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Comprendre les eaux souterraines pour mieux protéger les zones humides côtières en Méditerranée

Les lagunes et autres zones humides côtières méditer­ranéennes four­nissent depuis tou­jours de nom­breux ser­vices écosys­témiques. Elles sont indis­pens­ables à la vie écologique et économique locale, que ce soit pour l’alimentation (pêche, conchyli­cul­ture), comme zone tam­pon entre l’intérieur des ter­res et le lit­toral lors des extrêmes cli­ma­tiques (crues, tem­pêtes, grandes marées…), comme source d’eau potable ou d’irrigation agri­cole ou, de plus en plus, comme ter­ri­toire à haute valeur ajoutée pour la préser­va­tion de la bio­di­ver­sité ani­male et végé­tale et les divers­es activ­ités cul­turelles, touris­tiques et ludiques mod­ernes du bord de mer.

Toutes ces activ­ités humaines et la san­té de l’écosystème dépen­dent de l’équilibre écologique et chim­ique des eaux de la lagune. Celui-ci est affec­té non seule­ment par la qual­ité de l’eau des riv­ières du bassin ver­sant, mais aus­si par la qual­ité des eaux souter­raines de celui-ci sur le long terme.

D’où vient l’eau des lagunes ?

Ces zones sont à l’interface des eaux con­ti­nen­tales douces et des eaux marines salées et donc com­posées d’eaux saumâtres. Ce sont des mass­es d’eau dites « de transition ».

En Méditer­ranée, les zones humides côtières dépen­dent pour la plu­part d’une con­tri­bu­tion d’eau douce en prove­nance du bassin ver­sant auquel elles sont asso­ciées, notam­ment par les rivières.

Une autre con­tri­bu­tion, plus dis­crète, mais par­fois bien plus impor­tante en vol­ume, est l’eau souter­raine, apportée via les aquifères – on dit que ceux-ci qui sont en « con­ti­nu­ité hydraulique » avec les zones humides.

L’apport réguli­er en eau douce est un paramètre fon­da­men­tal de l’équilibre écologique et chim­ique de la masse d’eau.

Cet apport souter­rain est d’autant plus impor­tant pour les régions à cli­mat méditer­ranéen qu’il est rel­a­tive­ment con­stant, alors que les écoule­ments super­fi­ciels dans les riv­ières sont eux soumis à une très forte saison­nal­ité, voire à un tarisse­ment total l’été comme on l’a observé cet été sur plusieurs cours d’eau.

Cet apport souter­rain peut se faire directe­ment par « écoule­ment grav­i­taire » au sein du bassin ver­sant. Il peut aus­si être favorisé par les amé­nage­ments humains, comme les réseaux de canaux et les dif­férents dis­posi­tifs de pom­page et d’éclusage autour des zones humides, qui abais­sent le niveau des nappes phréa­tiques pour éviter l’engorgement des sols et per­me­t­tre les usages agricoles.

La pol­lu­tion des bassins versants

Cepen­dant, si l’eau souter­raine apporte une con­tri­bu­tion en vol­ume d’eau douce indis­pens­able au bon fonc­tion­nement de l’hydrosystème côti­er, elle peut aus­si dans de nom­breux cas égale­ment trans­porter des pol­lu­ants issus de l’ensemble du bassin ver­sant, qui peu­vent représen­ter à terme une men­ace pour l’équilibre écologique de la zone humide.

Les cas réguliers de crises dys­trophiques observés sur cer­taines lagunes (comme l’étang de Thau) sont un exem­ple d’apports exces­sifs en nutri­ments comme l’azote ou le phos­pho­re, d’origine agri­cole. Les per­tur­ba­tions endocrini­ennes observées sur cer­tains organ­ismes aqua­tiques comme les amphi­bi­ens ou les pois­sons peu­vent être reliées à la présence de con­t­a­m­i­nants émer­gents dans les eaux, comme les hor­mones provenant des eaux usées non ou insuff­isam­ment traitées.

