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Les réserves d'eau souterraine s'amenuisent en France

Temps de lecture : 7 min

Certaines régions seront plus touchées que d'autres.

La fréquence des périodes caniculaires va s'accélerer et les surfaces concernées s'étendrent. | Ethan Sykes / Unsplash
La fréquence des périodes caniculaires va s'accélerer et les surfaces concernées s'étendrent. | Ethan Sykes / Unsplash

L'année 2019 sera-t-elle marquée par une sécheresse aussi sévère qu'en 2018, où les niveaux d'eau souterraine très bas furent comparables à ceux de l'année 1976?

Les météorologues prédisent des températures plus chaudes que la normale pour la période de juin à août en Europe et en France métropolitaine, comme a pu en témoigner le récent épisode caniculaire. Les pluies hivernales n'ont vraiment pas été abondantes, tout particulièrement du sud-ouest au nord-est ainsi que de la Normandie au Pas-de-Calais.

Le cumul des précipitations efficaces –celles qui vont participer à la recharge des aquifères, ces réservoirs naturels en eaux souterraines situés dans le sous-sol– pour la période septembre-décembre 2018 est resté déficitaire pour les régions mentionnées plus haut; le déficit y a été de 25 à 50% (jusqu'à 75% localement), à l'exception du pourtour méditerranéen et de la Haute-Corse. Sur l'île, il est excédentaire de 50% par rapport à la normale interannuelle des précipitations efficaces (au regard de la période de référence 1981-2010) pour la même période.

Plusieurs types

Les conditions semblent être réunies pour une nouvelle sécheresse –plutôt des sécheresses. On les classe en trois catégories: une sécheresse météorologique assortie d'un déficit prolongé de pluies; une sécheresse des sols dite aussi «agricole» marquée par une carence en eau des sols et ses conséquences négatives sur la croissance de la végétation; une sécheresse hydrologique enfin, qui se traduit par des niveaux d'eau et de débits pour les cours d'eau et sources anormalement bas (tant pour les eaux de surface que pour celle qui sont souterraines).

Ces trois états ont chacun leur propre dynamique qui dépendent des conditions météorologiques (pluies, température de l'air, vent) mais aussi de la nature du sol et du sous-sol.

En 2018 la région Centre-Val de Loire a souffert des sécheresses météorologique et agricole pendant l'été mais, du point de vue hydrologique, les niveaux de la nappe de la Beauce n'étaient pas au plus bas –les variations de niveaux, influencées par le régime des pluies, étant caractérisées par plusieurs cycles (un cycle annuel et un cycle pluriannuel d'un multiple de quelque 6-8 ans). Les sécheresses du sol et météorologique ne sont pas systématiquement synonymes de sécheresse hydrogéologique. Le sous-sol stocke de l'eau de pluie du cycle hydrologique actuel (période hivernale) mais aussi des cycles précédents.

Évolution du niveau d'eau souterraine dans le forage [03634X0093/F] de Trainou (Loiret), interceptant la nappe des calcaires de Beauce. Cote piézométrique exprimée dans le référentiel géographique français, altitude au-dessus du niveau de la mer. | BRGM, CC BY-NC-ND

Le cycle 2018-2019

Quel est l'état des ressources en eaux souterraines pour le cycle hydrologique 2018-2019? Au début du cycle et au cours de l'hiver plus de 50% des secteurs hydrogéologiques retenus par le Bureau de recherches géologiques et minières (BRGM), le service géologique national, pour l'élaboration de la partie «eaux souterraines» du bulletin de situation hydrologique (252 points d'eau de référence), sont caractérisés par des niveaux d'eau souterraine modérément bas à très bas; quelque 20% ont des niveaux moyens. La recharge hivernale des aquifères est donc déficitaire.

Fin mai 2019, la situation est marquée par ce déficit de pluies d'hiver, des secteurs ayant déjà atteints des niveaux bas, peu ou pas observés pour ce mois au cours des dix dernières années. C'est notamment le cas de la Sologne, du sud de l'Alsace, de la Bourgogne-Franche-Comté et de la vallée moyenne du Rhône.

Des outils pour la prévoir

Pour anticiper et s'adapter, il est nécessaire de disposer de prévisions à court et à moyen terme. Plus de 4.650 forages permettent aujourd'hui de suivre l'évolution du niveau des eaux souterraines à l'échelle de la France, dont quelque 1.600 points appartiennent au réseau d'observation des eaux souterraines mis en place dans le cadre du programme de surveillance de la directive-cadre sur l'eau (DCE), qui permettent d'évaluer l'état général des eaux souterraines et leur évolution dans le temps et l'espace. Le BRGM est l'opérateur de surveillance quantitative pour l'État français.

À l'heure actuelle, 1.420 points d'eau sont suivis à l'aide d'équipements dédiés d'enregistrement et font l'objet de télétransmission. Ce suivi en continu déployé au cours des deux dernières années permet une bancarisation des données dans des temps plus courts et leur valorisation via des outils de prévision. Les données sont ainsi conservées dans la base de suivi ADES qui est accessible pour tout le monde –bureaux d'études, administration et citoyen·nes.

On note une augmentation des surfaces concernées et de la durée des sécheresses pour 50% des projections.

Ces informations sont indispensables pour prévoir le comportement des réservoirs souterrains et fournir des outils nécessaires à la prise de décision.

L'outil MétéEau des nappes développé par le BRGM fournit des informations sur l'évolution à venir en un point donné d'observation. Via une page web, l'état quantitatif des eaux souterraines peut être consulté en quasi-temps réel; la période de simulation peut aussi être choisie.

