Sur un rapport d'hydrogéologie, la transmissivité T pèse sur le débit qu'un forage pourra tirer d'une nappe. Ce chiffre réunit deux choses, la perméabilité du terrain et l'épaisseur d'eau traversée. Beaucoup le confondent avec le coefficient de perméabilité, alors que les deux ne se mesurent ni dans la même unité, ni à la même échelle. On explique ici ce que T mesure, son unité de surface par temps, et l'essai de pompage qui le détermine.
Sommaire
La transmissivité, le transit de l'eau dans l'aquifère
La transmissivité, notée T, mesure la capacité d'un aquifère à laisser transiter l'eau sur toute son épaisseur. Elle ne décrit pas un point du terrain, mais une couche aquifère entière, du toit jusqu'à la base saturée.
Là où le coefficient de perméabilité caractérise un échantillon de sol, la transmissivité monte d'un cran. Elle dit combien d'eau l'ensemble de la couche fait circuler latéralement, donc quel débit un puits foncé dans cette couche va pouvoir soutirer. C'est la grandeur de référence pour juger d'une ressource en eau souterraine. Pour situer ce code parmi les autres paramètres, voyez les autres définitions du lexique géotechnique.
- Une transmissivité élevée signale une couche capable d'alimenter un forage à bon débit.
- Une transmissivité faible annonce un aquifère peu productif, où le pompage rabat vite le niveau d'eau.
- La notation T s'emploie aussi bien pour une nappe libre que pour une nappe captive.
En bref : la transmissivité décrit l'aquifère entier, pas un grain de sol. Elle réunit la perméabilité du matériau et l'épaisseur d'eau traversée, et renseigne sur le débit qu'un forage pourra en tirer.
Transmissivité, perméabilité et épaisseur
La relation tient en une multiplication. En première approche, la transmissivité est le produit de la perméabilité moyenne de la couche par son épaisseur saturée.
Concrètement, une couche fortement perméable mais mince transmet autant qu'une couche moyennement perméable mais épaisse. La perméabilité dit la facilité de passage de l'eau entre les grains, l'épaisseur dit sur quelle hauteur ce passage se produit. Le produit des deux donne le transit réel de la couche. Cette logique relie la transmissivité à le coefficient de perméabilité, qui en est le premier facteur.
La relation à retenir : T = K x e, soit la transmissivité égale la perméabilité moyenne multipliée par l'épaisseur saturée. Un aquifère épais et perméable donne une transmissivité forte, une couche mince ou argileuse une transmissivité faible.
- Aquifère épais et perméable : transmissivité forte, forage bien alimenté.
- Couche mince ou peu perméable : transmissivité faible, débit limité.
- Dans la réalité, la perméabilité varie souvent avec la profondeur, ce qui explique l'usage d'un essai plutôt que d'un simple calcul.
Une unité de surface par temps
C'est le point qui distingue T de la perméabilité. La transmissivité ne s'exprime pas en mètres par seconde, mais en surface par unité de temps.
La raison vient de la relation. Une perméabilité en mètres par seconde multipliée par une épaisseur en mètres donne des mètres carrés par seconde. On lit donc la transmissivité en mètre carré par seconde, ou en mètre carré par jour dans les rapports de captage.
- En mètre carré par seconde (m²/s), l'unité du calcul d'hydraulique souterraine.
- En mètre carré par jour (m²/jour), l'unité parlante pour un débit de forage.
- Le repère de conversion, 1 m²/s vaut 86 400 m²/jour, le nombre de secondes dans une journée.
| Paramètre | Ce qu'il décrit | Unité |
|---|---|---|
| T, transmissivité | Transit de l'eau dans la couche aquifère entière | m²/s ou m²/jour |
| K, perméabilité | Facilité de passage de l'eau dans le matériau | m/s |
| S, emmagasinement | Volume d'eau libéré par baisse du niveau | sans dimension |
Cette unité de surface par temps trahit tout de suite la nature de T. Un module en mètres par seconde renvoie à la perméabilité, un nombre sans unité renvoie à l'emmagasinement, une surface par temps renvoie à la transmissivité.
L'essai de pompage qui donne la transmissivité
Sur le terrain, la transmissivité se lit rarement par calcul. On la détermine par un essai de pompage, encadré par la norme NF EN ISO 22282-4.
