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Les différents types de nappes phréatiques
vendredi 27 octobre 2023
Le sous-sol est constitué de formations géologiques de natures différentes (calcaires, sables, grès, granites, schistes, etc.). Les pluies s’infiltrent dans ces formations jusqu’à ce qu’un niveau imperméable empêche leur migration plus en profondeur. Elles remplissent alors tous les interstices de la roche, soit dans les pores entre les grains de sable, soit dans les fissures de calcaire ou de granite, formant une nappe d’eau pouvant s’étendre sur plusieurs centaines de km². Les formations géologiques contenant les nappes sont appelées aquifères.
On distingue deux types de nappe : les libres et les captives
Les nappes libres aussi appelées nappes phréatiques, directement alimentées par les eaux de pluie, sont plus vulnérables aux pollutions.
Les nappes captives s’étendent sous des niveaux imperméables. Elles sont alimentées, non pas directement par les pluies, mais latéralement par les zones, parfois très éloignées, où elles sont libres. Les pluies mettent des centaines voire des milliers d’années avant de les atteindre. Peu vulnérables, les nappes captives sont exemptes de nitrates d’autant que leurs conditions physico-chimiques génèrent une dénitrification naturelle. De ce fait, elles constituent souvent une ressource de substitution lorsque les nappes libres sont impropres à la consommation (plus de 50 mg/l de nitrates). En France, 41 % des captages d’eau potable abandonnés le sont pour des questions de qualité, les nitrates en sont la première cause devant la bactériologie et les pesticides.
Certaines formations géologiques sont suffisamment poreuses ou fissurées pour contenir de l’eau. On parle alors de formations aquifères (éthymologiquement « roche qui contient de l’eau »). Selon la nature géologique des terrains, on peut distinguer différents types aquifères :
• Les aquifères en domaine sédimentaire : Ces systèmes sont caractéristiques des bassins sédimentaires, il s’agit de roches sédimentaires poreuses ou fracturées (sables, grès, calcaires, craie) jadis déposées en vastes couches. Ces aquifères peuvent être libres ou captifs selon qu’ils sont ou non recouverts par une couche imperméable.
Dans un aquifère libre, la surface supérieure de l’eau fluctue sans contrainte et la pluie efficace peut les alimenter par toute la surface.
Dans un aquifère captif, une couche géologique imperméable confine l’eau. L’eau est alors sous pression et peut jaillir dans des forages dits artésiens lorsque la configuration s’y prête. L’alimentation ne peut se faire que par des zones d’affleurement limitées ou par des communications souterraines. Les nappes captives sont souvent profondes.
• Les nappes alluviales : Contenue dans les grands épandages de sables, graviers et galets des fleuves et des rivières, la nappe alluviale est le lieu privilégié des échanges avec les cours d’eau et les zones humides. Ce type de nappe peut être réalimenté par les crues et restituer à l’inverse de l’eau dans le cours d’eau en période de sécheresse.
Ces nappes fournissent 60% des eaux souterraines captées en France, en particulier grâce à leur facilité d’accés et leur bonne productivité.
3. Les aquifères en domaine de socle : Ils correspondent aux roches cristalines ou cristallophylliennes (granites, gneiss et autres roches métamorphiques…) bien représentées dans le massif central et certaines zones des Alpes, Pyrénées et Corse, l’eau est contenue et circule dans les franges d’altération et les fissures et fracture de la roche. Il s’agit donc généralement de petits systèmes discontinus.
Petits systèmes discontinus mais exploitables : voir l’article sur les sources et les failles.
4. Les aquifères karstiques : Les aquifères karstiques se rencontrent dans les formations calcaires (par exemple les plateaux de Bourgogne, du Languedoc, Jura, Préalpes…). Les eaux en dissolvant le calcaire à la faveur des fissures préexistantes constituent des vides dans lesquels peuvent s’écouler les eaux. Ces vides peuvent atteindre de grandes dimensions (gouffres, cavernes). Dans ces conduits les eaux peuvent cheminer rapidement et constituer des cours d’eau souterrains.
