Nappe phratique

Pour les articles homonymes, voir Phratique.La nappe phratique (gr. puisable[1]) est une nappe que

Nappe phratique

l'on rencontre faible profondeur. Elle alimente tradi-tionnellement les puits et les sources en eau potable. C'estla nappe la plus expose la pollution en provenance dela surface.Par nappe, on entend la partie sature en eau du sol, c'est--dire celle o les interstices entre les grains solides sontentirement remplis d'eau, ce qui permet celle-ci descouler. Au-dessus, on peut trouver des terrains non sa-turs, dans lesquels les interstices contiennent aussi del'air. Cette couche est appele la zone non sature ou en-core zone vadose. Il peut sure d'un petit apport suppl-mentaire d'eau en provenance de la surface pour faire bas-culer la couche non sature l'tat satur. Si l'paisseurde cette tranche de terrain est importante, et si la to-pographie sy prte, ce mcanisme peut dclencher uneinondation par remonte de la nappe phratique. Ce ph-nomne a aggrav les crues de la Somme en 2001.

1 Types de nappes La nappe est dite libre lorsque son niveau peut varier

sans tre bloqu par une couche impermable. Si oncre un puits dans une telle nappe, le niveau de l'eaureste inchang. Une nappe perche est une nappelibre, permanente ou temporaire, forme dans unezone non sature, et qui surmonte une nappe librede plus grande extension.

Dans le cas contraire, on parle de nappe captive. Elleest sous pression et lorsque l'on y ouvre un puits,

aquifer

unsaturated zoneAquiclude

spring

water table

river

Perched water table

Nappe perche dont l'eau ressort dans la valle d'une rivire auniveau d'une rsurgence.

l'eau slve jusqu' un niveau d'quilibre suprieur.Il arrive mme que la nappe jaillisse du sol ; c'est lephnomne d'artsianisme.

Il existe galement les nappes semi-captives ou drai-nance. Le toit ou le substratum (parfois les deux) del'aquifre sont frquemment constitus par des forma-tions semi-permables. Lorsque les conditions hydrody-namiques sont favorables, il peut y avoir change d'eauavec l'aquifre superpos ou sous-jacent, c'est le phno-mne de drainance.

2 Rabattement de nappeArticle dtaill : Rabattement de nappe.

Un forage permet de reprer le niveau suprieur de lanappe : c'est le niveau pizomtrique, niveau au-dessusduquel les interstices de la roche ne sont pas saturs eneau. Les variations de ce niveau renseignent sur le degrde remplissage de la roche-rservoir.Le pompage d'eau dans une nappe une vitesse qui d-passe la vitesse de recharge de la nappe entrane la baissedu niveau de la nappe, appele rabattement de nappe.

3 Relation solide/eau dans les mi-lieux poreux

3.1 Zone sature

La zone sature des nappes distingue deux types d'eau :

1

2 5 LES NAPPES PHRATIQUES EN LARGE BAISSE DANS LE MONDE

Organisation spatiale d'un systme karstique : zone vadose (nonsature) et zone sature, avec la frange capillaire et la nappephratique.

leau lie, lie au solide par des forces lectrosta-tiques et molculaires, les deux processus tant li-mits dans l'espace ;

leau libre, susceptible de se dplacer sous l'eet dela gravit et des gradients de pression.

L'eau lie correspond :

la couche la plus proche des grains, dont l'paisseurest de l'ordre de quelques dizaines de molcules (0,1micromtre) correspond une orientation des mol-cules d'eau structure dipolaire H-OH, perpendicu-lairement la surface des grains. Dans cette zonela viscosit de l'eau peut tre double ou triple, sadensit est de l'ordre de 1,5 et sa force par unit desurface est de l'ordre de 10 000 bars.

la zone de transition entre 0,1 et 0,5 micromtrecontient des molcules d'eau qui supportent une at-traction non ngligeable et sont immobiles.

Au-del, les forces d'attraction sont encore plus modestes,et on parle d'eau libre.

