1. Contextes géologiques complexes et hydrogéologie
La géologie complexe de la Serbie et des régions adjacentes a produit une hétérogénéité hydrogéologique et une grande variété dans les systèmes aquifères et la distribution des eaux souterraines. Les formations paléozoïques, les roches magmatiques et métamorphiques, le flysch jurassique et crétacé ou les complexes sédimentaires plus profonds et épais représentent principalement des aquitards ou aquicludes. En revanche, les roches carbonatées mésozoïques ainsi que les dépôts alluviaux et en terrasses tertiaires ou quaternaires peuvent être très riches en eaux souterraines et assurer l’approvisionnement en eau de la majorité de la population serbe. Les sédiments néogènes et pléistocènes exploités par de nombreux forages sont les principales sources d’approvisionnement en eau pour de nombreuses petites et moyennes villes du nord du pays, au sein du bassin pannonien, ainsi que pour plusieurs petits bassins inter-montagneux dans les parties centrale et sud.
Le territoire serbe présente une composition et une structure lithologiques diverses. Plusieurs provinces hydrogéologiques peuvent être distinguées au sein du territoire, caractérisées à la fois par des compositions géologiques spécifiques et des propriétés hydrogéologiques spécifiques.
2. Divers systèmes aquifères
Dans la province septentrionale de Voïvodine, les sédiments néogènes et quaternaires atteignent jusqu’à 4500 m d’épaisseur, mais les principaux aquifères subartésiens et artésiens sont d’âge quaternaire (appelé « Complexe basique porteur d’eau », exploité jusqu’à une profondeur de 230 m (Kikinda). Les analyses hydrodynamiques indiquent que dans cette région, le taux de prélèvement de l’eau est plus élevé de 1 m3/s supérieur au taux de recharge. La baisse significative précédemment enregistrée dans certaines zones (jusqu’à 0,5 m/an) a été relativement stabilisée en raison d’une consommation d’eau moindre et de la stagnation économique. La qualité de l’eau est généralement protégée de la pollution par des sédiments épais et imperméables recouvrants, mais les eaux souterraines dans les structures plus profondes sont fortement chargées en matière organique et en ammoniac, en plus de l’arsenic couramment présent.
Les sédiments alluviaux et de terrasses les plus épais porteurs d’eau (jusqu’à 30 m) se trouvent dans la région de Mačva (alluvion de la rivière Drina). Plus près de Belgrade, l’alluvion de la Sava a également une épaisseur de 20 à 30 m et constitue une source majeure d’eau pour la ville de Belgrade. L’aquifère alluvial du Danube fournit l’approvisionnement en eau des villes de Novi Sad, Pančevo et Apatin. L’alluvion du Danube mesure entre 15 et 30 m d’épaisseur. Les eaux souterraines de ces aquifères alluviaux sont exposées à des impacts anthropiques intensifs et à des menaces de pollution.
Les parties centrale et sud de la Serbie sont moins riches en eaux souterraines, et certaines zones comme Šumadija et Vranjsko Pomoravlje souffrent même de pénuries d’eau souterraine et utilisent les eaux de surface des réservoirs pour l’approvisionnement en eau. L’aquifère le plus important de cette région du pays est l’alluvion de la Velika Morava. Bien que le débit minimal de ce cours d’eau principal puisse descendre en dessous de 30m 3/s pendant les mois d’automne, de nombreuses villes situées le long de ses rives utilisent les eaux souterraines provenant de ses berges. Les principaux aquifères artésiens plus profonds d’âge néogène, tels que Leskovac et Jagodina-Paraćin, se trouvent également dans un grand bassin de la Morava.
La Serbie est le seul pays qui traverse les deux principales branches de la ceinture orogénique alpine, à savoir les Dinarides et les Carpates-Balcaniques. La formation hydrogéologique la plus importante des montagnes dinariques de la Serbie occidentale est composée de calcaires du Trias moyen et supérieur largement karstifiés. Parmi les nombreuses sources karstiques, 11 ont un débit minimum proche ou supérieur à 1000 L/s. La Serbie orientale se caractérise par des calcaires fortement karstifiés du Jurassique supérieur et du Crétacé inférieur de l’arc des Carpates-Balkans. Cette région compte un grand nombre de sources karstiques, dont 16 ont un rendement minimum supérieur à 100 L/s. Dans ces deux structures, les aquifères alluviaux et lacustres intergranulaires sont moins significatifs et leur potentiel d’abstraction est assez limité.
3. De grandes réserves d’eau souterraine mais une surveillance insuffisante des eaux souterraines
Les réserves d’eau souterraine naturellement renouvelées sont estimées à 67m 3/s. La quantité extraite d’eau pour l’approvisionnement en eau potable est trois fois inférieure, soit environ 23m 3/s, et n’a pas beaucoup changé au cours des vingt dernières années. Les sources d’eau souterraine contribuent avec environ 17m 3/s. Plus de la moitié de ce taux d’extraction provient de nappes phréatiques alluviales exploitées le long de grands fleuves, tels que le Danube, la Sava, ainsi que les cours inférieurs de la Drina et de la Vélika Morava. Ces eaux sont généralement extraites par la méthode de filtration des berges. Les habitants de Belgrade consomment de l’eau provenant de dépôts alluviaux épais de la Sava (près de sa confluence avec le Danube) ou de l’eau traitée de la rivière. Les eaux souterraines sont exploitées par de nombreux puits forés conventionnels et 99 puits collecteurs (puits à drains horizontaux). Le taux actuel de prélèvement de l’eau à partir de cette source est de 3,5 à 4,5m 3/s, bien que le potentiel soit nettement plus élevé. La deuxième plus grande source d’eau souterraine alluviale alimente Novi Sad à partir d’alluvions du Danube (1,5m 3/s).
