Aquifères : de précieux réservoirs d’eau douce

Aquifères : de précieux réservoirs d’eau douce

Les aquifères sont des structures géologiques souterraines qui constituent la plus importante réserve d’eau douce liquide de la terre. De plus en plus exploités, ils font aujourd’hui l’objet de nombreuses inquiétudes quant à la quantité et à la qualité des eaux qu’ils contiennent. 

D’un côté, des étés plus longs et plus chauds, des pluies moins fréquentes, des rivières et des ruisseaux chaque année plus bas ; de l’autre, une démographie en constante augmentation, une agriculture intensive et des industries gourmandes en eau. Voici l’épineuse situation dans laquelle se trouve le Texas depuis quelques années. Avec un début d’année 2022 particulièrement sec (84 % de l’étendue géographique de cet état serait aujourd’hui en situation de sécheresse), tous les yeux se tournent vers les aquifères. Ces réservoirs souterrains naturels permettant en effet de disposer de grandes quantités d’eau potable durant les saisons sèches. 

Ceux-ci fournissent déjà près d’un tiers des besoins en eau du Texas, mais les experts et les scientifiques s’inquiètent… L’intensification des sécheresses et les demandes d’eau croissantes pourraient en effet mener à un pompage excessif de ces précieuses réserves, et rendre les aquifères plus vulnérables que jamais. Le Texas est pourtant loin d’être un cas isolé. Sur tous les continents, le réchauffement climatique et la pression démographique mettent à mal de nombreux aquifères.  

Qu’est-ce qu’un aquifère ?

C’est une formation géologique poreuse constituée de roches dans lesquelles l’eau s’accumule pour former des nappes d’eau souterraine. Un aquifère est suffisamment perméable pour laisser l’eau circuler librement, ce qui permet son captage (puits). 

Trois grands types de formations géologiques peuvent constituer des aquifères :

- Les bassins sédimentaires : ils abritent les nappes souterraines les plus grandes, car ils comportent des sédiments qui, au cours de l’histoire géologique de la terre, se sont accumulés en couches (sable, gravier…) ; 

- Les massifs montagneux : bien que constitués de roches cristallines et volcaniques imperméables, ils peuvent contenir de l’eau lorsque ces roches sont fissurées en surface ; 

- Les vallées des fleuves et des rivières : constituées d’alluvions empilées (galets, sables, limons…), elles abritent des nappes souterraines communiquant en permanence avec les cours d’eau de surface. 

Une ressource en eau indispensable

L’eau contenue dans ces différents types d’aquifères est d’une importance capitale. Elle représente près de 99 % des réserves d’eau douce liquide de la planète et alimente deux milliards de personnes en eau potable et en eau pour l’irrigation et l’industrie. 

En 2017, près de 1000 km3 d’eau souterraine provenant des aquifères ont été prélevés dans le monde, soit le quart de l’ensemble de l’eau douce consommée sur Terre (le reste provenant des eaux de surface telles que les rivières ou lacs). 

75 % des prélèvements d’eaux souterraines réalisés par l’homme sont le fait de 10 pays. Huit sont situés en Asie (par ordre décroissant l’Inde, la Chine, le Pakistan, l’Iran, l’Indonésie, le Bangladesh, l’Arabie saoudite et la Turquie) et 2 en Amérique du Nord (États-Unis et Mexique). Ce sont tous des pays dans lesquels l’accès aux eaux de surface est limité. 

À l’échelle mondiale, 69 % des eaux souterraines sont utilisées pour l’agriculture (irrigation), 22 % pour l’eau domestique (hygiène, alimentation…) et 9 % pour les activités industrielles (évacuation des déchets, refroidissement des installations, fonctionnement des chaudières, etc.).    

Des pressions de plus en plus fortes

La majorité des aquifères sont alimentés naturellement par les eaux de pluie, les eaux issues de la fonte des neiges et, en plus faible proportion, les eaux de surface (rivières et lacs). Cette recharge régulière permet de prélever l’eau des nappes de manière durable.