Aux points de sortie les sources présentent des débit souvent variables dans le temps (leur valeur varie parfois de 1 à 100 au cours de l’année).
5. Les aquifères des dépôts glaciaires : Ces dépôts à la structure sédimentologique complexe composés de matériaux de granulométrie très variée sont à l’origine de petits aquifères très compartimentés localisés dans les anciens ombilics glaciaires et cirques morainiques. Ils sont par conséquent, en général peu développés en superficie mais peuvent, par contre, être épais, tout particulièrement derrière les verrous glaciaires ou dans d’anciens sillons sous ou péri-glaciaires.
Messages
1. Les différents types de nappes phréatiques, 26 novembre 2023, 17:23, par Jean François
Article intéressant. Sur les sols granitiques, soumis donc à des failles, la décomposition des micas contenus dans le granite donne des argiles, qui, entrainées par percolation des eaux de pluie, finissent par se déposer le long du premier obstacle, le plus souvent une faille, la rendant avec le temps imperméable. Ainsi en amont de toute faille se développe une nappe phréatique qui n’a jamais la même dimension qu’une nappe en terrain sédimentaire, mais qui, en domaine de socle, est de nature à alimenter une source voire même plusieurs. D’où le creusement de fossés observés par endroit en amont des dites failles, afin de favoriser l’enfouissement des eaux de ruissellement vers cette faille. On constate d’ailleurs qu’une végétation diverse colonise ces fossés, attirée par l’humidité de la tranchée, végétation qui abrite toutes sortes d’oiseaux comme d’insectes.
A méditer.
L’article "des sources et des failles" est à ce sujet explicite. Merci.
2. Les différents types de nappes phréatiques, 30 novembre 2023, 10:37, par Paul
Un mot sur les nappes captives, en nous faisant voyager. La Libye a dans son sol une nappe captive dans la quelle elle puise abondamment. C’est une nappe fossile qui s’est formée à l’époque où le Sahara était vert... et qui donc aujourd’hui, faute de pluie, ne se renouvelle pas... un jour viendra où les pompes libyennes n’aspireront que du sable.... la nappe, comme une nappe de pétrole, sera un jour épuisée. Les nappes fossiles existent un peu de partout en fonction des mouvements de la croute terrestre. La sobriété s’impose donc particulièrement, si on puise dans une nappe de ce style... Il est donc important en tous lieux de favoriser l’enfouissement des eaux de pluie, des eaux de ruissellement.
3. Les différents types de nappes phréatiques, 2 décembre 2023, 15:19, par Tom
Si la nature du sous sol est importante, sa stratigraphie(l’empilement de couches de différentes natures) aussi .
Ainsi si une couche d’argile tapisse le haut d’une vallée, le lit d’argile empêchera les eaux de s’enfouir mais les guidera selon la pente, par gravité. Si maintenant des éboulements rocheux ou autres recouvrent ce lit argileux, l’eau coulera à travers blocs, rochers et terre, conservera la couleur que l’argile lui aura en amont donnée et qu’un randonneur curieux retrouvera plus bas dans la vallée, en aval de l’éboulement...
C’est sans doute, dans les Andes, ce qui a incité des paysans, voilà des milliers d’années, à creuser des puits secs, tels de profonds entonnoirs, consolidés de gros blocs de rocher, afin de favoriser l’enfouissement des eaux de ruissellement que les orages occasionnaient dans le haut de leurs vallées andines...
Avaient ils remarqués que ces eaux étaient susceptibles de réapparaitre plus bas dans la plaine et permettre d’irriguer leurs champs ?... Sans doute car des cultures vivrières demeurent toujours dans ces vallées.
