hydrogéologie aux etats unis

HYDROGÉOLOGIE AUX ETATS UNISMAHDADE Mounir & SABIR Marouane| 2GHEV1

ENCADRÉ PAR: M.MOHAMED SINAN

Les Etats UnisSurface :9.629.047Km2

Population : 301Million de personnes

Les Etats Unis

20.000 km de côtes : Océan Atlantique et Golfe du Mexique à l’Est, Océan Pacifique à l’Ouest et Océan Arctique au Nord.

Les Etats Unis

Fleuves : Mississipi (3700km) et ses affluents : Missouri, Arkensas, le Red, Ohio et Tennessee ; Les fleuves Rio Grande (3100km) Colorado ,Columbia et Snake River.Les fleuves côtiers : Hudson, Delaware, Susquehanna, Potomac, Roanoke et SavannahLacs : Lac Supérieur (82 100 km²) Lac Huron ,Lac Michigan, Lac Erié et le Lac Ontario .Le « Grand Lac salé » : Great Salt Lake ,Okeechobee et Champlain

Plan :

Localisation et description des aquifères aux Etats Unis

L’exploitation de l’eau aux Etats Unis

Changements du niveau d’eaux souterraines et du stockage des aquifères

La recharge des aquifères (naturelle et artificielle)

La qualité de l’eau aux Etats Unis

Conclusion

LOCALISATION ET DESCRIPTION DES AQUIFÈRES AUX ETATS UNIS

Précipitations : de plus de 1 000 mm/an dans certains États du Sud-Est (Alabama, Louisiane, Mississippi, Tennessee) à moins de 250 mm/an dans les États arides de l'Ouest (Arizona, Colorado, Nevada, Nouveau Mexique, Wyoming).

De la surexploitation des eaux souterraines à l’ouest américain

Aquifère de l'Ogallala, aussi connu sous le nom d’aquifère des Grandes Plaines

Superficie : 450 000 km2

Irrigue 27% des surfaces américaines irrigués

Alimente 82% des habitants des régions

diminution de son volume de près de 10%

son niveau baissant de plus de 30 m dans plusieurs régions du Texas

LOCALISATION ET DESCRIPTION DES AQUIFÈRES AUX ETATS UNIS

62 aquifères ou systèmes d’aquifères

6 types d’aquifère en terme hydrogéologique

Aquifères à sable semi-consolidé

Aquifères à sable non-consolidé ou gravier

Aquifères à sable consolidé

Aquifères à roches sableuses et carbonatées

Aquifères en basalte ou autres roches volcaniques

Aquifères à roches carbonatés

L’EXPLOITATION DE L’EAU AUX ETATS UNIS

6 Catégories majeures de l’exploitation de

l’eau

300 Gallons / jour( 1136 l)

300 Gallons / jour( 1136 l)

Situation hydrographique globale des États-Unis

Il fait partie des pays les mieux dotés en eau (4ème rang mondial) avec 2 800 km3/an de ressources en eau renouvelable

9 000 m3/an par habitant

La répartition des prélèvements d'eau aux États-Unis en 2005 (Kenny et al., 2009)

Les exploitations des eaux

souterraines

EtatPourcentage du pompage

De l’eau

Le cumulative du % du

Pompage de l’eau

California 16% 16%

Arkansas 10% 26%

Texas 10% 36%

Nebraska 6% 41%

Idaho 5% 47%

Les exploitations

des eaux souterraines par aquifère

Les exploitations des eaux de

surface

EtatPourcentage du Total

Des pompages

Cumulative du pourcentage

Du total des pompages

California 9% 9%

Texas 6% 15%

Idaho 5% 20%

Illinois 4% 25%

North Carolina 4% 29%

Projection des exploitations de l’eau

domestique par personne

En fait, La plupart des États qui ont une augmentation prévue et croissance de la population auront également une utilisation de l'eau plus élevée par habitant et peut se attendre à grande baisse des ressources en eau.

LA GESTION INTÉGRÉE DES RESSOURCES EN EAU AUX ÉTATS-UNIS

Pour tout ce qui a trait aux questions de l’eau, les États sont très indépendants vis-à-vis du gouvernement fédéral puisque ce sont eux qui gèrent l’allocation des ressources. L’État fédéral n’intervient que dans le cas où la ressource est internationale. Cela se traduit par l’absence d’organisme spécifique de gestion de l’eau à l’échelle des bassins hydrographiques puisque ces derniers recouvrent la plupart du temps plusieurs États.

