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Les techniques nucléaires contribuent à l’évaluation et à la gestion des eaux souterraines dans des situations critiques

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Échantillons d’eau souterraine dans les flacons en plastique d’un échantillonneur automatique. Les isotopes des molécules d’eau rendent l’invisible visible et fournissent des informations importantes sur cette source vitale qui représente 30 % de l’eau douce dans le monde. (Photo : D. Calma/AIEA)

Chaque année, des populations sont privées d’un approvisionnement régulier en eau potable en raison de catastrophes naturelles ou d’origine humaine et d’une mauvaise gestion des ressources en eau.

Les inondations, les éruptions volcaniques, les périodes de sécheresse, les tremblements de terre, les conflits, les pandémies, les incendies et les accidents, comme les marées noires et les accidents liés à la gestion des déchets, figurent parmi les catastrophes les plus courantes touchant les personnes et l’environnement naturel. Le changement climatique entraîne également une augmentation de la fréquence et de l’intensité des catastrophes naturelles, ce qui nécessite des mesures de secours urgentes.

À la suite de tels événements extrêmes, on observe généralement une réduction de la quantité et une dégradation de la qualité des eaux de surface. De ce fait, les eaux souterraines sont devenues la principale ressource en eau. Elles servent également de barrière de protection contre la variabilité du climat lorsque les niveaux des eaux de surface sont bas.

Mais contrairement aux eaux de surface, les eaux souterraines sont invisibles à l’œil nu ; c’est la raison pour laquelle elles sont difficiles à comprendre. Quelle est la proportion d’eau souterraine disponible ? Quelle est l’origine et quelle est la destination de ces eaux souterraines ? Dans quelle mesure cette ressource en eau est-elle durable ? À quel point est-elle exposée à la pollution ? Il est essentiel d’obtenir rapidement des informations sur les nouvelles ressources en eau, en particulier les ressources en eaux souterraines, pour garantir la sécurité de l’approvisionnement en eau potable.

Les isotopes rendent les eaux souterraines visibles

Les techniques nucléaires jouent un rôle essentiel : elles rendent visibles les eaux souterraines. Les traceurs isotopiques de l’environnement apportent des réponses rapides et fiables aux questions mentionnées plus haut. Les outils isotopiques, tels que les isotopes des nitrates, sont parfaitement adaptés pour l’évaluation de la qualité de l’eau et le suivi des sources de pollution. Des isotopes de la molécule d’eau permettent d’obtenir rapidement des informations sur l’origine et la destination de l’eau. Ces informations de base sont essentielles pour formuler des recommandations à l’intention des gouvernements et des communautés concernant la sécurisation des sources d’eau en temps de crise, ainsi que la protection et la conservation des zones critiques de réalimentation des eaux souterraines.

L’hydrologie isotopique est utilisée dans plusieurs projets de coopération technique de l’AIEA pour aider les populations en difficulté à identifier d’autres sources d’eau durables. À Madagascar, les personnes vivant à proximité des décharges ont un accès limité à l’eau potable. Des techniques isotopiques ont permis d’identifier des sources d’eau potable.

Josiane Ranorosoa, membre du conseil du village, tire de l’eau d’un puits communautaire. Des analyses isotopiques ont montré que ce puits était alimenté par des eaux souterraines susceptibles d’être contaminées par une décharge située à proximité. Son eau sert donc uniquement à la lessive et au nettoyage. (Photo : M. Gaspar/AIEA)

De même, dans la région du Sahel en Afrique, une succession de périodes de sécheresse liées à l’augmentation de la demande en eau, du fait de la croissance démographique, a entraîné des problèmes de sécurité et de disponibilité de l’eau potable. Malgré la rareté de l’eau en surface, cette région semi-aride regorge d’importantes réserves d’eau souterraine. L’AIEA travaille en étroite collaboration avec les autorités compétentes pour les aider à comprendre leurs ressources en eaux souterraines. Cette collaboration est essentielle pour faciliter l’accès à l’eau potable sur le long terme.

À Maurice, la pollution de l’eau est un problème majeur en raison de la mauvaise gestion des déchets ; mais l’utilisation d’isotopes des nitrates a permis de déterminer l’origine des rejets de déchets. Les autorités du pays ont détecté une contamination par les nitrates dans les cours d’eau et les rivières. Cela représente une menace pour les zones protégées et les activités de pêche en raison de la prolifération d’algues toxiques qui tuent les poissons dans l’océan. Toutefois, les autorités n’étaient pas certains de l’origine de cette contamination. L’utilisation d’isotopes des nitrates a permis d’avoir une réponse et d’adopter une stratégie ciblée de lutte contre la pollution.

 

Les isotopes protègent les eaux souterraines

Dans plusieurs régions semi-arides du monde, les eaux souterraines constituent la principale source d’eau pour l’usage domestique et pour l’irrigation. Leur importance s’est accrue en raison de l’irrégularité de l’approvisionnement en eau causée par le changement climatique. L’utilisation des eaux souterraines pour l’irrigation a augmenté pour atteindre 40 % à l’échelle mondiale. Parallèlement, l’efficacité de l’utilisation de l’eau dans l’agriculture est inférieure à 50 %, ce qui entrave la productivité agricole et entraîne un gaspillage d’eau.

Au Nigéria, des scientifiques ont collaboré avec l’AIEA et l’Organisation des Nations Unies pour l’alimentation et l’agriculture (FAO) pour mettre au point des techniques efficientes s’agissant de l’utilisation de l’eau. Ces techniques permettent d’exploiter l’eau souterraine pour l’agriculture en utilisant un minimum d’eau grâce à l’irrigation au goutte-à-goutte. Elles ont permis à des femmes ayant fui des zones de conflits et vivant dans des camps de déplacés d’augmenter de 60 % les rendements de cultures telles que les concombres, les pastèques et les gombos, tout en réduisant de 45 % l’utilisation d’eau par rapport à d’autres techniques.

Les effets des agroécosystèmes sur l’environnement naturel, notamment sur la qualité de l’eau, constitue un autre problème mondial. La pollution générée dans les agroécosystèmes est principalement absorbée par l’environnement naturel par l’intermédiaire des cours d’eau. Ainsi, l’identification des sources et du cycle des polluants agricoles est essentielle pour déterminer l’impact de ces polluants et préserver les ressources en eaux souterraines. Plusieurs études de cas réalisées dans des pays développés et dans des pays en développement ont révélé que les traceurs à isotopes stables et hydrochimiques peuvent améliorer la qualité des eaux de surface et souterraines. En effet, ces traceurs permettent d’atteindre cet objectif en distinguant les polluants agricoles des autres sources de pollution.

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