Les nappes phréatiques, un patrimoine stratégique pour les territoires

Invisibles depuis la surface, les nappes d’eau souterraine alimentent les captages, soutiennent les rivières et peuvent aussi aggraver certaines inondations. Leur fonctionnement dépend de la géologie : toutes ne stockent pas les mêmes volumes, ne se rechargent pas à la même vitesse et ne présentent pas les mêmes vulnérabilités. Comprendre ces différences permet de mieux protéger une ressource parfois lente à constituer et difficile à restaurer.

Les nappes phréatiques : définition et caractéristiques

Une nappe n’est ni une poche d’eau ni un lac souterrain. Elle correspond à l’eau contenue dans les interstices du sous-sol et les fractures de la roche. Un aquifère désigne quant à lui le contenant, suffisamment poreux ou fissuré pour stocker l’eau et assez perméable pour la laisser circuler. Au-dessus se trouve une zone non saturée, contenant de l’air et de l’eau. [1]
Les nappes peuvent être « libres » ou « captives ». Une nappe libre communique avec la surface et se recharge par infiltration. Son niveau piézométrique varie selon les pluies, l’évapotranspiration et les prélèvements. À l’inverse, une nappe captive est confinée entre des couches peu perméables. L’eau sous pression peut remonter, voire jaillir, lors d’un forage. Sa recharge intervient surtout là où l’aquifère affleure, ou lentement par drainance des aquifères qui les encadrent. [3]

La dynamique de remplissage d’une nappe dépend ensuite de la porosité et de la perméabilité de son aquifère. Les nappes dites réactives, présentes notamment dans les sables, graviers, calcaires karstiques ou granites altérés, montent rapidement après les pluies mais baissent également vite en période sèche, avec une cyclicité de l’ordre de l’année. De leur côté, les nappes inertielles, caractéristiques de certaines craies, calcaires non karstiques ou grès, évoluent plus lentement et selon des cycles parfois pluriannuels. Cette inertie lisse les fluctuations, mais prolonge les effets d’une recharge déficitaire ou d’une surexploitation. [3]

Les types d’aquifères en France

Le sous-sol français rassemble plusieurs grandes familles d’aquifères. Dans les milieux poreux, l’eau circule entre les grains de sables, de graviers, de grès ou de craie. Dans les milieux fissurés, elle emprunte les failles de roches cristallines, volcaniques ou calcaires. Dans les karsts, la dissolution du calcaire crée des conduits et des cavités, permettant une circulation rapide. Une même distance peut ainsi être parcourue en quelques années dans un milieu poreux, en quelques mois dans un milieu fissuré et parfois en quelques heures dans un réseau karstique. [3]
Cette architecture détermine la capacité de stockage et la vulnérabilité associée à chaque nature de sous-sol. Une nappe libre peu profonde se recharge facilement, mais les polluants peuvent l’atteindre rapidement. À l’inverse, une nappe captive est mieux protégée, mais son renouvellement peut parfois prendre des siècles. [2][3]

La nappe de Beauce constitue, avec environ 9500 km² de superficie, l’un des plus grands aquifères libres d’Europe de l’Ouest. Elle s’étend sur les départements d’Eure-et-Loir, du Loiret et du Loir-et-Cher et ses réserves sont estimées à près de 20 milliards de mètres cubes. Fortement sollicitée par l’irrigation agricole, elle fait l’objet d’un suivi particulier par l’agence de l’eau Loire-Bretagne et le BRGM.

La nappe rhénane, dans les alluvions de la plaine d’Alsace, couvre une surface plus réduite, mais stocke environ 35 milliards de mètres cubes dans sa partie française. Très accessible, cette réserve est stratégique pour l’eau potable et l’industrie locale, mais exposée aux pollutions agricoles et industrielles.

Sous le Bassin parisien, la Normandie et le Nord-Pas-de-Calais, la nappe de la Craie constitue une ressource majeure pour l’alimentation en eau du nord de la France. Très étendue mais hétérogène, elle laisse circuler l’eau dans un réseau de fissures et, localement, de conduits karstiques. Cette circulation rapide favorise le transfert des polluants, notamment des contaminations bactériologiques, et peut compliquer la délimitation des zones à protéger. Plus profondément, sous l’Île-de-France, l’aquifère captif de l’Albien renferme une eau infiltrée il y a plusieurs millénaires. Situé entre 500 et 700 mètres de profondeur, il constitue une ressource stratégique de secours dont l’exploitation est strictement encadrée afin de préserver son stock et sa qualité.
À l’amont de la Garonne, les zones grisées des cartes du BRGM correspondent en partie à de nombreuses nappes peu étendues et peu connectées, difficiles à représenter à l’échelle nationale.
Enfin, dans les aquifères de socle du Massif central, de Bretagne ou des Vosges, les roches stockent peu d’eau dans leur matrice : la ressource se concentre dans les altérites et les fractures, avec des débits plus variables et des sensibilités locales aux sécheresses. [2][4]

Un patrimoine stratégique pour l’eau potable

Les nappes phréatiques fournissent environ les deux tiers de l’alimentation en eau potable en France, et plus de 90 % dans certains départements ! Le BRGM recense environ 6 500 aquifères de plus de dix kilomètres carrés. Ils contiendraient 2 000 milliards de mètres cubes d’eau, tandis que 6 à 10 milliards sont prélevés chaque année. Ce stock n’est toutefois ni entièrement accessible, ni partout renouvelable au rythme des usages.

