Les prélèvements d’eau souterraine ont considérablement augmenté au cours de la seconde moitié du 20esiècle. Environ la moitié de la population mondiale dépend des eaux souterraines pour son approvisionnement en eau potable, et les eaux souterraines fournissent près de la moitié de l’eau utilisée pour l’irrigation dans les zones agricoles. Cette utilisation importante et croissante des eaux souterraines est le principal moteur des préoccupations concernant l’épuisement des eaux souterraines (aquifères) et la durabilité du pompage des eaux souterraines.
Lorsqu’un puits d’approvisionnement en eau est foré, c’est généralement dans l’espoir que le puits fournira de l’eau de manière fiable pendant une longue période (c’est-à-dire que son utilisation sera durable pour les générations futures). Ce livre présente les principes associés au développement des eaux souterraines à l’échelle macro. Ces idées remontent à un article classique de C.V. Theis en 1940 sur la source de l’eau dérivée des puits, dans lequel il a noté que tout pompage est équilibré par une perte d’eau quelque part, la perte au cours des premiers temps provenant en grande partie du stockage de l’aquifère et plus tard de plus en plus du captage, ce qui comprend des augmentations de recharge et des diminutions du débit (comme le débit de base vers les cours d’eau et l’évapotranspiration).
Les eaux souterraines sont souvent qualifiées de « ressources renouvelables ». Pourtant, les données qui s’accumulent maintenant indiquent qu’une grande partie de l’exploitation actuelle des eaux souterraines épuise la ressource à des taux qui ne peuvent pas être maintenus – dans de nombreux endroits, les eaux souterraines sont « exploitées » à des taux élevés – contredisant leur renouvellement au fil des périodes humaines. Cela pose un défi aux scientifiques et aux gestionnaires des eaux souterraines : la ressource peut-elle être exploitée de manière durable et, si oui, comment cet objectif peut-il être atteint ?
Il est clair qu’il est souhaitable et utile d’exploiter durablement les eaux souterraines. Si l’épuisement des réserves d’eau souterraine au fil du temps devient négligeable, les prélèvements d’eau souterraine sont maintenus indéfiniment (tant que d’autres facteurs n’affectent pas le bilan hydrique de l’aquifère). Mais la « durabilité » devrait être évaluée dans une perspective plus large que la simple question de savoir si le pompage peut se poursuivre indéfiniment – l’évaluation devrait inclure les impacts sur les écoulements d’eau de surface, d’autres conséquences environnementales (par exemple, l’affaissement des sols et les changements de la qualité de l’eau), ainsi que d’autres liens, tels que les facteurs socio-économiques.
Les hydrogéologues ont les connaissances et les outils nécessaires pour comprendre et prédire l’ampleur et le moment de ces effets. L’outil le plus efficace est un modèle de simulation numérique bien calibré, grâce auquel les hydrogéologues peuvent développer une compréhension et des évaluations quantitatives de systèmes aquifères complexes. Ainsi, les hydrogéologues peuvent fournir une compréhension prédictive, ce qui offre une base scientifique à long terme aux décideurs politiques et aux gestionnaires de l’eau pour prendre des décisions politiques judicieuses et défendables.