La vie ne serait pas possible sans les eaux souterraines.
Elles représentent 98% des réserves d’eau douce non gelée de la planète et sont notre principale réserve d’eau potable sur Terre. Peu connues, les eaux souterraines sont pourtant un élément fondamental du cycle de l’eau et constituent une ressource à la fois limitée et fragile, qu’il importe de gérer dans une optique durable.

Que sont les eaux souterraines ?

Les eaux souterraines désignent l’ensemble des réserves d’eau qui se trouvent dans le sous-sol.

Elles sont constituées de nappes d’eau, abritées dans les roches de la croûte terrestre. Lorsque ces nappes se trouvent en faible profondeur, on les appelle « nappes phréatiques ». Il existe différents types de nappes.

  • Les nappes libres, contenues dans des roches poreuses et perméables que l’on nomme « les aquifères » ; et dans lesquelles l’eau peut circuler. Les roches aquifères permettent de stocker de grandes quantités d’eau. La quantité d’eau stockée par une roche dépend de l’importance de ses pores et de ses fissures.
  • Les nappes captives, où l’eau se retrouve piégée entre deux ensembles de roches imperméables. Une nappe captive est recouverte – totalement ou partiellement – par une couche de terrain imperméable. Ces nappes sont sous pression.

Les couches d’aquifères s’alternent avec des couches de roches imperméables. Cela contraint l’eau à suivre un écoulement naturel (cours d’eau, rivières souterraines) ou à constituer des nappes captives.

Comment se forment les eaux souterraines ?

Les eaux souterraines font partie du cycle de l’eau. Ces réserves en eau se forment et se rechargent par la pluie, les chutes de neige ou de grêle, qui s’infiltrent dans le sol.

Le cycle de l’eau et la formation des eaux souterraines

Par exemple, lorsqu’il pleut, l’eau est utilisée de différentes manières :

  • Une 1re partie de l’eau de pluie va ruisseler vers les eaux dites « de surfaces » (ruisseaux, rivières ou lacs).
  • Une 2e partie de cette eau sera captée par la végétation et par le sol.
  • Une 3e partie va s’évaporer et retourner dans l’atmosphère.
  • Enfin, si la précipitation se poursuit, l’eau pourra s’infiltrer dans le sol suffisamment en profondeur pour atteindre et saturer les aquifères ; formant ainsi une nappe phréatique.

Une fois dans les nappes, l’eau souterraine s’écoule lentement sous la surface de manière gravitaire et en fonction du terrain (contournant les roches imperméables). Dans son cheminement, elle se charge en sels minéraux. Parcourant parfois de longues distances, elle se déplace tout naturellement vers des exutoires (points bas de la topographie), pour alimenter – cette fois-ci par le fond – les cours d’eau et les étendues d’eau en surface.

Comment se rechargent les eaux souterraines ?

L’eau, revenue à la surface via les cours d’eau (sources, les rivières) ou les étendues d’eau (lacs, mers, océans), s’évapore puis se condense dans l’atmosphère jusqu’à réitérer un nouveau cycle, par voie aérienne.
 Par voie souterraine, lorsque le niveau de la nappe est inférieur à celui des eaux de surface, le sens de l’écoulement va s’inverser : les eaux de surface vont recharger la nappe, par effet de vase communicant. Ce processus inverse de « période de recharge » s’observe en automne et en hiver, ou lors des crues des cours d’eau.

Quel est le rôle des eaux souterraines ?

Les eaux souterraines sont cruciales au bon fonctionnement des écosystèmes tels que les zones humides et les rivières. En alimentant en eau douce les eaux de surface, les eaux souterraines interagissent avec les milieux aquatiques et les espèces qui y vivent ou viennent s’y abreuver. Elles contribuent ainsi à la vie dans les rivières et les milieux humides, et jouent également un rôle pour les eaux côtières.

La plus grande réserve d’eau douce naturelle liquide

L’eau douce représente moins de 3% de la totalité de l’eau sur Terre. Cette eau douce est majoritairement présente dans son état solide ; l’eau douce liquide étant presque entièrement souterraine. Les eaux souterraines représentent ainsi la plus grande réserve d’eau douce naturelle dont nous disposons et que nous utilisons pour vivre.

L’eau douce – filtrée, purifiée et enrichie en sels minéraux grâce à ce processus souterrain – nourrit au quotidien les humains et toutes les espèces du vivant : plantes ; arbres ; animaux terrestres, marins, volants…

La répartition de l’eau douce

  • 69% de l’eau douce est stockée sous forme de glace ou de neige, dans un état solide.
  • 30% de l’eau douce est stockée dans les aquifères.
  • 1% de l’eau douce est stockée sous forme d’eau de surface liquide dans les cours d’eau, les rivières, les fleuves, les lacs, etc.

Source : Le Centre d’Information sur l’Eau

L’utilisation des eaux souterraines

Les nappes souterraines constituent la principale source d’eau potable : en France, 62% de l’eau potable provient des eaux souterraines et seulement 38% provient des eaux de surfaces. Les eaux souterraines sont généralement extraites à la surface grâce à des puits ou par système de pompage. Pour avoir cet accès à l’eau, un passage est creusé à l’aide d’un forage dans les nappes libres, généralement proches de la surface, ou bien plus profondément, dans une nappe captive.

