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Milieux aquatiques

Nappes souterraines

Les nappes souterraines sont principalement alimentées par les précipitations. Les eaux de pluie s'infiltrent dans les sous-sols (pores ou fissures de roches) pour constituer des réserves souterraines, appelées nappes aquifères ou nappes phréatiques. Les eaux de pluie s'écoulent plus ou moins lentement suivant les sols et roches qu'elles traversent.

Rôle des précipitations dans la recharge des nappes

DEFINITIONS

Aquifère : Roche qui contient de l'eau et qui permet l'écoulement significatif d'une nappe souterraine et le captage d'une quantité d'eau appréciable.

Etiage : Le niveau le plus bas d'un cours d'eau ou d'une nappe.

Les pluies ont un rôle primordial dans la constitution des réserves d'eau souterraine. Cependant seule une fraction des eaux pluviales arrivant sur le sol permet de recharger les nappes souterraines .

Une fraction des eaux pluviales arrive aux nappes

En effet, une part de l’eau pluviale est retenue et stockée par le sol (eau de rétention), une autre part est évaporée directement ou par l’intermédiaire de la végétation (évapotranspiration). Ainsi, en France, près de 2/3 des pluies repartent vers l’atmosphère par le biais de l’ évapotranspiration .


La recharge des nappes s’opère lorsque le sol reçoit plus d'eau de pluie qu'il ne peut en retenir (dépassement de la capacité de rétention du sol ), l’eau s’écoule alors par gravité vers les nappes. Ce phénomène, permettant de recharger les nappes, s’appelle l’ infiltration ou la percolation.

En cas de pluies intenses et importantes, la surface du sol peut être saturée en eau et/ou sa capacité d’infiltration peut être dépassée. Toute l’eau de pluie ne s’infiltre pas et une partie s’écoule par gravité à la surface du sol pour rejoindre un cours d’eau ou s’infiltrer ailleurs. Ce phénomène s’appelle le ruissellement .

Une recharge des nappes variable au cours de l’année

La recharge des nappes dépend directement de la pluviométrie (durée, intensité) mais aussi des caractéristiques du sol (granulométrie, porosité, perméabilité) et du terrain (topographie, couvert végétal). Cette recharge varie au cours l’année.

Au printemps et en été, la période de forte activité de la végétation et les températures plus élevées impliquent une part importante d’évapotranspiration. En automne, le sol reconstitue ses réserves en eau (rétention). La recharge des nappes s’effectue principalement durant la période hivernale lorsque les réserves en eau du sol sont reconstituées et la végétation peu active.

En moyenne, près de 200 litres d’eau s’infiltrent annuellement sous chaque m² du territoire français. Cette quantité est très variable géographiquement selon les caractéristiques climatiques et de terrain.

Des relations entre nappes et cours d’eau

Certaines nappes souterraines sont en relation directe avec les cours d’eau. Des transferts d’eau se produisent dans un sens ou dans l’autre et des relations existent entre le niveau d’eau des nappes et celui des cours d’eau.

Suite à la recharge hivernale, les nappes sont hautes. Elles continuent alors d’alimenter les cours d’eau au printemps et en été. Ainsi même en cas de déficit hydrique estival, il n’y a pas systématiquement de pénurie dans les cours d’eau.

A l’inverse, suite à une forte pluviométrie et notamment lors des inondations , un cours d’eau peut alimenter une nappe. Ces relations sont particulièrement importantes dans le cas de karst.

Les nappes souterraines ne sont cependant pas présentes partout. Certaines formations i mperméables tel que les argiles ou les marnes ne permettent pas la constitution de nappes.

Typologie des nappes

Les nappes libres : sont situées dans des roches poreuses (sable, craie, calcaire). Leur contenance peut aller de 50 à 100 litres d'eau par m3 . Les forages perçés dans ces roches peuvent délivrer environ de 50 à 200 m3 d'eau par heure.

Ces nappes sont libres car elles n'ont pas de couverture imperméable, les pluies peuvent ainsi s'infiltrer sans contrainte et les alimenter par toute la surface.

Les nappes captives : sont composées du même type de roches poreuses. Cependant, ces roches sont recouvertes par une couche géologique imperméable qui retient l'eau. Cette eau peut localement être sous pression et remonter en surface dans les forages dits artésiens .

Les nappes captives les plus profondes (1000 m et plus) peuvent être exploitées pour la géothermie.

Les nappes alluviales : sont le lieu privilégié d'échanges entre cours d'eau, zones humides et nappes libres. Elles sont situées dans les plaines alluviales des cours d'eau constitués principalement de sables, graviers et galets.

Ces nappes représentent 60 % des eaux souterraines captées en France, notamment grâce à leur facilité d’accès et leur bonne productivité.

Les nappes de roches : (granites...) constituent un réservoir aquifère dont les capacités sont modestes. Elles sont exploitables par les collectivités de petite taille et les habitations isolées.

Chiffres clés

Les nappes souterraines de France

- 2 000 milliards de m3 d'eau

- 80 milliards de m3 d'eau de pluie par an s'écoulent vers les cours d'eau,

- 100 milliards de m3 d'eau de pluie s'infiltrent dans le sol pour alimenter les nappes,

- Environ 7 milliards de m3 d'eau sont prélevés dans les nappes, par captages, puits ou forages. 50% est utilisé pour l'eau potable.

(1m3 = 1000 l)