les eaux souterraines

1. Les eaux souterraines
Les eaux souterraines proviennent de l’infiltration des
eaux de pluie. Une fraction de cette eau reste à
la surface du sol et constitue les eaux
superficielles ( fleuves, rivières ) dont une partie
est re-circulée par évaporation. Une autre
fraction s’infiltre dans le sous-sol et vient
alimenter les nappes qui constituent nos
ressources en eau souterraines.
Leur périple souterrain varie d’un sol à l’autre et les
types de nappes varient eux aussi d’un sol à
l’autre .
Voyons quelles sont les caractéristiques de ces sols.
Quel est le trajet de cette eau dans les différents
sols?
Comment cette eau stagne-t-elle ?
Quels sont les caractéristiques des sources
naturelles?
Quelles sont les caractéristiques de l’eau en fonction
de ces sources ?

2. I/. Les différents types de sols
La couche supérieure du sol est la zone insaturée où l’on trouve l’eau en
quantité variable. Sous cette couche se trouve la zone saturée où tous
les interstices, fissures et espaces entre les particules de roche sont
pour la plus part saturés en eau. Le terme d’eau souterraine est utilisé
pour désigner cette zone. Un autre terme de l’eau souterraine est
l’aquifère. Les aquifères sont d’énormes lieux de stockage de l’eau.
Les Hommes puisent dans ces réserves pour subvenir à leur besoin
en eau de tous les jours.

3. Sol perméable
Quand le sol est dit perméable, c’est à dire constitué de roches poreuses
( roches sédimentaires ) : sable, craie, calcaire, permettant une
infiltration plus facile, il fait naître des nappes dites « libres ».
Certaines nappes libres sont constituées par des plateaux calcaires
où les vides sont principalement des fissures élargies par la
dissolution, parfois jusqu’à la taille d’un gouffre: ce sont des karsts. Au
dessus de la nappe, les pores du terrain ne sont que partiellement
remplis d’eau, le sol n’est pas saturé ( on appelle ceci zone de vadose
) et les eaux de pluie peuvent toujours l’imprégner d’avantage. Le
niveau d’eau de la nappe peut monter et baisser à son aise. La nappe
est rarement saturée sauf en cas de fortes précipitations, en
revanche, le transport de polluants éventuels est inévitable dans les
sols karstiques, en effet les fissures étant très larges, elles ne peuvent
retenir les polluants.

4. Sol imperméable
Quand le sol est dit imperméable, c’est à dire
constitué de roches plutoniques ( roches
imperméables ), tel l’argile, le granite peu
fissuré, ne laissant pas passer l’eau sauf
au travers de très petites fissures. Les
nappes situées entre deux couches
imperméables sont dites captives. Leur
niveau ne peut ni monter ni baisser à son
aise comme pour les nappes libres, l’eau
ne pouvant s’infiltrer facilement dans un
sol imperméable. Les nappes captives se
renouvellent plus lentement que les
nappes libres. Lorsqu’il pleut, l’eau
s’infiltre difficilement et le sol est vite
saturé dû à des fissures trop étroites. Le
transport de polluants dans un sol
imperméable est moins important, ces
derniers sont retenus pour la plupart à
leur passage dans les fissures, celles-ci
étant très étroites jouent un rôle de
« filtre »

5. Bilan
Pendant de fortes précipitations, les
nappes libres se remplissent
rapidement mais ne sont pas
saturées tout de suite. Tandis que
les nappes captives ont beaucoup
plus de mal à se remplir, les fissures
étant plus petites, l’eau ne peu
s’infiltrer que par faible quantité.

6. II/. L’infiltration de l’eau
On a pu constater que la composition
d’un sol pouvait varier d’une région
à l’autre, et que suivant la nature du
sol on a pu observé différents types
de nappes ( libres et captives ) ne
présentant pas les mêmes
caractéristiques.
Voyons l’influence de ces
caractéristiques sur l’infiltration de
l’eau dans les différents types de
sol.

8. L’infiltration de l’eau dans un sol perméable
Dans un sol perméable, l’eau s’infiltre dans
les fissures ( les karsts ), ici très larges,
mais aussi dans la roche. En effet dans
un sol perméable la roche s’imprègne
d’eau. L’eau souterrain arrive rapidement
dans la nappe, et suit un trajet pour
arriver à une source d’eau ( un lac ou une
rivière ). Dans ce type de sol la nappe a
la particularité de na pas être saturée.
Une partie de l’eau stagne en
permanence dans la nappe, et l’autre
partie circule dans le « tunnel » formé par
la nappe jusqu’à une source.
A son passage dans les fissures, l’eau se
charge en minéraux contenus dans les
roches. A son arrivée dans la nappe,
l’eau est constitué de minéraux, de CO2,
un peut d’oxygène ( en faible quantité ),
de H2S, NH4, de nitrates, de Silice,
d’organismes vivants tels les bactéries de
fer , de micropolluants minéraux et
organiques ( arrivé par accident ), de fer
divalent. Ces composants arrachés aux
roches par le passage de l’eau se
solubilisent par la suite. C’est ainsi qu’on
parle de la composition de l’eau.

