la nappe phréatique - Géoval

Décodage
Une eau précieuse :
Par Jean-Marc Rey
Géologue et hydrogéologue
diplômé des Universités de
Lausanne et Neuchâtel, directeur
du bureau GéoVal IngénieursGéologues SA à Sion, président
du groupe des géologues de la
SIA Valais.
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L
R. Bolognesi
« Le canton du Valais est riche en minerai pauvre ! ». Cette maxime bien connue des
géologues est correcte, mais elle passe sous silence un véritable trésor du sous-sol
valaisan : les eaux souterraines.
S. Barrault
S.
Barrault
la nappe phréatique
Les eaux souterraines, lorsqu’elles ne sont
parle alors d’aquifères en roches meubles,
Le terme « nappe phréatique » (du grec
dans les zones de plaine à faible pente.
pas perturbées par les activités humaines,
typiques des fonds de vallées. Lorsque les
phreas, phreatos : puits) désigne les eaux
L’avantage d’une grande proximité de la
sont directement potables et constituent
eaux souterraines remplissent entièrement
souterraines peu profondes et généralement
denrée « eau » est atténué par une forte
par conséquent une denrée alimentaire
les interstices présents dans ces roches et
libres, accessibles aux puits habituels.
vulnérabilité de cette ressource aux éven-
précieuse. Eh oui, le sol du Valais possède
maintiennent une liaison entre les pores, on
une ressource essentielle. Alors... que l’on
parle de nappe d’eau souterraine.
Un formidable réservoir
humaines ; cependant, même s’ils sont
cesse de faire grise mine : le canton du
Une nappe se forme par accumulation et
La vallée du Rhône, en amont du lac
exposés à des risques anthropiques, les
Valais est riche en « or bleu » ! Cette richesse
stockage des eaux d’infiltration au-dessus
Léman, est une immense accumula-
aquifères en roches meubles sont finale-
est répartie au sein d’aquifères (du latin
d’un terrain imperméable empêchant leur
tion de roches meubles : le remplissage
ment moins vulnérables que les aquifères
aqua : eau, et ferre : porter), des formations
progression vers le bas. L’eau remplit alors,
quaternaire. A l’axe de la vallée, entre le
karstiques ou fissurés, car les circulations
géologiques poreuses et perméables,
par gravité, toutes les cavités accessibles du
Léman et Brigue, ce remplissage dépasse
y sont lentes et le pouvoir d’épuration du
contenant des eaux souterraines perma-
terrain, jusqu’à un niveau appelé « surface
constamment une centaine de mètres
terrain élevé.
nentes ou transitoires.
libre » qui est la surface à laquelle l’eau se
d’épaisseur, excepté au verrou de Saint-
Il faut enfin signaler que des nappes
stabilise dans les puits atteignant la nappe.
Maurice. Il atteint plus de 800 m à Ardon
profondes existent très probablement, mais
Un peu d’hydrogéologie
Le terrain rempli d’eau est appelé « zone
et Martigny et même plus de 900 m dans
elles sont encore peu connues et encore
Il existe plusieurs types d’aquifères. Dans les
saturée ». Au-dessus de celle-ci se trouve
le bas Chablais, selon l’interprétation des
moins exploitées. Ces eaux profondes,
massifs cristallins, l’eau souterraine circule
une zone non saturée (ou zone d’aération)
signaux obtenus lors de campagnes d’ex-
réserves pour les générations à venir,
le long de fissures ou de fractures plus ou
où circulent des eaux dites « vadoses ».
ploration sismique.
suscitent un intérêt croissant, notamment
moins importantes : ce sont les aquifères
Dans les aquifères karstiques et fissurés,
Les zones perméables de la vallée du
pour l’exploitation de la chaleur qu’elles
fissurés. Dans les massifs à calcaires et
cette zone de circulation non saturée peut
Rhône sont bien alimentées en eau par le
pourraient fournir.
gypses, l’eau est généralement transportée
dépasser un kilomètre d’épaisseur !
