Grâce à des observations satellitaires et à des mesures du niveau des eaux souterraines, une équipe internationale montre que la sécheresse de 2020-2022 a déclenché les premiers signes d’une perte irréversible de la capacité de stockage de l’un des principaux aquifères de Californie.
La surexploitation des eaux souterraines constitue une ressource essentielle pour l’agriculture dans de nombreuses régions du monde, mais elle peut fragiliser durablement les aquifères. Lorsque les eaux souterraines sont pompées, la pression d’eau qui contribue à soutenir les couches géologiques diminue. Les matériaux de l’aquifère se compactent alors, provoquant un affaissement du sol. Cette déformation peut être élastique, auquel cas elle est réversible lors de la recharge de l’aquifère, ou inélastique, et donc irréversible.
Jusqu’à présent, il était difficile de déterminer à quel moment cette déformation devenait irréversible. Une équipe internationale[1], réunissant notamment des chercheurs de l’Institut de physique du globe de Paris (IPGP), du Laboratoire de géologie de l’École normale supérieure (Observatoire des sciences de l’Univers Ecce Terra) et de Géosciences Rennes (Observatoire des sciences de l’environnement de Rennes, ou Oseren), apporte aujourd’hui des éléments de réponse grâce à l’étude de la vallée de Sacramento, au nord de la Californie (États-Unis), selon le site Internet du Centre national de la recherche scientifique (CNRS) Terre & Univers.
Les chercheurs ont en effet combiné des mesures satellitaires de très haute précision de la déformation de la surface du sol avec des mesures du niveau des eaux souterraines réalisées dans des puits entre 2016 et 2022. En comparant les mouvements observés à ceux attendus pour une déformation purement élastique, ils ont pu identifier la part de l’affaissement qui ne peut plus être expliquée par les seules variations du niveau de l'eau souterraine.
De nouvelles perspectives pour la gestion des eaux souterraines
Leurs résultats montrent qu’au cours de la sécheresse de 2020-2022, l’affaissement du sol s’est brutalement accéléré et a dépassé le comportement attendu d’un aquifère capable de retrouver son état initial après recharge. Cette accélération révèle une compaction irréversible des matériaux de l’aquifère, qui réduit de façon permanente sa capacité de stockage des eaux souterraines. L’étude montre également que les observations satellitaires peuvent contribuer à prévenir de dommages irréversibles aux aquifères, avec des implications importantes pour le suivi de la capacité de stockage des aquifères et la gestion des ressources en eau souterraine à l’échelle mondiale.
[1] S. Larochelle, K. Chanard, M. Dalaison, J. Fortin, R. Jolivet, L. Longuevergne, L. Fleitout, D.F. Argus, L. Gauer, & J. Avouac, Abrupt transition to irreversible damage in the overdrafted Sacramento Valley aquifer system, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 123 (31) e2526041123, https://doi.org/10.1073/pnas.2526041123 (2026).