Depuis 2013, l’Université de Corse et le CNRS (UMR 6134 SPE) étu­di­ent plusieurs lagunes et micro-estu­aires de la côte ori­en­tale de la Corse afin de met­tre en évi­dence et de car­ac­téris­er cette rela­tion de dépen­dance entre les eaux souter­raines et les zones humides côtières.

Plusieurs études ont été menées pour com­pren­dre la par­tic­i­pa­tion en ter­mes de flux pol­lu­ants des eaux souter­raines à la qual­ité chim­ique des « eaux de tran­si­tion ». Les indi­ca­teurs que nous suiv­ons sont les iso­topes des nitrates (qui peu­vent provenir soit de l’agriculture, soit des eaux d’assainissement, par exem­ple de fuites sur les réseaux ou de fos­s­es sep­tiques indi­vidu­elles), les com­posés organiques pes­ti­cides, util­isés en agri­cul­ture ou par les par­ti­c­uliers, et enfin des con­t­a­m­i­nants émer­gents issus des eaux d’assainissement comme les molécules phar­ma­ceu­tiques, les édul­co­rants ali­men­taires de syn­thèse ou les pro­duits de soins corporels.

La pol­lu­tion peut sub­sis­ter des siè­cles dans les nappes

Néan­moins, les eaux souter­raines ne peu­vent pas être appréhendées aus­si sim­ple­ment que les eaux de sur­face, car le stock­age et le tran­sit de l’eau dans le sol et le sous-sol peu­vent dur­er plusieurs mois, voire plusieurs années ou même plusieurs siè­cles selon le type d’aquifère. Il existe donc ain­si tou­jours un décalage entre l’infiltration de l’eau de pluie rechargeant les nappes et le retour de l’eau vers la zone humide col­lec­trice finale située à l’exutoire du bassin versant.

Il est donc néces­saire d’évaluer le temps de séjour de l’eau souter­raine afin d’estimer depuis quand la sub­stance pol­lu­ante est présente dans la nappe. Ceci peut être réal­isé à par­tir de dif­férents iso­topes radioac­t­ifs, comme le tri­tium (iso­tope de l’hydrogène), présent naturelle­ment dans l’eau et con­sti­tu­tif de la molécule d’eau, ou bien faisant par­tie de com­posés sol­ubles présents dans l’eau comme le car­bone 14 (iso­tope du car­bone inté­gré aux ions bicar­bon­ates de l’eau). On peut aus­si utilis­er des molécules organiques d’origine anthropique, comme les chlo­ro­flu­o­ro­car­bones, dont on con­naît le com­porte­ment dans l’atmosphère au fil du temps et que l’on peut dos­er dans les eaux souter­raines lors du prélève­ment de l’échantillon, puis com­par­er avec les relevés his­toriques de con­cen­tra­tion dans l’atmosphère.

On obtient ain­si une esti­ma­tion de la durée du tra­jet de l’eau dans la nappe et donc de la durée de l’immobilisation des pol­lu­ants dans le sous-sol. Lorsque cette immo­bil­i­sa­tion est longue, plusieurs décen­nies par exem­ple, on par­le de « legs pol­lu­ant » stocké dans la nappe d’eau souterraine.

Nos résul­tats

Les inves­ti­ga­tions menées récem­ment en Corse ont pu met­tre en évi­dence, notam­ment sur le site de la lagune de Biguglia, au sud de la ville de Bas­tia, une forte dépen­dance des lagunes lit­torales aux eaux souter­raines pour leur apport en eau douce.

Cepen­dant, le fait mar­quant réside dans la forte iner­tie de l’écoulement souter­rain, qui peut met­tre entre 50 et 70 ans avant de join­dre la lagune, et dans son mar­quage anthropique notable, en par­ti­c­uli­er par les nitrates, avec des teneurs qua­si sys­té­ma­tique­ment très supérieures au bruit de fond naturel (qui est de 7 mil­ligrammes par litre) et dépas­sant même par endroits les 50 mil­ligrammes par litre régle­men­taires pour l’usage en eau potable.

