Des observations satellitaires et souterraines révèlent l’endommagement irréversible d’un aquifère

La surexploitation des eaux souterraines constitue une ressource essentielle pour l’agriculture dans de nombreuses régions du monde, mais elle peut fragiliser durablement les aquifères. Lorsque les eaux souterraines sont pompées, la pression d’eau qui contribue à soutenir les couches géologiques diminue. Les matériaux de l’aquifère se compactent alors, provoquant un affaissement du sol. Cette déformation peut être élastique, auquel cas elle est réversible lors de la recharge de l’aquifère, ou inélastique, et donc irréversible. Jusqu’à présent, il était difficile de déterminer à quel moment cette déformation devenait irréversible. Une équipe internationale, réunissant notamment des chercheurs de l’Institut de physique du globe de Paris (IPGP), du Laboratoire de Géologie de l’ENS Paris et de Géosciences Rennes, apporte aujourd’hui des éléments de réponse grâce à l’étude de la vallée de Sacramento, en Californie.

Les chercheurs ont combiné des mesures satellitaires de très haute précision de la déformation de la surface du sol avec des mesures du niveau des eaux souterraines réalisées dans des puits entre 2016 et 2022. En comparant les mouvements observés à ceux attendus pour une déformation purement élastique, ils ont pu identifier la part de l’affaissement qui ne peut plus être expliquée par les seules variations du niveau de l'eau souterraine.

Leurs résultats montrent qu’au cours de la sécheresse de 2020-2022, l’affaissement du sol s’est brutalement accéléré et a dépassé le comportement attendu d’un aquifère capable de retrouver son état initial après recharge. Cette accélération révèle une compaction irréversible des matériaux de l’aquifère, qui réduit de façon permanente sa capacité de stockage des eaux souterraines. L’étude montre également que les observations satellitaires peuvent contribuer à prévenir de dommages irréversibles aux aquifères, avec des implications importantes pour le suivi de la capacité de stockage des aquifères et la gestions des ressources en eau souterraine à l’échelle mondiale.