 22

EN VOIE DE DEVELOPPEMENT

bullbullbullbullbullbull

- 155 -

NB Toutes les installations reacutepertorieacutees ont eacuteteacute construites dans des pays industrialiseacutes Ceci montre bien que face dune part agrave laugmentation des besoins en eau et face dautre partagrave limportance de la quantiteacute deaux useacutees rejeteacutees lalimentation artificielle apparait comme eacutetant un moyen de gestion bien approprieacute

N

3) LampA tableaux 20 agrave 22 donnent pour chaque cas particulier de climat et de niveau de deacuteveloppement quelques caracteacuteristiques des installations correspondantes

TABLEAU 20 INSTALLATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT TEMPERE

| PAYS | LOCALISATION | EAU | GEOLOGIE j VOL AQUI j DISPOSITIFS | COLMA | TRAIT | PERFORMANCES | PRIX

France Bertrange R Alluvions gros- bullBassins agrave PB Preacute 800 m3jour bull 1siegraveres bull bullsable j j Jenviron j

(sables et gra- i itvoir fig51)

1 I I vieuro r s) | i 1 1 I 1

j France 1 Blagnac 1 R JAlluvions gros- | iBassins agrave j PB j Preacute |800 m3jour j | 1 1 Isiegraveres 1 Isable | j lenviron i j j I ((sables et gra- | |(voir figbllj j j j 1 1 I I viers) 1 1 I I I I

France Dangeacute Saint R Alluvions gros- Bassirs agrave PB Preacute 800 n3jour

Romain siegraveres isable [ [environ

(sables et gra- (voir fig51)

r 1 v i e r s ) bull I

j France | Ginasservis j U | 1 |Lagune j PB | 3 |50 m3heure j 1 I (Var) | | 1 Kvoir fig52)| | j |

France Nancy R Alluvions bull Bassins p Preacute 100000 m3j

(voir fig53)

| France j Croissy j R |Craie fissureacutee | |Bassins j PB j 1 |3010 m3an jde revient

| | (voir fig 54) | |sous alluvions | |(voir fig55lj | j |0062 par

1 1 1 |(voir fig54) | | I I I I m3

j | I l 1 9 1 I j I i Suegravede Karlskogo R Alluvions (sables 2 10 m3 Bassins agrave 1 15000 mSjour

(voir fig 56) [et graviers) [ [sable [ [ J J

(voir fig 56) (voir fig56)] j

Notations

R = eaux de riviegravere

U = eaux useacutees

P = colmatage physique

B ~ colmatage biologique

Preacute = preacutetraitement des eaux 1 = traitement primaire 3 = traitement tertiaire

bullbullbullbullbullbull

- 156 -

FIGURE 51

Pt eacute iome t r cm

4 3

4 2 Stiagravettrotum de cateotres marneux tm peu permtobtn ^ -IMPLANTATION -

EcheteViOOO

SP I I I I I I I I I t I rr BOMilt 4raquoJtrotlaquoii

1gtIuml I I M J I I I M I A B

bull Fore 9 bull tf rlaquopi i

laquoraquooo l _ 1 2 0 O

J-raquoraquo

lLxtnaiA du Document Ccedil 226k b-Li)

FIG-52

T iu i teumlu ien t d eacutepuiut iou degraves fcJUii Utgteacutees Urbaines

en vus de Leur recyclage pour la consommation

Scheacutema deprincipe de l installation pilote de GINASSERV1S

ChXraquot olaquoJraquolaquolraquoraquo Otcf lntr iictgtpiraquolraquoraquo

v bull T R A I T E M E N T PRIMAIRE laquot SECONDAIRE

TRAI1EHENT TERTIAIRE

ur

raquo ^ ^ ~ i

C3 J ya amdashraquo f

^ mdash - feu eraquor gtbull bull bull bull bull bull

LACUNE dlaquo r i mj action

(poundxUaU du Document 5605250

- 157 -

FIGURE 53

SCHEMAS EN PLAN ET EN COUPE DE LALIMENTATION ARTIFICIELLE DE LA NAPPE

DE LA MOSELLE A MESSEIN (NANCY)

MoseUe

vers trai

Barrage

25-3 Om | 25-30trade

gt^ |2a3nraquo

f Galerie L J captante

77777777-7777777 Subslratum impermeacuteable

(LxJjiaAgraveJ du Document h 2028)

