Aquifère
Ne doit pas être confondu avec Nappe d'eau souterraine, Nappe phréatique ou Système aquifère.
Un aquifère est un sol ou une roche réservoir originellement poreuse ou fissurée, contenant une nappe d'eau souterraine et suffisamment perméable pour que l'eau puisse y circuler librement[1],[2].
Les aquifères pourraient être utilisés dans des projets de séquestration géologique du dioxyde de carbone.
Description
[modifier | modifier le code]Types d'aquifères
[modifier | modifier le code]On distingue aquifères poreux et aquifères lamellés :
- Dans les aquifères poreux, l'eau souterraine est soit contenue entre les grains (ex.: sable, gravier)[1] ou soit contenue dans les pores ouverts de la roche (ex.: craie, grès, scories volcaniques). Elle peut y circuler librement. La perméabilité est matricielle.
- Dans les aquifères fissurés, l'eau est contenue et circule dans les failles, fissures ou diaclases de la roche (calcaires, granites, coulées volcaniques, etc.). La perméabilité est fissurale.
- Les aquifères karstiques sont des systèmes complexes particuliers associant une zone superficielle plus ou moins fissurée et insaturée (en eau) servant de zone d'infiltration, et une zone inférieure fissurée, présentant également des conduits, grottes, etc. Cette zone est saturée en dessous d'un certain niveau, et l'eau y circule à une grande vitesse par rapport aux systèmes poreux.
Cas de l’argile
[modifier | modifier le code]Les sols argileux (comme les argiles glaciaires)[3], peuvent contenir de grandes quantités d'eau souterraine, du fait de leur porosité élevée. Cependant, l'eau ne peut y circuler librement du fait de la faible conductibilité hydraulique des argiles de l’ordre du milliardième de mètre par seconde[4] et les sols argileux ne peuvent donc pas abriter d'aquifères.
Les argiles jouent cependant un rôle clef dans les structures géologiques occupées par les aquifères et les strates d'argiles peuvent délimiter plusieurs aquifères superposés. Alors que l'eau souterraine peut parcourir plusieurs mètres par jour dans une roche réservoir, sa vitesse dans les couches d’argile est de l'ordre de quelques dizaines de centimètres par millier d'années empêchant ou limitant fortement la communication entre les aquifères[5]. Quand un aquifère est confiné entre deux couches imperméables (généralement d’argile) la pression de l’eau souterraine peut y être élevée. Dans ce cas là, le simple forage d'un puits à travers la couche d'argile supérieure peut suffire à faire jaillir l'eau au-dessus du toit de l'aquifère formant un puits artésien[5].
Hydraulique souterraine
[modifier | modifier le code]La circulation de l'eau libre dans les aquifères est tributaire de phénomènes de grande ampleur comme les cycles climatiques et les pompages. Masquées par celles-ci, des variations plus discrètes sont induites par les variations de la pression atmosphérique ; pour les aquifères en contact avec la mer, par les marées océaniques; et par les marées terrestres (dilatation de la Terre due à l'attraction gravitationnelle de la Lune et du Soleil)[6].
Porosité
[modifier | modifier le code]La quantité d'eau que peut contenir un aquifère est fonction de sa structure :
- Si l'eau circule dans des pores, on dit que la roche a une porosité « en petit ».
- Si l'eau circule dans des fissures, joints de stratification, diaclases..., on dit que la roche a une porosité « en grand ».
Le tableau ci-dessous donne le volume d'eau que peut contenir un mètre cube d'aquifère saturé en fonction de sa composition et de sa structure, pour certains.
| Composition | Volume d'eau en litres |
|---|---|
| Sable et gravier | 200 à 400 |
| Sable fin | 300 à 350 |
| Grès | 50 à 200 |
| Craie | 100 à 400 |
| Calcaire massif fissuré | 10 à 100 |
| Argile | 400 à 500 |
| Schiste | 10 à 100 |
| Granite fissuré | 1 à 50 |
Gestion de l'eau
[modifier | modifier le code]Dans le monde, et notamment dans les zones arides[7], « pour enrayer la surexploitation des nappes en accès libre, une gestion de la demande en eau basée sur le suivi de l'état des nappes et des études prospectives et de besoins est de plus en plus préconisée »[8]. On parle parfois à cet égard de gestion patrimoniale[9].
Une eau fossile est une eau souterraine présente dans un aquifère depuis une période qui excède le temps de la civilisation humaine ; à ce titre, c'est une ressource non renouvelable.
Aquifères importants
[modifier | modifier le code]- L'aquifère du bassin de Nubie (Afrique du Nord)
- Aquifère du bassin de Lotikipi
- Système aquifère du Sahara septentrional (Grand comme deux fois la France)[10],[11],[12],[13].
Amérique du Nord
[modifier | modifier le code]Amérique du Sud
[modifier | modifier le code]- L'aquifère Guarani (Amérique du Sud)
- L'Hamza (aquifère), encore hypothétique en 2011 et dont le rôle est controversé[14], serait un drainage en profondeur (4 000 m!) du bassin amazonien, redoublant celui effectué par l'Amazone elle-même.
