HYDROGÉOLOGIE

Recharge

Une nappe peut être alimentée par l’infiltration diffuse des précipitations, par les eaux de surface ou par une nappe latérale affluente.

L’estimation de la recharge par l’infiltration diffuse des précipitations est un élément fondamental, mais délicat, du bilan et du fonctionnement de l’aquifère. Elle requiert d’évaluer l’évapotranspiration réelle (ETR) du bassin versant et de tenir compte de nombreux paramètres climatiques ou agronomiques : température, énergie solaire captée, hygrométrie, vitesse du vent, albédo, rugosité, nature et état physiologique du couvert végétal…

La position naturelle de la surface piézométrique de la nappe fluctue au gré des saisons : plus basse en étiage d’été, plus élevée lors des épisodes de recharge de printemps et d’automne sous les climats tempérés. En climat semi-aride ou en climat de mousson (hivernage en Afrique), un seul épisode annuel de recharge fait remonter rapidement la nappe, qui se vidange lentement pendant la longue saison sèche.

On a coutume de distinguer nappes « libres » et nappes « captives ». Une nappe est dite libre quand sa surface piézométrique peut librement balayer la zone non saturée sus-jacente (zone de battement) ; une nappe est dite captive quand le toit de l’aquifère est contraint par un aquifuge ou un aquiclude, c’est-à-dire quand la surface piézométrique est située au-dessus de l’altitude du toit géologique imperméable de la nappe. En fait, la même nappe peut présenter une partie affleurante libre et une partie captive, enfouie sous des couches imperméables ; il vaut donc mieux parler de secteur libre ou captif d’une même nappe. Ces secteurs captifs sont souvent situés dans les bassins sédimentaires, alimentés par l’infiltration sur les affleurements de bordure, où la nappe est libre.

Deux cas de nappes captives peuvent se rencontrer : si la piézométrie est plus élevée que le toit, mais reste sous la surface topographique, on parle de nappe captive ascendante. Si la surface piézométrique se situe au-dessus de la topographie, la nappe est dite captive artésienne ou jaillissante.

La recharge par les eaux de surface se fait lorsque la surface de la nappe est en équilibre avec un plan d’eau libre, celui-ci peut constituer, surtout à l’amont d’un réseau hydrographique, une entrée d’eau à la nappe. Cette entrée par les eaux de surface présente la caractéristique de se faire à niveau hydraulique subconstant.

La recharge par apport latéral souterrain s’établit lorsque deux aquifères sont géométriquement en contact (biseaux sédimentaires, failles…) ; les eaux de la nappe la plus élevée alimentent la plus basse.

La recharge par drainance verticale s’opère lorsque deux nappes superposées sont séparées par une couche semi-perméable (aquiclude), cette couche peut être franchie par l’eau de la nappe dont la piézométrie est la plus élevée allant recharger la nappe dotée de la plus basse piézométrie. Il existe ainsi une drainance ascendante quand l’eau s’écoule du bas vers le haut, ou une drainance descendante dans le cas contraire. Le cas de drainance ascendante exclut une alimentation locale par l’infiltration à la verticale du lieu.

Écoulement et décharge

Une nappe d’eau souterraine est à la fois un réservoir et une conduite d’eau qui s’écoule de la zone de recharge (zone haute) vers la zone de sortie à l’air libre (zone basse). La carte piézométrique permet de localiser les zones d’alimentation, les zones de divergence et de convergence de la nappe, ainsi que ses zones éventuelles d’exutoire. La décharge correspond aux points de sortie naturels de la nappe. Ils peuvent être concentrés, ce sont les sources (pérennes, temporaires, intermittentes),[...]