Fiche d'information: Eau souterraine
D’habitude, quand les personnes pensent à propos des sources d’eau, ils pensent des rivières et des cours d’eau; en autre mots, eau de la surface. Mais, de toute l’eau douce utilisable dans le monde, approximativement 97 pour cent est de l’eau souterraine. Selon les Nations Unies, 10 millions de kilomètres cubes d’eau sont trouvés sous terre. United States Geological Survey dit qu’il y a environ 4,2 millions de kilomètres cubes d’eau à moins de 0,8 kilomètre de la surface de la Terre. Environnement Canada cite une étude qui estime que toute l’eau souterraine dans le monde couvrira la surface de la Terre d’une profondeur de 120 mètres, et que toute l’eau de la surface couvrira la surface de la Terre d’une profondeur de seulement 0,25 mètre! Les estimations d’eau souterraine peuvent varier mais les scientifiques s’accordent qu’il y en a beaucoup d’eau sous la surface de la terre!
C’est quoi l’eau souterraine et où est-ce qu’on la trouve?
L’eau souterraine est l’eau qui s’accumule sous terre. Il peut exister dans les espaces entre les particules libres de la terre et des roches, ou dans les fissures et les crevasses des roches. Les différents types de roches et de terre peuvent contenir différents montants d’eau. La zone de saturation est la partie de la terre et des roches qui est saturée d’eau, tandis que la zone insaturée est la portion de la terre et des roches qui n’est pas saturée. Le haut de la zone saturée est appelé la nappe phréatique. Le diagramme trouvé ci-dessous illustre ces termes.
https://pubs.usgs.gov/gip/gw/how_occurs.html
Quand il pleut, l’eau infiltre le sol et percole vers le bas jusqu’à ce qu’elle atteigne la nappe phréatique. Quelques types de sol permettent à plus d’eau de s’infiltrer que d’autres. Les surfaces perméables, comme le sable et le gravier, permettent jusqu’à 50 pour cent des précipitations d’entrer dans le sol. L’eau de pluie peut prendre des années ou même des décennies pour atteindre la nappe phréatique. Car qu’il y en a un volume immense d’eau souterraine, une fois que l’eau de pluie atteint la nappe phréatique, il reste souvent là pour un très longue période de temps. C’est possible qu’une partie de l’eau qui est couramment gardé dans le sol soit pluie qui est tombé il y ait des centaines ou des milliers d’années
Les aquifères sont des couches de roches qui sont trouvées sous le sol et sont composées de roches perméables, de gravier, de sable ou d’argile d’où l’eau peut être extraite. Dans le diagramme qui se trouve au dessus, vous pouvez voir que les différents types de roches et du sol peut garder les montants différent d’eau, cependant les régions poreux (ou les espaces). Quand les espaces sont assez grands pour contenir des quantités utilisables d’eau, ils sont appelés des aquifères. De grandes particules, comme le sable ou le gravier grossier, peuvent garder plus d’eau que le sable ou l’argile fin, parce que les espaces entre les particules de gravier sont plus grands que les espaces entre les particules du sable fin. Alors, on peut dire que le gravier a plus de porosité, ou la capacité de garder de l’eau, que l’argile.
Il y a deux types d’aquifères: des aquifères confinés et des aquifères libres. Tous les aquifères se trouvent sur une couche imperméable d’argile ou de soubassement. Un aquifère confiné a aussi une couche d’argile ou de soubassement au-dessus de lui; un aquifère libre n’a pas cette couche. Le diagramme qui suit illustre les deux types d’aquifères et comment l’eau souterraine est reliée à la surface. Les puits artésiens peuvent être percés dans les aquifères confinés, parce que la grande pression sur l’eau (de la terre au-dessus) pousse l’eau vers le haut. Les aquifères libres peuvent rechargés les cours d’eau proches, pendant les périodes de sécheresses. Les aquifères peuvent varier de quelques hectares en surface jusqu’à des milliers de kilomètres carrés.
Laquelle est meilleure: l’eau souterraine ou l’eau de surface?
En générale, eau souterraine et eau de la surface peut fournir eau potable sûre, si leurs sources ne sont pas pollués et l’eau est traitée suffisamment. Eau souterraine est préférable à eau de la surface pour des nombreuses raisons. Premièrement, l’eau souterraine est fiable pendant les périodes de sécheresse, tandis que l’eau de surface peut être épuisée rapidement. Eau souterraine est, en générale, plus facile et moins chère à traitée que l’eau de la surface, parce qu’elle tend d’être moins pollué. Au moyen de puits, eau souterraine peut être taraudé où elle est nécessaire, d’autre part l’eau de la surface est concentrée dans les lacs et cours d’eau.