FIGURE 54

NAPPE SOUTERRAINE DE LA VALLEE DE LA SEINE A CROISSY (FRANCE)

S e i n e Deacutecanteurs

U

P r i s e d eau

F i l t r e s agrave s a b l e

B a s s i n S t a t x o n r _ V e r s l e d m f i l - de _ reseau de t r a t x o n pompage l - d i e t r - i -

1 bution

Craie f i s s u r eacute e

(ExtAcujt du Document Q 513^1 )

- 158 -

FIGURE 55

Usine du PECQ

Prise deau de CROISSY

Chatou 9

bull bull lt - - bull lt iuml gt

FORAGES SLEE bull FORAGES fslJFTl

coupe des terrains suivant A B

a Meuliegraveres e Calcaire grossier b Sables du Stampien f Argiles et sables du Sparnacien c Gases vertes du Sarncisien g Craie blanche Seacutenonienne d Marnes et caillasses h Sables et graviers

(6xtAalt du Document Ccedil 3663)

- 159 -

RESERVOIR DEAU SOUTERRAINE DE KARLSKOGA SUEDE

Carte de l a reacuteg ion

bull w

(ExtnaLt du Document Ccedil 513^1 )

FIGURE 56

SCHEMA DE LALIMENTATION ARTIFICIELLE A KARLSKOGA

(Extnatt du Document t 2028)

- 160 -

TABLEAU 20 BIS INSTALLATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT TEMPERE

1 1 I LOCALISATION | EAU | GEOLOGIE | VOL AQUI

1 1 1 r~ DISPOSITIFS | COLMA | TRAIT | PERFORMANCES | PI

PAYS

Suegravede | Goteborg I I

R |AlIuvlons (sables | jet graviers) | j(voir fig 57) |

Bassins | (voir fig 57) j

| 1 |12000 m3jour I I

Notations

R = eaux de riviegravere

1 = traitement primaire

FIGURE 57

SCHEMA DE LALIMENTATION ARTIFICIELLE A GOTEBORG

Bass in d raquo i n j e c t i o n

Nivlaquo p i eacute z on eacute triccedilju^

v v v V

vSocle cristallin

n M bull

(Cxtnaijt du Document Q 513^1 )

bull

NW Echelle horizontale 1500

PZ5

488 529

590 622-6 28

249-250 HV

360-364-k

482-484

Golel dorgile humifecircre 03cm + golels oxydes

602

690

775-784 810

Lentille dorgile humifecircre 02cm ggft

l ^ g S S J Forte dodeur H2 S 75 926 944

10-1018

1086 bull

1168-12-

1540 L-J

w

Argile humifecircre sableuse

Argile sableuse humifecircre oxydotion ferrique 10

Argile sableuse humifecircre

Deacutebris de- vecircgeacutetoux 10 Traces oxydation 1

Sable tourbeux Deacutebris de bois Soble fin tourbeux

Sable fin tourbeux

Amas de soble argileux humifecircre Soble partiellement tourbeux

054 bullbullbull 089-071

240

354-360

425-428

517

610

9 936

arc

515

Lentille dorgile tourbeuse 1cm Toches doxyde ferrique

Golel dorgile sableuse

Galets dargile sableuse brun-rouge 01 cm Toches humifegraveres Bois en deacutecomposition Soble ovec oxyde ferrique 20 Soble humifecircre H2S Soble humifecircre ovec racines

LEacuteGENDE

] Soble grossier moyen

Soble fin

FIGURE 59 PORT LEUCATE

PLAN DE SITUATION DE LA DUNE DE LA CORREGE

Echelle M 15 000

bullbullbullv Zoneeacutequipeacutee pour l i r r i g a t i o n acirc p a r t i r des ef f luents en 1980

Zone basse planteacutee (+ 2 NGF)

Conduite 0 400

Bassins d i n f i l t r a t ( 1981)

Zone haute non anteacutee (+7NG

M E R bullbull M E D I T E R R A N E E

- 163 -

TABLEAU 21 INSTALLATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT MEDITERRANEEN

j VOL AQUI | DISPOSITIFS |COLMA |TRAIT | PERFORMANCES | PRIX PAYS LOCALISATION EAU j GEOLOGIE

] 1 h Port Leucate U Dunes cStiegraveres

(voir fig 58) Bassins din- PB filtration (voir fig 59)

