Peu de ressources naturelles sont aussi importantes, ou aussi invisibles, que les eaux souterraines. Même si elles existent presque partout dans le monde, peu de gens comprennent ce que sont les eaux souterraines, ou à quel point ces vastes réservoirs d’eau souterraine sont essentiels à la vie moderne.
« Les eaux souterraines sont toutes les eaux qui se trouvent dans les aquifères sous la surface terrestre », a déclaré Steven Phillips, un hydrologue de l’U.S. Geological Survey à Sacramento, en Californie. Alors qu’une partie de l’eau qui tombe sous forme de précipitations est canalisée vers des cours d’eau ou des lacs, et qu’une autre est utilisée par les plantes ou s’évapore à nouveau dans l’atmosphère, la plupart s’infiltre dans le sous-sol.
Les océans contiennent environ 97 pour cent de l’eau de la Terre, mais celle-ci, bien sûr, n’est pas potable. Environ 2 pour cent sont gelés aux pôles ou dans les glaciers. Sur le 1 % restant, la quasi-totalité – environ 96 % – est constituée d’eaux souterraines, selon la National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA). Le reste de notre eau douce se trouve à la surface, dans les ruisseaux, les lacs, les rivières et les zones humides.
L’eau souterraine peut se trouver près de la surface de la Terre ou à une profondeur de 30 000 pieds, selon l’U.S. Geological Survey (USGS). La « nappe phréatique » d’une zone est le niveau sous la surface où se trouvent le sol et la roche saturés en eau ; au-dessus du niveau de la nappe phréatique se trouve le sol non saturé – même si ce sol est humide, il contient aussi de l’air.
Comment l’eau souterraine se déplace
Parce qu’elle est impossible à voir et difficile à mesurer, il existe un certain nombre de mythes associés à l’eau souterraine. On croit généralement, par exemple, que les eaux souterraines s’écoulent comme une rivière souterraine : Bien qu’il existe une poignée d’endroits avec de grandes lacunes souterraines où l’eau peut s’écouler rapidement, ces endroits sont très rares.
L’eau souterraine se déplace, cependant, et elle s’écoule généralement vers le bas par la force de gravité, car la plupart des réapprovisionnements naturels ont lieu dans les montagnes, a déclaré Phillips. Selon la densité de la roche et du sol à travers lesquels l’eau souterraine se déplace, elle peut ramper aussi lentement que quelques centimètres en un siècle, selon Environnement Canada. Dans d’autres régions, où la roche et le sol sont plus lâches et plus perméables, l’eau souterraine peut se déplacer de plusieurs pieds en une journée.
La roche plus poreuse, comme le calcaire, le grès et le gravier, possède d’innombrables petits espaces qui peuvent retenir l’eau. Certains des plus grands aquifères du monde – de vastes réservoirs souterrains d’eau souterraine – se trouvent dans des régions dotées de ces roches-mères poreuses.
L’eau souterraine peut également se trouver dans des régions où la roche-mère est constituée d’un matériau plus dense – comme le granit ou le basalte – si cette roche-mère a été fissurée ou brisée. Un matériau dense et imperméable comme l’argile ou le schiste peut agir comme un « aquitard », c’est-à-dire une couche de roche ou d’autres matériaux presque impénétrables à l’eau, a expliqué M. Phillips. Par l’eau pourrait se déplacer à travers un tel matériau, elle le fera très lentement (voire pas du tout).
Lorsqu’un aquifère est confiné sous une couche aquitard, la pression sur les eaux souterraines peut être suffisante pour forcer l’eau à sortir de tout puits foré dans cet aquifère. De tels puits sont connus sous le nom de puits artésiens.
L’eau souterraine peut être piégée sous la surface de la Terre pendant des millions d’années. Des tests sur d’anciennes eaux souterraines s’écoulant de fractures dans une mine profonde ont révélé que le liquide avait entre 1,1 et 2,7 milliards d’années.
Qualité des eaux souterraines
Alors que la qualité des eaux de surface varie en raison de l’érosion, du ruissellement, de la pollution, des matières végétales, des déchets animaux et d’autres contaminants possibles, la qualité des eaux souterraines est généralement plus stable. Et comme elle se déplace généralement lentement à travers la roche, l’eau souterraine est filtrée de nombreux contaminants, y compris certaines bactéries et certains virus. Ces facteurs font des eaux souterraines une importante ressource en eau potable.
