Brevet FR2509772A1 — publié le 19830121

L'objet de la présente invention est un procédé pour tirer l'eau d'une réserve d'eau souterraine selon lequel sont engagés dans le sol au moins deux tuyaux séparés de pompage par lesquels l'eau est tirée de dif- férentes couches suivant la qualité de l'eau souterraine. Le tirage de l'eau dans une réserve profonde d'eau souterraine par exemple à travers un puits foré est norma- lement réalisé en utilisant des tuyaux de pompage à installation fixe, munis de pompes Afin d'augmenter la capacité du puits, plusieurs tuyaux de pompage peuvent être installés dans un puits et on a pris l'habitude de faire descendre l'un des tuyaux près du fond du puits, ce qui permet d'assurer l'alimentation d'eau même dans le cas o pour une raison ou pour une autre, le niveau de l'eau dans le puits descend exceptionnellement bas. Un problème qui est commun dans le tirage et l'uti- lisation de l'eau souterraine est posé par les composés de fer et de manganèse qui sont présents en solution dans l'eau Si ces composés ne sont pas enlevés de l'eau, ils précipiteront dans le-système de i str 4 bu tiond'eau et avec le temps, il en résultera un bouchage des canali- sations Une solution pour résoudre ce problème a été décrite dans la publication finlandaise no 43 852 qui prévoit d'encercler le puits avec des tuyaux à travers lesquels une alimentation en eau chargée d'oxygène est conduite dans le sol La solution vise à oxyder les ions de fer et de manganèse sous forme insoluble, ce qui leur permet de rester dans le sol comme précipité et seule l'eau pure entre dans le puits Dans la pratique actuelle ce procédé a donné d'excellents résultats dans de nom- breuses réalisations, c'est-à-dire que l'effet désiré de purification à long terme a été obtenu avec une quanti- té minimale d'eau d'alimentation introduite dans le sol, mais d'autre part il y a eu aussi beaucoup d'installa- tions dans lesquelles il a été nécessaire de conduire l'eau d'alimentation dans le sol pendant une période prolongée et en grandes quantités,avant que les teneurs de fer et de manganèse de l'eau dans le puits aient commencé à baisser Dans ces circonstances l'usage du procédé n'était plus profitable si tant est que le résul- tat désiré puisse être obtenu avec ce moyen. Dans les régions c 8 tières en particulier, les eaux souterraines contiennent de plus comme impuretés, des sels de calcium et de magnésium produisant la crudité de l'eau Aucune méthode n'est connue pour enlever la crudité de l'eau déjà dans le sol par une approche simi- laire à celle qui est exposée ci-dessus. On a constaté qu'une forte stratification existe souvent en l'occurrence dans l'eau souterraine en ce qui concerne à la fois les sels de fer et de manganèse et les sels produisant la crudité Cela implique que le pourcentage desdites impuretés est élevé dans l'eau sou- terraine à une certaine profondeur du sol, tandis que l'eau souterraine au-dessus et au-dessous a substantiel- lement une pureté plus grande et peut être considérée comme virtuellement tout à fait pure Il est commun que ces impuretés soient concentrées dans le circuit d'eau souterraine le plus élevé et le plus proche du niveau du sol Cette situation explique les problèmes rencontrés dans les applications du procédé exposé dans la publica- tion no 43 852 en faisant apparaître que l'eau d'alimen- tation chargéed'oxygène a été simplement transportée trop loin dans la profondeur du sol De plus, ltobserva- tion fournit une explication pour le phénomène fréquem- ment noté que le pourcentage de fer dans le puits augmen- te graduellement en cours d'utilisation Le résultat est que quand à partir d'une grande profondeur du puits une eau pure et non chargée de fer est tirée, une eau avec un pourcentage de fer abondant à partir du circuit d'eau souterraine supérieur s'écoule pour la remplacer, et au cours d'un tirage continu de l'eau, ce type d'eau s'é- tend graduellement à une profondeur toujours plus grande dans le puits et dans un temps donné atteindra la pro- fondeur o l'extrémité du tuyau de pompage est placée. L'objet de la présente invention est de fournir un procédé simple basé sur l'observation rapportée ci-dessus et par lequel à partir d'une réserve d'eau souterraine est obtenue une eau pure pour la consommation de telle manière que la qualité de l'eau soit inchangée même durant un pompage prolongé L'invention est caractérisée en ce que les emplacements des tuyaux de pompage sont choisis selon les différents pourcentages, prévalant dans différentes couches, de composés de fer et de manganèse, de sels produisant de la crudité ou