Les variations du niveau des nappes

Le fonctionnement des nappes d’eau souterraine   est lié à la nature géologique et à la géométrie de la roche réservoir, l’aquifère  , mais aussi à leur caractère libre ou captif et aux autres milieux aquatiques avec lesquels elles échangent.

Les nappes d’eau souterraine   fluctuent

Les réservoirs d’eau souterraines que constituent les aquifères sont caractérisés par leur capacité d’accumulation (quantifiée par le coefficient d’emmagasinement  ) et la vitesse de circulation des eaux (caractérisée par la perméabilité   de la roche).

Cette caractérisation assure la pérennité de la plupart des nappes d’eau souterraine   et la régularité des écoulements de leurs émergences (sources, débits de base des rivières…). En revanche, l’alimentation des nappes est en générale irrégulière et discontinue. En particulier, dans le cas des nappes libres alimentées pour l’essentiel par l’infiltration des pluies.

Ainsi, les variations du stock d’eau des aquifères amortissent les écarts entre alimentation et émergences. Ces variations de la réserve en eau souterraine   se manifestent par des fluctuations des niveaux, observables dans les forages et les piézomètres au cours de l’année.

Les cycles de recharge et de vidange des nappes

Les variations du niveau des nappes ne sont pas identiques ni synchrones en tout point d’une même nappe, ni surtout entre nappes différentes. Elles sont très faibles au voisinage des limites de l’aquifère  , bordé par un plan d’eau assez stable (lac ou cours d’eau par exemple) et l’amplitude des variations augmente, au contraire, au fur et à mesure que l’on s’éloigne de ces limites.

L’analyse des fluctuations des niveaux piézométriques annuelles et saisonnières permet de déterminer des cycles de recharge et de vidange de la nappe.

A la fin de la période estivale, pendant laquelle se vidange de la nappe, la nappe atteint ainsi son niveau le plus bas de l’année : cette période s’appelle l’« étiage » ou période de basses eaux. Ces niveaux d’étiage sont généralement observés au cours des mois d’octobre à novembre. Les niveaux de hautes eaux sont en général enregistrés après la recharge hivernale, entre mars et mai. Ainsi, le niveau des nappes s’élève rapidement en automne et en hiver, jusqu’au milieu du printemps.

Selon les régions et leur climat, selon les étendues et les configurations des aquifères, les régimes naturels des variations de niveau sont surtout annuels (avec des différences d’amplitude entre années « sèches » et années « humides ») mais peuvent aussi varier de façon pluriannuelle (recharges exceptionnelles sur plusieurs années).

Variations du niveau des nappes d'eau souterraines (MATE/AE/BRGM, 1998) -  voir en grand cette image"
Variations du niveau des nappes d’eau souterraines (MATE/AE/BRGM, 1998)

Les mesures du niveau de la nappe permettent de déterminer la variabilité de la nappe dans le temps et de calculer une amplitude entre les niveaux les plus bas et les plus hauts, aussi appelé « battement de la nappe ».

Chronique piézométrique : le battement de la nappe (ADES) -  voir en grand cette image"
Chronique piézométrique : le battement de la nappe (ADES)

Influence des activités humaines sur le niveau des nappes

Tout captage local d’eau souterraine   fait baisser le niveau de la nappe tout autour, avec une influence variant selon les terrains et les volumes prélevés. Si le débit   de pompage est relativement continu et constant, la valeur de cet abaissement, le rabattement de la nappe, se stabilise, sans effacer les fluctuations naturelles de la nappe (dont le niveau évolue seulement plus profondément).

Les influences de tous les captages qui exploitent une même nappe s’additionnent : lorsqu’ils sont assez rapprochés et importants, il peuvent créer une véritable « dépression » de la nappe.

L’alimentation en eau potable  , les prélèvements agricoles et industriels ne sont pas les seuls prélèvements d’eau souterraine  . L’exploitation des mines et carrières, les projets d’aménagements urbains (sous-sols, parkings, voies de communication…) nécessitent généralement des pompages d’exhaure pendant les travaux, voire même des pompages permanents ou saisonniers pour maintenir la nappe à une cote inférieure.

Cette influence des prélèvements est réversible : toute baisse ou arrêt des prélèvements entraine une hausse du niveau.

L’exploitation ou l’exhaure des eaux souterraines ne sont pas les seuls facteurs anthropiques qui influencent le niveau des nappes. Les infrastructures souterraines (métro, tunnels, parkings etc…) peuvent constituer des obstacles à l’écoulement des nappes, véritables barrières hydrauliques souterraines, qui peuvent conduire à une remontée de la nappe.

L’eau souterraine contribue donc pour une large part à l’alimentation des cours d’eau et des rivières, et bien au-delà des seules sources et émergences bien connues. Cette fonction lui confère un rôle important dans le maintien des ressources en eau de surface et la préservation des zones humides.

Pour en savoir plus : Rubrique SIGES « Mesurer le niveau des nappes »

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