Ligne piézométrique (HU)

Traduction anglaise : Head profile, Head line

Dernière mise à jour : 10/04/2024

Ligne représentant les variations de la hauteur piézométrique le long de l'écoulement pour un cours d'eau ou un réseau ou encore le long d'un axe d'intérêt pour une nappe souterraine.

Formulation mathématique

La ligne piézométrique représente les points décrits par l'expression :

$ Hp = \frac{p}{ρ.g} + z \qquad (1) $

Avec :

• $ Hp $ : hauteur piézométrique (m) ;
• $ p $ : pression (Pa ou N/m²) ;
• $ ρ $ : masse volumique (kg/m³) ;
• $ g $ : accélération de la pesanteur (m/s²).

Intérêt de la ligne piézométrique

Dans le cas d'un écoulement à surface libre, le terme de pression $ \displaystyle\frac{p}{ρ.g} $ est simplement égal à la hauteur d'eau $ h $ (on raisonne le plus souvent en pression spécifique en négligeant la pression atmosphérique) et la ligne piézométrique est confondue avec la ligne d'eau (figure 1).

Figure 1 : Ligne piézométrique dans le cas d'un écoulement à surface libre.

Dans le cas d'un écoulement en charge, la hauteur piézométrique correspond normalement au niveau que l'eau peut atteindre dans un ouvrage de communication avec la surface (branchement, cheminée, etc.) ; connaître sa valeur en tout point permet d'évaluer les risques de débordement sur chaussée (à la condition que l'ouvrage de communication ne soit pas dans l'axe de la conduite et dans le sens de l'écoulement, auquel cas on récupère également tout ou partie de la charge dynamique, et l'eau peut atteindre un niveau correspondant à la charge hydraulique totale, c'est alors la ligne de charge qu'il faut prendre en compte) (figure 2).

Figure 2 : Ligne piézométrique dans le cas d'un écoulement en charge.

Dans le cas d'un puits foré dans un terrain aquifère, le niveau de l'eau dans le puits (après qu'un équilibre a été atteint), indique la hauteur piézométrique de l'aquifère (figure 3).

Figure 3 : Ligne piézométrique dans le cas d'une nappe : la présence de plusieurs piézomètres de contrôle plus ou moins éloignés d'un puits de captage permet de tracer la ligne piézométrique et d'évaluer le rabattement de la nappe.