Par exemple, une grande source d’eau souterraine a été trouvée récemment dans la région du Darfour au Soudan. Le lac ancien a une superficie de 30 750 kilomètres carrés, ce qui en fait de même grandeur que le lac Érié, et sera capable de fournir l’eau douce qui est bien nécessaire aux citoyens de ce pays. Le conflit entre les nomades arabes et les fermiers africains a, depuis 2003, causé plus de 200 000 décès et a forcé deux millions de citoyens à fuir leurs maisons. Le conflit a commencé quand la sécheresse et la désertification ont forcé les nomades arabes à déménager au Darfour-Sud, où les fermiers africains étaient.
Parce que la guerre a commencé à cause de la concurrence pour les ressources, il y a de la spéculation selon laquelle la découverte de la source d’eau aidera à terminer le conflit qui est encore en cours. Pour plus d’information, vous pouvez lire l’article de BBC News, « Water find ‘may end Darfur war’ ». Pour plus d’informations au sujet de la manière dont la situation au Darfour, comme les situations dans plusieurs autres pays, viole le droit humain à l’eau, lisez la fiche d’information Droits humains.
L’eau souterraine a beaucoup d’autres utilisations, en plus de fournir l’eau potable. L’énergie géothermale utilise l’eau souterraine pour alimenter les systèmes de réchauffement et de refroidissement à efficacité énergétique. Une piscine et des facilités de récréation à Moose Jaw, Saskatchewan, un centre de santé à Sussex, Nouveau-Brunswick, et l’Université Carleton à Ottawa, Ontario sont des exemples de grandes installations qui utilisent l’eau souterraine pour réchauffer et refroidir les bâtiments.
Mais, il y en a aussi des concernes au sujet d’eau souterraine. Quand la population et la pollution augmentent, il y a plus de stress sur l'eau souterraine. Bien que les sources d’eau souterraine sont plus abondant que les sources d’eau de la surface, il prend plus de temps pour les aquifères de recharger en raison de la longueur de temps qu’il faut pour l’eau de pluie d’atteindre l’aquifère. Pour cette raison, les aquifères peuvent se tarir. L’eau de surface peut aussi appauvrir, mais quand les sources d’eau souterraine sont appauvries, le sol recouvrant peut se compacter et s’affaisser, causant des dommages aux surfaces des bâtiments. Aussi, quand le niveau d’eau souterraine diminue dans les régions côtières et sur les petites îles, l’eau salée peut entrer dans l’approvisionnement en eau.
Mais le Canada doit certainement avoir plus d’eau de surface que d’eau souterraine, correct? Combien est-ce qu’on compte sur l’eau souterraine?
Le Canada a beaucoup d’eau de surface, mais encore plus d’eau souterraine. Environ huit million canadiens dépendent sur eau souterraine, deux tiers de ces canadiens habitent en régions rurales. L’eau souterraine au Canada est aussi utilisée pour l’agriculture (incluant l’irrigation et l’abreuvement du bétail) et les opérations industrielles. La moitié de la population des États-Unis dépend des sources d’eau souterraines pour son eau potable.
La carte ci-dessous montre la distribution des aquifères à travers le Canada. Il y a plusieurs grands aquifères et beaucoup plus de petits aquifères. Bien que, individuellement, il soit possible que les petits aquifères ne semblent pas importants, en combinaison ils forment une source d’eau très grande et importante.
Les régions du Bouclier canadien n’ont pas autant d’aquifères car les roches qui composent le Bouclier canadien ne gardent pas bien l’eau. En l’Île-du-Prince-Édouard, au Nouveau-Brunswick, en Ontario et au Yukon, l’eau souterraine est utilisée principalement à des fins municipales; en fait, 100 pour cent de l’eau en l’Île-du-Prince-Édouard et 60 pour cent de l’eau au Nouveau-Brunswick sont extraits des sources souterraines. En Alberta, en Saskatchewan et au Manitoba, ils utilisent l’eau souterraine principalement pour l’abreuvement du bétail. En Colombie-Britannique, au Québec et dans les Territoires du Nord-Ouest, ils utilisent l’eau souterraine principalement à des fins industrielles, et en Terre-Neuve-et-Nouvelle-Écosse, ils utilisent l’eau souterraine principalement pour fournir aux personnes qui habitent dans les régions rurales de l’eau potable.
