Réussir Aviculture 07 janvier 2002 à 14h26 | Par Pascal Le Douarin

Approvisionnement en eau - Le sous-sol conditionne la présence d´eau

Les eaux souterraines, une des étapes du « cycle de l´eau », sont plus ou moins faciles à mobiliser. Question de géologie.

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Vue de l´espace, la Terre est plus bleue que brune, soulignant sa grande richesse en eau. Celle-ci recouvre 75 % de la surface terrestre. Pourtant les eaux douces ne représentent que 3 % de ce total et seulement un dixième est utilisable. Sur ces 0,3 % accessibles, 95 % de l´eau est souterraine.
Les eaux souterraines jouent le rôle de réservoir. Faisant le tampon entre les périodes de pluie et celles de sécheresse, elles approvisionnent les sources et les rivières qui en sont les exutoires. Mais ces eaux sont inégalement réparties sur le territoire français.
©P.L.D.

Des réservoirs plus grands en zone sédimentaire
La roche dans laquelle l´eau occupe les espaces vides est appelée aquifère. Elle peut être poreuse comme des sables ou des graviers, ou fissurée comme du granite ou du calcaire. La capacité de stockage en eau dépend de la porosité de la roche réservoir, c´est-à-dire la quantité de vide libre à l´eau qu´elle contient. Un grès est plus poreux qu´un granite. Néanmoins, ce dernier présente une certaine porosité liée à ses fissures. De plus, les couches d´altération dues à l´érosion qui se trouvent entre le sol cultivé et la roche-mère assurent la fonction de réservoir. Alors que la roche fracturée joue le rôle de conducteur de l´eau.
Schématiquement donc, les régions de bassins sédimentaires (Bassin Parisien, Bassin Aquitain) ou de vallées alluviales possèdent de grands réservoirs aqueux alors que les régions de roches anciennes granitiques ou schisteuses (Massif Armoricain, Massif Central) contiennent des nappes plus limitées et discontinues. Pourtant, au sein du socle ancien, il est possible de trouver des zones comblées de sédiments ou d´alluvions poreux qui renferment localement des nappes au débit intéressant.
Sur socle, forer profond pour trouver la qualité
En surface, rien à priori ne laisse présager de la véritable richesse en eau du sous-sol. « Mais dire encore qu´on ne trouve pas d´eau dans le socle est une idée reçue qui a vécu », explique Anne Carn du BRGM de Bretagne. C´était vrai avant qu´on ne commence à forer par la technique du marteau fond de trou, avant la grande sécheresse de 1976. De fait, avant cette date, les ressources accessibles étaient celles des sources ou puits provenant de résurgences ou d´eaux superficielles, souvent de moindre qualité. Avec l´intensification agricole, la situation n´a fait qu´empirer. D´où la nécessité d´aller capter en profondeur. Le forage traverse les niveaux géologiques pauvres en eau ou à éviter (mauvaise qualité) jusqu´à ceux renfermant de la « bonne » eau. En zone sédimentaire, les empilements de couches géologiques sont réguliers et répertoriés. La profondeur du forage est souvent définie à priori, d´autant que la technique employée l´impose (voir plus loin).
En zone de socle, c´est la traversée de failles imprévisibles où circule l´eau qui fera la quantité mais aussi la qualité. L´eau pompée résulte du mélange des différentes veines captées. Les débits instantanés y sont plus modestes qu´en bassin sédimentaire. Ils se situent à peine à quelques dizaines de m3 par heure, exceptionnellement quelques centaines. Ils suffisent pour des exploitations tournées vers l´élevage et irriguant peu ou pas. Alors qu´en zone sédimentaire, les débits horaires instantanés se mesurent en centaines de m3. Donc au final chaque forage sur socle diffère par sa profondeur, son débit, sa qualité d´eau. Au foreur de s´adapter.
Cycle de l´eau : des transferts très lents
En climat océanique et sur socle ancien, pour 1 000 mm de précipitations, 550 mm sont en moyenne évaporés par les plantes. Sur les 450 mm restants (les pluies efficaces) 300 mm ruissellent directement vers un cours d´eau et 150 mm s´infiltrent dans le sol. Quand le sol agricole est saturé en eau (près de la surface), celle-ci progresse verticalement dans le sous-sol à peu près de un à trois mètres par an. Dans la nappe (milieu saturé en eau) les mouvements latéraux sont plus rapides : 1 à 50 cm par jour. Mais au total, le mouvement entre le haut du bassin versant et l´exutoire se situe entre 1,75 et 2,5 mètres verticaux par an. Le renouvellement complet prend de dix à trente ans selon les secteurs. Le phénomène dépend des volumes de précipitations efficaces. Ainsi, pour la seule Bretagne, la région de Rennes reçoit quatre à six fois moins de pluies efficaces que les Monts d´Arrée . Les pollutions diffuses sont moins diluées à l´est qu´à l´ouest, et les temps de renouvellement des eaux souterraines allongés.
Nitrates : l´eau épurée par la pyrite
Si la pollution agricole diffuse a eu pour conséquence une contamination plus ou moins rapide, mais néanmoins inexorable des eaux souterraines selon le BRGM, les régions sur socle ont l´avantage de disposer de la dénitrification naturelle. En milieu non oxygéné, des bactéries du sous-sol sont capables de transformer les nitrates en azote gazeux. A condition que la pyrite (contenant du sulfure de fer) soit présente. On ne sait prédire sa présence, ni en profondeur, ni en localisation. Sa répartition spatiale est hétérogène même si, par exemple, des gneiss en contiennent plus souvent que du granite. Enfin, on ne sait pas si ce composé aura une durée de consommation à l´échelle humaine ou géologique. Ce qui en terme de qualité d´eau est une donnée importante. En pratique une eau pauvre en nitrate risque d´être riche en fer, donc sujette à déferrisation.
Réaction de dénitrification naturelle par des bactéries anaérobies
Nitrates + sulfure de fer (pyrite) + eau -> azote gazeux + oxyde de fer + sulfate + eau acide

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