En analysant les données collectées par les satellites Grace sur les variations du champ gravitationnel terrestre entre 2003 et 2013, les chercheurs ont pu mesurer l'évolution des aquifères profonds. Sur les 37 plus grands du monde (qui offrent le signal satellitaire le plus clair), 21 sont exploités de manière non-durable : ils sont vidés par l'homme plus rapidement que la nature ne parvient à les recharger ; 8 sur ces 21 sont même dits "surstressés", le plus menacé étant celui de l'Arabie Saoudite, qui devrait, d'ici 50 ans, être vidé à 90 %. Les deux suivants sont l'aquifère de l'Indus (Inde) et celui de Murzuq (nord du Sahara). Les 13 autres ("extrêmement" ou "hautement stressés") bénéficient d'une certaine recharge, mais insuffisante, comme par exemple la nappe californienne, dont dépend l'approvisionnement de l'Amérique du Nord en légumes. Les chercheurs soulignent le manque de données précises sur ce sujet vital, et prônent un effort de forage pour quantifier les eaux souterraines mondiales.
En analysant les données collectées par les satellites Grace sur les variations du champ gravitationnel terrestre entre 2003 et 2013, les chercheurs ont pu mesurer l'évolution des aquifères profonds. Sur les 37 plus grands du monde (qui offrent le signal satellitaire le plus clair), 21 sont exploités de manière non-durable : ils sont vidés par l'homme plus rapidement que la nature ne parvient à les recharger ; 8 sur ces 21 sont même dits "surstressés", le plus menacé étant celui de l'Arabie Saoudite, qui devrait, d'ici 50 ans, être vidé à 90 %. Les deux suivants sont l'aquifère de l'Indus (Inde) et celui de Murzuq (nord du Sahara). Les 13 autres ("extrêmement" ou "hautement stressés") bénéficient d'une certaine recharge, mais insuffisante, comme par exemple la nappe californienne, dont dépend l'approvisionnement de l'Amérique du Nord en légumes. Les chercheurs soulignent le manque de données précises sur ce sujet vital, et prônent un effort de forage pour quantifier les eaux souterraines mondiales.
C'est ce qui ressort d'une carte inédite, qui détaille la profondeur des nappes phréatiques. Réalisée par Ying Fan, de l'université Rutgers, aux États-Unis, elle montre que pour près d'un tiers des surfaces continentales, les eaux souterraines sont à moins de 5 m de profondeur, voire à moins de 25 cm (dans les zones humides d'Europe du Nord ou d'Amazonie). Et même dans les vallées arides du sud des États-Unis ! Ces nappes phréatiques sont bien plus profondes le long de la Cordillère des Andes, dans le nord de l'Afrique, et le sud de l'Europe, au climat méditerranéen. Problème : les nappes superficielles, qui alimentent les lacs et rivières ainsi que les zones humides, sont intensément exploitées par l'homme. "Leur niveau baisse dans de nombreuses régions du monde où l'eau souterraine est pompée pour irriguer les cultures, en particulier dans les zones arides et semi-arides, s'exclame Ying Fan. Nous devons accorder plus d'attention aux eaux souterraines et aux écosystèmes qui en dépendent". 30 % de l'eau douce de la planète est contenue dans las aquifères souterrains.
Pour arriver à cette conclusion, Tom Gleeson (université McGill de Montréal-Québec) et trois confrères néerlandais ont développé le concept d'empreinte sur les nappes phréatiques. Pour une région donnée, cet outil présente le rapport entre la superficie qu'occuperait, si elle était étalée en surface, l'eau souterraine exploitée (usages humains et écosystèmes) et l'étendue réelle des nappes. Résultat : à l'échelle mondiale, l'empreinte sur les nappes phréatiques est 3,5 fois plus grande que les réserves souterraines disponibles, et elle grimpe à 54 pour le bassin du Gange supérieur en Inde, et à 98 pour le bassin sud-caspien en Iran ! 20 % des aquifères mondiaux sont surexploités par quelques pays (Inde, États-Unis, Chine, Pakistan...). En trois décennies, l'Inde, plus gros consommateur, a quasiment triplé le volume de ses prélèvements. "L'empreinte sur les nappes phréatiques mondiales met en lumière d'importantes disparités régionales et devrait aider les décideurs à planifier un usage plus durable des ressources en eau explique Marc Bierkens, coauteur de l'étude. 1,7 milliard d'hommes vivent dans des régions où les nappes phréatiques sont surexploitée.