Le BRGM surveille les niveaux grâce aux piézomètres et publie des bulletins comparant chaque mois aux mêmes mois des années antérieures. MétéEAU Nappes donne accès aux mesures et tendances. Une couleur favorable ne signifie donc pas qu’une nappe est « pleine », mais que son niveau est relativement élevé par rapport aux références saisonnières. [3]

Le changement climatique perturbe la recharge en augmentant l’évapotranspiration, en avançant la reprise de la végétation et en modifiant le régime des précipitations. D’après les modélisations du scénario du BRGM, la recharge des nappes françaises pourrait diminuer de 10 à 30 % d’ici 2070 selon les scénarios d’émissions, avec de fortes disparités territoriales.
Les conséquences touchent aussi les eaux superficielles puisque 80 à 100 % du débit de certains cours d’eau peuvent provenir du transfert depuis leur nappe d’accompagnement, lors des périodes estivales. Néanmoins, si le niveau des nappes descend en-dessous d’un certain niveau, ce mécanisme peut s’interrompre. Cela entraîne alors une baisse des débits d’étiage des cours d’eau et une fragilisation des zones humides et de la biodiversité qui y sont associées. Par ailleurs, la baisse du niveau des nappes augmente également le risque de subsidence, c’est-à-dire d’affaissement des sols, dans les zones argileuses. [2]

Les menaces qui pèsent sur les nappes phréatiques

La qualité et la disponibilité de l’eau des nappes souterraines peuvent être affectées par divers facteurs.

Les nitrates issus des fertilisants et effluents d’élevage, les pesticides ou encore les PFAS[AT1.1] peuvent s’infiltrer puis persister dans les aquifères. Depuis les années 1980, plus de 10 000 captages d’eau potable ont été fermés pour des raisons de qualité de l’eau. La dépollution étant complexe, lente et coûteuse, la réduction à la source reste la réponse la plus efficace. [2][5]
La quantité est également menacée lorsque les pompages dépassent la vitesse de recharge des nappes. Avec le changement climatique, l’évaporation se fait plus intense, ce qui affecte tout particulièrement les nappes superficielles. En zone littorale, la baisse de la pression d’eau douce, engendrée par la diminution de la ressource, favorise l’intrusion d’eau salée, ce qui peut aller jusqu’à la rendre impropre à la consommation et à l’irrigation. On parle de « biseau salé » [3][5]

Enfin, certaines nappes peuvent paradoxalement être à l’origine d’inondations. Une inondation par remontée de nappe survient lorsque le niveau d’une nappe libre atteint la surface après des pluies importantes ou plusieurs saisons de recharge excédentaire. Dans les nappes réactives, le phénomène est rapide et localisé. Dans les nappes inertielles, il peut s’étendre à un bassin entier et durer plusieurs semaines. Il provoque l’inondation des caves, parkings et réseaux enterrés, fragilise les sols et peut aggraver les crues en limitant l’infiltration. La prévention de ce phénomène est limitée et repose avant tout surtout sur la cartographie des secteurs sensibles, le suivi piézométrique et l’adaptation de l’urbanisme et des constructions. [3]

Les mesures de protection des nappes phréatiques

La protection des aquifères repose sur plusieurs instruments complémentaires.

Les périmètres de protection des captages sont établis par arrêté préfectoral et encadrent les activités autour des ouvrages destinés à l’eau potable. À l’intérieur du périmètre rapproché, certaines activités susceptibles de polluer la ressource sont interdites ou réglementées (dépôts, épandages, forages…). Cette protection doit être complétée à l’échelle du bassin versant, conformément aux SDAGE, car les pollutions diffuses peuvent provenir de secteurs éloignés.

Les contrats de nappe et contrats de milieu réunissent collectivités, usagers et partenaires autour d’objectifs et d’actions financées par les Agences de l’eau. Ils peuvent constituer la traduction opérationnelle d’un SAGE, qui constituent eux-mêmes une déclinaison des SDAGE à l’échelle des grands bassins versants.

Le Plan eau de 2023 est venu ajouter des mesures spécifiques aux eaux souterraines, notamment le renforcement de la protection des captages prioritaires, l’accompagnement des transitions agricoles dans les aires d’alimentation des captages et une ambition de réduction de 10 % des prélèvements d’ici 2030. [4][5]

Enfin, la pédagogie reste enfin essentielle. Comme évoqué, il existe une grande diversité de nappes en France et leur rechargement ne dépend pas que de la pluviométrie récente. Les eaux souterraines étant par définition invisibles à nos yeux, la cohésion des territoires et l’anticipation des conflits d’usage implique de sensibiliser et d’informer fréquemment les populations sur ce qu’il se passe… sous leurs pieds.

Sources
[1] « Nappe phréatique », Wikipédia, document de synthèse sur les définitions, les types de nappes, les remontées de nappe et les grands aquifères français.
[2] « Nappe phréatique : définition, fonctionnement et enjeux », Dictionnaire Environnement, synthèse sur les nappes françaises, les pollutions et les effets du changement climatique.
[3] BRGM, « Les nappes d’eau souterraine et leur suivi », dossier thématique sur le fonctionnement, la recharge, la surveillance et les remontées de nappe.
[4] Filière Eau, « Nappes phréatiques et aquifères en France : fonctionnement et état »
[5] Eaufrance, « La gestion et la protection des eaux souterraines », présentation des bonnes pratiques, des outils de gestion intégrée et du cadre réglementaire.