Les résultats fournis indiquent l'évolution à trois ou six mois des niveaux d'eau souterraine, la représentation graphique positionnant également les niveaux d'alerte définis en tenant compte des écoulements de surface. Des simulations régionales spatialisées peuvent permettre de faire des prévisions qui prennent en compte l'occupation du sol et les prélèvements en eau à moyen et long termes. Certains de ces modèles régionaux des écoulements souterrains ont été rassemblés au sein d'une même et unique plateforme afin de pouvoir effectuer de telles prévisions.

L'analyse statistique des niveaux d'eau simulés pour les modèles réunis dans la plateforme AQUI-FR permet d'anticiper l'impact de scénarios sur les niveaux d'eau souterraine et la fréquence des événements. Les résultats des premières simulations pour les scénarios de changement climatique (RCP 2.6, RCP 4.5 et RCP 8.5) par rapport à la période de référence 1950-1980 mettent en évidence, pour la moitié supérieure de la France, une augmentation de la sévérité des sécheresses pour toutes les projections et l'ensemble des scénarios de 1950 à 2100; on note également une augmentation tant des surfaces concernées que de la durée des sécheresses pour environ 50% des projections des scénarios RCP 4.5 et 8.5.

Des solutions plus ou moins efficaces

Même si la France n'est pas située en zone aride et voit des volumes importants d'eau s'écouler et s'infiltrer annuellement –encore bien supérieurs aux besoins–, certaines régions seront plus touchées que d'autres, la fréquence pluriannuelle des sécheresses semblant prendre le pas.

Pour faire face à cette situation, des stockages d'eau en surface sont souvent recommandés malgré des inconvénients au niveau du foncier ou des problématiques de non-remplissage. Des adaptations sont nécessaires, qui passent par une gestion sobre de l'eau dans les différents secteurs –aussi bien agricole, industriel que domestique (alimentation en eau potable)– mais aussi à une nécessaire réflexion quant à la gestion dans le temps des flux et des stocks d'eau dans le sol et le sous-sol.

L'eau perdue au niveau des canalisations ne va pas nécessairement recharger le réservoir souterrain.

La question de l'amélioration du rendement des réseaux de distribution d'eau (qui est en moyenne de 80%) a été mis à l'ordre du jour dans le cadre des Assisses de l'eau. Un tel rendement de 80 à 90% peut représenter un large volume au global sur les 5,5 milliards de mètres cubes d'eau distribués pour l'alimentation en eau potable.

Si les pertes en eau de réseaux d'eau potable «fuyards» se réinfiltrent dans le sol et sous-sol en fonction de la localisation des points de captage et de la géologie ainsi que des pertes sur réseau, l'eau perdue au niveau des canalisations ne va pas nécessairement recharger le réservoir souterrain. Des solutions complémentaires sont indispensables pour gérer ces ressources.

Recharger artificiellement?

La recharge artificielle des aquifères existe depuis plus d'un siècle et a connu des pics de développement au moment des périodes de sécheresse plus ou moins intenses en Europe mais surtout aux États-Unis, en Australie, en Inde et dans le bassin méditerranéen (Espagne, Israël).

Plusieurs dispositifs existent, parmi lesquels des bassins d'infiltration, du filtrage d'eau de rivière sur berge, des infiltrations directes en forage, etc.

Certains de ces dispositifs constituent des solutions fondées sur la nature, favorisant le transfert d'eau de surface vers le milieu souterrain. Ils permettent de stocker des volumes d'eau correspondant au volume déficitaire de précipitations de la période de recharge et aux besoins des usagèr·es et aussi des milieux aquatiques associés (cours d'eau, zones humides en relation avec les eaux souterraines).

Les principales sources d'eau utilisées pour les bassins d'infiltration constituant de nouvelles zones humides comprennent des eaux de surface et des eaux pluviales d'orage, ainsi que des effluents de stations de traitements d'eau (STEP) après différents stades de traitement (comme évoqué ici et ) et des rivières recevant des effluents.

Schéma expliquant le circuit d'une recharge de nappe. | BRGM

La composition chimique des eaux de STEP est variable dans le temps; l'eau s'infiltrant va réagir avec la composition minéralogique et organique du sol et sous-sol. Une barrière perméable réactive peut être intégrée à la base du bassin d'infiltration. Des processus géochimiques vont prendre place et, en fonction des conditions, donner lieu à des processus de dénitrification ou de retrait du carbone organique, du phosphate ou du fer. La qualité des eaux souterraines peut ainsi être améliorée, voire amplifiée.

Les sécheresses en France –dont la sécheresse hydrogéologique concernant l'atteinte de niveau bas d'eau souterraine pour de nombreux aquifères, sur une durée de plusieurs mois– constituent un enjeu majeur pour la gestion des ressources en eau, dont les eaux souterraines. Une gestion intégrée et durable des ressources en eau implique de satisfaire les besoins en eau tant domestique, qu'agricole et industrielle mais aussi celle des milieux aquatiques.

Lors des périodes d'étiage, les eaux souterraines contribuent en l'absence de précipitations depuis de nombreux mois à assurer un débit dans les cours d'eau. Leur surveillance est donc indispensable pour orienter les gestionnaires et les personnes qui en font usage; des solutions d'adaptation pour faire face à la récurrence et à l'intensité des épisodes de sécheresse deviennent également indispensables. On l'a vu, il faut à la fois réaliser des économies au niveau des différents usages –domestique, agricole et industriel– et mettre au point sans trop tarder des solutions d'optimisation de la recharge (artificielle notamment) des eaux souterraines.

Cet article est republié à partir de The Conversation sous licence Creative Commons. Lire l'article original.

The Conversation

Nathalie Dörfliger

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