Infiltration et eaux souterraines

Il y a plus de cent fois plus d’eau douce sous terre que dans tous les lacs et rivières d’eau douce du monde réunis.

Pas une rivière souterraine

Beaucoup imaginent les eaux souterraines comme des rivières et des lacs dans des grottes. Il en existe quelques-uns en terrain calcaire, mais la plupart des eaux souterraines sont très différentes. L’USGS les compare à l’eau d’une éponge. Elles remplissent les petits espaces entre les grains de sable et de gravier et les fissures de la roche. Creuse un trou sur une plage : le fond se remplit d’eau. Tu as atteint le niveau en dessous duquel le sable est saturé d’eau.

De la surface au niveau de la nappe

L’infiltration est la pénétration de la pluie dans le sol. Une partie reste dans la couche supérieure sous forme d’humidité du sol : les racines l’absorbent et les plantes la renvoient dans l’air par transpiration. Le reste continue de descendre, par percolation, à travers une zone dont les espaces contiennent à la fois de l’air et de l’eau. L’eau atteint finalement une profondeur où chaque espace est rempli. Le sommet de cette zone saturée est le niveau de la nappe, représenté en pointillés dans le modèle.

Le niveau de la nappe n’est pas plat. Il suit approximativement le relief, plus haut sous les collines et plus bas près des vallées, mais avec des variations plus douces. Là où il rencontre la surface se trouvent des sources, des zones humides et des rivières qui continuent de couler par temps sec. Une roche ou un sédiment qui stocke et laisse circuler assez d’eau pour alimenter un puits est appelé aquifère. Le sable et le gravier font de bons aquifères ; l’argile retient l’eau mais la laisse passer si lentement qu’elle agit comme une barrière.

Lentes, profondes et abondantes

La gravité et la pression poussent les eaux souterraines vers le bas et latéralement à travers les espaces. L’USGS décrit leur retour à la surface, dans les rivières et dans les océans, qui entretient le cycle. Comme elles avancent très lentement, ces eaux peuvent rester sous terre pendant des années, voire des milliers d’années. Elles constituent le deuxième réservoir d’eau douce après la glace. Le tableau de l’USGS estime leur volume à environ 10 530 000 km³, soit 30.1 % de toute l’eau douce et plus de cent fois les 93 100 km³ des lacs et rivières d’eau douce.

Les eaux souterraines sont donc précieuses et faciles à surexploiter. La NOAA explique que certaines ressources se reconstituent lentement : pomper plus vite que la pluie ne recharge un aquifère peut abaisser la nappe, assécher les puits et les sources et réduire le débit des rivières qui en dépendent. La pollution est l’autre risque : les substances entraînées dans le sol par la pluie, comme le carburant ou les engrais, peuvent voyager avec l’eau souterraine pendant des années.

Toutes les eaux souterraines ne sont pas douces. Dans le tableau de l’USGS, environ 12 870 000 km³ sont salés, un peu plus que la partie douce. Un puits atteint une profondeur sous le niveau de la nappe, permettant à l’eau des espaces environnants de remplir le trou. Le pompage abaisse le niveau autour du puits en formant un cône ; de nombreux puits proches peuvent abaisser la nappe de toute une région. Près des côtes, l’eau douce souterraine qui rejoint la mer rencontre de l’eau salée en dessous. Un pompage trop intense peut attirer cette eau salée dans les puits.