Qu’est-ce qu’un aquifère ?

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

Définitions

Les formations géologiques qui composent le sol ont, lorsqu’elles sont assez perméables et poreuses, la capacité de permettre les écoulements verticaux et transversaux de l’eau et de l’emmagasiner. Elles constituent alors des aquifères dans lesquels le comportement des eaux souterraines   est très variable selon les caractéristiques physiques et structurales des terrains.

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.

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Schéma distinctif zone non-saturée / zone saturée (BRGM)

Dans la zone non saturée   de l’aquifère  , 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 de l’aquifère  , 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 (niveau piézométrique  ) correspond à l’altitude de la surface de la nappe.

Les 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.

Les grands types de nappes

On distingue trois grandes familles d’aquifères :

  1. Les aquifères de roches sédimentaires sont composés de calcaires, sables, grès, craie. Ils caractérisent les dépôts en couches dans les grands bassins actuels : bassins parisien, aquitain… ou ceux morcelés, voire déformés dans les chaines de montagne (Alpes, Pyrénées…) ;
  2. Les aquifères alluviaux 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 ;
  3. Les aquifères de roches cristallines (granite, gneiss,…) et volcaniques (laves, cendres) stockent l’eau dans les fissures et les zones altérées (arènes). Ils abritent de petites nappes et sont fréquents en Bretagne, dans les Alpes, le Massif central, les Pyrénées.

Cela étant dit, il n’existe pas de classification précise et unique des différents types d’aquifères, et l’illustration suivante présente des contextes aquifères variés.

Principaux types d'aquifères en France (avec indication des débits possibles) - J.-J. Colin, 1992, modifié 2004"
Principaux types d’aquifères en France (avec indication des débits possibles) - J.-J. Colin, 1992, modifié 2004

Les types de nappes peuvent également être classés selon les roches-magasins et selon la nature du réservoir :

  1. les grandes nappes libres des formations sédimentaires Il s’agit de roches poreuses (sable, craie, calcaire) jadis déposées en vastes couches. Ces nappes sont dites libres parce que la surface supérieure de l’eau fluctue sans contrainte. Il n’y a pas de « couvercle » imperméable au toit du réservoir et la pluie efficace peut les alimenter par toute la surface.
  2. les nappes captives Elles sont constituées à peu près des mêmes types de roche, mais sont recouvertes par une autre couche géologique imperméable qui confine l’eau. Celle-ci est alors sous pression et peut jaillir dans des forages dits artésiens. Les nappes captives sont souvent profondes, voire très profondes (1000 m et plus). On peut alors les exploiter pour la géothermie haute température.
  3. les nappes alluviales Elles constituent un type particulier de nappes, formées par les grands épandages de sables et graviers des fleuves et des rivières. Ces nappes fournissent 60 % des eaux souterraines   captées en France grâce à leur facilité d’accès et leur bon débit. Elles sont le lieu privilégié des échanges entre les cours d’eau et les autres grandes nappes des coteaux (nappes libres). C’est à travers ces nappes alluviales que les grands flux issus des nappes libres rejoignent les rivières.
  4. les nappes des roches dures fissurées de socle   En Bretagne par exemple, elles constituent un type de réservoir aquifère   aux capacités modestes mais appréciables pour les petites collectivités et les agriculteurs.

Bibliographie : Aquifères et eaux souterraines en France, ouvrage collectif sous la direction de Jean-Claude ROUX, BRGM Editions, 2006.

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