Rhône et par les précipitations. De plus,
dans des conduits issus de la dissolution
Les nappes d’eau souterraine dont le
les écoulements souterrains d’altitude,
La nappe phréatique du Rhône
de la roche en contact avec les eaux de
niveau d’équilibre n’est pas contraint par
avec notamment la fonte des glaces et
La nappe phréatique ou « nappe alluviale »
pluie : il s’agit des aquifères karstiques. Les
les terrains situés au-dessus d’elles sont
de la neige, convergent dans les roches
est bien connue : elle est exploitée depuis
roches meubles connaissent quant à elles
appelées « nappes libres », par opposition
meubles du remplissage quaternaire en
des siècles par l’homme et étudiée en détail
un écoulement par porosité, qui peut être
aux « nappes captives » qui sont emprison-
fond de vallée.
depuis la fin des années 60. Cette nappe
plus ou moins efficace en fonction de la
nées entre deux terrains imperméables et
Fait remarquable, le réservoir en roches
proche du sol est logiquement la plus
nature des dépôts sédimentaires traversés
ne comprennent qu’une zone saturée où
meubles se situe justement là où la
exploitée, que ce soit à des fins domesti-
(graviers, sables, limons ou argiles) : on
l’eau est mise sous pression.
concentration humaine est maximale,
ques, agricoles ou industrielles. L’eau de la
tuelles pollutions associées aux activités
Le remplissage quaternaire
de la vallée du Rhône et son
alimentation en eau.
Source : Canton du Valais,
DTEE, SRCE, Section
Protection contre les Crues
du Rhône.
Meteo magazine no10
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Décodage
Décodage
Un écoulement quasi continu
Monthey
Viège
Saint-Maurice
Cône de déjection
du Saint-Barthélémy
550
500
450
Sierre
Cône de déjection
de l’Illgraben
Sion
600
Martigny
Brigue
Cône de déjection
de l’Illgraben
Sion
650
Evionnaz
Verrou de
Saint-Maurice
700
Verrou de Saint-Maurice
Sierre
Brigue
La nappe phréatique s’écoule librement sans interruption de Brigue au
Léman, en dépit de 3 passages difficiles (étranglements).
Sa pente moyenne est de 1 à 2 ‰ (1 à 2 m de dénivellation par km)
mais peut augmenter fortement dans les portions ou l’écoulement est freiné
par des particularités géologiques.
10 km
Lac Léman
5
Cote de la nappe (m)
0
Cône de déjection
du Saint-Barthélémy
400
N
350
0
20
40
Martigny
Sans pompage
60
80
100
Distance (km)
Avec pompage
celui du Rhône. Ainsi, le terme de « lac
premières dizaines de mètres de profon-
souterrain » est inadapté pour qualifier la
deur. Cette épaisseur est même de 50 m
nappe phréatique ; celui de rivière souter-
au moins dans la région de Bramois (selon
raine serait meilleur, sans être toutefois
les données obtenues lors de la réalisation
pleinement satisfaisant.
du puits de pompage d’eau potable).
J-M. Rey
Après un net changement de direction
Tranchée couverte de
Collombey-Monthey, fin 1999.
Sans pompage, cette
excavation s’est remplie de
l’eau de la nappe phréatique
en quelques heures.
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La nappe phréatique de la plaine
du Rhône, de Brigue au Léman,
avec ses 3 zones d’étranglement :
les cônes de déjection de
l’Illgraben et du Saint-Barthélémy,
et le verrou de Saint-Maurice.
Source : Canton du Valais, DTEE,
SRCE, Section Protection contre
les Crues du Rhône.
La nappe du Rhône naît dans la région de
au niveau de Martigny, l’écoulement de
Brigue des suites d’un petit aquifère allu-
la nappe rencontre un deuxième goulet
vial présent en amont dans la vallée de
d’étranglement à Evionnaz, dû au cône
Conches. Elle s’écoule ensuite jusqu’au
de
cône de déjection de l’Illgraben dans
constitué également de matériel globa-
2 aquifères superposés, séparés l’un de
lement peu perméable. A peine libérée
déjection
du
La nappe phréatique
entretient une
relation fusionnelle
avec le Léman.