Les eaux souterraines où le stress hydrique est inférieur à 1 (en bleu) sont durables et préservées. En revanche, la nappe du Gange supérieur au nord de l'Inde, par exemple, est sollicitée par une région 30 fois plus étendue que sa propre superficie. Parmi les autres nappes menacées, certaines sont déjà dans un état très préoccupant. "Le niveau des eaux souterraines dans la péninsule Arabique a baissé de plusieurs dizaines de mètres au cours des dernières décennies, explique ainsi Nathalie Dörfliger, à la tête de la Direction eau, environmement et écotechnologies au BRGM (Bureau de recherches géologiques et minières. C'est avant tout la surexploitation des réservoirs dans les zones désertiques qui est en cause".
Ils sont 68 sur le continent américain, 38 en Afrique, 65 en Europe de l'Est, 90 en Europe de l'ouest et 12 on Asie. Outre la nature des terrains dans lesquels ces nappes souterraines, sont situées, cet inventaire, lancé il y a près de dix ans, précise leur taux de recharge et montre qu'il varie fortement d'une région à l'autre. Des données importantes pour estimer la cadence à laquelle l'homme peut puiser dans les aquifères. Ainsi, "ceux de la péninsule arabique, constitués il y a plus de 10.000 ans alors que le climat était plus humide, ne sont pas rechargés et seront sans doute épuisés avant la fin du siècle", explique l'hydrogéologue Jean Margat, expert auprès de l'Unesco. Et même lorsqu'ils sont alimentés par des précipitations régulières. les aquifères sont menacés par la pollution ou la surexploitation. Notamment en zone littorale où le "pompage de l'eau douce est compensé par une entrée d'eau salée", poursuit le chercheur. Une meilleure gestion de ces aquifères est donc nécéssaire, d'autant que, si l'on excepte les calottes glaciaires, ils concentrent 96 % de l'eau douce de notre planète. 900 milliards de m³ d'eau sont pompés chaque années dans les aquifères souterrains.
Les deux satellites du programme Grace (Gravit y Recovery and Climate Experiment) de la Nasa ont mesuré des variations du champ de gravité terrestre provoquées par l'abaissement des nappes phréatiques. Entre 2002 et 2008, ces réservoirs souterrains ont perdu quatre centimètres par an, soit 109 milliards de mètres cubes pour les régions très peuplées du Pendjab, de l'Haryana et du Rajasthan. Gratuite et jusqu'ici abondante, l'eau souterraine est pompée pour l'agriculture à partir de 19 millions de puits. La baisse du niveau des nappes conduit à forer toujours plus profond, ce qui oblige les agriculteurs à se doter de pompes gourmandes en carburant. Ces moteurs émettent de 4 à 6 % des gaz à effet de serre de l'Inde, aggravant un réchauffement climatique qui va faire diminuer les pluies. Pour contrer ce funeste engrenage, les autorités veulent renforcer l'irrigation à partir des eaux de surface.
C'est ce que suggèrent les simulations numériques effectuées par Reed Maxwell, du Lawrence Livermore National Laboratory (Etats-Unis), et Stefan Kollet, de l'Institut météorologique de l'université de Bonn (Allemagne). Les chercheurs ont mis au point un modèle climatique qui prend en compte de manière plus complète les interactions entre les eaux souterraines, les eaux de surface et l'humidité des sols, et l'ont appliqué à la région des Grandes Plaines, aux États-Unis. Résultat, en cas d'augmentation des températures et de changement de précipitations ? Lorsque la nappe phréatique se situe à plus de 2 mètres de profondeur, la recharge de la nappe, l'humidité et la température du sol varient considérablement. À l'inverse, dans les vallées fluviales, la nappe qui affleure tempère les perturbations climatiques.
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Pénurie d'eau en Inde du Nord. Le tarissement des puits (ici au Rajasthan) a été confirmé par des satellites de la Nasa.