Types d’aquifères

Types d’aquifères

De manière plus détaillée, il existe trois grandes classifications d’aquifères, définies par leur géométrie et leur relation avec la topographie et la géologie de subsurface (figures 6-9). L’aquifère simple illustré à la figure 6 est appelé aquifère non confiné parce que la formation aquifère s’étend essentiellement jusqu’à la surface du sol. Par conséquent, l’aquifère est en communication de pression avec l’atmosphère. Les aquifères non confinés sont également connus sous le nom d’aquifères de nappe phréatique parce que la nappe phréatique marque le sommet du système d’eau souterraine.

Un deuxième type commun d’aquifère est un aquifère captif, qui est isolé de la communication de pression avec les formations géologiques sus-jacentes ou sous-jacentes – et avec la surface terrestre et l’atmosphère – par une ou plusieurs couches de confinement ou unités de confinement. Les aquifères captifs diffèrent des aquifères non captifs de deux façons fondamentales et importantes. Premièrement, les aquifères captifs sont généralement soumis à une pression considérable, qui peut provenir de la recharge à une altitude plus élevée ou du poids de la roche et du sol sus-jacents (connus sous le nom de couverture). Dans certains cas, la pression est suffisamment élevée pour que les puits forés dans l’aquifère s’écoulent librement. Pour cela, il faut que la pression de l’eau dans l’aquifère soit suffisante pour faire remonter l’eau dans le puits et au-dessus de la surface du sol, et ces puits sont appelés puits artésiens (figure 7). Deuxièmement, les aquifères captifs restent généralement saturés sur toute leur épaisseur, même lorsque l’eau est extraite par des puits de pompage. L’eau extraite de l’aquifère provient uniquement de la dépressurisation de l’aquifère – une combinaison de dépressurisation et d’expansion de l’eau elle-même, et de relaxation de la formation aquifère lors de la réduction de la pression (Figure 8).

Figure 6. Schéma en coupe transversale montrant un système stratifié avec un aquifère supérieur non confiné au-dessus d’une unité de confinement, et sous lequel se trouve un aquifère confiné. Notez le niveau d’eau dans les deux puits : Dans l’aquifère non confiné, le niveau d’eau dans le puits est identique à la hauteur de la nappe phréatique. Dans l’aquifère confiné, le niveau d’eau est plus élevé que le sommet de l’aquifère – ce qui indique que l’aquifère est entièrement saturé et que l’eau est sous pression.

Source : USGS Water Science Photo Gallery

Figure 7. Puits artésien en Géorgie du Sud

Source : USGS Water Science Photo Gallery

Figure 8. Schéma illustrant les effets du pompage d’un puits dans un aquifère non confiné (à gauche) et un aquifère confiné (à droite). Lorsque les aquifères non confinés sont pompés, le prélèvement d’eau entraîne une baisse de la nappe phréatique, et les espaces interstitiels deviennent non saturés. Le pompage dans les aquifères confinés diminue la pression de l’eau, mais l’espace poral reste entièrement saturé.

Source : W.M. Alley et al, 1999, USGS Circular 1186 : Sustainability of Groundwater Resources

Le troisième grand type d’aquifère est un aquifère perché (figure 6). Les aquifères perchés se trouvent au-dessus d’aquitards discontinus, qui permettent à l’eau souterraine de  » s’amonceler  » au-dessus d’eux. Ces aquifères sont perchés, en ce sens qu’ils se situent au-dessus de la nappe phréatique régionale et dans la zone vadose régionale (c’est-à-dire qu’il existe une zone non saturée sous l’aquifère perché). Les dimensions des aquifères perchés sont généralement petites (dictées par les conditions climatiques et la taille des couches aquitardes), et le volume d’eau qu’ils contiennent est sensible aux conditions climatiques et donc très variable dans le temps.