Forage à la tarière pour l'étude de la diffusion des nitrates dans la zone non saturée (Picardie, 2014).
© BRGM - Gilles Braibant
Les nitrates, formés par la combinaison de l’azote et de l’oxygène du sol, peuvent exister de manière naturelle dans les eaux souterraines. Seulement, les teneurs attendues sont alors très faibles.
L’activité humaine (agriculture, industrie, effluents domestiques, etc.) constitue une pression importante en azote qui peut conduire à une augmentation de leur concentration dans les eaux souterraines.
D’autre part, le nitrate est particulièrement soluble et donc facilement véhiculé par l’eau. Entraîné en profondeur par la pluie dans les sols et au-delà, le nitrate va jusqu’à atteindre les eaux souterraines appelées « nappes ».
En France, ces eaux souterraines assurent 65 % de notre alimentation en eau potable.
Des mesures prises depuis 1990
Depuis plusieurs décennies, la surveillance de la qualité des eaux souterraines s’est accrue, en lien notamment avec la production d’eau potable.
Face au constat de contamination des eaux, une Directive de protection est appliquée depuis 1991 au niveau européen. Elle vise essentiellement à réduire les excédents d’origine agricole.
Des efforts insuffisants à ce jour
L’ensemble de ces initiatives a permis de réduire la quantité appliquée d’engrais minéraux tout en sécurisant la production alimentaire.
Mais deux décennies après la mise en place de cette directive européenne, préserver et améliorer la qualité de l’eau reste l’un des défis majeurs en France, certaines nappes présentant toujours des teneurs jugées trop importantes en nitrate.
Comment expliquer cette situation ?
Une des explications réside dans le temps de transfert des nitrates entre la surface et la nappe.
En effet, la circulation de l’eau dans la roche dépend de la présence d’espaces vides, appelés pores (porosité) et de sa capacité à laisser circuler l’eau (perméabilité). La France offre une diversité importante de type d’aquifères présentant des vitesses de circulation de l’eau différentes.
En plus du temps nécessaire pour rejoindre descendre la nappe (déplacement vertical), il faut également tenir compte du temps nécessaire à l’eau et au nitrate pour traverser la nappe jusqu’au captage ou la source qui sont utilisés pour produire de l’eau potable (déplacement horizontal).
Des résultats sur le long terme
Dans le cadre du projet de recherche FAIRWAY, des approches statistiques ont été mises en œuvre à la fois pour identifier la voie de transfert dominante et déterminer le temps nécessaire pour que le changement des pratiques en surface soit perceptible sur la qualité de la nappe.
Ainsi, sur le site français étudié (aquifère calcaire), le temps nécessaire varie de 8 à 24 ans selon le captage d’eau considéré. En comparaison, sur les sites au Danemark, dans un autre contexte hydrogéologique, ce temps dépasse largement les 30 ans !
Des outils mathématiques, comme ceux développés par le BRGM, peuvent aussi être utilisés pour modéliser l’évolution des teneurs en nitrate dans la nappe et ainsi tester l’impact de scénarios de changement de pratiques co-construits entre tous les acteurs d’un territoire.
