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Eau souterraine et géologie

Quels sont les différents types d’aquifères ?

Un aquifère est une formation perméable (pouvant se laisser traverser par l’eau) et contenant de l’eau en quantités exploitables.

Le bassin aquitain présente des aquifères de type poreux, fissuré, karstique (voir images ci-contre de gauche à droite).

Les karsts sont des couches géologiques calcaires dont l’eau a dissout certaines zones pour créer de véritables galeries souterraines (Entre-deux-Mers, Périgord). On peut parler dans ce cas bien précis de « rivière » souterraine, bien que ces réseaux soient très irréguliers et n’engendrent pas forcément un écoulement continu.

Quels sont les différents types de nappes ?

Il existe des nappes libres et des nappes captives :

une nappe libre est une nappe souterraine limitée au-dessus par une surface libre
une nappe captive est contenue dans un aquifère, intercalé entre deux formations quasi imperméables.

Qu’est ce qu’une nappe phréatique ?

C’est la première nappe rencontrée, correspondant la plupart du temps à une nappe libre. Il s’agit de l’eau provenant des précipitations, qui s’infiltre dans le sol jusqu’à rencontrer une couche imperméable.

Le niveau de la nappe phréatique peut être au dessus du sol si l’aquifère est saturé (zones humides).

Qu’est ce qu’une nappe profonde ?

Il s’agit de l’eau circulant dans une couche géologique profonde.

Les nappes profondes correspondent la plupart du temps à des aquifères captifs, c’est-à-dire délimités au-dessus et au-dessous par des couches imperméables (de type argileux). L’eau d’une nappe profonde est donc généralement sous pression.

Creuser un forage jusqu’à cet aquifère va donc créer une différence de pression. L’eau va monter dans le puits pour s’équilibrer avec la pression de l’air.

Le niveau d’équilibre est appelé surface piézométrique (quelquefois la surface piézométrique est au-dessus du niveau du sol. Le puits va alors déborder, c’est ce que l’on appelle un puits artésien).

Lorsque la couche géologique renfermant la nappe profonde arrive à l’affleurement, l’aquifère devient libre.

Attention, un puits même peu profond peut atteindre une nappe profonde ! Les couches géologiques ne sont pas horizontales, elles peuvent remonter près de la surface.

Les nappes profondes sont protégées dans le cadre du SAGE Nappe profonde de Gironde (Crétacé, Eocène, Oligocène, Miocène). Renseignez-vous sur le site de la DREAL Aquitaine

Y a-t-il un lien entre tous ces réservoirs d’eau ?

L’eau, présente à la surface de la Terre, est constamment en mouvement. Elle circule plus ou moins lentement et passe par des chemins souvent invisibles pour l’homme. C’est ce que l’on appelle communément le cycle naturel de l’eau.

Environ 20% de l’eau issue des précipitations s’infiltre dans le sol. Quels sont ses passages souterrains ? Comment peut-on la capter ? Quels liens entretient-elle avec les eaux de surface ?

Au travers de vidéos et d’interviews, nous vous emmenons dans un voyage vers l’invisible à la découverte des eaux souterraines avec la balade virtuelle que nous avons réalisée pour le compte du BRGM Aquitaine.

Quelle est la différence entre porosité et perméabilité ?

La porosité est la capacité d’un matériau à contenir de l’eau. Pour un échantillon de roche, la porosité totale est égale au volume des vides divisé par le volume total.

Quelques exemples de roches :

à porosité nulle : le marbre, les roches évaporitiques (sels, anhydrites..)
à porosité forte : les argiles

On ne peut pas prélever l’eau contenue dans les argiles car c’est de l’eau de rétention, « coincée » entre les feuillets. Seule la chaleur peut libérer cette eau. Les plantes ont toutefois la capacité de la puiser. On distingue ainsi la porosité totale de la porosité efficace (voir le schéma ci-contre).

La perméabilité est la capacité d’un matériau à se laisser traverser par l’eau. Une roche très poreuse peut être faiblement perméable (comme les argiles : les pores ne sont pas reliés entre eux).

Quelques exemples de roches :

à perméabilité faible : argiles, granites
à perméabilité forte : sables, graves, calcaires

A quoi ressemble le bassin aquitain ?

Le sous-sol de l’Aquitaine est composé essentiellement de calcaire. Ce calcaire se présente sous forme de différentes couches géologiques, chacune déposée à une période donnée.

Toute l’histoire du bassin et le contexte hydrogéologique de l’Aquitaine est présenté dans cette vidéo, réalisée par Ceseau et Com by AVM pour le compte du BRGM Aquitaine.

En résumé, l’Aquitaine a subi au cours des temps géologiques de nombreuses transgressions et régressions, c’est-à-dire respectivement, des montées et descentes du niveau marin. Lors des périodes de haut niveau marin, le calcaire s’est déposé au fond de l’océan. Lors des régressions, des couches d’argile et de marnes ont pu se déposer à certains endroits.

Ces alternances de dépôts entre des couches poreuses et perméables (les aquifères) avec des couches imperméables, ont donné naissance à un bassin sédimentaire très particulier : cette configuration nous permet de bénéficier en Aquitaine de nappes souterraines profondes, entièrement préservées de la surface !

Les dépôts se sont légèrement « enfoncées » sous l’effet de leur poids (phénomène de subsidence), ce pourquoi ils ne sont pas tout-à-fait horizontaux. De plus, ils ont subis des déformations liées à la formation des Pyrénées il y a 52 millions d’années : certaines formations géologiques peuvent être fissurées ou plissées pour affleurer à des endroits (c’est-à-dire remonter à la surface).