d'autres substances nocives contenues dans l'eau souterraine de telle manière qu'à partir des tuyaux soit obtenue une eau de qualités différentes,et que seule l'eau de meilleure qualité soit amenée à la consommation normale. Il est possible dans le procédé de l'invention de contrôler les quantités d'eau tirées des différentes pro- fondeurs de telle manière qu'un mélange puisse diffici- lement se produire entre les différents circuits d'eau. Ce contrôle peut être basé sur la mesure du pourcentage des impuretés nuisibles dans l'eau tirée du puits et les pourcentages inchangés sont alors une indication que la proportion des quantités d'eau tirées par les différents tuyaux est correcte. Un avantage de l'invention notamment par rapport au procédé décrit dans la publication no 43 852 est que des tuyaux d'alimentation spécifique n'ont pas besoin d'être placés autour du puits Pour mettre en oeuvre la procédé, il est suffisant d'avoir un puits conventionnel d'eau souterraine qui est pourvu de deux ou plusieurs tuyaux de pompage descendant à différentes profondeurs L'eau de qualité médiocre tirée du puits peut être laissée de côté, ou utilisée pour des emplois dans lesquels ltim- pureté de l'eau ne cause pas de dommage Il est seulement essentiel que cette eau ne soit pas mélangée avec l'eau de qualité plus haute tirée du puits et qui peut ensuite être amenée dans le système de distribution d'eau telle qu'elle est. L'invention sera décrite ci-après d'une manière plus détaillée au moyen d'exemples,avec référence aux dessins annexés dans lesquels: La figure 1 représente un puits foré dans lequel l'eau destinée à la consommation est tirée du fond du puits, *W#P 2 La figure 2 montre un puits foré dans lequel l'eau destinée à la consommation est tirée de la partie haute du puits, La figure 3 montre un puits foré dans lequel l'eau destinée à la consommation est tirée à la fois de la partie basse et de la partie haute du puits. A la figure 1, on a représenté un puits foré 1 des- cendant à une grande profondeur dans une couche de sol portant l'eau souterraine et pourvu de deux tuyaux sépa- rés de pompage d'eau 2 et 3 Chaque tuyau de pompage a été muni d'une pompe immergée 4 montée à l'extrémité du tuyau De plus, la référence 5 indique la surface du sol, la référence 6 le niveau de la surface de l'eau souterraine dans le sol et la référence 7 la marge supé- rieure de la portion de crible du puits. Les composés de fer et de manganèse et les sels pro- duisant la crudité se trouvent communément comme impure- tés dans les eaux souterraines et de plus ils sont fré- quemment concentrés seulement dans une certaine strate du sol contenant l'eau souterraine Dans le cas repré- senté à la figure 1, l'eau impure est concentrée près de la surface 6 du niveau de l'eau souterraine et c'est le cas le plus souvent rencontré en pratique Par le tuyau de pompage 2 qui a son extrémité voisine de la mar- ge supérieure 7 de la portion de crible du puits, l'eau impure est tirée, tandis que par le tuyau de pompage 3 dont l'extrémité est placée près du fond du puits, l'eau pure est obtenue Les tuyaux de pompage 2 et 3 sont uti- lisés de manière que l'eau soit tirée du puits simulta- nément par les deux tuyaux mais seule l'eau pure tirée du tuyau 3 est conduite dans le système de distribution d'eau. L'eau impure tirée par le tuyau 2 est soit mise à l'écart soit utilisée pour un emploi-dans lequel aucun inconvénient ne résulte de l'impureté de l'eau, par exem- ple pour des plantations à irriguer La signification du pompage de l'eau impure-est qu'en fait par ce moyen, il est possible de réduire substantiellement le mélange, à cause du tirage, de l'eau dans la direction de la profon- }pd deur du puits qui autrement déterminerait une augmenta- tion de la concentration des impuretés à l'extrémité du tuyau tirant l'eau destinée à la consommation L'usage simultané des deux tuyaux de pompage 2 et 3 n'implique pas nécessairement que les tuyaux doivent travailler "en synchronisation" il est simplement essentiel que dans une période de temps donné, relativement courte, l'eau soit tirée par les deux tuyaux de manière que l'eau ne puisse se mélanger dans une quantité significative dans la direction de la profondeur du puits. Dans le cas de la figure 2, le pourcentage des impuretés transportées dans l'eau est maximum au fond du puits et dans ces conditions, l'extrémité du tuyau 2 de pompage d'eau de qualité médiocre a été descendue au fond du puits et l'extrémité du tuyau 3 pompant l'eau destinée à la consommation, a été placée à la partie su- périeure du puits. Le procédé de l'invention a été