Saint-Barthélémy,
nappe est souvent utilisée comme denrée
quoi les excavations non étanchéifiées se
l’autre par une épaisseur d’environ 5 m
à Saint-Maurice, la nappe butte sur le
alimentaire (eau potable), comme dans les
transformeront lentement mais sûrement
de dépôts fins situés à peu près à 10 m
verrou du même nom, composé de
communes de Sierre, Sion et Fully.
en piscine !
sous la surface du sol. Cette couche de
roches consolidées imperméables. Qu’à
Si la nappe phréatique est souterraine, elle
La nappe phréatique du Rhône n’est donc
roche meuble très peu perméable résulte
cela ne tienne ! La nappe se reconstitue
se montre cependant parfois à ciel ouvert :
pas un lac de grotte comme celui de Saint-
d’un épisode de sédimentation calme
d’elle-même en aval du verrou grâce
elle forme des lacs dans les sites d’extrac-
Léonard, mais bien de l’eau remplissant les
et permet aujourd’hui de séparer deux
aux alimentations locales, pour se libérer
tion de graviers (Les Iles à Sion, Rosel à
vides présents dans les terrains meubles.
niveaux de nappe distincts.
dans le Chablais où la largeur de la plaine
Martigny) ou dans certains sites naturels
Attention : cette masse d’eau n’est pas
Un premier goulet d’étranglement survient
atteint son maximum.
(Bois de Finges). Elle apparaîtra lors de
statique ! Elle s’écoule très lentement de
au cône de déjection de l’Illgraben à
Le voyage se termine dans le lac Léman
toute excavation effectuée en dessous
Brigue au Léman, à une vitesse de quel-
Susten. Les matériaux globalement peu
avec qui la nappe entretient une relation
de son niveau : sur certains chantiers,
ques mètres par jour. Elle présente dans
perméables du cône freinent ponctuel-
fusionnelle : quand le niveau du lac s’élève
l’assèchement des fouilles par pompage
les premières dizaines de mètres sous la
lement la progression de la nappe. Mais
ou s’abaisse, celui de la nappe près du
devra impérativement être prévu, faute de
surface un débit beaucoup plus faible que
dès Sierre, un aquifère est présent sur les
plan d’eau fait de même.
Meteo magazine no10
35
Décodage
Décodage
Des niveaux différents
un rehaussement du niveau de la nappe
En général, le niveau de la nappe phréa-
du Rhône en plaine. Des matériaux fins
tique est relativement proche du sol. Les
peu perméables sont parfois présents
zones marécageuses visibles sur les
en surface. Leur épaisseur moyenne est
anciennes cartes topographiques peuvent
d’environ 1 à 2 m. Ils ont pour origine les
même témoigner de son émergence
inondations du Rhône ou, très souvent,
naturelle en surface. Avec les aménage-
l’épandage visant à améliorer la rétention
ments successifs de la plaine (première
d’eau d’arrosage en surface. Lorsque la
et deuxième corrections du Rhône), ces
nappe est proche du sol, ils entravent sa
zones ont pratiquement toutes disparu de
progression verticale et elle se met alors
nos jours. Il en reste tout de même des
en charge. Ce phénomène est obser-
vestiges à Finges et à Poutafontana en rive
vable en permanence dans certaines
gauche du Rhône, entre Sierre et Sion.
zones de la plaine du Chablais (entre
Niveaux de la nappe phréatique en aval et en amont du cône
de déjection de l’Illgraben
Collombey-Muraz et Vouvry par exemple)
Profondeur du niveau
piézométrique (m)
36
La nappe est plus profonde dans les
ou par intermittence en pied de versant
zones de cônes de déjection. Ces dépôts
(Monthey-Collombey
de matériaux meubles transportés par les
exemple), lorsque les alimentations en
cours d’eau des vallées latérales rehaus-
provenance des versants fonctionnent à
sent logiquement le niveau moyen de la
plein régime comme lors de la fonte des
plaine et, par conséquent, enfouissent
neiges. Un cas de nappe phréatique arté-
davantage la nappe du Rhône ; par ailleurs,
sienne permanente est à signaler à l’Est
les systèmes hydrogéologiques associés
du village de Vionnaz. Sans la présence
aux rivières latérales valaisannes ne sont
de la couche superficielle de matériaux
pas suffisamment développés pour créer
fins et imperméables, cette zone serait
des apports significatifs et occasionner
inondée par les eaux souterraines !
ou
Sierre
par
Nappe artésienne à l’Est du village de Vionnaz
Meteo magazine no10
37
Décodage
Décodage
R. Gigon
J-M. Rey
J-M. Rey
Piézomètre muni d’un
dispositif de mesure et de
télétransmission en continu du
niveau de la nappe.
