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L'Ile de Marie-Galante (Guadeloupe). © BRGM

Caractérisation des mécanismes de transfert nappes-rivières sur l’île de Basse-Terre en Guadeloupe

16.10.2017
Eaux souterraines (nappes alluviales) et eaux de surface (cours d’eau) présentent des relations étroites. Selon le niveau d’eau et les saisons, la nappe alimente ou est alimentée par le cours d’eau, par exemple lors d’inondations. Cependant, ce phénomène reste particulièrement mal connu à l’échelle de la Guadeloupe. L’île volcanique de la Basse-Terre, est communément comparée à un « château d’eau » en raison de ses fortes potentialités. Or, des problématiques récurrentes d’assèchement des cours d’eau sont observées durant la saison sèche et peuvent être aggravées par des prélèvements en rivières et au droit de sources. Qualitativement, une pollution réciproque des eaux souterraines et des eaux superficielles est constatée dans un contexte sensible, marqué par la rémanence de pesticides organochlorés aujourd’hui interdits d’utilisation, à l’instar de la chlordécone. La caractérisation des relations « nappes – rivières » était donc un préalable pour répondre aux attentes opérationnelles de l’Office de l’Eau Guadeloupe et des services de l’État gestionnaires des ressources en eaux du bassin Guadeloupe.

Prospections hydrogéologiques sur la rivière du Galion, sud-ouest de l’île volcanique de Basse-Terre. © BRGM

Prospections hydrogéologiques sur la rivière du Galion, sud-ouest de l’île volcanique de Basse-Terre. © BRGM

Contexte

Cette action s’inscrit en outre dans le cadre de la Directive Cadre sur l’Eau.

Objectifs

Cette étude de caractérisation vise à :

  • étudier les relations existantes ou non entre les masses d’eau superficielle et souterraine de la Basse-Terre ;
  • quantifier, dans la mesure du possible, la contribution des eaux de nappes au soutien d’étiage des rivières à enjeux (réseau DCE et ressources destinées à l’alimentation en eau potable), et inversement ;
  • proposer des recommandations permettant d’optimiser la gestion quantitative des eaux superficielles et souterraines actuellement exploitées.

Elle a également vocation à améliorer les connaissances sur le fonctionnement hydrogéologique complexe de la Basse-Terre et à proposer des pistes pour orienter de futures prospections. Les eaux souterraines de cette île constituent en effet une cible stratégique pour assurer les besoins croissants en eau potable de Guadeloupe.

Programme des travaux

Les travaux ont débuté fin 2015 et se sont achevés fin 2016. Ils constituent le premier volet du programme, le deuxième volet étant actuellement en cours de réalisation.

Dans le cadre d’une phase préliminaire, une collecte de données a été réalisée en vue de cibler des rivières à prospecter prioritairement et d’identifier des méthodes préférentielles de caractérisation de transferts nappes-rivières pertinentes en contexte volcanique tropical. Dix cours d’eau à forts enjeux (alimentation en eau des populations, zones humides classées et à forte valeur patrimoniale, espaces de loisirs et eaux de baignade, aquaculture et pêche, masses d’eau suivies dans le cadre de la DCE, etc.) ont été sélectionnés in fine, en concertation avec l’Office de l’eau Guadeloupe.

La phase suivante a impliqué de conduire des prospections sur le terrain, notamment :

  • des observations en vue de localiser d’éventuelles zones de perte (drainage de la rivière par la nappe) et/ou d’émergence (alimentation de la rivière par la nappe) et d’identifier les formations volcaniques susceptibles d’être aquifères ;
  • des mesures de paramètres in situ (conductivité électrique, température, pH, oxygène dissous, potentiel d’oxydo-réduction), tout au long des tronçons prospectés, pour identifier d’éventuelles variations et ainsi, d’éventuelles contributions des eaux souterraines aux eaux de rivières.

Carte des tronçons hydrographiques sélectionnés pour les prospections terrain sur fond cartographique montrant la variabilité spatiale de l’IDPR (Indice de Développement et de Persistance des Réseaux) à l’échelle de l’île volcanique de Basse-Terre. © BRGM

Carte des tronçons hydrographiques sélectionnés pour les prospections terrain sur fond cartographique montrant la variabilité spatiale de l’IDPR (Indice de Développement et de Persistance des Réseaux) à l’échelle de l’île volcanique de Basse-Terre. © BRGM

Résultats obtenus

Il y a peu de données dans la littérature sur les « transferts nappes-rivières » en Guadeloupe. Cette étude avait donc vocation à fournir une première vision d’ensemble sur l’importance de ce phénomène à l’échelle de l’île de Basse-Terre. Les mesures in situ réalisées croisées avec d’autres observations terrain ont permis de mettre en lumière de multiples zones d’intérêt dans lesquelles des apports vraisemblables d’eau souterraine influencent la physico-chimie des eaux de surface.

Évolution de la conductivité électrique de l’eau tout au long du tronçon principal de la rivière du Galion. © BRGM

Évolution de la conductivité électrique de l’eau tout au long du tronçon principal de la rivière du Galion. © BRGM

La méthode suivie présente des limites et ne constitue qu’une première étape de caractérisation. En effet, les mesures in situ réalisées en rivières ne sont pas toujours adaptées pour détecter et quantifier précisément les interactions. Les activités prévues durant la deuxième phase de l’étude (2016-2018) ont ainsi été planifiées en vue de mieux appréhender et quantifier les échanges nappes-rivières par la mise en œuvre de méthodes de caractérisation pertinentes en contexte volcanique tropical (jaugeage au sel et utilisation de traceurs isotopiques notamment).

PARTENAIRES

ONEMA

Office de l’eau Guadeloupe

BRGM - 3 avenue Claude-Guillemin - BP 36009 45060 Orléans Cedex 2 - France Tél. : +33 (0)2 38 64 34 34