SCIENCES ENERGIES ENVIRONNEMENT

 

La sécheresse en Californie pourrait avoir poussé certaines parties de l'aquifère de la vallée de Sacramento vers un effondrement permanent.

Par Krystal Kasal, Phys.org

Édité par Gaby Clark, révisé par Robert Egan

Notes de la rédaction

The GIST

Ajouter comme source privilégiée

Taux d'affaissement résiduel de janvier 2021 à octobre 2022 dans la vallée de Sacramento, en Californie du Nord. Crédit : Stacy Larochelle

Environ un quart de l'approvisionnement alimentaire des États-Unis est produit dans la vallée centrale de Californie. La plupart de ses cultures, comme le riz, les arbres fruitiers et les noyers, sont gourmandes en eau et nécessitent un pompage intensif des eaux souterraines en période de sécheresse. Au fil du temps, cette importante extraction d'eau a contribué à des modifications des systèmes aquifères des vallées de San Joaquin et de Sacramento. Bien que certaines de ces modifications soient réversibles, une nouvelle étude, publiée dans les Actes de l'Académie nationale des sciences, indique que de vastes zones de la vallée de Sacramento pourraient avoir subi un tassement irréversible du sol lors des récentes sécheresses, entraînant une perte permanente de la capacité de stockage des eaux souterraines.

La menace grandissante de l'affaissement des sols

Le pompage de l'eau des aquifères diminue la pression souterraine, ce qui peut provoquer un affaissement de la surface du sol, un phénomène appelé affaissement des sols. Un affaissement modéré peut être réversible lorsque l'eau revient, grâce à l'élasticité des pores du sous-sol. Cependant, un pompage intensif peut comprimer de manière permanente et inélastique les sédiments qui retiennent l'eau, entraînant une réduction permanente de la capacité de stockage. L'affaissement des sols se traduit également par un affaissement visible de la surface.

Les auteurs de la nouvelle étude écrivent : « La mesure de la déformation de la surface des systèmes aquifères exploités permet de surveiller les pratiques de gestion des eaux souterraines et d'atténuer les risques, notamment les dommages aux infrastructures, l'augmentation de la vulnérabilité aux inondations et d'autres conséquences socio-économiques de l'affaissement des sols. »

Les mesures satellitaires offrent des informations complémentaires.

Les mesures en puits permettent de localiser les niveaux d'eau, mais peuvent ne pas détecter les variations de contraintes dans d'autres couches souterraines. Les auteurs de l'étude affirment que les techniques géodésiques spatiales, telles que les systèmes mondiaux de navigation par satellite (GNSS) et l'interférométrie radar à synthèse d'ouverture (InSAR), peuvent améliorer la surveillance des aquifères en permettant de mesurer la déformation de surface avec une couverture spatiale bien meilleure, une résolution décamétrique et une précision millimétrique des variations annuelles de profondeur.

Contexte hydrogéologique de la vallée de Sacramento. Crédit : Actes de l'Académie nationale des sciences (2026). DOI : 10.1073/pnas.2526041123

L’équipe a évalué les changements survenus dans le système aquifère de la vallée de Sacramento en combinant des cartes radar satellitaires des mouvements de terrain avec des données de stations GPS, des relevés de puits d’eau souterraine et des mesures gravimétriques satellitaires de la masse d’eau régionale, de 2016 à 2022. Ce faisant, elle a constaté qu’une grande partie de la vallée de Sacramento a connu un tassement du sol brutal et largement irréversible en 2021, durant une sécheresse qui a duré de 2020 à 2022.

Au cours de la période précédente (2016-2020), la plupart des mouvements de sol coïncidaient avec les variations saisonnières du niveau d’eau et étaient en grande partie réversibles. Après 2021, certaines zones se sont affaissées jusqu’à 50 centimètres par an, bien au-delà de la réponse réversible attendue de 2 centimètres par an. Les estimations ont également montré que la perte permanente de stockage d'eau souterraine a été multipliée par cinq environ, atteignant approximativement 0,2 km³ par an en 2021-2022.