Canal alimenté par la nappe
phréatique.
Un niveau fluctuant
nappe et atténuant l’effet de confinement.
Les réseaux de piézomètres permettent
aux praticiens ainsi qu’au grand public.
Du fait des variations des alimentations
Les hautes eaux peuvent ainsi survenir à
également de garantir le suivi environ-
Une bonne connaissance des niveaux de
diverses, le niveau piézométrique de la
n’importe quel moment de l’année suite
nemental de sites industriels récents ou
la nappe est essentielle pour éviter des
nappe fluctue au cours de l’année de
à des épisodes pluvieux. Leur durée est
anciens, notamment ceux de Lonza à
surprises désagréables. Entre Martigny et
manière plus ou moins prononcée.
associée à celle de l’épisode pluvieux.
Viège et Cimo à Monthey. Le réseau
Sierre, notamment à Charrat, des remon-
comporte plus de 200 systèmes d’acquisi-
tées blanches de sel apparaissent parfois
d’écoulement de type glacio-nival, sur le
Une surveillance permanente
tion automatique ; ces appareils mesurent
au printemps au milieu des champs.
modèle du Rhône, avec des hautes eaux
Les variations du niveau de la nappe entre
en continu (en général une fois par heure)
Ces taches circulaires de couleur claire
estivales et des basses eaux hivernales.
Brigue et le lac Léman sont suivies à l’aide
les variations verticales du niveau de la
proviennent de la nappe phréatique et de
Le battement moyen (différence de niveau
d’un réseau très dense de piézomètres,
nappe et, pour certains, d’autres para-
la composition du sol : le sel présent dans
entre les hautes et les basses eaux) est
comptant plus de 1000 appareils installés ;
mètres comme la température et la
les eaux remonte par capillarité, entraîné
d’environ 1 m. La plaine du Chablais, en
actuellement, la région de Sion compte à
conductivité électrique de l’eau souter-
avec l’eau qui s’évapore. Le mouvement
aval de Monthey, fait exception. Si le régime
elle seule plus de 100 tubes piézométri-
raine. Plus d’une trentaine sont équipés de
ascendant est facilité par le fait que le
glacio-nival prévaut tout de même dans les
ques en fonction. Ce réseau de surveillance
systèmes de télétransmission des données
terrain superficiel est constitué de sables
100 premiers mètres de part et d’autre du
générale des eaux souterraines, coordonné
qui permettent un suivi continu.
très fins, excellents aspirateurs d’eau.
Rhône, il n’en est plus de même sur le reste
par le Service de Protection de l’Environ-
de la plaine : le niveau de la nappe fluctue
nement du Canton du Valais, est complété
Le Centre de Recherches sur l’Envi-
à assécher la terre et favoriser l’évapo-
principalement suite aux épisodes de préci-
pour les besoins des grands projets d’amé-
ronnement Alpin à Sion, en partenariat
ration et l’évapotranspiration : déficit de
pitations (régime pluvial). Ce fait est dû à la
nagement, comme la troisième correction
avec le Canton, met à disposition de
précipitations
géométrie de la plaine, s’élargissant nette-
du Rhône ou la construction de l’auto-
nombreuses données sur la nappe et
persistant et foehn actif. Un arrosage de
ment entre Monthey et le lac Léman, faisant
route A9. Une telle densité de relevés n’a
sur les niveaux enregistrés. Un portail
surface est alors nécessaire pour contre-
ainsi diminuer l’influence du Rhône sur la
pas d’équivalent en Suisse.
Internet de consultation est accessible
carrer ce phénomène.
L’essentiel de la nappe connaît un régime
38
Suivant les printemps, tout peut concourir
atmosphériques,
soleil
Meteo magazine no10
39
Décodage
Décodage
489.00
pas être excessif, comme l’enseigne le cas
du canal du Syndicat à Saxon. Au début
Hautes eaux estivales
des années 30, un très net dessèchement
des arbres fruitiers fut observé dans la
488.50
zone sise entre le village et le Rhône. Les
que l’effet drainant du canal sur la nappe
était trop marqué ; le niveau de la nappe
était ainsi trop abaissé : les racines des
arbres se trouvaient dénoyées, ce qui
provoquait leur dessèchement.