Donc, chaque Etat est libre de collaborer ou non avec ses voisins pour gérer leurs eaux communs

CHANGEMENTS DU NIVEAU D’EAUX SOUTERRAINES ET DU STOCKAGE DES AQUIFÈRES

Carte : La baisse de niveau d’eaux souterraines aux états unis de 1900 à 2008

Le volume cumulatif des épuisements des eaux souterraines aux États-Unis

Les conséquences de la baisse de niveau d’eau se résument dans l’illustration suivante :

Fissures majeures en Californie dues à l’augmentation du cône de rabattement

Exemples aux Etats-unis

Exemples aux Etats-unis

Photos choquantes de la baisse des eaux en Californie de 2011 à 2014

Before: Lake Oroville is shown in July 2011 in all of its lush glory at 97 per cent capacity

After: The parched lake is shown last month at near record-low capacity

LA RECHARGE DES AQUIFÈRES

La recharge naturelle des aquifères :

La recharge correspond à la quantité d’eau qui alimente l’aquifère depuis l’infiltration de surface et qui constitue le renouvellement de l’eau souterraine. L’estimation de la recharge d’un aquifère est donc essentielle pour assurer la pérennité de l’eau souterraine et son exploitation

les principaux facteurs affectant la recharge :

le climat la géologie la topographie les propriétés physiques des sols la végétation en place.

Précipitations annuelles par Etat de l’année 2000

La distribution des recharges des aquifères

La recharge artificielle

La recharge artificielle de la nappe est utilisée :

• pour lutter contre l’intrusion du biseau salé en zone côtière,

• pour l’amélioration de la ressource en eau, dans les zones arides touchées parl’assèchement des nappes.

Cette recharge peut se faire par l’utilisation des eaux traitées , mais aussi des eauxpluviales ou de rivières.

Premier type de recharge artificielle

Par injection directe

Deuxième type de recharge artificielle

Par infiltration

Dispositifs de réalimentation par injection directe dans un aquifère

Stockage et reprise différée dans le temps (ASR)(Aquifer storage and recovery):

Le principe de l’ASR consiste à injecter de l’eau dans un aquifère puis pomper ultérieurement à partir du même forage

L’ASR est très largement répandu aux Etats-Unis comme le montre cette photo:

1985: 3 champs de captage ASR2005: 72 champs de captage ASR

Stockage et reprise différée dans le temps et l’espace (ASTR)(Aquifer storage, transferand recovery):

L’ASTR suppose l’injection et le reprise d’eau par un point de prélèvement différent du point d’injection. L’eau injectée circule donc préalablement dans l’aquifère.

Expériences des Etats-Unis dans la recharge artificielle

Peace River, Florida, USA: implantation de 21 ASR et 68 000 m3/jour

Kerrville, Texas, USA: L’implantation du projet de l’ASR a demandé 3M$US, comparée à 30M$ la construction des réservoirs.

Le grand projet à LOS ANGELES, CALIFORNIA de recharge artificielle, fait un réserve annuel de 300 Bilions litres

Peace River, FLORIDA

Prendre de l’eau du rivière et alimenter des réservoirs et après un traitement de l’eau, soit on le transmet vers les habitants comme eau potable ou bien on recharge la nappe artificiellement

Peace River, FLORIDA

Kerrville, Texas

LOS ANGELES, CALIFORNIA

Recharge naturelle et artificielle

Recharge artificielle avec des eaux traitées

Recharge artificielle mixte eaux traitées et eaux de pluies

LA QUALITÉ DE L’EAU AUX ETATS UNIS

La qualité de l'eau potable aux États-Unis est généralement bonne . En 2006 , 89,3 % des systèmes d'eau de la communauté de la nation était en conformité avec toutes les normes

Actualité : Octobre 2014 L’industrie a injecté illégalement environ 3 milliards de gallons d'eaux usées dans les fracturations des aquifères de Californie utilisés pour l’eau potable et l'irrigation agricole, l’état a ainsi ordonné un examen de la contamination possible.Les documents montrent également que l'Office des eaux Central Valley a révélé des niveaux élevés de produits chimiques toxiques - y compris l'arsenic, le thallium, et les nitrates - dans les puits d'approvisionnement en eau à proximité des sites d'élimination des eaux usées.

Les Etats UnisConclusion

BibliographieGround Water Atlas of the United States - By James A. MillerEstimated Use of Water in the United States in 2005- By Joan F. Kenny, Nancy L. Barber, Susan S. Hutson, Kristin S. Linsey, John K. Lovelace, and Molly A. MaupinSustainability of Ground-Water Resources - U.S. Geological Survey Circular 1186 – by William M. Alley, Thomas E. Reilly, O. Lehn FrankeGround-Water Availability in the United States - By Thomas E. Reilly, Kevin F. Dennehy, William M. Alley, and William L. CunninghamLA GRANDE SOIF DES ETATS-UNIS - COISSARD Vincenthttp://water.usgs.gov/watuse/wugw.htmlhttp://groundwaterwatch.usgs.gov/http://water.usgs.gov/watuse/wusw.htmlhttp://www.epa.gov/watersense/our_water/http://www.dailymail.co.uk/news/article-2569919/Shocking-pictures-California-drought-reveal-extent-dry-spell-relief-way.htmlhttp://www.reuters.com/article/2013/05/20/usa-water-idUSL2N0E11VC20130520http://rt.com/usa/194620-california-aquifers-fracking-contamination/http://waterwatch.usgs.gov/www.ec.gc.cahttp://www.waterencyclopedia.com/A-Bi/Artificial-Recharge.htmlhttp://www.currentresults.com/Weather/US/average-annual-state-precipitation.php