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January 14, 2026

Detailed map reveals groundwater levels across the U.S.

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Combinant mesures directes et méthodes d'intelligence artificielle, une nouvelle carte estime la profondeur des nappes phréatiques sur l'ensemble du territoire continental des États-Unis avec une résolution d'environ 30 mètres. Crédit : Yueling Ma et al./Université de Princeton

Quelle est la quantité d'eau douce aux États-Unis ? C'est une question complexe, car la majeure partie de l'eau est souterraine et accessible à différentes profondeurs. Au cours des dernières décennies, on y répondait indirectement à partir des données sur les précipitations et l'évaporation. Connaître la quantité d'eau souterraine disponible à des endroits précis est essentiel pour relever les défis de la rareté et de la contamination de l'eau.

Des chercheurs des universités de Princeton et d'Arizona ont apporté une réponse à cette question avec une précision et une ampleur sans précédent. En combinant des mesures directes et des méthodes d'intelligence artificielle, leur nouvelle carte estime la profondeur des nappes phréatiques sur l'ensemble du territoire continental des États-Unis avec une résolution d'environ 30 mètres.

Leurs résultats sont publiés dans la revue Communications Earth & Environment.

Ces estimations détaillées ont permis d'établir un nouveau constat : un volume total de 306 000 kilomètres cubes d'eau, soit plus de 13 fois le volume cumulé des Grands Lacs. Si cette méthode, basée sur les données, confirme les résultats d'études antérieures, elle révèle également des réserves d'eau souterraine peu profonde jusqu'alors insoupçonnées.

Ces travaux constituent une base pour de futures recherches et éclairent les décisions locales et régionales en matière d'irrigation, de conservation et d'infrastructures hydrauliques.

« Malgré toutes nos connaissances sur la planète, nous ignorons encore la quantité d'eau dont nous disposons réellement », a déclaré Reed Maxwell, professeur titulaire de la chaire William et Edna Macaleer d'ingénierie et de sciences appliquées à l'université de Princeton et principal auteur de l'étude. « Et comme la majeure partie de l'eau se trouve dans les nappes phréatiques, connaître la quantité d'eau de surface ne représente qu'environ 1 % du total. C'est là que réside la difficulté du problème. C'est là qu'il devient un problème scientifique passionnant. »

Malgré le rôle crucial des eaux souterraines dans les écosystèmes et leur importance pour l'eau potable, l'agriculture et l'industrie, les mesures directes de la profondeur des nappes phréatiques sont rares dans de nombreuses régions des États-Unis et du monde.

Pour créer cette carte, Maxwell et ses co-auteurs ont combiné plus d'un million de mesures directes de la profondeur des nappes phréatiques avec des données climatiques et géologiques régionales. Ils ont utilisé ces données pour entraîner des algorithmes d'intelligence artificielle capables d'estimer la profondeur des nappes phréatiques aux endroits où les mesures étaient indisponibles.

Outre le calcul du volume total d'eau souterraine, ils ont estimé la profondeur de la nappe, c'est-à-dire la profondeur à laquelle l'eau souterraine est présente.

Ils ont divisé le territoire continental des États-Unis en une grille de plus de 8 milliards de carrés, mesurant chacun 30 mètres de côté, et ont estimé la profondeur des nappes phréatiques pour chaque carré. En combinant ces informations sur la profondeur avec des estimations de la porosité des roches et des sédiments, l'équipe a pu calculer le volume des eaux souterraines.

Les estimations de la profondeur des eaux souterraines reposent sur les données des puits de surveillance des eaux souterraines de l'Institut d'études géologiques des États-Unis (USGS) et sur des études antérieures, avec des mesures effectuées entre 1895 et 2023. Cette large période était nécessaire car plus de la moitié des sites étudiés n'ont fait l'objet que d'une seule mesure. La plupart des données ont été collectées après 1970, a précisé Maxwell.

« Nous avons dû combiner des données provenant de différentes périodes pour disposer d'un volume suffisant et utiliser une approche purement basée sur les données. Ces problèmes nécessitent d'importants volumes de données, et nous avions besoin de nombreuses observations pour obtenir un modèle fiable », a expliqué Maxwell, également professeur de génie civil et environnemental et membre du High Meadows Environmental Institute.