La carte qui se trouve en bas montre la proportion de la population dans chaque province et territoire qui dépend de l’eau souterraine pour la consommation domestique. Bien que seulement 26 pour cent de la population canadienne dépendent de l’eau souterraine, plus d’une demi-partie de la population du Yukon, du Nouveau-Brunswick, de la Nouvelle-Écosse et de l’Île-du-Prince-Édouard utilise l’eau souterraine pour la consommation domestique. Presque la moitié des résidents de la Saskatchewan dépendent de l’eau souterraine.
Est-ce que l’eau souterraine peut devenir contaminée?
L’eau souterraine peut devenir contaminée par plusieurs des mêmes contaminants qui contaminent l’eau de la surface. Pour plus d’informations au sujet de la contamination de l’eau, incluant les sources de pollution, lisez la fiche d’information au sujet de la pollution de l’eau. Pollution d’eau souterraine arrive quand les contaminants sont rejetés dans, déposé sur, ou lessivés de la surface du sol au dessus de l’eau souterraine.
Même si il y en a aucune source de pollution industrielle ou domestique dans la région, c’est important de réaliser que c’est possible que l’eau a, quand même, des contaminants, et devrait être tester avant la consommation humaine. Arsenic, par exemple, est trouvé dans des concentrations élevées dans les différentes régions du pays, et les autres contaminants, comme le matériel organique dissous, le fer, le manganèse, l’ammonium et des niveaux élevés de sel sont communs dans les sources d’eau souterraine, particulièrement sur les prairies canadiennes.
La pollution peut venir de deux types de sources: ponctuelles et non ponctuelles (ou diffuses). Les sources ponctuelles de pollution sont les sources de pollution qui sont identifiables et localisées. Les sources ponctuelles de pollution qui peuvent contaminer l’eau souterraine incluent les décharges, les réservoirs de stockage de pétrole ou d’essence enterrés, les systèmes septiques, les sources industrielles et les déversements accidentels. Les sources de non-point de pollution ont le tendance d’être dans la forme des pesticides et les nutriments qui entrent le sol à la suite d’opérations agricoles intenses ou l’utilisation généralisé des sels de voirie et des produits chimiques. Le schéma ci-dessous illustre quelques-unes des nombreuses manières dont l’eau souterraine peut devenir contaminée.
http://www.groundwater.org/get-informed/groundwater/contamination.html
Les décharges peuvent contaminer l'eau souterraine quand les produits chimiques nuisibles filtrent vers le bas. Les décharges devraient avoir des couches de protection au fond pour prévenir lessivage, mais il y en a des décharges qui n’ont pas cette couche protective, ou c’est vieux et fissuré, et ceci permet des produits chimiques de fuir.
Aux États-Unis, il est estimé qu’il y a plus de dix millions de réservoirs de stockage enterrés, qui sont remplis de fluides comme de l’essence, de l’huile et des produits chimiques. Dans les années 1950 et 1960, il y avait de nombreux réservoirs faits d’acier qui ont été installés sous terre au Canada. Sans une protection adéquate, jusqu’à la moitié des réservoirs faits d’acier vont corroder et développer des fissures avant qu’ils aient 15 ans.
Les systèmes septiques qui sont mal conçus, situés ou construits peuvent laisser des bactéries dangereuses, des virus et des produits chimiques entrer dans des sources d’eau. Pour plus d’information au sujet des systèmes septiques, voir la fiche d’information Traitement des eaux usées. Aux États-Unis, il y a plus de 20 000 décharges de déchets dangereux qui ne sont pas contrôlées dont les personnes sont conscientes. Les déchets dangereux peuvent contaminer l’eau avec des produits chimiques pour lesquels les villes et les municipalités ne testent pas régulièrement. Les déversements accidentels peuvent aussi contaminer l’eau souterraine. Un groupe de produits chimiques appelé liquide dense en phase non aqueuse est utilisé pour le nettoyage à sec, la préservation du bois, les opérations de l’asphalte et la production et la réparation des véhicules, et peut aussi être relâché dans les accidents. Les déversements de produits chimiques du type liquide dense en phase non aqueuse sont même plus difficiles à nettoyer que les déversements d’huile, car ils sont plus lourds que l’eau et coulent rapidement au fond. Sauf dans les grandes villes, l’eau n’est pas testée pour les produits chimiques du type liquide dense en phase non aqueuse.