Le deuxième plus grand et exploité système aquifère est karstique. Le débit moyen spécifique des eaux souterraines karstiques est de 5,6 L/s/km2 pour le karstique des Carpates-Balkanides, et de 5,5 à 17,0 L/s/km2 pour certains aquifères régionaux des Dinarides serbes. Le potentiel des eaux souterraines karstiques est de 12,6 m3/s et 14,6 m3/s dans les Carpatho-Balcanides et les Dinarides, respectivement. Cependant, un taux moyen d’extraction de tous les aquifères karstiques n’est qu’autour de 15 % des réserves. Cela s’explique par le fait que les sources karstiques exploitées se caractérisent généralement par de fortes fluctuations de débit et des rendements de source significativement plus faibles pendant les périodes sèches, ce qui pose problème à la plupart des ouvrages d’eau. Bien que très vulnérables à la pollution, la qualité des eaux karstiques est bonne à excellente, car les bassins versants sont généralement peu peuplés.
La surveillance des eaux souterraines est loin d’être satisfaisante. L’Agence serbe de protection de l’environnement est chargée d’un suivi systématique de la qualité des eaux souterraines dans le pays, tandis que la surveillance de la quantité d’eaux souterraines relève de la compétence du Service hydrométéorologique de la République de Serbie. Cependant, seulement environ 20 % des plans d’eau souterraine délimités (GB, classés conformément à la directive-cadre de l’eau de l’UE) sont soumis à une observation systématique. Il existe un disproportion notable dans la répartition spatiale du réseau d’observation dans la surveillance des aquifères intergranulaires d’un côté, et dans les aquifères karstiques et artesiens dans les bassins sédimentaires d’âge néogène de l’autre (qui sont tous deux rarement observés).
L’analyse a montré qu’en Serbie, les eaux souterraines en général ne sont pas soumises à une pression quantitative (seules quelques GB surveillées se sont avérées être sous pression), tandis qu’une pression qualitative existe (environ la moitié de toutes les GB surveillées sont sous pression ou potentiellement sous pression) et se réfère aux zones où l’agriculture est intensive et où l’activité minière est extensive.
4. Un potentiel considérable pour les projets de recharge artificielle et de contrôle des aquifères
La recharge artificielle est utilisée de manière assez modeste, soit un total d’environ 1,0m 3/s sur près de 40 m3/s, ce qui correspond à un potentiel total estimé des alluvions. La source d’eau « Mediana » artificiellement rechargée dans la ville de Niš est le point central de l’approvisionnement en eau de cette ville, surtout lors des périodes de maigre qualité lorsque les sources karstiques réduisent leurs débits. Le système s’étend sur 230 ha et comprend neuf bassins d’infiltration et 14 puits d’extraction. Le système assure environ 0,6m 3/s à la municipalité d’eau, qui, avec d’autres sources karstiques, dessert environ 250 000 habitants.
Des enquêtes hydrogéologiques et des études de faisabilité menées au cours des deux dernières décennies ont permis d’identifier des conditions favorables au contrôle artificiel des aquifères karstiques en de nombreux endroits. Sur la base de ces résultats, plusieurs systèmes réussis furent construits, principalement en Serbie orientale (Bor, Niš, Ćuprija, Knjaževac). Le plus grand système de régulation est construit pour le centre minier et industriel de Bor. Après des recherches hydrogéologiques approfondies et complexes dans les années 1990, quatre puits d’exploitation ont été forés à proximité de la source naturelle de Mrljiš. Leur capacité d’exploitation de 0,24m 3/s, comparée au débit minimal de source, a été multipliée par presque quatre. Le système est opérationnel depuis 2002, y compris le système de surveillance sur la rivière Crni Timok voisine afin d’assurer un éco-débit naturel écologique pour les écosystèmes dépendants en aval.
5. De bonnes perspectives pour le développement de projets géothermiques
Sur le territoire serbe, il existe 160 sources naturelles d’eau thermale avec une température supérieure à 15 °C. Les sources thermales ayant la température la plus élevée sont à Vranjska banja spa (96 °C), Jošanička banja spa (78 °C), Sijarinska banja Spa (72 °C), qui appartiennent toutes à la géostructure du massif serbo-macédonien du centre de la Serbie (granitoides et roches volcaniques comme principaux réservoirs).
Le rendement de 62 puits géothermiques artificiels dans la province de Voïvodine est d’environ 0,55 m3/s et leur capacité thermique est d’environ 50 MW, tandis que dans les autres parties de la Serbie, avec 48 puits, il est de 108 MW, soit un total de 158 MW.
Les valeurs de la densité de flux thermique terrestre sous la majeure partie de la Serbie sont supérieures à la moyenne de l’Europe continentale. Les valeurs les plus élevées (>100 mW/m2) se trouvent dans le bassin pannonien (nord de la Serbie), le massif serbo-macédonien (partie centrale) et à Mačva (nord-ouest de la Serbie). L’épaisseur de la lithosphère calculée par modèle géothermique est la plus faible dans les zones d’activité tectonique la plus récente (la plus récente), telles que le bassin pannonien avec ses zones adjacentes, et dans la zone d’activations magmatiques néogènes.