Malheureusement dans de nombreux pays, la pression démographique croissante et le réchauffement climatique entraînent des perturbations des processus naturels de recharge : imperméabilisation des sols (construction de routes, de bâtiments, de parking…), modification de la végétation naturelle originelle des sols (agriculture, sécheresse, mauvaise gestion des parcelles…), raréfaction des précipitations, assèchement des cours d’eau, etc. Quand la recharge d’un aquifère est inexistante ou insuffisante, le volume des nappes diminue. Les extractions épuisent alors le volume stocké, ce qui à terme peut mettre en péril la sécurité alimentaire et hydrique de la région. 

Les eaux souterraines sont également susceptibles d’être contaminées par les pollutions industrielles et agricoles (produits chimiques, résidus, nitrates, pesticides, phosphore…), mais aussi par le sel (en cas d’intrusion d’eau de mer) et par l’arsenic présent naturellement dans certaines roches. Ce problème de pollution des nappes est extrêmement difficile à résoudre, car les eaux contenues dans les aquifères sont difficiles d’accès ; une fois polluées, elles le restent pendant très longtemps.


Légende : En bleu, les principaux bassins hydrogéologiques, c’est-à-dire les aquifères renfermant la majeure partie des réserves d’eau douce stockées sur terre ayant des taux de recharges relativement variables. En vert, les formations laissant circuler également de grandes quantités d’eau (généralement des roches fissurées) mais dont la productivité est généralement inférieure aux principaux bassins hydrogéologiques. En brun, les zones les moins avantageuses en termes d’exploitation des eaux souterraines.


Identifier les aquifères les plus à risque

L’évaluation du niveau des eaux souterraines reste difficile à réaliser au niveau mondial. Cependant, une étude nommée GRACE (Gravity Recovery ans Climate Expérience) menée par la NASA a permis d’apporter un certain nombre d’estimations. À travers l’observation depuis l’espace des changements dans le champ de gravité de la Terre, les chercheurs ont mesuré les changements dans les quantités d’eau stockées dans le sous-sol. Ils ont mis en évidence que plus de la moitié des principaux aquifères du monde ont dépassé leur limite de durabilité. Autrement dit, que les taux de prélèvement des eaux souterraines sont bien supérieurs aux taux de reconstitution. 

Les résultats montrent que certains aquifères sont dans une situation particulièrement critique en raison de leur surexploitation : les aquifères de Central Valley et d’Ogallala aux États-Unis, le système aquifère du Sahara du Nord-Ouest, le nord-ouest de l’Inde et le nord du Bangladesh, l’aquifère de la plaine de Chine du Nord à Pékin, le bassin de Pilbara dans le nord-ouest de l’Australie et l’aquifère Guarani dans le sud de l’Amérique du Sud. 

Mieux gérer l’eau souterraine, un défi

Si les aquifères représentent une ressource en eau abondante et indispensable à la vie sur Terre, ils n’en sont pas moins vulnérables. Avec une utilisation d’eau qui devrait augmenter de 1 % par an au cours des 30 prochaines années au niveau mondial, l’UNESCO lance un cri d’appel. Elle encourage les états à mettre en place de nouvelles méthodes de gestion durable et efficace de ces ressources afin de pouvoir utiliser intelligemment les eaux souterraines. 

Tout l’enjeu est de parvenir à protéger les nappes contre la surexploitation et la pollution afin qu’il soit possible de répondre aux besoins croissants de la population et de réagir efficacement à la crise climatique et énergétique actuelle. 

Véronique Molénat

Sources

Eaux souterraines – Rendre visible l’invisible – UNESCO – Mars 2022

Water Shortage in Texas – Martina Igini, 19th April 2022 

A Map of the Future of the Water – Jay Famiglietti, 3d April 2019


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