Mares temporaires

Encadré 54. La mesure des niveaux des eaux souterraines
par la méthode des piézomètres : des moyens simples de
mise en œuvre
• Qu’est-ce qu’un piézomètre ?
Un piézomètre est un regard sur une nappe d’eau souterraine.
C’est un tuyau mis en place dans le sol et qui pénètre dans cette
nappe, en principe jusqu’à son substratum imperméable. Un filtre
(crépine) permet aux eaux souterraines de pénétrer à l’intérieur du
tube jusqu’au niveau piézométrique dont on peut mesurer les
variations. On peut également extraire de l’eau pour analyse.
• Quelles sont les informations que peuvent fournir les piézomètres
et comment les obtenir ?
Pour avoir un aperçu de la dynamique de la nappe et de son éventuelle
connexion avec un plan d’eau, il faut installer plusieurs
piézomètres. Leur nombre minimum et leur disposition spatiale
dépendent de la configuration du terrain et l’avis d’un spécialiste
est souhaitable sur ce point. La plus ou moins grande facilité des
travaux, la sécurité des installations et le temps qu’on pourra consacrer
au suivi, sont aussi à prendre en compte. A priori, la méthode
des transects est à conseiller pour apprécier la position de la nappe
et sa pente. Par exemple, le long d’un axe privilégié, on installera
un alignement de piézomètres à 0, 2, 10, 50 et 100 m à partir du
bord de la mare (plus un dans la mare si possible).
• Quel matériel et quelles méthodes pour la fabrication et l’implantation
de piézomètres ?
Le mode d’implantation des piézomètres (avant-trou par forage,
forçage par battage), le matériau constitutif (métal, PVC), la crépine
et le diamètre des tubes dépendent de la nature du terrain et
du type de mesure des niveaux à effectuer (mesures instantanées
ou enregistrement).
Si le terrain est une roche meuble peu caillouteuse et si la nappe
d’eau souterraine est peu profonde, il est commode de fabriquer
les piézomètres avec du tube PVC normalisé assez épais pour éviter
le gauchissement. Ils sont mis en place dans un avant-trou
creusé à la tarière à main le plus verticalement possible. La crépine
est le plus souvent un morceau de bas nylon, fixé à la base du
tube par du fil de fer (ou un serre-joint), et, si nécessaire, protégé
par un manchon de gravillons.
La meilleure période pour l’implantation de piézomètres (Fig. 38)
est le cœur de l’été, au moment des plus basses eaux. Dans les terrains
sans cohésion (sable), il n’est pas facile de travailler en milieu
saturé.
Lorsque l’avant-trou est creusé (phase 1, Fig. 38), on y place le piézomètre
le plus verticalement possible. On verse autour de celuici
un peu de gravillons siliceux, on relève le tube de quelques
centimètres, créant ainsi un petit manchon perméable (phases 2 et 3).
Avec la terre sortie de l’avant-trou, on fait une boue assez fluide,
on la verse et on la tasse dans l’avant-trou autour du piézomètre
(phase 4).
En milieu inondable, la partie aérienne du piézomètre doit être
assez longue pour ne pas risquer d’être submergée. Il est recommandé
de protéger la base du tube des infiltrations parasites, en
plaçant celui-ci au centre d’un carter (un morceau de tube de plus
grand diamètre ou autre) enfoncé d’une vingtaine de centimètres
dans le sol et rempli de terre (phase 5).
Le piézomètre doit être bouché, mais la libre communication avec
l’atmosphère doit être assurée.
Pour des mesures instantanées du niveau piézométrique, du tube
PVC de 45-50 mm de diamètre convient bien. L’avant-trou est alors
creusé avec une tarière Hélix de 100 mm de diamètre (ou 125 mm,
voire ci-dessous). Pour l’enregistrement des variations de niveau,
6. Suivi
les diamètres des avant-trous et des piézomètres doivent être
adaptés à l’appareil enregistreur. Pour un système à flotteur de
diamètre 80 mm, prévoir une tarière de diamètre 150 mm et du
tube PVC de diamètre 120-125 mm. On peut faire l’avant-trou
avec une tarière de diamètre 125 mm et utiliser du tube PVC de
95-100 mm de diamètre, mais dans ce cas, la verticalité doit être
particulièrement soignée.
• Comment lire les niveaux dans les piézomètres ?
La meilleure solution est bien sûr de se procurer dans le commerce
une sonde limnimétrique à repérage lumineux ou sonore des niveaux.
On peut aussi fabriquer une sonde lumineuse à peu de frais sur le
modèle de celle décrite par Heurteaux 185 . Pour les nappes très peu
profondes, une sonde rigide en matériau mouillant (une tige de
bois graduée de petite section par exemple) suffira.
• Comment extraire l’eau des piézomètres ?
Dans le cas des terrains semi-perméables, l’eau peut séjourner
longtemps dans les piézomètres. Avant tout prélèvement d’eau, il
est donc prudent de faire un soutirage (voire de vider les tubes),
d’attendre quelques instants et de prélever de l’eau au fond du
tube. Pour cela, il est nécessaire de pomper. Pour les faibles profondeurs,
une petite pompe aspirante à main suffit (pompe de cale
manuelle, par exemple).
Heurteaux P. & P. Chauvelon
Figure 38. Fabrication et mise en place de piézomètres
Tarière
à main
1 2 3 4 5
Crépine
Collier
Prise
d’air
Bouchon
Manchon de gravillons
Tube PVC
Carter
Boue
de
colmatage
Terre
meuble
Eau
Pierre Heurteaux
95