Preacute 1500 m3Jour

Notations

U = eaux useacutees P = colmatage physique B = colmatage biologique

Preacute = preacutetraitement des eaux

TABLEAU 22 INSTALLATIONS EN PAYS INDUSTRIALISES A CLIMAT SEMI-ARIDE

i 1 r | LOCALISATION | EAU |

PAYS GEOLOGIE VOL AQUI 1 1 1

DISPOSITIFS ICOLMA |TRAIT | PERFORMANCES

1 1mdash4 PRIX

SA Boulder (Colorado)

I bdquo I U jAlluvions (sables et graviers)

Bassins din- j PB filtration

I entre 50000 e t ( f ig 60 ) 200000 m3an

Notations

U = eaux useacutees P = colmatage physique B = colmatage biologique 2 raquo traitement secondaire

bullbullbullbullbullraquo

FIGURE 60

SCHEMATIC 0F BOULDER WASTEWATER TREATMENT PLANT

M

Flow Prlmagravery Diversion Clarifiers

Iteadworks Oox

r L

Trfckling Ti t ters

Secondary Clarifiers Chlori nation

City Collection

System

V

Grit to Land Disposai

Site

Kl

bulla

o a v

Infiltration-Percolation Basins

1 mdash lt To Land

~ Disposai Site

Sludge Vacuum Holding Filters Tanks

(ExtnaU du Document Q 1681519)

- 165 -

L I S T E B I B L I O G R A P H I Q U E

F 2028 BIZE Jf BOURGUET L LEMOINE J Lalimentation artificielle des nappes souterraines Ed Masson et Cie 1S72 199 pages

F 3091

F 40332

FALKENMARK M LINDH G Water for a starving world Westview Press Boulder Colorado Feacutev 1977 204 pages

Proceedings of the groundwater recharge confeacuterence - 1980 Australian Water Resources Council Confeacuterence Seacuteries ndeg 3 281 pages

F 4443 MATHEW K NEWMAN PWG HO GE Groundwater recharge with secondary sewage effluent Australian Water Resources Council 1982 167 pages

F 44521 agrave 4 Artificial groundwater recharge International Symposium - Research results and practical applic Dortmund 1979 Publication 1982 1500 pages environ

F 4462 HUISMAN L 0LSTH00RN TN Artificial groundwater recharge Pitman Advanced Pub Program Ed 1983 320 pages

G 1681519 SMITH DG LIumlNSTEDT KD BENNETT ER Treatment of secondary effluent by infiltration-percolation EPA-6002-79174 Aoucirct 1979 103 pages

G 17874 KOCH E GIAIMO AA SULAM DJ Design and opeacuteration of the artificial-recharge plant at Bay Park New York US Dept of the Interior Geol Survey 1973 14 pages

G 2264 Bis La meacutecanique des fluides et lenvironnement - Preacutevision et maicirctrise de la qualiteacute de leau et de lair Socieacuteteacute Hydrotechnique de France 14egravemes Journeacutees de lHydraulique Paris Sept 1976 Question 4 les eaux souterraines 48 pages

G 3663 A bull bull bull

Plaquette de preacutesentation de linstallation de recharge artificielle de Croissy SLEE sd 16 pages

G 51341 Emmagasinement souterrain des eaux et recharge artificielle Ressources NaturellesSeacuterie Eau ONU ndeg2 1977 307 pages

bullbullbullbullbullbull

- 166 -

G 6094

G 6212

G 6230

G 7221

A bull bull bull

World climate confeacuterence Organisation Meacuteteacuteorologique Mondiale Confeacuterence Feacutevrier 1977 Genegraveve 791 pages

A bull bull bull

Wastewater reuse for groundwater recharge Symposium Office of Wat Recycling Californie 1980 345 pages

A bull bull bull

Possibiliteacutes deacutepandage des eaux useacutees urbaines Rapport Agence RMC 1979 371 pages

A bull bull bull

Lameacutenagement dinfiltration des eaux useacutees de Port-Leucate Socieacuteteacute dEconomie Mixte dEquip et dAmeacutenag de lAude Nov 1981 45 pages

5603546 COFER JR Orange county water districts Water Factory 21 Journ of the Irrigation and Drainage Div Dec 1972 p 553-567

