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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 -

en géosciences au XXI siècle - Tome III

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Page 1: 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 FRANCEGéosciences appliquéesREVUE OFFICIELLE DE LA SOCIÉTÉ GÉOLOGIQUE DE FRANCEGéosciences appliquées

Les grandes perspectives en géosciences au XXIe siècle

Les grandes perspectives en géosciences au XXIe siècle

- Tome III -- Tome III -

Page 2: en géosciences au XXI siècle - Tome III

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1. Courriel : [email protected]. Courriel : [email protected]. Courriel : [email protected] 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 :

Sylvain CHARBONNIERrédacteur en chef :

Marc BLAIZOTchargé de missions :

Gérard SUSTRACcomité de rédaction :

• section géologie de l’ingénieur

Marc BRISEBARREMarianne CHAHINEDenis FABRE

• section eau

Jean-Pierre FAILLATAnthony LE BEUXLahcen ZOUHRI

• section géophysique

Antoine BOUVIERChristian HERISSONJean-Marc MIEHE

• section substances minérales

Patrice CAUMARTINMichel JÉBRAKChristian POLAKVéronique TOURNIS

• section énergie

Brigitte DOLIGEZJean-Jacques JARRIGEAlain MASCLEValérie VÉDRENNE

• section enseignement et recherche

Christian BECKRoselyne FRIEDENBERGDidier NECTOUXCyril SCHAMPER

secrétariat de rédaction :

Sylvain [email protected]

Géologues est la revue officielle de laSociété Géologique de France.Géosciences Appliquées.Association loi de 1901, fondée en 1830et reconnue d’utilité publique parOrdonnance du Roi du 3 avril 1832.siège social :

77, rue Claude Bernard - 75005 PARISTéléphone : 01 43 31 77 35E mail : [email protected] Internet : www.geosoc.frmise en page et couverture :

Jean-Claude MANCHON - ORLÉANSimprimé en france par

CHEVILLON IMPRIMEUR26, boulevard Kennedy - 89100 SENSCommission paritaireCPPAP n°0120G82626Dépôt légal à parution

Géologues

Comme annoncé, nous terminons ce triptyque sur les grandes perspectives enGéosciences par ce numéro sur l’eau, ressource majeure, mais aussi sourcemajeure 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 déjàMontesquieu dans l’Esprit des Lois, en 1748 : « L’empire du climat est le premier detous 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 situationn’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 pourassujettir son voisin. Il est clair que cette problématique des ressources en eau seraaussi LA grande question du XXIe siècle et de ses 9 à 10 milliards d’individus quivivront 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 pasaccès aujourd’hui à l’eau potable,soit pour des raisons climatiques (Sahel) soit pourdes raisons de pollutions (Asie du Sud-Est, Afrique centrale), soit par manque demoyens 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 humanitairemajeure. Ce n’est pas, bien sûr, à l’hydrogéologue seul de proposer les solutions adéquates ; mais toutes les informations, données quantitatives et qualitatives etmodélisations, 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 enplace. Deux sigles traduisent bien ces avancées : les ZSF, zones de sauvegarde pourle futur, destinées à protéger et soigner certaines nappes d’eau souterraine parti-culièrement affectées par les pollutions ou les prélèvements ; et les SFN, solutionsfondées 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.Toutesces solutions, de l’échelle locale à l’échelle du bassin ou de la masse d’eau, doiventencore 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 populationssoient, plutôt que « rivales » pour la ressource en eau, des « émules » (en latin, cesdeux mots sont synonymes), en mettant en commun leurs connaissances et leurscompétences 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 êtredes maillons attentifs et fiables de transmission. C’est également là, la vocationde 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

Page 3: en géosciences au XXI siècle - Tome III

Géologues n°202

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Som

mai

re4 actualités

14 les problématiques du futur

Les défis de la gestion quantitative de l’eau souterraine en France ........................................................ 14Jean-Christophe Maréchal, Josselin Rouillard,Nathalie Dörfliger Mieux connaître les ressources en eau souterraine du Sahel : de la nécessité d’une approche innovante et inclusive ...................................................................... 19Emmanuel de Romémont, Sophie Violette,François Bertone, Mathieu SchusterSurexploitation et pollution du Continental Terminal dans les grandes villes côtières ouest-africaines :conséquences et enjeux .................................................................. 26B. Nlend, H. Celle-Jeanton, F. Huneau, S. Ngo Boum-Nkot,E. Garel, W. Fantong, J. Etame, B. Ketchemen-TandiaApport des legs nitratés dans la compréhension de la trajectoire socio-environnementale de l’hydrosystème de la lagune de Biguglia (Corse) ................ 32M. Erostate, F. Huneau, E. Garel, V. PasqualiniCompréhension 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 ............ 37A. 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 .......................................... 91Jean-Pierre Faillat et Moumtaz RazacUne grande perspective dans le domaine de l’Eau :les solutions fondées sur la nature .............................................. 98Valérie Plagnes, Pierre Ribstein et Ghislain de MarsilyLes barrages souterrains, une technologie peu connue de stockage d’eau souterraine ...................................................... 102Michel BakalowiczContribution du Comité Français d’Hydrogéologie aux Assises de l’Eau : pour une gestion concertée de la ressource .................................................................................. 105Pierre 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 ...................... 62Marine Dangeard, Marie Kuessner, Ludovic Bodet,Julien Bouchez, Ludovic Oudin, Mohamed Saadi,Julien ThiessonInvestigation croisée entre écologues et hydrogéologues sur la nappe de la Crau, pour une identification des écosystèmes dépendants des eaux souterraines .............. 67A. Baillieux, H. Gomila, A. Verbeke, P. Fenart, E. Oules,M. Scarpari, K. Lombardini, G. Massez, J.-M. Pirastru,I. Quoniam, C. Ruiz, C. AlcazarInterprétation de traçages artificiels en domaine karstique par approche de type fonction de transfert :Application à l’hydrosystème karstique de l’Ouysse (Lot, France) .................................................................... 73Vianney Sivelle, Guillaume Lorette, Joël Tremoulet,Mélanie Bardeau et David LabatModélisation des écoulements souterrains en zone urbaine :impact du franchissement souterrain des voies ferrées à Bonneuil-sur-Marne (94) ............................................................ 80Rémi Soave, Hugues Giroux et Philippe GuezennecMécanismes hydrauliques pouvant être à l’origine des oscillations périodiques du débitde certaines sources karstiques .................................................... 88Robert Plégat et Claude Drogue

43 les outils scientifiques de demain

Contribution d’un index piézométrique standardisé à l’analyse de l’impact des sécheresses sur les ressources en eau souterraine ............................................................................ 43Jean-Jacques Seguin, Delphine Allier etJean-Charles ManceauLes méthodes hydro-géophysiques d’aujourd’hui et demain .................................................................. 49Cyril Schamper, Cédric Champollion, Marc Dumont,Marine Dangeard, Cécile Finco, Damien Jougnot,Ludovic Bodet, Fayçal Rejiba, Roger Guérin,Laurent Longuevergne