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Qu'est-ce que les Eaux Souterraines?

Qu'est-ce que les Eaux Souterraines?

Quand la pluie tombe sur le sol, une partie coule le long de la surface de la terre vers des ruisseaux, rivières ou des lacs et peut hydrater le sol. Une partie de cette eau est utilisée par la végétation, une autre partie s´évapore et retourne à l'atmosphère. Une partie de l'eau s´infiltre aussi dans le sol, traverse la zone non saturée et atteint la nappe phréatique, ce qui est une surface imaginaire où le sol est saturé en dessous (voir illustration ci-dessous).​ 

La dernière est de l´eau souterraine ; toute l'eau qui se trouve sous la surface du sol dans la zone saturée.

Illustration of the water table, the saturated and unsaturated zones (The Importance of Groundwater, web) Illustration de la nappe phréatique, les zones saturées et insaturées

L'eau souterraine est contenue dans ce qu'on appelle les « aquifères ». Un aquifère est une formation géologique, ou une partie de celle-ci, constituée d'un matériau perméable capable de stocker des quantités importantes d'eau. Les aquifères peuvent être constitués de différents matériaux : sables et graviers non consolidés, roches sédimentaires perméables telles que les grès ou calcaires, roches volcaniques et cristallines fracturées, etc.

Les eaux souterraines sont (naturellement) rechargées par l'eau de pluie et la fonte des neiges ou par l'eau qui fuit à travers le fond de certains lacs et rivières. Les eaux souterraines peuvent également être rechargées lorsque les systèmes d'approvisionnement en eau fuient et que les cultures sont irriguées avec plus d'eau que nécessaire. Il existe également des techniques pour gérer la recharge des aquifères et augmenter la quantité d'eau d'infiltration dans le sol.

Les eaux souterraines peuvent être trouvées presque partout. La nappe phréatique peut se situer profonde ou peu profonde en fonction de plusieurs facteurs tels que les caractéristiques physiques de la région, les conditions météorologiques et les taux de recharge et d'exploitation. Les fortes pluies peuvent augmenter la recharge et provoquer la hausse de la nappe phréatique. Par contre, une période prolongée de temps sec peut causer une contraction de la nappe phréatique. 

Lorsque les eaux souterraines atteignent un aquifère, elles ne restent pas immobiles. Elles continuent à circuler normalement, mais beaucoup plus lentement qu’auparavant. À quelle vitesse les flux des eaux souterraines se déplacent dépend des caractéristiques de l'aquifère. L´eau se déplace normalement dirigée par la gravitation des niveaux supérieurs à inférieurs, sauf s’il y a un impact anthropique comme dans les puits de pompage. L'eau souterraine se déplace jusqu'à ce qu’elle se déverse dans un autre aquifère, lac, rivière, océan ou jusqu'à ce qu'elle soit extraite par un puits.

Pour être en mesure de stocker et de produire des eaux souterraines, un aquifère doit avoir certaines caractéristiques physiques. Il doit avoir un espace vide (pores ou fractures), où les eaux souterraines peuvent être stockées. Les espaces doivent être connectés afin de lui permettre de circuler à travers l´aquifère. Techniquement parlant, quand il y a des espaces et qu’ils sont reliés entre eux, la formation géologique est perméable. Quand il n'y a pas d'espaces ou qu’ils ne sont pas reliés entre eux, la formation géologique est imperméable. Plus la porosité et la perméabilité de l'aquifère sont élevées, plus les eaux souterraines sont stockées par un aquifère.

 

Illustration of permeable and impermeable geological formations (USGS, 2001) Formations géologiques perméables et imperméables (USGS, 2001)

Pourquoi les eaux souterraines sont-elles si importantes?

Les eaux souterraines représentent environ 30% de l'eau douce du monde. Des 70% restants, près de 69% est capturé dans les calottes glaciaires et montagnes (neige, glaciers) et seulement 1% se trouve dans les rivières et les lacs. Les eaux souterraines représentent en moyenne un tiers de l'eau douce consommée par les humains, mais dans certaines régions du monde, ce pourcentage peut atteindre jusqu'à 100%. Dans l'illustration ci-dessous un aperçu est donné de la distribution de l'eau de la Terre.

Earth’s water distribution La distribution de l'eau de la Terre

L'eau souterraine est une ressource naturelle très importante et a un rôle important dans l'économie. Il est la principale source d'eau pour l'irrigation et l'industrie alimentaire. En général, les eaux souterraines sont une source fiable d'eau pour l'agriculture et peut être utilisé de manière flexible : pendant des périodes plus sèches, il y a une plus grande demande pour de l´eau souterraine qui peut être extraite et quand la pluie tombé répond aux besoins, moins d´eau souterraine est extraite. Globalement, l'irrigation représente plus de 70% de l'eau totale retiré (de surface et des eaux souterraines). L'eau souterraine est estimée à être utilisé pour environ 43% de la consommation totale d'eau d'irrigation.

L´environnement joue un rôle très important dans le maintien du niveau d'eau et de débit dans les rivières, les lacs et les zones humides. Spécialement pendant les mois les plus secs quand il y a peu de recharge directe de la pluie, l'écoulement des eaux souterraines à travers le fond de ces masses d'eau devient essentiel pour la vie et les plantes qui existent dans ces environnements. Les eaux souterraines jouent également un rôle très important dans le maintien de la navigation dans les eaux intérieures lors des saisons sèches. En déchargeant les eaux souterraines dans les rivières, cela aide à maintenir des niveaux d'eau plus élevés.

Les eaux souterraines se trouvent presque partout et leur qualité est généralement très bonne. Le fait que les eaux souterraines soient stockées dans des couches situées sous la surface, et parfois à des profondeurs très élevées, permet de les protéger contre toute contamination et de préserver sa qualité. De plus, l'eau souterraine est une ressource naturelle qui peut souvent être trouvée près des consommateurs finaux et ne nécessite donc pas de gros investissements en termes d'infrastructures et de traitement, comme est souvent le cas lors de la récolte des eaux de surface. Il est crucial, pour éviter la surexploitation et la pollution de cette ressource cruciale, de trouver un juste équilibre entre le retrait et le repos de l´aquifère pour qu´il récupère son niveau. 

Sources

  • USGS – L'eau du monde 
  • USGS – Qu'est-ce que les eaux souterraines - D.W. Clark et D.W. Bruyère. Rapport Ouvrez-File 93-643, réimprimé Avril 2001
  • L'importance des eaux souterraines - D - LONGWOOD UNIVERSITY