5605250 ALEXANDRE D De leau potable agrave partir des eaux useacutees urbaines Nuisances et Environnement Oct 1973 p 368-374

6600101 MAHI LARAKI M Recircalimentation artificielle de la nappe aquifegravere de Charf-el-Akab TSM LEau Aoucirct-Sept 1970 p 355-359

6609067 JASINSKI B Captages deau dinfiltration du reacuteseau de distribution de Wroclaw (Pologne) TSMLEau Feacutevrier 1976 ndeg 2 p 88-92

6614931 BURAS OK Wastewater reacuteclamation in St Croix JWPCF 1977 49 ndeg 3 p 429-435

6616816 BIANCHI WC NIGHTINGALE HI McCORMICK RL A case history to evaluate the performance of Water-Spreading projects JAWWA Mars 1978 p 176-180

6618945

6622466

CARSAT G Quelques eacutequipements publics de Genegraveve Equip Eur 1978 2 ndeg 98 p 59-67

EDWORTHY KJ Artificial groundwater recharge and its relevance in Britain JIWES 1979 33 ndeg 2 p 151-172

6627873 MARTIN F THEBAULT P La flottation agrave lusine de Moulle Techniques Eau Ass 1981 ndeg 409 p 37-42

6628231 Water for human needs Ass Int Ress en Eau Vol 3 1975 413 pages

bull bull bull t

- 167 -

BARTOLOMEW JC World Atlas Edinbourgh John Bartholomew and Son 1974 167 pages

MARTIN A MOUSSU H Alimentation artificielle de la nappe de Sebikotane (Seacuteneacutegal) par creacuteation dune retenue deau Bull BRGM 1S68 ndeg 1 p 79-88

WILLIAMS DE The Dashte-Naz groundwater barrier and recharge project Groundwater Janvier-Feacutevrier 1977

C O N C L U S I O N

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La consommation croissante deau dans tous les paus conduit parfois agrave une surexshyploitation des ressources naturelles le manque deau dans certains paus en deacuteveloppement et la po-Llution de leau dans les paus Industrialiseacutes ont fait que les aestlonnaLnes de leau ont eacutetudieacute toutes les possibiliteacutes de conserver leau quantitativement et qualitativement

Lalimentation artificielle des nappes paiait ecirctie une solution judicieuse agrave ces problegravemes de ressource en eau

Tout au long de cette eacutetude on a miA en eacutevidence les questions techniques et eacuteconomiques

meacutethodes dinflltratlon qualiteacute de leau agrave infecter colmatage de la one dinfiltration coucirct des tiavaux coucirct dexploitation

De nombreux exemples pais tant dans les paus deacuteveloppeacutes que dans les paus du tiers monde aussi bien en climat humide quen gone aiide ou senti aride ont permis de mettre en eacutevidence les avantages et les inconveacutenients de cette techshynique Un bilan eacuteconomique montre que dans de nombreux cas la reacuteallmentatlon artificielle des nappes peut ecirctre consideacutereacutee comme un dispositif efficace dans la gestion de leau dun paus

Cette synthegravese montre aussi le soin quil faut apporter aux eacutetudes preacutealables pour ne pas se heurter agrave de giaves pnoblemes en cours dexploitation

Un autre enseignement tireacute de la lecture des documents est le fait que chaque cas est unique leacutetude dexemples similaires est eacutevidemment Importante mais elle ne leacutesoud pas tous les problegravemes 31 faut en particulier une eacutetude hudiogeacuteologishyque seacuterieuse de la jone

Laction eacutepuratrlce des sols ameacuteliore grandement la qualiteacute de leau ma-ls ce nest pas une seacutecuriteacute suffisante et dans le cas de lutilisation dune eau infiltreacutee pour la consommation animale ou humaine il est neacutecessaire de proceacuteder agrave des controcircles et eacuteventuellement agrave des traitements

La reacutealimentation des nappes permet laugmentation de la quantiteacute deau disponible et en ameacuteliore souvent la qualiteacute cest donc un proceacutedeacute inteacuteressant pour les ones arides et seml arides car leacutevaporatlon Intervient moins que pour un reacuteservoLr deau agrave ciel ouvert 01 est aussi avantageux pour les paus deacutevelopshypeacutes puisquil permet de deacutevelopper la ressource en eau tout en assurant une certaine eacutepuration des eaux brutes ou useacutees que lon infiltre

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