Les eaux les plus anci­ennes sont celles qui présen­tent les teneurs en nitrates les plus fortes. Ceci est révéla­teur de l’histoire des activ­ités humaines à la sur­face du bassin ver­sant ali­men­tant la lagune. L’étude des iso­topes de l’azote, révéla­teurs de l’origine des nitrates, a mon­tré que cette con­t­a­m­i­na­tion prove­nait de la destruc­tion des sols naturels lors de la mise en exploita­tion agri­cole de la plaine côtière de Bas­tia dans les années 1950–1960. Actuelle­ment, les faibles flux de nitrates générés sont essen­tielle­ment imputa­bles aux fuites des réseaux d’assainissement, comme en témoignent les résul­tats des enquêtes socio-hydrogéologiques de terrain.

Les eaux les plus récentes sont quant à elles prin­ci­pale­ment mar­quées par des teneurs en com­posés organiques émer­gents d’origine médica­menteuse ou ali­men­taire, comme le paracé­ta­mol, l’ibuprofène, la caféine, l’acésulfame (un édul­co­rant), des dérivés de nico­tine. Tous sont liés aux fuites récentes sur les réseaux d’assainissement.

D’un point de vue éco­hy­drologique, ces infor­ma­tions à la fois qual­i­ta­tives et tem­porelles per­me­t­tent de fournir de nou­veaux élé­ments d’arbitrage aux ges­tion­naires de l’environnement en insis­tant sur le fait que la dynamique qual­i­ta­tive des eaux souter­raines n’est pas instan­ta­né­ment en lien avec l’hydroclimatologie actuelle, mais enreg­istre plutôt, sur le temps long et par­fois sur plusieurs décen­nies, la total­ité des impacts des activ­ités humaines à la sur­face du bassin ver­sant. L’eau souter­raine apporte donc des pol­lu­tions anci­ennes à la zone humide, stock­ées dans le sous-sol puis resti­tuées lente­ment et de façon dif­férée au milieu naturel.

Le corol­laire est qu’il appa­raît dans ce cas très déli­cat de met­tre en place des poli­tiques de ges­tion envi­ron­nemen­tale d’amélioration de la qual­ité des milieux qui soient rapi­des et effi­caces compte tenu du temps néces­saire pour l’accomplissement du tran­sit souter­rain de l’eau au sein des nappes. Cet aspect n’est pas encore pris en compte dans les poli­tiques européennes de restau­ra­tion des milieux humides et pour­rait forte­ment con­train­dre les délais légaux de retour au bon état qual­i­tatif et écologique des mass­es d’eau lagu­naires de transition.

La mise en place d’une ges­tion durable et adap­tée des lagunes et zones humides méditer­ranéennes, déjà très impactées par de fortes évo­lu­tions socio-économiques et démo­graphiques dans une région de plus en plus peu­plée, en plus des effets déjà claire­ment nota­bles du change­ment cli­ma­tique, n’en sera prob­a­ble­ment que plus dif­fi­cile à l’avenir. 

À propos de l'auteur

Frédéric Huneau

Professeur des universités en hydrogéologie, Université de Corse Pascal-Paoli.

À propos de l'auteur

Alexandra Mattei

Ingénieur de recherche en hydrogéologie, Université de Corse Pascal-Paoli.

À propos de l'auteur

Eléa Crayol

Doctorante en hydrogéologie, Université de Corse Pascal-Paoli.

À propos de l'auteur

Émilie Garel

Maître de conférences en hydrogéologie, Université de Corse Pascal-Paoli.

À propos de l'auteur

Mélanie Erostate

Docteur en hydrogéologie, Université de Corse Pascal-Paoli.

À propos de l'auteur

Sébastien Santoni

Maître de conférences en géologie et hydrogéologie, Université de Corse Pascal-Paoli.

À propos de l'auteur

Vanina Pasqualini

Professeur des universités en écologie marine, Université de Corse Pascal-Paoli.

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