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Caractérisation hydrogéologique et identification de faciès des dépôts meubles par enfoncement direct et forage par rotopercussion.

Fauveau, Éric (2006). Caractérisation hydrogéologique et identification de faciès des dépôts meubles par enfoncement direct et forage par rotopercussion. Mémoire. Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de la terre, 170 p.

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Résumé

Les méthodes de caractérisation hydrogéologiques évoluent constamment pour répondre aux besoins croissants des études régionales sur les ressources en eau de même qu'aux caractérisations locales sur des sites contaminés. Ce mémoire documente les résultats initiaux de l'application de techniques de sondage par enfoncement direct et par rotopercussion (RPSS) à la caractérisation hydrogéologique de sédiments glaciaires au Québec et dans les Maritimes. Les essais de pénétration au cône (CPTu) ont prouvé leur utilité dans la caractérisation géotechnique mais ils sont aussi très intéressants pour la caractérisation hydrogéologique en fournissant des informations continues sur la stratigraphie et en détectant les conditions hydrauliques, particulièrement lorsque couplé aux mesures de teneur en eau et de résistivité. L'information stratigraphique continue du CPTu et du RPSS permet l'usage ciblé des autres techniques par enfoncement tel que l'échantillonnage d'eau et de sol, les essais de perméabilité et l'installation de puits. Des exemples d'application de ces techniques à des études reliées aux ressources et à l'environnement permettent d'illustrer leur potentiel en hydrogéologie. Ce mémoire traite ensuite de l'application des sondages CPTu dans la reconnaissance des facies hydrogéologiques (« hydrofaciès ») pour l'aquifère deltaïque bien caractérisé de Valcartier. Les hydrofaciès peuvent être clairement distingués sur la charte CPTu de classification des sols de Fellenius et Eslami. Les trois hydrofaciès grossiers sableux peuvent donc être prédits grâce à des intervalles de valeurs du rapport CPTu de friction sur la résistance en pointe, alors que l'hydrofaciès de silt fin peut être identifié à l'aide de la résistance en pointe. La conductivité hydraulique K peut aussi être estimée à partir de corrélations du 10gK avec le rapport CPTu pour les trois hydrofaciès grossiers alors que la résistance en pointe est utilisée pour l'hydrofaciès fin. Cette approche permet l'estimation de profils continus de conductivité hydraulique horizontale à partir desquelles la conductivité hydraulique verticale peut être calculée sur une épaisseur verticale choisie d'aquifère. Les prédictions d'hydrofaciès à partir du CPTu montrent une très bonne corrélation avec les descriptions d'échantillons de sols prélevés par la méthode Rotasonic alors que les estimations de perméabilité avec le CPTu sont représentatives mais nécessiteraient plus de mesures continues pour valider ces prédictions.

Abstract

Hydrogeological characterization methods are constantly evolving to answer the ever increasing needs of regional groundwater resource assessments as well as local contaminated site investigations. This master's thesis presents early results of the application of direct push (DP) and rotopercussion sounding (RPSS) techniques to the hydrogeological characterization of glaciated terrains in Quebec. Among OP techniques, Cone Penetration Testing (CPTu) is commonly applied in geotechnical site characterization but it also proves very helpful in hydrogeological studies in providing continuous stratigraphic information as well as hydraulic conditions, especially when combined with Soil Moisture Resistivity (SMR). The continuous stratigraphic information from CPTu and RPSS allows a better selection of other OP techniques, such as water sampling, soil sampling, permeability testing and well installations. Application examples of these techniques to resource and environmental studies are provided to illustrate their potential in hydrogeology. Then, this master's thesis deals with an application of CPTu sounding to the recognition of hydrogeological facies ("hydrofacies") in the well characterized deltaic Valcartier aquifer. Hydrofacies can be clearly distinguished on the Fellenius and Eslami CPTu profiling chart. The three coarse sandy hydrofacies can thus be predicted using ranges of the Ratio of CPTu sleeve to tip stresses, whereas the finer silty facies can be discriminated on the basis of tip stress. The hydraulic conductivity K could also be estimated from a correlation of logK to the CPTu Ratio, again for the three coarse hydrofacies, while the tip stress was used to estimate logK of the fine hydrofacies. This approach allows the estimation of a continuous horizontal K profile from which vertical hydraulic conductivity can be calculated over a chosen vertical aquifer thickness. Hydrofacies prediction from CPTu shows a very good agreement with Rotasonic core descriptions, while K predictions are representative but would require more continuous K measurements to verify the predictions and further improve the K estimation capability.

Type de document: Mémoire
Directeur de mémoire/thèse: Lefebvre, René
Co-directeurs de mémoire/thèse: Martel, Richard; Fortier, Richard
Mots-clés libres: hydrogéologie; dépôts meubles; forage; géotechnique; sondage par enfoncement; sondage par rotopercussion
Centre: Centre Eau Terre Environnement
Date de dépôt: 03 oct. 2013 15:39
Dernière modification: 17 nov. 2015 21:34
URI: http://espace.inrs.ca/id/eprint/1518

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