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« Nous parlons d'une estimation moderne », plutôt que d'une estimation à un instant précis, a-t-il expliqué. La carte suggère des impacts du pompage des eaux souterraines dans les régions agricoles, mais davantage de données permettraient de mieux cerner cette tendance.

C'est contre-intuitif, a déclaré Maxwell, mais il s'agit du premier modèle d'eaux souterraines à grande échelle et à très haute résolution utilisant des observations réelles. Les modèles précédents étaient principalement basés sur la physique, c'est-à-dire qu'ils s'appuyaient sur des équations représentant l'écoulement des eaux souterraines dans différentes conditions, et cartographiaient la profondeur de la nappe phréatique avec une résolution d'environ un kilomètre.

Le modèle de l'équipe, basé sur les données et l'intelligence artificielle, atteint une résolution spatiale plus de 1 000 fois supérieure à celle des modèles physiques. Cette nouvelle approche nécessite également beaucoup moins de puissance de calcul, a indiqué Yueling Ma, auteure principale et ancienne postdoctorante.

Grâce à l'apprentissage automatique, à ces nouvelles techniques et aux données massives à haute résolution, nous pouvons accéder à des informations qui étaient jusqu'alors impossibles à calculer ou à estimer », a-t-il déclaré.

En collaboration avec des experts locaux, l'équipe commence à étendre sa méthode à l'échelle mondiale. Ma, actuellement en Allemagne, et son co-auteur Julian Koch, du Service géologique du Danemark et du Groenland, se concentrent sur certaines régions d'Europe.

Maxwell est récemment rentré à Princeton après une année sabbatique en Australie, où il travaille avec des hydrologues à l'élaboration de modèles d'eaux souterraines pour le continent, basés à la fois sur la physique et l'apprentissage automatique.

« L'objectif est de fédérer cette communauté à l'échelle mondiale, dans l'espoir qu'à mesure que le modèle se généralise et se renforce, il devienne un modèle d'apprentissage automatique fondamental pour les eaux souterraines », a-t-il expliqué

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RESUME

Une carte détaillée révèle les niveaux des nappes phréatiques aux États-Unis.

Une carte haute résolution estime que le territoire continental américain renferme environ 306 000 km³ d'eau souterraine, soit plus de 13 fois le volume des Grands Lacs. Grâce à plus d'un million de mesures directes et à l'intelligence artificielle, la profondeur des nappes phréatiques a été cartographiée avec une résolution de 30 mètres, révélant des réserves superficielles jusqu'alors insoupçonnées. Le modèle, qui quantifie l'incertitude, est accessible au public afin d'appuyer la gestion et la recher

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COMMENTAIRES

L 'article  bien qu interessant ne trate pas des problemes de sécheresse  actuels et futurs  de certaines régions des USA   ....Or n 'oublionns pas  qu il s agit d un pays d économie liberame  et  que la gestion de l eau n est pas collective 

..... Si nous  posons actuellement  la question de la cartgraphie  des nappes phreatiques en France  il faudrait s adresser à qui  ???Tout d abord qui est le propriétaire des nappes phréatiques ?

Résumé

:Traditionnellement en France, l'eau souterraine appartient au propriétaire du so

Ceci et pour mes éélèves soyons plus curieux  et infortmons nous !

Qui au niveau national surveille et gère les niveaux phréatique ??? Réponse :

Le BRGM, service géologique national, assure la surveillance du niveau des nappes phréatiques et de la qualité des eaux souterraines en France hexagonale. Afin de surveiller le niveau des nappes d'eau souterraine, le BRGM assure le suivi du réseau national piézométrique qui comporte 1860 points de forage.

xxxxxxxxxxxxxxxxxxxPublication details

Reed Maxwell, et al. High resolution US water table depth estimates reveal quantity of accessible groundwater, Communications Earth & Environment (2026). DOI: 10.1038/s43247-025-03094-3

Journal information: Communications Earth & Environment 

Key concepts

water budgethydrogeology

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