3.2 Zone non sature

Contrairement la zone sature qui contient deux phases(liquide pour l'eau, solide pour les grains), il y a ici exis-tence d'une troisime phase : l'air. La saturation est alorsla part des pores occupe par un type de uideLa zone non sature distingue quatre tats en fonction dela saturation du sol en eau :

leau funiculaire ou gravique : dans un sol presquesatur en eau, avec quelques bulles d'air, l'eau peutscouler sous l'inuence de la gravit.

sol saturation d'quilibre autrement appel sol capacit de rtention capillaire : la phase d'eau estencore continue mais ne circule pas sous la seule in-uence de la gravit. Cela correspond l'eau lie et l'eau retenue par capillarit.

leau pendulaire : dans un sol faiblement satur eneau, l'eau entoure les grains et occupe des anneauxdiscontinus aux points de contact de ceux-ci. Laphase d'eau est toujours continue, les pressions setransmettent, mais les mouvements de l'eau sont trslents du fait de la minceur de la pellicule mouille.

saturation irrductible : si on prlve encore de l'eau(vapotranspiration), on n'obtient plus que l'eau lie.

4 Quelques nappes dans le monde

4.1 En FranceEn France, la plus vaste nappe est celle de Beauce dontla surface est de prs de 9 000 km sur six dpartements.Ses rserves sont estimes prs de 20milliards demtrescubes.La plus grosse est la nappe de la Plaine du Rhin en Alsacequi stend sur un petit territoire mais dont les rservessont estimes 35 milliards de mtres cubes sur la partiealsacienne seulement[2].

4.2 Aux tats-UnisLa plus grande nappe aux tats-Unis est la napped'Ogallala, d'une supercie comparable celle de laFrance, qui stend du Dakota du Sud au Texas.

5 Les nappes phratiques en largebaisse dans le monde

Ds 2001, l'expert amricain Lester R. Brown alertait quele niveau des nappes phratiques chutait sur tous les conti-nents, du fait que nous disposons de puissantes pompesdiesel ou lectriques qui permettent de puiser l'eau desaquifres plus rapidement qu'elle n'est remplace par lesprcipitations. Il citait trois rgions : la plaine de Chine duNord, le Pendjab en Inde / Pakistan, et le sud des grandesplaines des tats-Unis. Ces trois rgions sont des zonesd'agriculture irrigue[3].En 2002, la NASA et le centre arospatial allemand ontlanc la mission GRACE (Gravity Recovery and ClimateExperiment) an notamment de pouvoir valuer le niveaudes nappes phratiques de la plante grce des observa-tions par satellite. Il tait auparavant impossible de fairedes estimations sur l'tat des eaux souterraines, en raison

3des dicults d'accs. La mission a constat une fortebaisse des nappes phratiques non seulement en Chine,en Inde, aux tats-Unis, mais aussi dans d'autres rgionstelles que l'Argentine, la Californie, le Proche-Orient, etl'Australie[4]. Or, il se trouve que la Chine, les tats-Uniset l'Inde sont les trois plus grandes rgions productrices decrales dans le monde, alors que les eaux souterrainesreprsentent la plus grande partie des ressources en eaudouce disponibles de la plante.Sandra Postel estime le surpompage annuel des aquifres 160 milliards de mtres cubes d'eau l'chelle de la pla-nte. Avec une quivalence approximative mille tonnesd'eau pour produire une tonne de crales , ce dcitde 160 milliards de tonnes d'eau correspond 160 mil-lions de tonnes de crales, soit la moiti de la productionamricaine[5].tant donn l'norme population chinoise de plus de 1,3milliards d'habitants, la chute du niveau des nappes phra-tiques en Chine pourrait perturber les marchs mondiauxde crales et entraner une hausse des prix de la nourri-ture dans le monde entier[6].Selon trois chercheurs de l'universit d'Utrecht, auteursd'une tude sur le sujet publie le 25 janvier 2012, la non durabilit de l'usage des eaux souterraines pourl'irrigation est un problme important non seulement pourles pays qui font un usage intensif des eaux souterraines,mais aussi pour le monde dans son ensemble, tant donnque le commerce international introduit de fortes corr-lations entre la production de nourriture dans un pays etla consommation dans un autre [7].

