Des solutions pour les régions côtières en situation de stress grâce aux eaux souterraines
Partout dans le monde, les régions côtières se trouvent parmi les régions les plus productives économiquement et les plus peuplées. L’effet que cette demande importante exerce sur les ressources alimentaires, ainsi que sur les ressources en eau douce et les écosystèmes, expose ces zones à des risques liés à la pénurie d’eau saisonnière, l’intrusion d’eau salée et la disparition des zones humides. Et il est prévu que cette situation soit de plus en plus prononcée dans les prochaines décennies, nécessitant un changement radical de la gestion et l’utilisation des eaux, notamment en ce qui concerne le stockage d’eau douce et la réutilisation des eaux. Le projet SUBSOL (bringing coastal SUBsurface water SOLutions to the market), financé par l’UE, a prouvé avec succès la capacité technique du sous-sol à stocker et conserver temporairement l’eau douce afin de garantir l’approvisionnement supplémentaire en eau pendant les périodes de pénuries. Le projet a élaboré une série d’approches pratiques portant sur le stockage et la gestion de l’eau (appelées solutions des eaux souterraines) qui peuvent être mises en œuvre pour résoudre les défis locaux et régionaux en matière d’eau douce. Élaboration d’une boîte à outils de solutions des eaux souterraines Les solutions des eaux souterraines (SWS, pour Subsurface Water Solutions) utilisent le potentiel du sous-sol à stocker l’eau. Le stockage d’eau dans le sous-sol a été utilisé pendant de nombreuses décennies à l’aide de techniques de gestion des systèmes de recharge des aquifères (MAR, pour Managed Aquifer Recharge) et de récupération du stockage des aquifères (ASR, pour Aquifer Storage Recovery). Par exemple, pour approvisionner en eau potable la partie occidentale des Pays-Bas, les eaux fluviales sont temporairement stockées dans les dunes. L’équipe SUBSOL s’est concentrée sur le développement et la démonstration de différents concepts techniques pour stocker l’eau douce dans les zones côtières, où les aquifères d’eau saumâtre et saline prévalent aujourd’hui. Comme l’explique le Dr Gerard van den Berg, coordinateur du projet, «la récupération de l’eau douce stockée au préalable est particulièrement difficile dans les aquifères côtiers, car l’eau douce et l’eau saline finissent par se mélanger dans une certaine mesure. En outre, le flux d’eau souterraine peut entraver la récupération des eaux précédemment stockées». Pour cette raison, tous les aquifères ne conviennent pas au stockage des eaux et c’est pourquoi SUBSOL a élaboré des concepts, fondés sur l’utilisation de puits horizontaux ou verticaux, et des systèmes avec une seule ou plusieurs grilles, qui pourraient optimiser les taux de récupération et de stockage des eaux. En essayant diverses méthodes, SUBSOL a agrandi des sites de référence existants où des concepts pour le stockage de l’eau avaient déjà été mis en œuvre avec succès. Comme le détaille le Dr Van den Berg, «sur la base des expériences de ces sites de référence, une série des sites de reproduction a été mise en place. Les solutions des eaux souterraines ont fait l’objet de tests dans des conditions géologiques variées et à des fins diverses, par exemple, pour l’agriculture, l’eau potable, des applications industrielles et écologiques, ainsi que la réutilisation de l’eau». Le projet en cours a créé une boîte à outils de conception de SWS, qui offre des informations sur la faisabilité technique des différentes options, notamment la ASR-Coastal (des puits verticaux avec plusieurs grilles), la Freshmaker (fondée sur des puits horizontaux avec extraction simultanée d’eau douce et d’eau saumâtre) et la Freshkeeper (fondée sur des puits verticaux avec extraction simultanée d’eau douce et d’eau saumâtre). Comme l’explique le Dr Van den Berg, «la boîte à outils est conçue pour aider les responsables de la gestion de l’eau à concevoir le meilleur système de SWS pour répondre à leurs besoins». En ce qui concerne la garantie d’acceptation du marché pour ces solutions, SUBSOL a collaboré depuis le début avec des sociétés d’ingénierie et des utilisateurs finals, comme des membres de l’industrie de l’eau ou des services publics d’eau potable. Outre les tests sur les solutions des eaux souterraines en conditions naturelles, des études de marché ont également été menées concernant les marchés mondiaux. Ces études ont présenté un clair potentiel de l’application des SWS, non seulement en Europe du Nord-Ouest et dans la région méditerranéenne, mais aussi dans le Golfe du Mexique, au Brésil, en Chine, à Singapour et dans la région du Golfe. Des problèmes urgents en matière d’eau exigent des solutions drastiques La réutilisation de l’eau est l’une des approches les plus largement acceptées pour faire face au manque d’eau douce destinée à l’usage domestique et à l’irrigation. Cependant, les pratiques efficaces dépendent fortement de l’offre et la demande, en ce qui concerne les volumes, mais aussi le calendrier et la qualité. Le sous-sol offre une capacité presque illimitée de stockage temporaire et il a le potentiel de protéger l’eau injectée contre la dégradation de la qualité. «SUBSOL a fait la démonstration de l’application des solutions des eaux souterraines avec succès, grâce aux innovations dans le prétraitement, les conceptions des puits d’eau et la modélisation et la gestion des eaux souterraines», explique le Dr Van den Berg. La recherche de suivi et la mise en œuvre se concentreront sur l’adaptation des SWS de petite taille (2 à 30 ha) à des systèmes de taille intermédiaire (d’environ 250 ha dans des systèmes commerciaux déjà en construction) et sur les solutions des eaux à l’échelle régionale (> 1 000 ha). Ce travail est entrepris par des partenariats public-privé, avec des organismes de recherche et des sociétés de conseil qui développeront conjointement des applications SWS. Entre-temps, SUBSOL laisse un ensemble de connaissances sous forme de données, d’informations et d’expériences qu’il a rendu disponible aux parties intéressées.
Mots‑clés
SUBSOL, eau douce, souterrain, côtier, solutions des eaux souterraines, aquifère, puits, eau souterraine, saumâtre, stockage