L’eau souterraine : de l’eau contenue dans les roches

Une nappe d’eau souterraine est l’eau contenue dans les interstices ou les fractures ou fissures d’une roche du sous-sol.

La roche réservoir est une formation géologique suffisamment poreuse et/ou fissurée (pour stocker de l’eau) et perméable (où l’eau circule librement), contenant de façon temporaire ou permanente de l’eau mobilisable. On ne parle d’aquifère   que si la formation est capable de restituer l’eau souterraine naturellement ou par exploitation (drainage, pompage,…).

Les nappes d’eau souterraine ne sont ni des lacs, ni des cours d’eau souterrains : il s’agit d’eau contenue dans les pores ou les fissures des roches, saturées par les eaux de pluie qui se sont infiltrées.

Schéma distinctif zone non-saturée / zone saturée (BRGM) -  voir en grand cette image"
Schéma distinctif zone non-saturée / zone saturée (BRGM)

Dans la zone non saturée  , partie supérieure des terrains dans lesquels les interstices contiennent aussi de l’air, l’eau n’est présente que sous forme d’humidité. Dans la zone saturée, l’eau occupe la totalité des vides disponibles (fissures, pores des sédiments ou des roches).

Une nappe est donc l’ensemble des eaux comprises dans la zone saturée d’un aquifère  .

Elle est limitée vers le bas par un niveau imperméable, appelé substratum. Vers le haut, la surface entre la zone non saturée   et la zone non saturée   caractérise la surface de la nappe, aussi appelée le toit de la nappe.

Le niveau de la nappe correspond à l’altitude de la surface de la nappe.

Les grands types de nappes

Si le contexte géologique présente une alternance verticale de couches perméables et imperméables, plusieurs nappes peuvent se superposer et être individualisées. Lorsque les nappes communiquent entre elles à travers des niveaux moins perméables (appelés aquitards), elles forment des systèmes aquifères multicouches.

Les nappes libres communiquent avec la surface, et sont généralement peu profondes ; l’eau percole jusqu’à la nappe dont le niveau monte ou baisse en fonction des précipitations  . Elles se renouvellent rapidement. Les nappes phréatiques appartiennent à cette catégorie.
Les nappes captives sont comprises entre deux couches géologiques imperméables qui confinent l’eau sous pression. Dans certains cas, celle-ci peut jaillir dans des forages dits artésiens.

Les nappes captives sont situées entre deux couches imperméables. L’eau est soumise en tout point à une pression supérieure à la pression atmosphérique. La surface piézométrique   de la nappe est donc supérieure au toit de l’aquifère  .
Les nappes captives sont souvent profondes, jusqu’à quelques centaines de mètres de profondeur voire plus. Leur alimentation provient de la zone affleurante de l’aquifère  , elles se renouvellent donc plus lentement. Lorsque moins de 5% de ces eaux sont renouvelées à l’année, ces nappes sont dites fossiles.

Schéma distinctif d'une nappe libre ou captive (BRGM) -  voir en grand cette image"
Schéma distinctif d’une nappe libre ou captive (BRGM)

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Les grands types de nappes (BRGM)

La vulnérabilité des nappes

La notion de vulnérabilité repose sur l’idée que le milieu physique en relation avec la nappe d’eau souterraine procure un degré plus ou moins élevé de protection vis-à-vis des pollutions suivant les caractéristiques de ce milieu. Plus la zone non saturée   est épaisse, plus elle joue un rôle épuratoire des eaux d’infiltration  .

Chiffres-clés

En France, environ 1 500 aquifères de plus de 10 km2 sont répartis sur les deux tiers du territoire, dont 200 de dimensions bien plus vastes (de 100 à 100 000 km2) offrent des ressources exploitables importantes. Les nappes contenues dans ces derniers sont majoritairement de type libre (175 nappes libres, contre 25 seulement captives).

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