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Le milieu naturel fonctionne comme un ensemble de réservoirs en cascades. Le sol recueille les pluies (une partie de l’eau ruisselle plus ou moins rapidement selon la pente et la perméabilité des terrains) et le proche sous-sol s’humecte et retient une partie de l’eau qu’il redistribue vers l’atmosphère par les plantes qui "évaporent et transpirent" (en France, près des 2/3 des pluies repartent ainsi vers l’atmosphère) et vers le sous-sol profond. Les nappes sont ainsi alimentées par l’infiltration.

L’eau d’infiltration issue des pluies dites efficaces (= l’eau qui alimente les nappes) remplit les pores et relève le niveau de la nappe sur une hauteur de un à quelques dizaines de mètres, selon les roches et l’importance de la recharge. Ceci entretient une pente faible mais suffisante pour que l’eau s’écoule vers les points bas et les sorties possibles (rivières, sources). Sous l’effet de la pesanteur, l’eau souterraine s’écoule comme le fait l’eau de surface, mais le freinage produit par le frottement dans les pores de la roche fait durer le phénomène des semaines ou des années.

Dans un karst, très perméable, le bassin est traversé en quelques semaines à quelques mois. Dans un sable fin argileux, peu perméable, cet écoulement prend des années. L’écoulement gravitaire vers les limites, que sont rivières et littoraux, vide le réservoir et abaisse la surface. La montée de niveau est saisonnière, la baisse est permanente : là est l’origine de la fluctuation du niveau des nappes. L’amplitude de la fluctuation est maximale, loin des limites de sortie. En revanche, près des exutoires (rivières, sources), le niveau varie peu, c’est alors le débit qui fluctue.

Beaucoup de nappes ont un régime pluriannuel. Une série de recharges, chaque année, constitue un peu comme un train d’ondes irrégulières qui se combinent pour former une modulation plus lente, plus large. Une et même plusieurs années sans recharge de ces types de nappes ne constituent donc pas une phénomène grave. Elles supportent bien ces déficits temporaires d’alimentation, mais leur écoulement aux limites se ralentit progressivement et donc également leur apport aux cours d’eau.

Les nappes ne sont pas immobiles. Un flux quasi horizontal les parcourt d’amont en aval, des zones d’infiltration vers les sources et les rivières. Fortement freiné par l’écoulement dans les pores des roches, ce flux est lent. Alors qu’une rivière s’écoule sous nos yeux à environ un mètre par seconde, il faut à l’eau souterraine un jour ou un an pour parcourir le même trajet. Cette lenteur ne signifie pas pour autant faiblesse des débits. Grâce à la grande largeur des fronts d’écoulement des nappes, des dizaines de milliards de m3 pour chaque bassin rejoignent ainsi les rivières.

En règle générale,

- les nappes se rechargent en hiver. Si l’hiver est sec, il n’y a pour ainsi dire pas de recharge. Il y a possibilité de sécheresse de nappes, dans la mesure ou celles-ci n’ont pas de grosses réserves,

- même s’il y a eu une bonne recharge hivernale, on peut avoir un printemps et un été chauds et secs qui engendreront alors une sécheresse superficielle (sécheresse du sol et de la végétation),

- à un hiver sec, sans recharge de nappes, peut succéder un printemps très humide. Les nappes resteront basses mais la végétation sera florissante.

En année "moyenne", près de 200 litres d’eau s’infiltrent ainsi sous chaque m2 de notre territoire, mais il peut s’agir localement de moins de 50 litres et ailleurs de plus de 500 litres en fonction du climat et des terrains en présence. Toutes les combinaisons selon les types de sols, de climats et de topographies, sont donc possibles.

Pour accéder aux données : www.ades.eaufrance.fr

Chiffres-clés

90,4 %
Part des masses d’eau souterraine en bon état quantitatif en 2013

En 2013, parmi les 646 masses d’eau souterraine :
- 90,4% sont en bon état chimique ;
- 9,6% sont en état médiocre.

Données : États des lieux - Agences de l’eau, DREAL délégations de bassin - 2013 / Source : L’état des eaux de surface et des eaux souterraines, Onema/OIEau, 2015