en géosciences au xxi siècle - tome iii

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Numéro 202 - septembre 2019 - 20 - ISSN 0016.7916 - Trimestriel REVUE OFFICIELLE DE LA SOCIÉTÉ GÉOLOGIQUE DE FRANCE Géosciences appliquées REVUE OFFICIELLE DE LA SOCIÉTÉ GÉOLOGIQUE DE FRANCE Géosciences appliquées Les grandes perspectives en géosciences au XXI e siècle Les grandes perspectives en géosciences au XXI e siècle - Tome III - - Tome III -

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0 Gologues 202Numéro 202 - septembre 2019 - 20 € - ISSN 0016.7916 - Trimestriel
REVUE OFFICIELLE DE LA SOCIÉTÉ GÉOLOGIQUE DE FRANCE Géosciences appliquées REVUE OFFICIELLE DE LA SOCIÉTÉ GÉOLOGIQUE DE FRANCE Géosciences appliquées
Les grandes perspectives en géosciences au XXIe siècle
Les grandes perspectives en géosciences au XXIe siècle
- Tome III -- Tome III -
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1. Courriel : [email protected] 2. Courriel : [email protected] 3. Courriel : [email protected] Photo de première de couverture : Accès à l’eau sur les Hauts Plateaux d’Éthiopie, bordure ouest du rift (au nord de Debre Birhan), crédit photo : Serge Lallier, 2009.
directeur de publication :
Marc BRISEBARRE Marianne CHAHINE Denis FABRE
• section eau
• section géophysique
• section substances minérales
• section énergie
• section enseignement et recherche
secrétariat de rédaction :
Sylvain GROSBOIS [email protected]
Géologues est la revue officielle de la Société Géologique de France. Géosciences Appliquées. Association loi de 1901, fondée en 1830 et reconnue d’utilité publique par Ordonnance du Roi du 3 avril 1832. siège social :
77, rue Claude Bernard - 75005 PARIS Téléphone : 01 43 31 77 35 E mail : [email protected] Site Internet : www.geosoc.fr mise en page et couverture :
Jean-Claude MANCHON - ORLÉANS imprimé en france par
CHEVILLON IMPRIMEUR 26, boulevard Kennedy - 89100 SENS Commission paritaire CPPAP n°0120G82626 Dépôt légal à parution
Géologues
Comme annoncé, nous terminons ce triptyque sur les grandes perspectives en Géosciences par ce numéro sur l’eau, ressource majeure, mais aussi source majeure de risques tant par les conflits d’usage ou même géopolitiques qu’elle
fait naître, mais bien plus encore par l’évolution, au quotidien, de sa quantité disponible par habitant, indissociable de sa qualité. Or, cette quantité est éminem- ment dépendante de la démographie mondiale et du… climat,comme le disait déjà Montesquieu dans l’Esprit des Lois, en 1748 : « L’empire du climat est le premier de tous les empires ». En effet, selon les prévisions du GIEC, le climat de la planète, cause anthropique et/ou cause naturelle, doit varier fortement dans ce siècle, entraînant successions d’épisodes de sécheresse et d’inondations, avec étiages plus longs et crues plus importantes, dégradation et salinisation des sols, évaporation, etc… ; les répercussions sur la qualité et la quantité d’eau douce disponible, superficielle ou souterraine, seront très importantes. Cette situation n’est pas nouvelle, comme le montre bien l’étymologie du mot « rival » : on a souvent fait la guerre ou les lois (Hammourabi pour le Tigre,ou Pharaon pour le Nil) pour l’eau ou plutôt pour pallier la pénurie ou par crainte de pénurie d’eau,sinon pour assujettir son voisin. Il est clair que cette problématique des ressources en eau sera aussi LA grande question du XXIe siècle et de ses 9 à 10 milliards d’individus qui vivront à plus des 2/3 dans des villes ou des… bidonvilles. De combien d’eau dispo- sera cette population , pour s’alimenter et pour ses activités connexes : agriculture, industrie, transports ? sachant que plus d’un milliard de terriens n’ont toujours pas accès aujourd’hui à l’eau potable,soit pour des raisons climatiques (Sahel) soit pour des raisons de pollutions (Asie du Sud-Est, Afrique centrale), soit par manque de moyens financiers ou d’accès à l’énergie. C’est l’adéquation entre besoins et res- sources qu’il va bien finir par devoir résoudre pour éviter une crise humanitaire majeure. Ce n’est pas, bien sûr, à l’hydrogéologue seul de proposer les solutions adéquates ; mais toutes les informations, données quantitatives et qualitatives et modélisations, qu’il peut fournir doivent être discutées avec les décideurs, politiques, économistes ou sociologues. Il importe donc, et bien des exemples en seront montrés dans ce numéro, de mesurer précisément les volumes prélevés et la complexité des flux, pour modéli- ser ensuite,et in fine,gérer,partager,protéger ou soigner les eaux de surface,mais aus- si et surtout les eaux souterraines. Ces dernières, bien qu’elles ne se voient pas, constituent le réservoir par excellence qui pourvoit à une partie significative des écou- lements de surface. Grâce aux hydrogéologues, les méthodes et moyens de pro- tection, de gestion et de remédiation commencent, un peu partout, à se mettre en place. Deux sigles traduisent bien ces avancées : les ZSF, zones de sauvegarde pour le futur, destinées à protéger et soigner certaines nappes d’eau souterraine parti- culièrement affectées par les pollutions ou les prélèvements ; et les SFN, solutions fondées sur la nature, qui tentent de favoriser le stockage et l’épuration par augmentation de la capacité d’infiltration et d’absorption des eaux pluviales.Toutes ces solutions, de l’échelle locale à l’échelle du bassin ou de la masse d’eau, doivent encore être déployées, décuplées, mais aussi et surtout vulgarisées, car la compré- hension du public et des décideurs est primordiale pour dégager les moyens, le temps et les compétences indispensables pour mener cette bataille de l’eau souterraine ! Les hydrogéologues tentent de faire en sorte que les populations soient, plutôt que « rivales » pour la ressource en eau, des « émules » (en latin, ces deux mots sont synonymes), en mettant en commun leurs connaissances et leurs compétences pour faire face, ensemble, au défi mondial de l’eau pour tous. C’est là l’ambition de ce numéro, écrit par des hydrogéologues, que nous remer- cions chaleureusement, pour leurs collègues géologues, qui partout, peuvent être des maillons attentifs et fiables de transmission. C’est également là, la vocation de Géologues, de favoriser la multidisciplinarité en géosciences. Bonne lecture à toutes et tous !