Les eaux souterraines fournissent donc la majeure partie de l’eau que nous utilisons, que ce soit pour :

L’agriculture (culture & élevage)

2/3 des prélèvements d’eau souterraine sont destinés à l’irrigation agricole.
Les activités d’élevage sont également gourmandes en eau : un sondage français réalisé en 2017 révélait que 40,7 % des éleveurs disposaient d’un forage privé et s’en servaient pour l’abreuvement de leurs animaux.

La consommation et l’assainissement

Récoltées par captage, les eaux souterraines sont ensuite acheminées dans des unités de traitement afin de produire de l’eau potable pour la consommation humaine. 1/4 de cette eau est consacré à l’alimentation humaine.
Une autre partie sert des usages domestiques ou collectifs (puits, piscines, espaces verts, campings…)

Les processus industriels et procédés annexes

37 % de l’eau douce prélevée par les industries est souterraine. Elles sont utilisées à des fins multiples : procédés de fabrication, refroidissement de machines, production d’aliments ou de médicaments, entretien et nettoyage…
En 2008, 1/10 des eaux souterraines était utilisé pour l’industrie ou l’exploitation minière.

Pourquoi et comment protéger les eaux souterraines ?

L’eau fonctionne en circuit fermé depuis des milliards d’années : c’est ce que l’on appelle le cycle de l’eau. Du fait de ce caractère cyclique, la qualité des eaux souterraines dépend fortement de la qualité des eaux de surface (rivières, plans d’eau, etc.) puisqu’elles interagissent en permanence les unes avec les autres.

Concilier activité humaine et gestion de l’eau

Pour protéger ces ressources limitées, il faut à la fois la protéger des pollutions et limiter ses usages.

Sur le plan qualitatif (état chimique)
Contribuer à la préservation des nappes, c’est d’abord éviter l’utilisation, en surface, de substances susceptibles de contaminer les nappes par infiltration en limitant leur épandage à la surface du sol.

Les méthodes de prélèvement doivent également être soignées. La protection des eaux souterraines dépend en priorité du bon entretien des forages, susceptibles de provoquer des contaminations directes, mais aussi de la bonne gestion des prélèvements d’eau qui sont effectués par leur intermédiaire.

Sur le plan quantitatif
Pour que les eaux souterraines puissent se régénérer, les volumes prélevés dans la nappe ne doivent pas dépasser la capacité de renouvellement de la ressource. De la même façon, pour que le cycle de l’eau puisse se faire sans entrave, il faut préserver l’alimentation en eau des écosystèmes de surface.

Faire face au changement climatique

Afin de limiter les impacts du changement climatique sur les ressources en eaux, il convient de mieux répartir les prélèvements dans l’espace et le temps.

Défi N°1 : Lutter contre l’assèchement des sols

La hausse des températures, liée au changement climatique, favorise l’évaporation. Elle a pour conséquence l’augmentation de l’assèchement des sols. Or des sols plus secs limitent l’infiltration des eaux : moins hydratés et moins perméables, l’eau aura tendance à ruisseler, ce qui empêche la recharge de la nappe lors des précipitations.
 ⇒ En préservant les zones humides et en récréant des espaces végétalisés (plantes, arbres), on favorise un sol humide et perméable. Le phénomène d’évapotranspiration entraine la création de nuages, et donc la pluie.

Défi N°2 : Collecter l’eau de pluie

La plupart des zones arides dans le monde dépendent intégralement des eaux souterraines. Elles servent de réserves tampon en période de sécheresse et sont essentielles pour conserver les zones humides. Mais avec des précipitations de plus en plus intenses (pluies diluviennes), l’eau n’a pas le temps de s’infiltrer dans le sol.
 ⇒ La récupération de l’eau de pluie est avantageuse pour les entreprises et les collectivités. En récupérant une partie des eaux de pluies, nous pouvons économiser sur le coût d’extraction et de traitement des eaux souterraines, tout en constituant des réserves d’eau pour prévenir les périodes de sécheresses. Cela évite de trop puiser dans les eaux souterraines, mais également de limiter le ruissèlement de l’eau pluviale, qui charrie toutes les pollutions (routes, sols…) vers les eaux de surface. Pou cela, la citerne souple fermée est un outil efficace et tout à fait adapté.

Défi N°3 : Éviter l’intrusion saline

Avec les conséquences du changement climatique et la consommation des eaux souterraines, telles que l’augmentation du niveau marin et la modification des conditions de recharge, l’altération de la qualité des eaux douces par l’intrusion saline en milieu côtier est un problème susceptible de s’amplifier.
 ⇒ C’est le défi actuel des scientifiques. Les principales pistes pour éviter la contamination des eaux continentales par les eaux salées portent sur l’optimisation des prélèvements et, le cas échéant, sur la mise en place d’une recharge artificielle afin de maintenir une barrière hydraulique, empêchant la progression de l’intrusion saline.

La protection et l’utilisation durable des eaux souterraines sont donc essentielles pour survivre en s’adaptant au changement climatique et répondre aux besoins d’une population croissante.

Nous devons protéger ces eaux de la surexploitation et de la pollution qui les menacent actuellement, car nous risquons d’entraîner  l’épuisement de ces ressources, des surcoûts dans leur traitement, voire aboutir à une impossibilité de les utiliser.