Cycle de l’eau fermé et conditions naturelles

Le cycle naturel du mouvement de l’eau fonctionne selon des règles strictement établies qui sont en place depuis la création du monde. L'eau s'évapore de la surface du sol, des ruisseaux, des lits des rivières et de la mer, formant des nuages ​​dans les couches supérieures de l'atmosphère. Le refroidissement de la vapeur d'eau crée des précipitations qui détrempent le sol. L’eau s’infiltre ensuite à travers les couches perméables de surface, créant des lacs, des rivières et des ruisseaux souterrains. Se déplaçant sur des couches imperméables, à travers les pores et les fissures, l'eau remonte à la surface, formant des sources qui finissent par refluer dans des masses d'eau plus importantes, fermant ainsi le cycle.

Il est de notoriété publique que les ressources en eau ne sont pas réparties de manière égale. Alors que les régions riches en sources abondent, il existe de vastes étendues désertiques totalement dépourvues de végétation. Historiquement, les plus grandes colonies humaines se sont formées exclusivement là où l'approvisionnement en eau potable était fixé de manière permanente. Afin de répondre aux besoins de la population des régions plus sèches, l'hydrogéologie a été développée, une branche scientifique qui étudie les facteurs d'apparition et de mouvement des eaux souterraines. Des colorants sont souvent insérés dans les dolines afin de déterminer avec précision où la même eau remonte à la surface.

Entités géomorphologiques et spécificités du relief

Les experts qui effectuent des recherches sur le terrain doivent avoir une solide formation géologique pour savoir à quel profil de sol s’attendre. En analysant des reliefs typiques, trois unités géomorphologiques caractéristiques peuvent être observées qui illustrent clairement différentes conditions d’approvisionnement en eau :

• Zones de plaine et plaines fluviales : Ils sont composés principalement de dépôts argileux, sableux et graveleux. En raison de la perméabilité élevée à l'eau, la présence d'eau est répandue et le niveau des eaux souterraines dépend directement du niveau d'eau des principaux cours d'eau de la région. Le défi est précisément de localiser l'eau courante vivante au lieu des « mares » stagnantes, ainsi que le danger de la tourbe, qui peut donner à l'eau résultante une odeur de pourriture inutilisable.
• Zones vallonnées et versants des montagnes : Ils ont été construits à partir de sédiments néogènes, principalement des marnes argileuses et calcaires avec parfois du sable. L'eau dans ces substrats marneux (imperméables) n'est pas constante et dépend uniquement de la fréquence des précipitations et de la pente du terrain, c'est pourquoi ces zones sont considérées en géologie comme extrêmement défavorables à la recherche de cours d'eau potable.
• Terrasses fluviales diluviennes : Ils reposent sur des dépôts marneux et sont principalement constitués d'argile avec des galets de quartz et des couches occasionnelles de sable. Les conditions hydrogéologiques sont ici beaucoup plus favorables, car la couche superficielle argileuse avec du sable agit comme un réservoir naturel d'eau qui s'écoule vers le bas par gravité, de sorte que les chances de trouver une veine d'eau souterraine sont beaucoup plus élevées.

Enquêtes dans les roches imperméables (Laporci)

Bien que la géologie générale suggère que les marnes et roches similaires (telles que le grès et la dolomite) sont défavorables, la pratique montre que trouver de l'eau est possible, bien qu'extrêmement complexe. Dans de tels substrats, l'eau ne se déplace pas à travers les couches elles-mêmes, mais exclusivement à travers d'étroites fissures et failles tectoniques créées par le mouvement ultérieur du sol.

Ces cours d'eau souterrains ont rarement un rendement élevé (généralement entre 1 et 3 litres par minute). Le plus gros problème lors des travaux est la précision du forage lui-même. S'il existe une veine d'eau de seulement 5 à 10 centimètres de large à une profondeur de 20 à 30 mètres, la moindre déviation du foret entraîne une défaillance. Un écart d'un seul degré dans la verticale signifie une erreur de 24 centimètres à une profondeur de 10 mètres, et même de 48 centimètres à une profondeur de 20 mètres, c'est pourquoi l'engin passe facilement au bord de l'eau. Cependant, d'excellents résultats ont été enregistrés dans la pratique ; dans certaines stations thermales, de l'eau artésienne a été pompée avec succès sous pression jusqu'à une profondeur de 30 mètres sur de tels terrains, tandis que dans certaines agglomérations rurales, un puissant jet d'eau a été créé, entièrement alimenté par l'approvisionnement en eau local.

Calcul de la capacité du puits et de l'approvisionnement en eau

Le niveau d’eau des puits et forages est soumis à des oscillations constantes ; il augmente en raison de fortes pluies et diminue pendant les périodes sèches. Lors de la détermination de l'emplacement, le débit d'eau estimé (par exemple, 2 litres par minute, soit 120 litres par heure, ou 2,88 mètres cubes par jour) doit être pris avec une certaine marge technique.

Ce calcul n'est correct que si la capacité du puits lui-même, du fond jusqu'à la conduite de pression hydrostatique, peut stocker tout ce volume, ou si la conduite d'aspiration est placée bien en dessous du niveau hydrostatique. Le volume du puits est calculé selon la formule classique du volume du cylindre (surface de base multipliée par la hauteur de la colonne d'eau). Le diamètre intérieur du tuyau joue un rôle absolument crucial dans la formation de la réserve d'eau.

Tableau : Volume d'eau par mètre de hauteur de puits (1,00 m)

La conclusion suivante découle clairement des données ci-dessus : si l'eau du puits s'élève de 3 mètres du fond en raison de la pression hydrostatique, un puits d'un diamètre de 1 mètre contiendra une quantité impressionnante de 2 355 litres d'eau, tandis qu'un tuyau étroit d'un diamètre de 0,30 mètre collectera à peine 213 litres, malgré exactement le même afflux provenant de la veine souterraine. Ceci explique en détail pourquoi les habitants des zones rurales creusent exclusivement de larges puits, afin d'assurer une eau sûre et en quantité suffisante pour l'ensemble de la maison et du bétail.

Les installations modernes de tuyaux étroits avec pompes à eau ne sont recommandées que pour les zones plates et spacieuses avec un degré de rendement élevé, tandis que sur des terrains vallonnés et irréguliers, cette option n'est très souvent pas réalisable. La recommandation générale de la profession est qu'un puits pour les chalets ne doit pas avoir un diamètre inférieur à 60 centimètres, tandis que pour les grandes exploitations agricoles, ce diamètre doit être d'au moins un mètre. Il faut également veiller scrupuleusement à ce que deux puits ne soient jamais creusés trop près du même plan d'eau, afin de ne pas épuiser involontairement les réserves de l'autre.