Marc Blaizot2, Rédacteur en chef de “Géologues”.
Thierry Pay3, Président de l’AHSP
Michel Bakalowicz1, Président du CFH
Géologues n°202
14 les problématiques du futur
Les défis de la gestion quantitative de l’eau souterraine en France ........................................................ 14 Jean-Christophe Maréchal, Josselin Rouillard, Nathalie Dörfliger Mieux connaître les ressources en eau souterraine du Sahel : de la nécessité d’une approche innovante et inclusive ...................................................................... 19 Emmanuel de Romémont, Sophie Violette, François Bertone, Mathieu Schuster Surexploitation et pollution du Continental Terminal dans les grandes villes côtières ouest-africaines : conséquences et enjeux .................................................................. 26 B. Nlend, H. Celle-Jeanton, F. Huneau, S. Ngo Boum-Nkot, E. Garel, W. Fantong, J. Etame, B. Ketchemen-Tandia Apport des legs nitratés dans la compréhension de la trajectoire socio-environnementale de l’hydrosystème de la lagune de Biguglia (Corse) ................ 32 M. Erostate, F. Huneau, E. Garel, V. Pasqualini Compréhension de la circulation des eaux souterraines dans un système aquifère profond : investigations récentes et valorisation de 100 ans de connaissances et d’études des fluides dans le sud du Bassin aquitain ............ 37 A. Wuilleumier, O. Douez, N. Pedron, L. André, O. Serrano, E. Lasseur et M. Saplairoles
91 des stratégies d’adaptation ?
Utilisation des propriétés redox et hydrodynamiques des eaux souterraines des aquifères de socles fissurés et altérés pour le contrôle des nitrates dans les eaux de surface .......................................... 91 Jean-Pierre Faillat et Moumtaz Razac Une grande perspective dans le domaine de l’Eau : les solutions fondées sur la nature .............................................. 98 Valérie Plagnes, Pierre Ribstein et Ghislain de Marsily Les barrages souterrains, une technologie peu connue de stockage d’eau souterraine ...................................................... 102 Michel Bakalowicz Contribution du Comité Français d’Hydrogéologie aux Assises de l’Eau : pour une gestion concertée de la ressource .................................................................................. 105 Pierre Marchet, Michel Bakalowicz, Patrick Lachassagne, Catherine Thouin et Nathalie Jacquemain
Rencontre de la géophysique et de la géochimie pour comprendre la dynamique des systèmes aquifères naturels : cas d’un bassin versant des Cévennes ...................... 62 Marine Dangeard, Marie Kuessner, Ludovic Bodet, Julien Bouchez, Ludovic Oudin, Mohamed Saadi, Julien Thiesson Investigation croisée entre écologues et hydrogéologues sur la nappe de la Crau, pour une identification des écosystèmes dépendants des eaux souterraines .............. 67 A. Baillieux, H. Gomila, A. Verbeke, P. Fenart, E. Oules, M. Scarpari, K. Lombardini, G. Massez, J.-M. Pirastru, I. Quoniam, C. Ruiz, C. Alcazar Interprétation de traçages artificiels en domaine karstique par approche de type fonction de transfert : Application à l’hydrosystème karstique de l’Ouysse (Lot, France) .................................................................... 73 Vianney Sivelle, Guillaume Lorette, Joël Tremoulet, Mélanie Bardeau et David Labat Modélisation des écoulements souterrains en zone urbaine : impact du franchissement souterrain des voies ferrées à Bonneuil-sur-Marne (94) ............................................................ 80 Rémi Soave, Hugues Giroux et Philippe Guezennec Mécanismes hydrauliques pouvant être à l’origine des oscillations périodiques du débit de certaines sources karstiques .................................................... 88 Robert Plégat et Claude Drogue
43 les outils scientifiques de demain