Proche-Orient
[modifier | modifier le code]Océanie
[modifier | modifier le code]Europe
[modifier | modifier le code]France
[modifier | modifier le code]- Nappe de la craie : la nappe du calcaire carbonifère est la principale source d'eau potable et industrielle du nord de la France (seule région de France à ne pas recevoir au moins un fleuve alimenté par une montagne ou une région peu habitée). Les deux départements du Nord et du Pas-de-Calais, densément habités et industrialisés depuis la révolution industrielle, disposent en été tout juste de l'eau pluviale nécessaire pour alimenter les canaux, sans grands lacs naturels. La nappe de la craie a vu son niveau piézométrique (pour le calcaire carbonifère) chuter de 35 m de 1917 à 1957 (dont 15 m perdus entre 1952 et 1956) et le mouvement s'est accéléré après plusieurs années sèches[15]. Depuis les années 1980-1990, la désindustrialisation et la fermeture du bassin minier du Nord-Pas-de-Calais ont ensuite freiné cette surexploitation ; permettant à la nappe de lentement remonter, avec un risque d'inondation des zones d'affaissement minier dans le futur.
- La Nappe de la craie du bassin parisien[16],[9] ;
- Nappe de la plaine d'Alsace[17], partie française de la nappe phréatique rhénane ;
- Nappe du Bassin aquitain[18].
Belgique
[modifier | modifier le code]Notes et références
[modifier | modifier le code]- « LES SYSTEMES AQUIFERES », sur www.u-picardie.fr (consulté le )
- Informations lexicographiques et étymologiques de « aquifère » dans le Trésor de la langue française informatisé, sur le site du Centre national de ressources textuelles et lexicales, consulté le 10 novembre 2016.
- « Affaissement d’une chaussée construite sur argile à Montréal, QC »
- « Mesure de la conductivité hydraulique du dépôt d’argile Champlain de Lachenaie, Québec: théorie et applications »
- « Aquifers and Groundwater », sur www.usgs.gov (consulté le )
- Projet GAIA - Année 3 Exploitation des cycles d'injections et de soutirages de gaz aux sites de Lussagnet et Izaute pour déterminer les paramètres hydrodynamiques de l'aquifère des Sables infra-molassiques. Rapport d’étape BRGM/RP-67369-FR Juillet 2018. Lire en ligne
- Faysse, N., Hartani, T., Frija, A., Marlet, S., Tazekrit, I., Zaïri, C., & Challouf, A. (2011) Usage agricole des eaux souterraines et initiatives de gestion au Maghreb: Défis et opportunités pour un usage durable des aquifères.
- Feuillette S (2001) Vers une gestion de la demande sur une nappe en accès libre: exploration des interactions ressource usages par les systèmes multi-agents: application à la nappe de Kairouan, Tunisie centrale
- Ollagnon H (1979) Propositions pour une gestion patrimoniale des eaux souterraines: l'expérience de la nappe phréatique d'Alsace. Bulletin interministériel pour la rationalisation des choix budgétaires, 36, 33-73.
- « Système Aquifère du Sahara Septentrional », sur gwp.org (consulté le )
- Observatoire du Sahara et du Sahel, oss-online.org: Projet « Système Aquifère du Sahara Septentrional » - SASS (26. April 2017)
- Organisation pour la mise en valeur du fleuve Sénégal, cda.portail-omvs.org: Système aquifère du Sahara Septentrional (26. April 2017)
- Global Water Partnership, gwp.org: Système Aquifère du Sahara Septentrional (26. April 2017)
- Voir les articles suivants : ▶« Au Brésil, découverte d'un fleuve souterrain sous l'Amazone : baptisé "Hamza", il coule sous l'Amazone, à 4 000 mètres de profondeur, et comme lui, d'ouest en est », Journal Le Monde, (lire en ligne, consulté le ). ▶« Amazone : le fleuve souterrain découvert serait plutôt un "écoulement d'eau" », sur maxisciences.com, (consulté le ). ▶« Découverte d’une gigantesque rivière sous-terraine, 4 km en dessous de l’Amazone », sur gurumed.org, (consulté le ). ▶Cécile Dumas, « Le fleuve Amazone n'a pas de "jumeau" souterrain », sur Sciences et Avenir, (consulté le ). ▶Bruno Scala, « Hamza : un nouveau "fleuve" à 4.000 mètres sous l'Amazone », sur futura-sciences.com, 2011, révisé en 2021 (consulté le ).
- Leroux E, Ricour J & Waterlot G (1958) Variation du niveau des nappes aquifères du nord de la France. Bulletin de la Société Géologique de France, 6(3), 191-206.
- [PDF]Les nappes profondes de l’Albien et du Néocomien dans le bassin de Paris, sur cfgi-geologie.fr, consulté le 10 novembre 2016. Autre lien
- La nappe d’Alsace, sur brgm.fr, consulté le 10 novembre 2016.
- [PDF]Hydrologie souterraine - Bassin Aquitain - Octobre 2012, sur developpement-durable.gouv.fr, consulté le 10 novembre 2016.
Voir aussi
[modifier | modifier le code]Bibliographie
[modifier | modifier le code]- Detay, M. (1997). La gestion active des aquifères (Vol. 416). Paris: Masson.
Articles connexes
[modifier | modifier le code]Liens externes
[modifier | modifier le code]- Notices dans des dictionnaires ou encyclopédies généralistes :
- Le référentiel hydrogéologique français BDRHF version 1