9. Deux types de perméabilité
Tout d’abord la perméabilité inter
particulaire: l’eau passe entre les
particules qui constituent la roche.
Par exemple l’eau passera entre les
particules du plâtre.
Les roches imperméables ne laissent
pas passer l’eau entre ces
particules.
La perméabilité de fracture: l’eau ne
peut passer entre les particules
mais elle passe entre les fractures (
les fissures ) de la roche. C’est ce
qui se passe pour l’argile.
Les roches ne permettant pas à l’eau
de s’infiltrer entre les particules et
ne présentant pas de fractures
empêchent toutes possibilité à l’eau
de passer: ce sont les roches
imperméables.

10. L’infiltration de l’eau dans un sol imperméable
Dans un sol imperméable, l’eau s’infiltre dans
les fissures, ici très petites et très
étroites. Dans un sol imperméable, l’eau
ne s’infiltre pas dans la roche. L’eau
s’infiltre lentement, remplissant ainsi les
moindres pores de la roche, arrive
doucement dans la nappe, puis une fois
dans la nappe suit le même trajet que
l’eau des nappes libres:une partie stagne
en permanence dans la nappe, une autre
circule dans les « tunnels » jusqu’à une
source d’eau. Dans ce type de sol la
nappe n’est que très rarement saturée,
en effet pendant de fortes précipitations,
l’eau ne pouvant s’infiltrer que par petite
quantité la nappe ne peut être remplie
qu’après de très longues et fortes
précipitation. L’eau de surface
s’accumule et peut alors provoquer
rapidement des inondations.
A son passage dans les fissures, l’eau se
charge en minéraux, contenus dans les
roches, en CO2, Fer, … Ces composants
se solubilises dans l’eau à leur arrivée
dans la nappe.

12. La contamination d’une nappe
L’eau polluée suit le même trajet que
l’eau de pluie, elle passe dans les
fissures, arrive dans la nappe, puis
se mélange avec l’eau pure déjà
présente dans la nappe. Une partie
des polluants est retenue par les
roches, les polluants se fixent à leur
passage dans les fissures.

13. III/. Les caractéristiques des sources naturelles
Nous avons étudié les caractéristiques
de différents types de sols, quelle
était l’influence de ces
caractéristiques sur le trajet de l’eau
pour atteindre la nappe. Nous avons
étudié les caractéristiques des
nappes phréatiques en fonction du
sol, la composition de ces sols, la
composition de l’eau à son arrivée
dans la nappe.
Intéressons – nous maintenant à des
eaux souterraines provenant de
milieux naturels tel les volcans, les
montagnes, les sources. Étudions
les caractéristiques de ces sols
ainsi la composition de l’eau.

14. L’eau dans les volcans : Volvic
Les matériaux qui ont comblé les anciennes
vallées granitiques du bassin Volvic il y a
plus de 6 000 ans, constituent aujourd’hui
un immense filtre naturel. Ce filtre est
formé d’épaisses couches de cendres
volcaniques perméables, de basalte et
d’andésite. Le parcours de l’eau de Volvic
à travers les couches filtrantes détermine
ses caractéristiques particulières: sa
composition constante, sa pureté ( les
particules indésirables sont retenues ).
Les dépôts de cendres volcaniques sont
composés de proportion variable de
particules minérales, de
cristaux/minéraux et de particules
lithiques ( issues des roches ). Les
cendres libèrent des composants qui se
solubilisent dans l’eau. Cette dernière
s’enrichit alors en sels minéraux.

16. L’eau dans les montagnes: Evian
Pour arriver jusqu’à nous , l’eau d’Evian
traverse pendant plus de 15 ans un filtre
naturel unique au monde au cœur des
Alpes. C’est au court de ce long et lent
parcours, connu d’elle seule, que l’eau
d’Evian acquiert son extrême pureté.
Embouteillée à la source, l’eau d’Evian
est donc préservée de toute pollution et d
tout contact avec l’Homme.
Un périple de plus de 15 ans, un temps
nécessaire et utile pour se charger en
minéraux essentiels à la vie. L’eau et la
neige tombée du ciel se glissent entre
deux couches d’argile à blocaux
imperméables aux agressions du monde
moderne. L’eau d’Evian se caractérise
par ses propriétés: sa pureté, peu de
nitrates et son équilibre minéral.

17. Bilan
On a pu constater que les
caractéristiques de l’infiltration
variaient d’un sol à l’autre, que le
trajet de l’eau était différent d’un
type de sol à un autre. La
composition de l’eau varie s’il s’agit
d’un sol perméable ou
imperméable, de roches
volcaniques ou de montagne. Elle
acquiert des propriétés en fonction
de ces sols, par exemple la pureté
de l’eau ou sa composition en
minéraux.
Nous avons pu constater que la
contamination d’une nappe était
aussi facile que sa recharge en eau
de pluie, il faut donc préserver
toutes ressources naturelles de
l’Homme.
On en retient que l’eau souterraine
n’est pas inépuisable et qu’il faut
l’utiliser avec modération.