Tout randonneur pourra constater la résurgence d’une eau de même couleur, celle du limon argileux. Beaucoup pourront le voir, mais voir n’est pas regarder, et regarder (de près c’est mieux) exige une réflexion intellectuelle, beaucoup voit sans regarder, sans comprendre. Or ces primitifs andins, pas si primitifs que cela en fin de compte, avaient déduit que si l’eau courait toujours dans l’ancien fond de la vallée, ils pouvaient creuser autant de bouches, de puits secs que nécessaires , capter un maximum d’eau de ruissellement, et ainsi maximiser leur besoin en eau pour irriguer leurs champs.
Ce qu’ils ont fait, et qui procure toujours autant d’admiration.
4. Les différents types de nappes phréatiques, 2 décembre 2023, 16:05, par Lilie
Inutile d’aller si loin Tom bien que le savoir faire, lui, vient de loin...
L’eau est un élément tellement indispensable à la vie que de tous temps, dans beaucoup de civilisations l’homme s’est acharné à la maitriser. Et elle est d’actualité : ou sécheresse ou inondation...
Ainsi en Mésopotamie, les assyriens ont construits des qanâts, un système unique de captage des eaux souterraines, qui collecte l’eau des nappes phréatiques et la transporte par gravité vers des points domestiques ou agricoles.
Ces qanâts portent plusieurs appellation et sont baptisés « foggaras » dans le Sahara septentrional, mines d’eau dans la vallée de la Durance ou dans le Var. Apparus en Iran ou en Arabie du sud-est, les qanâts se sont diffusés dans le monde entier à la faveur des conquêtes territoriales et des échanges commerciaux : par l’intermédiaire des Romains en Afrique du Nord et en Méditerranée occidentale, des colons européens en Amérique du Sud et jusqu’en Chine en suivant la Route de la soie.
Ainsi si les Romains ont installés leur garnison à Riez au cœur du plateau de Valensole c’est parce que la voie romaine passait là mais surtout parce que le site géologiquement permettait le creusement de mines d’eau et d’alimenter la garnison puis la cité en eau fraiche, sans cesse renouvelée, et les fontaines de Riez distribue toujours toute l’année l’eau tombée sur le plateau. Une strate de poudingue fait office de toit à la galerie, à travers lequel les eaux de pluie percolent et s’écoulent sur la strate d’argile sous-jacente, la quelle conduit par gravité l’eau vers une des nombreuses fontaines de la cité.
5. Les différents types de nappes phréatiques, 2 décembre 2023, 16:36, par Théo
Mais pourquoi, pour les romains cela a été si facile 1) à comprendre et 2) à mettre en oeuvre ?
Cela mérite quelques explications me semble t-il...
La topographie du plateau de Valensole le facilitait, tout simplement, car des vallées sèches le strient et en longeant ces vallées il est aisé de voir la stratigraphie des différentes couches, les différents sols qui constituent le plateau. Et c’était d’autant plus facile que sous la couche de poudingue (une roche sédimentaire détritique
consolidée, constituée de débris arrondis, qui sont d’anciens galets ) affleure par endroit une couche d’argile, d’où l’eau suinte et que la végétation trahit....
D’ailleurs si vous déambulez sur ce plateau le long de ces vallons vous verrez parfois des cônes de déjections au pied des falaises, ils trahissent parfois la position d’une
mine d’eau, ils représentent les conglomérats sortis de la falaise lors du creusement de la mine, le produit de l’excavation... parfois une petite porte métallique ferme l’entrée de la mine, mais parfois vous pouvez y faire quelques pas ... à quatre pattes...
Autour des Mées dans la vallée de la Durance il y a effectivement de nombreuses mines d’eau.
6. Les différents types de nappes phréatiques, 3 décembre 2023, 09:30, par Jeannette
EN complément ci joint l’illustration d’un qanat, puisée sur le journal du CNRS : https://lejournal.cnrs.fr/sites/default/files/styles/asset_image_full/public/assets/images/figure_5.jpg?itok=SDK4Bs9g