Pompage à débit connu
On pompe l'eau d'un forage à un débit maîtrisé, mesuré en continu, pour solliciter l'aquifère de façon contrôlée.
Suivi du rabattement
On suit la baisse du niveau d'eau, le rabattement, dans le puits et dans des piézomètres voisins, pendant le pompage et lors du retour à l'équilibre.
Interprétation de la courbe
La forme de la courbe rabattement-temps, lue par les méthodes de Theis ou de Jacob, livre la transmissivité de la couche.
Mené avec des piézomètres d'observation, le même essai fournit aussi le coefficient d'emmagasinement, qui dit le volume d'eau stocké par la nappe. Pour le déroulement complet, le matériel et les méthodes de calcul, voyez le déroulement d'un essai de pompage en nappe.
Attention : une valeur de transmissivité issue d'un seul forage vaut pour ce secteur de la nappe. La perméabilité change d'un point à l'autre, surtout dans les calcaires fissurés. Un seul chiffre ne décrit pas tout l'aquifère.
Forte transmissivité, aquifère productif
La transmissivité s'étend sur plusieurs ordres de grandeur selon la nature de l'aquifère. Faible dans les formations argileuses, forte dans les graviers et certaines roches fissurées. Le tableau ci-dessous donne des repères qualitatifs, pas des seuils réglementaires.
| Nature de l'aquifère | Transmissivité | Ce que ça annonce pour un forage |
|---|---|---|
| Argiles, marnes, limons | Faible | Couche peu productive, souvent une éponte qui freine l'eau |
| Sables fins, roches altérées | Moyenne | Débit modéré, à confirmer par pompage |
| Sables et graviers, alluvions | Forte | Forage bien alimenté, captage productif |
| Calcaires karstiques, roches fissurées | Forte et irrégulière | Gros débits possibles, mais variables d'une fracture à l'autre |
Retenez le sens de lecture plutôt que des chiffres précis.
- Une transmissivité forte annonce un aquifère capable d'alimenter un forage à bon débit.
- Une transmissivité faible signale une couche où le pompage rabat vite le niveau d'eau.
- La valeur réelle se lit toujours sur l'essai du forage, pas sur un tableau de référence.
Débit de forage et rabattement
La transmissivité sert dès qu'il faut chiffrer un mouvement d'eau souterraine. Trois usages reviennent en pratique.
- Estimer le débit d'un forage : une transmissivité connue indique le débit qu'une nappe va soutenir sans rabattre excessivement son niveau.
- Dimensionner un rabattement de fouille : pour creuser sous le niveau d'eau, on calcule combien pomper et avec quel rayon d'action, à partir de la transmissivité de la couche.
- Modéliser les écoulements : les modèles d'eau souterraine s'appuient sur la transmissivité pour reproduire le sens et la vitesse des nappes.
Côté ressource, ce paramètre guide l'implantation des captages d'eau potable. Le BRGM, service géologique national, en donne le cadre, puisque le BRGM suit l'état des nappes d'eau souterraine en France.
Ce qu'un rapport doit préciser autour de la transmissivité
Questions fréquentes
Qu'est-ce que la transmissivité d'un aquifère
Que signifie T en hydrogéologie
Quelle est l'unité de la transmissivité
Quelle relation entre transmissivité, perméabilité et épaisseur
Comment mesure-t-on la transmissivité
Comment l'essai de pompage donne-t-il la transmissivité
Quelle différence entre transmissivité et perméabilité
À quoi sert la transmissivité pour un forage
Comment la transmissivité influence-t-elle le débit d'un puits
Quelles valeurs de transmissivité selon l'aquifère
La transmissivité dépend-elle de l'épaisseur de la nappe
Que veut dire la lettre T en hydrogéologie
À retenir
- La transmissivité T mesure la capacité d'un aquifère à laisser transiter l'eau sur toute son épaisseur.
- Elle est, en première approche, le produit de la perméabilité par l'épaisseur saturée, T = K x e.
- Son unité est une surface par temps, m²/s ou m²/jour, ce qui la distingue de la perméabilité en m/s.
- On la détermine par un essai de pompage, qui livre aussi le coefficient d'emmagasinement.
- Une transmissivité forte annonce un aquifère productif, forte dans les graviers, faible dans les argiles.
