Les eaux souterraines sont la principale source d’eau douce de l’humanité. Les techniques isotopiques permettent de déterminer l’origine et le taux de renouvellement de ces eaux, grâce à l’étude des isotopes stables et des radio-isotopes qu’elles contiennent naturellement.
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Les eaux souterraines
Les eaux souterraines représentent 30 % de l’eau douce de la planète. Le reste constitue les calottes polaires (69 %) ainsi que les fleuves et les lacs (1 %). La majeure partie des eaux souterraines est stockée à une grande profondeur dans des aquifères, des roches perméables et des sédiments. Ces eaux sont extraites à l’aide de puits de pompage. Souvent, les aquifères sont des ressources renouvelables, alimentées lentement par l’infiltration d’eaux de pluie pendant des centaines, voire des milliers, d’années.
La croissance de la population mondiale, l’intensification de l’agriculture, l’augmentation de l’utilisation de l’eau dans l’industrie ont entraîné une hausse continue de la demande en eau souterraine. Dans de nombreuses régions, en raison de la surexploitation des aquifères accessibles, les responsables de la gestion de l’eau sont contraints de recourir à des eaux souterraines anciennes et profondes pour assurer l’approvisionnement en eau douce. À cela s’ajoute la menace que représente l’infiltration, dans les eaux souterraines, de contaminants et de toxines résultant des activités agricoles, industrielles ou urbaines, par exemple.
Il est essentiel d’évaluer scientifiquement l’origine et le taux de renouvellement des aquifères pour pouvoir utiliser ceux-ci comme source d’approvisionnement en eau durable et fiable. L’étude des isotopes stables et des radio-isotopes naturellement présents dans les eaux souterraines permet de mieux connaître l’origine et le taux de renouvellement de ces eaux. Pour estimer l’âge des eaux souterraines, on utilise des isotopes entrant dans la composition de l’eau (hydrogène, oxygène), des radio-isotopes (tritium), le carbone dissous (carbone 14) et des gaz rares (hélium 3, hélium 4 et krypton 81).
La gestion de la pollution des eaux souterraines est plus complexe, car il est extrêmement difficile de décontaminer un aquifère. On utilise des isotopes stables et des radio-isotopes (azote 15, carbone 13 et tritium) comme traceurs pour caractériser les sources de contamination et quantifier les transformations et la biodégradation des polluants dans les systèmes aquifères.
