Université Mohamed Premier École Nationale des Sciences Appliquées Al-Hociema, Maroc
Année Universitaire 2016-2017 Cycle Ingénieur : filière Génie Civil Prof. Chaabelasri
TD : Hydraulique souterraine Exercice 1: Charge hydraulique
Dans une nappe, on réalise 3 forages artésiens, artésiens, on les ferme au niveau n iveau du sol pour mesurer la pression au niveau de tête de c haque puits. On récupère les données données suivantes : Forge A : Forge B : Forge C :
PA=150KPa , PB=175KPa , PC=218KPa ,
ZA=130m ZA=110m ZA=108m
Remarque: On prend le niveau inférieur de la nappe comme niveau de référence.
Avec Zi le niveau ni veau du sol de chaque forage, Pi la pression de chaque forage. On donne : 10 3 Kg / m3 eau
9.81m / s2
1- Calculer la charge hydraulique en chaque point A, B et C. 2- Dessiner la configuration des forages (on adopte que, proche de chaque forage, la surface du sol est linéaire). 3- En calculant la perte de charge hydraulique entre les points (A,B) et (B,C), déduire le sens de l’écoulement d’eau entre les trois forages. Exercice 2: Un aquifère confiné possède un fond horizontal et une épaisseur variable suivant l’axe horizontal (voir Figure). Cet aquifère est
20 0.03x (x=0 coïncide avec la section (1)). On donne les charges piézométriques au niveau des sections (1) et (2) : h1 9.5m , h2 39.5m et L 2000m . inhomogène avec une conductivité hydraulique également variable exprimée par
12-
K
Trouver l’expression de l’épaisseur E(x). Déterminer le débit d’eau traversant l’aquifère par unité de largeur.
i
Exercice 3: Charge hydraulique / Gradient hydraulique, Loi de Darcy
Lors d’un test au laboratoire, un échantillon d’un aquifère est placé dans une forme cylindrique de longueur L 50cm et diamètre D 6cm . Pendant une période t , on laisse écouler l’eau à travers le cylindre de haut vers le bas ( Voir figure). Et comme résultat on a collecté un volume d’eau Ve 45.2cm3 . 1- En appliquant la loi de Darcy, Darcy, exprimer le débit volumique QV en fonction de K , D, H1 , H 2 et L . 2- Calculer la conductivité hydraulique K, sachant que t 3min . NB :
H1 et H2 représentent, respectivement, respectivement, la charge hydraulique aux points 1 et 2 mesuré à l’aide d’un piézomètre. H1= 24.3m H2=8m
Exercice 4: Dans un aquifère confiné, d’épaisseur
e 50m
et largueur
l 0.5Km
, on forge deux piézomètres séparés d’une distance
L 1.4Km . H1=50m, H2=42m La conductivité hydraulique de l’aquifère est K 0.7 m / La porosité effective est 12-
J .
0.2 .
Calculer le débit d’eau traversant l’aquifère. Calculer la vitesse réelle et apparente d’eau s’écoulant entre les deux piézomètres.
Exercice 5:
Les travaux de forage dans une nappe ont permet l’identification d’une variation linéaire de la charge hydraulique H ( x) entre deux section A et B.
2-
Tracer le sens de l’écoulement. Trouver l’expression de H ( x) .
3-
Déterminer le débit d’eau par unité de surface, sachant que la conductivité hydraulique est : K 2.10
1-
3
m/ s.
