Eau souterraine, eau présente sous la surface de la Terre, où elle occupe tout ou partie des espaces vides des sols ou des strates géologiques. On l’appelle également eau souterraine pour la distinguer de l’eau de surface, que l’on trouve dans de grandes étendues comme les océans ou les lacs ou qui s’écoule à terre dans les cours d’eau. L’eau de surface et l’eau souterraine sont toutes deux liées par le cycle hydrologique (la circulation continue de l’eau dans le système Terre-atmosphère).
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Un bref traitement des eaux souterraines suit. Pour un traitement complet, voir hydrosphère : Les eaux souterraines.
La plupart des eaux souterraines proviennent des précipitations. Les précipitations s’infiltrent sous la surface du sol dans la zone du sol. Lorsque la zone du sol devient saturée, l’eau percole vers le bas. Une zone de saturation se produit lorsque tous les interstices sont remplis d’eau. Il existe également une zone d’aération où les interstices sont occupés en partie par l’eau et en partie par l’air. L’eau souterraine continue à descendre jusqu’à ce que, à une certaine profondeur, elle rejoigne une zone de roche dense. L’eau est contenue dans les pores de ces roches, mais les pores ne sont pas connectés et l’eau ne peut pas migrer. Le processus de réapprovisionnement des eaux souterraines par les précipitations est appelé recharge. En général, la recharge ne se produit que pendant la saison des pluies dans les climats tropicaux ou pendant l’hiver dans les climats tempérés. En général, 10 à 20 % des précipitations qui tombent sur la Terre pénètrent dans des strates aquifères, que l’on appelle des aquifères.
L’eau souterraine est constamment en mouvement. Par rapport aux eaux de surface, elle se déplace très lentement, la vitesse réelle dépendant de la transmissivité et de la capacité de stockage de l’aquifère. Des écoulements naturels d’eau souterraine ont lieu par le biais de sources et de lits de rivière lorsque la pression de l’eau souterraine est supérieure à la pression atmosphérique à proximité de la surface du sol. La circulation interne n’est pas facile à déterminer, mais près de la nappe phréatique, la durée moyenne du cycle de l’eau peut être d’un an ou moins, tandis que dans les aquifères profonds, elle peut atteindre des milliers d’années.
L’eau souterraine joue un rôle essentiel dans le développement des zones arides et semi-arides, soutenant parfois de vastes entreprises agricoles et industrielles qui ne pourraient pas exister autrement. Il est particulièrement heureux que les aquifères antérieurs à la formation des déserts ne soient pas affectés par l’augmentation de l’aridité au fil du temps. Le prélèvement, cependant, épuisera même le plus grand des bassins d’eau souterraine, de sorte que le développement basé sur l’existence d’aquifères ne peut être que temporaire au mieux.
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Une grande quantité d’eau souterraine est répartie dans le monde entier, et un grand nombre de réservoirs d’eau souterraine sont encore sous-développés ou non étudiés. Les scientifiques estiment que quelque 5,97 quintillions de gallons (22,6 millions de km cubes) d’eau souterraine résident dans les 2 km supérieurs de la surface de la Terre. Les réservoirs d’eau souterraine les plus fréquemment étudiés ou exploités sont de type clastique non consolidé (principalement du sable et du gravier) ou de type roche dure carbonatée que l’on trouve dans les vallées alluviales et les plaines côtières dans des conditions tempérées ou arides.
Bien que certaines eaux souterraines dissolvent des substances provenant des roches et puissent contenir des traces d’ancienne eau de mer, la plupart des eaux souterraines sont exemptes d’organismes pathogènes, et la purification pour un usage domestique ou industriel n’est pas nécessaire. En outre, les réserves d’eau souterraine ne sont pas sérieusement affectées par de courtes sécheresses et sont disponibles dans de nombreuses régions qui ne disposent pas d’un approvisionnement fiable en eau de surface. Toutefois, les aquifères et autres réserves d’eau souterraine sont exposés à la pollution chimique due à la fracturation, aux produits chimiques agricoles, aux décharges et fosses septiques non étanches ou inadaptées, ainsi qu’à d’autres sources de pollution ponctuelles et diffuses. Une telle contamination peut rendre les eaux souterraines impropres à l’utilisation et est coûteuse et difficile à nettoyer.
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