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Une grande variété de réservoirs d’eau souterraine

De Wikhydro

Les roches réservoirs qui contiennent les eaux souterraines, aussi appelés aquifères, présentent des particularités liées à la nature géologique et à la géométrie des formations rocheuses qui les constituent, mais aussi à leur caractère libre ou captif et aux autres milieux aquatiques avec lesquels ils échangent.

Sommaire

Trois grandes familles sont à considérer

Les aquifères de roches sédimentaires sont souvent de grandes dimensions, parfois épais, multiples et superposés. Ils sont composés de roches sédimentaires (calcaires, sables, grès, craie) et se caractérisent par des dépôts en couches, formant les grands bassins actuels : Bassin de Paris, Bassin aquitain, Alsace, couloir rhodanien. Les dépôts peuvent avoir été morcelés voire déformés dans les chaines de montagne (Alpes, Pyrénées…). Les nappes contenues dans ces formations géologiques sont dites « libres », pour la première rencontrée sous le sol, ou « captives » pour les suivantes.  
atlas brgm
Les aquifères alluviaux sont superficiels, peu épais, de forme étirée. Ils sont constitués de matériaux déposés par les cours d’eau dans leurs vallées (sables et graviers, intercalés dans des limons fins). Vulnérables, ces nappes en relation avec les eaux de surface servent souvent de relais aux grandes nappes libres qui s’écoulent naturellement vers les points bas que sont les vallées.

Les aquifères de roches cristallines (granite, gneiss,…) et volcaniques (laves, cendres) stockent l’eau dans les fissures et les sables issus de l’altération du granite (arènes). Ils abritent de petites nappes et sont fréquents en Bretagne, dans les Alpes, le Massif central, les Pyrénées.

Caractéristiques des milieux aquifères et typologie

Le critère essentiel pour qu’un milieu soit dit aquifère est la porosité c’est-à-dire la présence de vides dans la roche communiquant plus ou moins entre eux. La seconde propriété est la perméabilité c’est-à-dire la capacité à laisser circuler l’eau. Ces deux propriétés les répartissent en trois types :
coupe hydrogeologique
  • les milieux poreux : l’eau s’accumule et s’écoule dans les interstices de la roche, meuble (sables, graviers) ou consolidée (grès, craie). Les sables déposés par les mers du Mésozoïque et du Cénozoïque sont très poreux et très perméables. Ils peuvent contenir 100 à 200 litres par mètre cube de roche, alors que les grès, qui sont des sables cimentés, peuvent contenir 50 à 150 litres d’eau par mètre cube.
    les sources artesiennes de port en bessin calvados

  •  les milieux fissurés : les roches cristallines (granites, schistes), les laves, les calcaires non karstifiés… sont des roches très peu poreuses. L’eau ne peut circuler que via les fissures et les failles qui les sillonnent ; ainsi un granite fissuré ne contient que de 1 à 50 litres d’eau par mètre cube.
  • les milieux karstiques : les terrains calcaires ou crayeux, du fait de leur nature, sont propices à la dissolution par l’eau. Ainsi, dans certains secteurs, des réseaux de drainage souterrain s’organisent avec des « vides », élargis par la dissolution, qui peuvent atteindre la taille de gouffres et de cavernes (Causses, Quercy, Jura,…). Dans ce type de contexte, les écoulements sont souvent très rapides.
    resurgence dans le jura
    En effet, la vitesse d’écoulement est ainsi liée à la perméabilité de l’aquifère. Un même volume d’eau peut parcourir une même distance en quelques années dans les alluvions et en milieu poreux, en quelques mois en milieu fissuré et en quelques jours, voire quelques heures, en milieu karstique.

 

Conséquences pour les ressources en eau

La diversité des aquifères, combinée à celle des climats et du relief, entraîne une grande variété de nappes d’eau souterraine, à la fois en taille, en profondeur et en comportement. Si l’aquifère joue le rôle de contenant, la nappe représente son contenu. On distingue ainsi les aquifères dans lesquels les nappes sont libres de ceux dans lesquels les nappes sont captives. Dans le premier cas, la nappe libre est généralement peu profonde et communique avec la surface car, au-dessus de la nappe, le terrain est perméable, les pores de la roche sont partiellement remplis d’eau, le sol n’est pas saturé, et l’eau des précipitations percole jusqu’à la nappe dont le niveau fluctue au gré des saisons dans l’espace libre qui lui est offert. Les nappes phréatiques appartiennent à cette catégorie. Dans le second cas, la nappe se trouve prisonnière –captive– entre deux couches géologiques imperméables qui confinent l’eau sous pression. Celle-ci peut jaillir dans des forages dits artésiens. La nappe captive est souvent profonde de quelques centaines de mètres voire plus. Elle se renouvelle plus lentement, son alimentation provenant de la zone affleurante de l’aquifère.


La situation en France

En France, on compte environ 1 500 nappes de plus de 10 km2 de superficie, dont 200 nappes régionales exploitables, de taille allant de 100 à 100 000 km2. 25 nappes sont captives et 175 sont libres. Les régions sédimentaires comme l’Alsace, le Bassin de Paris, le Bassin aquitain ou encore la vallée du Rhône qui disposent d’importantes réserves, font largement appel aux eaux souterraines, alors que les régions de socle (Alpes, Bretagne, Corse, Massif central) puisent d’avantage dans les cours d’eau.

La vitesse de l'écoulement est liéee à la perméabilité de l'aquifère.
vitesse d ecoulement et permeabilite


© "Les eaux souterraines en France, BRGM Editions (adapté de C. Drogue)

- BRGM, synthèse réalisée par Laurence Guillemain et Anne Winckel, 9 juillet 2012 à 12:27 (CEST)-



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