Vers 1932, la création de l’écluse de
Pra-Longs sur le canal en aval de la zone a
permis de résoudre le problème. Une obturation du canal a supprimé son effet drainant
Cote du niveau de la nappe (m)
recherches effectuées alors ont montré
488.00
487.50
sur la nappe phréatique dans toute la zone
amont. La remontée consécutive du niveau
de la nappe l’a remise en contact avec le
R. Bolognesi
système racinaire des arbres fruitiers, leur
redonnant vigueur.
La nappe et le climat
Affleurement de la nappe
phréatique de la plaine du
Rhône à Granges.
Les mesures de niveau effectuées en
Basses eaux hivernales
486.50
1999
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
continu depuis la fin des années 70
Un abaissement du niveau de la nappe
permettent de caractériser l’évolution
s’est avéré nécessaire, dans le passé, pour
générale de la nappe du Rhône. Aucune
crues). Cette évolution aurait un impact
en régime d’écoulement pluvial pourrait
rendre propices aux activités humaines
tendance significative à la hausse ou à
sur les eaux souterraines : leur reconsti-
connaître également une légère baisse de
(agriculture puis parfois même habitat)
la baisse n’est actuellement décelable
tution tendrait à augmenter en hiver et à
niveau en été et en automne.
certains terrains où le niveau de la nappe
sur cette période. La nappe phréatique
diminuer en été et en automne. Dans l’en-
La faible sensibilité actuelle de la nappe
se situait trop près du sol.
est donc pour l’heure peu sensible aux
semble, les niveaux des eaux souterraines
aux conditions météorologiques peut
Cet abaissement s’est réalisé notamment
conditions météorologiques. Une période
devraient baisser légèrement.
s’expliquer par le fait que la plaine du
par la mise en place de canaux de drai-
de 30 ans constitue toutefois un laps de
La nappe souterraine en régime d’écou-
Rhône constitue un réservoir d’eau très
nage. Ces excavations linéaires dans le
temps très court, trop court peut-être pour
lement
bénéficiera
important alimenté par un immense
matériel meuble de la plaine permettent
en tirer des conclusions définitives.
encore de la fonte des neiges et des
bassin versant. L’« or bleu » de la plaine
glaces.
toutefois
est donc capable de résister (pour l’ins-
l’évacuation superficielle d’importants
40
487.00
alpin
Mais
glacio-nival
elle
pourrait
volumes d’eau et abaissent ainsi le
L’évolution du climat dans l’arc alpin d’ici
connaître, d’ici 2050, une légère baisse
tant) au réchauffement climatique ! Mais
niveau des eaux souterraines environ-
2050 se caractériserait par une hausse
de niveau durant les étés caniculaires
tout doit être mis en œuvre pour préserver
nantes. On peut mentionner le canal de
de la température moyenne annuelle de
et en automne. La nappe souterraine
cette richesse. n
Vissigen à Sion qui a permis la construc-
2 à 3°C (avec fonte des glaciers et accen-
tion du quartier du même nom. Le canal
tuation de la sécheresse en été) et par une
de Stockalper et le Grand Canal dans
baisse globale des précipitations de 10%
la plaine du Chablais ont quant à eux
liée à un déplacement saisonnier (baisse
contribué à l’assainissement de cette
de 20% en été et en automne, hausse de
vaste zone autrefois peu accueillante.
10% en hiver accompagnée d’une hausse
Informations complémentaires : www.crealp.ch ; www.vs.ch/rhone.vs ; Les changements climatiques et la Suisse en 2050, rapport OcCC, 2007.
Mais l’abaissement de ce niveau ne doit
de la fréquence et de l’amplitude des
Sources des cartes : Canton du Valais, DTEE, SRCE, Section Protection contre les Crues du Rhône.
2010
2011
2012
2013
Evolution temporelle
du niveau de la nappe
phréatique : données du
piézomètre 04-E01 à Sion
(moyennes journalières de
1999 à 2012).
Source : mesures
automatiques du réseau
cantonal.
Pour leur relecture attentive de ce texte, remerciements à Pascal Ornstein, Pierre Christe,
Hermann Rovina et Alexandre Vogel.
Meteo magazine no10
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