expérimenté dans un puits dont l'eau était tirée à 1200 litres/minute en utilisant un seul tuyau de pompage dont l'extrémité était placée à mi-hauteur de la portion de crible du puits. L'eau tirée présentait un pourcentage de fer de 1 0-1 5 mg/l et un pourcentage de manganèse de 0 20-0 25 mg/l. Après qu'il ait été constaté que les charges de fer et de manganèse étaient les plus hautes à la partie supérieure du puis près de la surface de l'eau, deux tuyaux de pom- page séparés ont été installés dans le puits, l'un ayant son extrémité dans la partie supérieure du puits et l'autre dans le fond Ces deux tuyaux ont été ensuite utilisés simultanément, l'eau étant tirée par le tuyau mentionné en premier depuis la partie supérieure du puits à raison de 300 litres/minute et par le second tuyau à partir du fond du puits à raison de 1200 litres/ minute Dans l'eau du premier tuyau, des mesures ont révélé que le pourcentage de fer était de 2 4 mg/l et le pourcentage de manganèse de O 6 mg/l, tandis que l'eau du second tuyau contenait 0 02 et 0 03 mg/l de fer et de manganèse respectivement On comprend ainsi que les charges de fer et de manganèse de l'eau tirée du puits pouvaient être abaissées à une fraction des précédentes lectures, en dépit du fait que la capacité du puits était demeurée inchangée. La seconde expérimentation a été faite dans un puits dans lequel l'eau était tirée à raison de 600 litres/mi- nute et o le pourcentage de fer de l'eau était de 2 1 mg/. Dans ce cas, le pourcentage de fer a été constaté être le plus haut au fond du puits et, dans ces conditions, deux tuyaux de pompage ont été installés, l'extrémité de l'un étant placée au fond du puits et celle de l'autre près de la surface du puits Par le tuyau mentionné en premier, on a tiré ensuite 200 litres/minute d'eau du fond du puits et par le second tuyau 600 litres/minute de la surface du puits Le pourcentage de fer mesuré a été de 6 8 mg/l dans l'eau tirée du premier tuyau et de 0.01 mg/l dans celle du second. Dans la mise en oeuvre de l'invention, au moins dans l'eau amenée à la consommation, le pourcentage de substances nuisibles est contrôlé par des mesures con- tinues ou régulièrement répétées D'autre part, les quantités d'eau tirées par les tuyaux de pompage 2-3 sont commandées de tdle Manière que le mélange d'eau entre des couches contenant différentes sortes d'eau soit réduit au minimum. Il est évident pour un spécialiste que les diffé- rents modes de réalisation de l'invention ne sont pas li- mités aux exemples présentés mais qu'ils peuvent varier sans sortir du cadre de l'invention Par exemple les tuyaux 2 et 3 de pompage d'eau ne doivent pas nécessai- rement être logés tous d'eux dans le même puits; ils peuvent être logés dans des puits séparés placés l'un près de l'autre De plus, le nombre de puits et celui des tuyaux de pompage d'eau peuvent être supérieurs à deux selon les circonstances Il est possible de tirer Ode l'eau pure d'un puits et de l'eau impure d'autres puits, ou vice versa. La surface limite entre l'eau pure et l'eau impure n'est pas toujours horizontale dans une réserve d'eau souterraine: elle peut être inclinée en pente très rapide Quand dans ce cas deux puits sont construits côte à côte, le résultat peut être que l'eau pure et l'eau impure seront tirées de la même profondeur mais à partit de différentes couches en ce qui concerne la qua- lité de l'eau souterraine. REVENDICATIONS 1 Procédé pour tirer de l'eau d'une réserve d'eau souterraine selon lequel on place dans le sol au moins deux tuyaux de pompage séparés 2-3 par lesquels l'eau est tirée de différentes couches suivant la qualité de l'eau, caractérisé en ce que les tuyaux de pompage 2-3 sont placés selon les différents pourcentages prévalant dans différentes couches, de composés de fer ou de man- â O ganèse, de sels produisant la crudité de l'eau ou d'au- tres substances nuisibles transportées dans l'eau,de manière que différentes qualités d'eau soient obtenues à partir des tuyaux, que l'eau soittirée simultanément les par/deux tuyaux de pompage et que seule l'eau de meil- leure qualité soit amenée à la consommation normale. 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que au moins dans l'eau amenée à la consommation, le pourcentage de substances nuisibles est contrôlé par des mesures continues ou régulièrement répétées. 3 Procédé selon l'une quelconque des revendica- tions 1 ou 2, caractérisé en ce que les quantités d'eau tirées par les tuyaux de pompage 2-3 sont commandées de telle manière que le mélange d'eau entre des couches contenant différentes sortes d'eau soit réduit au mini- mum.