Les auteurs de l'étude écrivent : « Toutes les mesures disponibles suggèrent que l'affaissement accéléré observé à partir de 2021 résulte principalement d'une compaction inélastique due au prélèvement d'eau souterraine. Les zones d'affaissement rapide coïncident avec les zones de pompage intensif identifiées sur les cartes des fluctuations de la nappe phréatique et de la déformation poroélastique. De plus, la comparaison des niveaux de la nappe phréatique et des déplacements mesurés par InSAR dans les zones d'affaissement accéléré montre qu'en moyenne, la surface du sol ne retrouve pas son état d'avant 2021, même lorsque les niveaux de la nappe phréatique remontent avec la recharge saisonnière fin 2021, ce qui indique une déformation irréversible.»

L'équipe souligne que les données de puits individuels n'auraient pas permis de prédire avec fiabilité l'apparition de dommages irréversibles. L'étude démontre qu'un aquifère peut franchir un seuil critique avant même que les données de puits conventionnels ne donnent un signal d'alarme clair, mais que les données satellitaires pourraient permettre de détecter plus tôt les changements inélastiques. L'intégration de ces données peut contribuer à la surveillance du stress hydrique dans les régions du monde où l'eau est rare et où les observations au sol sont peu nombreuses.

Est-il possible de prévenir d'autres dommages ?

Des dommages permanents supplémentaires à l'aquifère de la vallée de Sacramento restent possibles. Les auteurs de l'étude écrivent : « Bien que cette compaction soit irréversible, la récente augmentation des précipitations en Californie laisse espérer que le système aquifère a déjà amorcé, ou amorcera prochainement, une transition vers un régime principalement poroélastique en réponse à la diminution de la demande en eau souterraine et à l'augmentation de la recharge.»

Des cartes montrant les zones vulnérables peuvent être utilisées pour cibler les projets de recharge artificielle et réduire les prélèvements dans ces zones, limitant ainsi les processus inélastiques.

XXXXXXXXXXXXXXXXX

RESUME

La sécheresse en Californie pourrait avoir provoqué l'effondrement irréversible de certaines parties de l'aquifère de la vallée de Sacramento

Le pompage intensif des eaux souterraines pendant la sécheresse de 2020-2022 en Californie a entraîné une compaction irréversible de vastes portions de l'aquifère de la vallée de Sacramento, le faisant passer d'un comportement poroélastique réversible à un comportement principalement irréversible. Ceci a provoqué une perte permanente de capacité de stockage (environ 0,2 km³/an) et un affaissement pouvant atteindre 50 cm/an. Les données géodésiques satellitaires ont révélé ces changements de seuil plus tôt que les relevés de puits, confirmant leur utilité pour identifier les zones à haut risque et orienter la gestion de la recharge et de l'extraction des eaux afin de limiter les dommages irréversibles et les risques pour les infrastructures.

XXXXXXXXXXX

COMMENTAIRES

Je profite de cet article pour parler a mes lecteurs  des pompages  de la nappe phréatique  effectués en  France  et chez nos voisins 

xxxxxxxxxxx

Il est notoire  que certaines régions  chez nous (sauf qund elle est polluee!)'manquent d 'eau  et latire  de leur nappe phreatique  ...Une part importante de la France est déjà en alerte sécheresse, 17 zones étant en situation de « crise » , le niveau d'alerte maximal entraînant de strictes restrictions d'eau. 

Voir par exemple sur  GOOGLLE ''Eau souterraine et préservation de la ressource

BRGM

https://www.brgm.fr › ... › 

Près de 70% de l'eau potable proviennent des nappes souterraines. ''

xxxxxxxxxxxx

 Mais pire est encore  la situation  en certaines régions d  'Espagn ou d'Italie   ..Meme l 'Allemagne manque d 'eau aujourd hui !

Dans le  Danube au plus bas voire a sec on retrouve des squelettes de mamoths  !!

xxxxxxxxxxxxx

Publication details

Stacy Larochelle et al, Abrupt transition to irreversible damage in the overdrafted Sacramento Valley aquifer system, Proceedings of the National Academy of Sciences (2026). DOI: 10.1073/pnas.2526041123

Journal information: Proceedings of the National Academy of Sciences 

Key concepts

subsidencedroughtssubsidence