Mais j’avais pensé que le sol pouvait supprimer les polluants de l’eau avant qu’ils atteignent l’aquifère?
Dans plusieurs cas, le sol peut supprimer les bactéries, virus et produits chimiques de l’eau qui s’écoule vers le bas. Après tout, cela est une des manières par lesquelles l’environnement purifie l’eau. Mais, les sols ne sont pas également efficaces à éliminer les contaminants, et les déchets domestiques et industriels peuvent dépasser la capacité du sol d’éliminer les produits chimiques et les contaminants. Quelques sols permettent à l’eau de percoler rapidement jusqu’à l’aquifère. En général, dans ce cas, moins de contaminants seront éliminés. Aussi, quand les polluants proviennent d’une source souterraine, comme un réservoir de stockage ou un système septique, ils peuvent être très proches de l’eau souterraine et le sol n’a pas assez de temps pour éliminer toutes les substances nocives. La qualité de l’eau souterraine dépend de la température, de la pression (qui dépend de la profondeur à laquelle l’eau souterraine se trouve), du type de roche et de sol et de la période pendant laquelle l’eau est là.
L’eau souterraine coule très lentement, généralement entre quelques millimètres et quelques mètres chaque jour. Ceci veut dire que la contamination a tendance à être concentrée et localisée, près de la source de la pollution. Mais, la contamination peut se propager dans l’aquifère, ou aux lacs et cours d’eau tout près. Souvent, la pollution de l’eau souterraine n’est pas remarquée jusqu’au moment où l’eau est déjà contaminée et un procédé d’assainissement coûteux est requis. Il est très cher et difficile d’inverser la contamination de l’eau souterraine, et il peut prendre des décennies avant que l’eau soit encore utilisable. À Ville Mercier, Québec, la décharge des déchets industriels dans les lagunes d’une vieille gravière a pris place pendant plusieurs années. Ceci a finalement rendu l’eau souterraine inutile, et l’eau a dû être pompée à une distance de dix kilomètres pour fournir des milliers de personnes en eau. Pour information au sujet de nettoyer les sources d’eau après que la pollution les a contaminées, incluant l’eau souterraine, lisez la fiche d’information au sujet de Nettoyer la pollution.
Pour plus d’information au sujet des aquifères, incluant comment ils peuvent devenir contaminés, regardez la leçon d’Opération Écoulement d’Eau: Qu’est-ce qu’un aquifère?
La Fondation de l’Eau Potable Sûre a des programmes éducationnels qui peuvent enrichir les informations trouvées dans cette fiche d’information. Le programme Opération Goutte d’Eau étudie les polluants chimiques et est offert en cours de sciences. Le programme Opération d’Écoulement d’Eau étudie comment l’eau est utilisée, d’où elle vient et combien elle coûte et est offert en cours de sciences sociales, de mathématiques, de biologie, de chimie et de sciences. Le programme Opération de l’Esprit d’Eau présente la situation des Premières Nations et de l’eau en plus de toutes les questions environnantes et il est offert en classes d’études amérindiennes et de sciences sociales. Le programme Opération de l’Eau Saine étudie toutes les questions entourant la santé par rapport à l’eau potable au Canada et dans le monde entier. Le programme se consacre entièrement à la santé et est offert en cours de science et sciences sociales qui collaborent ensemble pour le programme. Finalement, le programme Opération Pollution d’Eau étudie comment l’eau devient polluer et comment on la dépollue et est conçu pour les cours de science et sciences sociales qui collaborent ensemble pour le programme. Pour avoir accès à plus d’informations sur l’un ou l’autre de nos programmes éducationnels, visitez www.safewater.org ou, pour des fiches d’information supplémentaires, visitez le site web de la Fondation de l’Eau Potable Sûre à www.safewater.org.
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Ressources:
British Broadcasting Corporation News. July 2007. Water find ‘may end Darfur war.’ http://news.bbc.co.uk/2/hi/africa/6904318.stm
The Groundwater Foundation. May 2007. Sources of Groundwater Contamination. http://www.groundwater.org/get-informed/groundwater/contamination.html
The Groundwater Foundation. 2011. Get Informed. http://www.groundwater.org/get-informed/
United States Environmental Protection Agency. February 2016. For Teachers (Grades 9-12).
https://www3.epa.gov/safewater/kids/teachers_9-12.html
United States Geological Survey. 1999. Ground Water. http://capp.water.usgs.gov/GIP/gw_gip/gw_a.html