5.1 Pollutions des nappesLes forages peuvent permettre le transit de pollutions su-percielles vers les nappes souterraines car ils perforentla couche supercielle impermable et rendent nale-ment cette surface permable aux ventuels polluants quipeuvent ensuite se retrouver dans les eaux pompes etconsommes.La plus grande partie des pollutions ont pour origineles activits agricoles qui utilisent de nombreux produits(fertilisants, phytosanitaires) sources de pollutions et enconcentrations importantes.

6 Rfrences[1] Futura Sciences, dnition http://www.

futura-sciences.com/magazines/terre/infos/dico/d/geologie-nappe-phreatique-2530/

[2] Source APRONA

[3] Lester R. Brown, co-conomie, une autre croissance estpossible, cologique et durable, Seuil, 2001, pp. 69 72

[4] Article de Maxisciences, 4 janvier 2012

[5] Sandra Postel, Pillar of Sand, New York, W.W. Norton &Compant, 1999. quivalence approximativeeau/crales :FAO, Yield Response to Water, Rome 1979

[6] Lester R. Brown, co-conomie, une autre croissance estpossible, cologique et durable, Seuil, 2001, p. 76

[7] Yoshihide Wada, Ludovicus van Beek et Marc Bier-kens, dpartement de gographie physique de l'Universitd'Utrecht (Pays-Bas), Nonsustainable groundwater sustai-ning irrigation : A global assessment, rsum en franaisdisponible sur le site de Libration

7 Articles connexes Aquifre Cycle de l'eau Nappe alluviale Nappe de la craie Nappe captive Nappe d'eau souterraine Hydrogologie Rabattement de nappe Observatoire de l'eau

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4 8 SOURCES, CONTRIBUTEURS ET LICENCES DU TEXTE ET DE LIMAGE

8 Sources, contributeurs et licences du texte et de limage8.1 Texte

Nappe phratique Source : http://fr.wikipedia.org/wiki/Nappe_phr%C3%A9atique?oldid=114678334 Contributeurs : Tarquin~frwiki,Hemmer, Crales Killer, HasharBot, R, Nguyenld, Phe-bot, Smily, Urban, Rdb, Solveig, Sb, Paternel 1, Gpvosbot, Marsu15, Litlok, Cyril-demont, Messire Hephg, Mutatis mutandis, Malosse, Sum, Wilimut, Pautard, Fl75, FranoisD, Oliw, Xofc, Astirmays, Jmax, Manu1400,Lamiot, Grondin, Thijs !bot, Maja~frwiki, Treehill, Rmih, Clem23, Sebleouf, Philippe rogez, VonTasha, Jplm, Salebot, Promthe33,Speculos, Pinglou, Tooony, VolkovBot, Jeandb, Fabrice75, SieBot, Dhatier, Hercule, DumZiBoT, Charlie Pinard, DragonBot, Chatsam,Djeedjee, Elodiematthieu17, Letartean, MicroCitron, RogueLeader, Luckas-bot, Papatt, JackBot, Nouill, MastiBot, Lostinthiswhirlpool,TobeBot, EmausBot, Salsero35, ZroBot, MerlIwBot, OrlodrimBot, Dexbot, Housterdam, Addbot, Sismarinho, Pnlope Ebranster, Ti-sourcier, Spa235 et Anonyme : 47

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Fichier:Vadose_zone.gif Source : http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/f2/Vadose_zone.gif Licence : Public domainContri-buteurs : http://geology.er.usgs.gov/eespteam/brass/ground/groundintro.htm Artiste dorigine : USGS

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GFDL Contributeurs : Travail personnel Artiste dorigine : Rastrojo DES

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