Cela ne signifie pas, cependant, que les eaux souterraines ne peuvent pas être contaminées : Il existe de nombreux cas dans le monde où d’importantes ressources en eaux souterraines (et des réserves d’eau potable) ont été ruinées par l’intrusion d’eau salée (un problème particulier dans les zones côtières), par des contaminants biologiques comme le fumier ou les rejets de fosses septiques, et par des produits chimiques industriels comme les pesticides ou les produits pétroliers. Et une fois que les eaux souterraines sont contaminées, il est notoirement difficile d’y remédier.
En plus des préoccupations concernant la qualité des eaux souterraines, le volume global des eaux souterraines dans les aquifères est également un problème environnemental grave. Les eaux souterraines sont une ressource limitée, et même les grands aquifères peuvent être vidés d’une grande partie de leur eau, en particulier pendant les sécheresses, lorsque les aquifères ne sont pas rechargés par les précipitations.
Dans le sud de la vallée de San Joaquin en Californie, le niveau des eaux souterraines a baissé de plus de 150 pieds (46 mètres) pendant la grave sécheresse de 1976-1977 dans l’État. Ce scénario s’est répété lors des sécheresses ultérieures.
« Nous constatons une perte substantielle de stockage dans l’aquifère de la vallée centrale en Californie », a déclaré Phillips. « Il est passé d’un lac dans le sud de la vallée de San Joaquin à un endroit où la nappe phréatique se trouve à 500 pieds sous la surface. »
Pertes d’eau souterraine
Un pompage excessif des eaux souterraines peut entraîner un abaissement de la nappe phréatique ; dans les cas graves, lorsque la demande de pompage est élevée et que la recharge de l’aquifère est lente, la nappe phréatique peut descendre si bas qu’elle se trouve sous la profondeur d’un puits. Dans ce cas, le puits est « à sec » et aucune eau ne peut être prélevée jusqu’à ce que les eaux souterraines soient rechargées, ce qui, dans certains cas, peut prendre des centaines ou des milliers d’années. L’abaissement de la nappe phréatique diminue également le débit d’eau dans les lacs, les rivières et les ruisseaux.
« L’eau souterraine est une ressource écologique importante pour les bestioles comme pour nous, et nous avons déjà eu de graves problèmes dans de nombreuses régions où de grandes sources d’eau pour la faune – les oiseaux aquatiques en particulier – se sont taries », a déclaré Phillips.
L’importance de préserver les ressources en eaux souterraines est soulignée par le nombre d’endroits qui dépendent des eaux souterraines pour l’eau potable, les usages industriels et d’autres besoins. Le Texas tire près de 60 % de son eau des eaux souterraines ; en Floride, les eaux souterraines fournissent plus de 90 % de l’eau douce de l’État. La vallée centrale de la Californie, centrée sur l’agriculture, représente 20 % de tous les prélèvements d’eau souterraine de la nation, selon l’USGS.
Mais dans ces États et dans de nombreux autres, les ressources en eau souterraine sont menacées par des intérêts concurrents, de l’agriculture et de l’exploitation minière aux résidences privées ayant des puits d’eau potable sur leur propriété.
Par exemple, l’aquifère d’Ogallala – un vaste réservoir d’eau souterraine de 174 000 miles carrés (450 000 kilomètres carrés) – se trouve sous les grandes plaines, s’étendant du Dakota du Sud au Texas. L’Ogallala fournit près d’un tiers des eaux souterraines agricoles de l’Amérique, mais en 2010, environ 30 % des eaux souterraines de l’aquifère avaient été exploitées.
Parties de l’aquifère Ogallala sont maintenant sèches, et la nappe phréatique a baissé de plus de 300 pieds dans d’autres zones, selon le Texas Water Development Board. Non seulement ces pertes d’eau souterraine ont de graves implications pour la production agricole et l’économie régionale, mais elles peuvent également avoir un effet significatif et immédiat sur les plus de 1,8 million de personnes qui dépendent de l’aquifère d’Ogallala pour leur eau potable.
« Bien qu’il y ait encore beaucoup d’eau souterraine en profondeur, elle devient de plus en plus salée à mesure que l’on s’éloigne », a déclaré Phillips.
Rapport supplémentaire de Marc Lallanilla.
Ressources supplémentaires
- L’U.S. Geological Survey suit l’utilisation des eaux souterraines aux États-Unis.
- La Groundwater Watch de l’U.S. Geological Survey fournit des informations provenant d’environ 850 000 puits d’eau souterraine collectés au cours des 100 dernières années.
- Le U.S. Water Monitor est un rapport quotidien sur la « santé de l’eau » qui résume les informations fédérales sur l’eau.
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