Fonctionnement de la réserve hydrologique
Dans la zone tempérée, l’alimentation des nappes n’est possible que durant la partie de l’année que nous avons appelée « hiver hydrologique ». Dans la zone chaude, l’alternance d’une saison des pluies et d’une saison sèche limite également l’infiltration à quelques mois. La réserve hydrologique connaît presque partout, à l’exception des régions de dysréisme (surabondance d’écoulement toute l’année), un rythme annuel alternant recharge et vidange.
La recharge des nappes
La recharge de la nappe se produit quand les entrées, essentiellement l’infiltration efficace (I), sont supérieures aux sorties, l’écoulement de nâppe. Elle se traduit par une augmentation du volume de la nappe et une hausse de la piézométrie.
La majeure partie des précipitations (P) ne profite pas à l’aquifére : l’écoulement rapide de crue en surface ou à proximité de la surface (Ec), la recharge de la réserve hydrique (ARu), asséchée par les prélèvements des végétaux, et l’évaporation directe (.Etr), ne laissent qu’une part modeste atteindre réellement la surface de la nappe, l’infiltration efficace (i)2 :
I = P-Ec- ARu – Etr.
Le taux d’infiltration exprime, en hydrogéologie, cette part des précipitations qui alimente les aquifcres : selon la perméabilité des terrains, il peut être nul (1=0 terrains imperméables) ou s’élever jusqu’à représenter la totalité des écoulements (Ec = 0 terrains plats très perméables). Par exemple, dans les régions tempérées, avec des précipitations de 700 mm et un écoulement total retournant aux océans {Ec +1) de l’ordre de 210 mm, le taux d’infiltration peut aller de 0 à 30 % pour une infiltration efficace comprise entre 0 et 210 mm.
La recharge se fait de façon directe, plafonnée par le coefficient de perméabilité des terrains : de façon pratique, l’infiltration efficace est parfois ramenée à un taux d’infiltration maximum journalière, facile à utiliser, notamment en modélisation. On peut proposer un schéma simple de la recharge des nappes : quand les précipitations sont supérieures à l’Etp, la reconstitution de la réserve hydrique s’opère, jusqu’à ce que tout l’air présent dans la microporosité soit remplacé par l’eau. La capacité de rétention du sol atteinte, les précipitations non reprises par l’évaporation s’infiltrent ensuite sous forme d’eau gravitaire percolant jusqu’à la nappe.
Lorsque l’hiver est peu pluvieux dans nos régions, la recharge des nappes se fait très faiblement, (voire pas du tout) mais les conséquences ne sont pas tout de suite
évidentes : la sécheresse hydrologique ne sera sensible qu’à partir de l’été. Le printemps et l’été, même pluvieux, sont en effet incapables de recharger les nappes du fait de prélèvements évaporatoires supérieurs à la pluie. La recharge peut ainsi être médiocre pendant plusieurs années consécutives, et les effets sur la nappe sont cumulatifs: on a vu, par exemple, le niveau des nappes baisser globalement entre 1970 et 1976 en France ; au Maroc, la recharge est indigente depuis 20 ans et la baisse moyenne des niveaux piézométriques se poursuit pratiquement sans intermède depuis 1980.
Lorsque la variabilité des pluies est grande en face des pertes par évaporation, comme c’est le cas en région tempérée océanique, il en résulte une très forte variabilité interannuelle de la recharge de la nappe, ainsi que le montre l’exemple de la recharge de la nappe à Orléans .
Autour d’une moyenne de 622 mm, la pluie a pu varier de 350 à plus de 1100 mm, soit dans un rapport de 1 à 3. La recharge de la nappe, elle, a varié de presque rien à plus de 400 mm.
Ces exemples montrent que la recharge s’apprécie non seulement en quantité absolue mais aussi par rapport à des références moyennes.
Vidéo : Fonctionnement de la réserve hydrologique
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