Les ingénieurs hydrauliques de l'UNSW Sydney ont révélé que l'étude et la gestion des ressources en eaux souterraines de manière plus durable peuvent être réalisées à moindre coût en utilisant les données existantes sur les marées terrestres et atmosphériques.

L'exploration des eaux souterraines peut être réalisée à un coût bien moindre et avec des procédures moins invasives grâce à une nouvelle technique passive défendue par les ingénieurs de l'UNSW.

Dans un article à paraître dans Reviews of Geophysics, l'équipe de recherche de l'UNSW Sydney, L'Institut de technologie de Karlsruhe (KIT) en Allemagne et l'Université Deakin proposent une nouvelle façon d'étudier les ressources en eaux souterraines en analysant les changements de niveau des eaux souterraines dus aux influences de la Terre et des marées atmosphériques. Ces effets peuvent être mesurés en surveillant les forages à l'échelle mondiale.

Le Dr Gabriel Rau, géologue ingénieur au KIT et affilié au Centre de recherche de l'Initiative sur les eaux connectées de l'UNSW, déclare que les méthodes de test actuelles nécessitent un pompage actif de l'eau à partir d'un puits d'extraction d'eau spécialement conçu tout en observant la réponse du niveau d'eau dans d'autres puits à proximité. .

"Cela coûte beaucoup d'argent et ne donne un résultat que pour cet endroit particulier, " il dit.

« Les propriétés des réservoirs d'eau souterraine – également appelés aquifères – varient considérablement dans l'espace, et il est beaucoup trop coûteux et intrusif de construire des puits d'extraction partout.

« La nouvelle méthode, d'autre part, implique l'utilisation d'informations sur les marées intégrées dans les niveaux d'eau provenant de la surveillance des forages. Il s'agit d'une technique passive et plus simple à mener que les pratiques actuelles d'essais de pompage et d'aquifère."

Le co-auteur Timothy McMillan – du Centre de recherche de l'UNSW Connected Waters Initiative et de l'École d'ingénierie des ressources minérales et énergétiques – dit que l'article rassemble des études de plusieurs disciplines, dont certaines précédemment menées par des chercheurs de l'UNSW sur une méthode d'enquête sous-utilisée sur les eaux souterraines.

« Notre travail a révélé que les progrès récents dans ce domaine, développé à la fois ici à l'UNSW et à l'étranger révèlent un potentiel pour des enquêtes sur les eaux souterraines à long terme beaucoup moins chères, " il dit.

"Cette méthode a l'avantage de pouvoir calculer les propriétés physiques du sous-sol à partir des seuls niveaux d'eau mesurés."

Les ingénieurs disent que normalement pour calculer les eaux souterraines disponibles, un grand trou doit être percé qui nécessite alors une équipe de deux à trois personnes gérant l'engin de forage pour pomper l'eau, de quelques jours à plusieurs mois.

Cependant, comme l'explique McMillan, l'approche passive qu'ils préconisent ne nécessite qu'un petit trou à percer, puis un enregistreur de données de pression d'eau automatisé à placer dans le trou pendant un mois, qui produit les mêmes résultats.

"Un avantage supplémentaire de notre nouvelle approche réside dans le fait que nous pouvons ré-analyser des décennies de données de niveau d'eau existantes pour calculer les propriétés du sous-sol qui changent au fil du temps, " il dit.

"Alors que la méthode de pompage nécessiterait que l'équipe de pompage revienne et repompe le trou pendant la même durée qu'avant pour obtenir une valeur de plus."

Le Dr Rau décrit la méthode passive comme un « changement de paradigme » dans la recherche sur les ressources souterraines.

« Nous pouvons utiliser l'impact de la Terre et des marées atmosphériques sur la pression atmosphérique et les eaux souterraines communément acquises pour obtenir une connaissance sans précédent des propriétés du sous-sol à faible coût, " il dit.

"Semblable aux marées dans l'océan, le niveau des eaux souterraines est affecté par les forces de marée qui écrasent les roches poreuses sous la surface et provoquent des changements de pression mesurables. »

Un autre avantage de l'aspect économique de l'approche passive est la capacité d'élargir rapidement notre connaissance des propriétés du sous-sol afin de gérer durablement les ressources en eaux souterraines. L'extraction des eaux souterraines augmente rapidement dans le monde entier et est liée à la baisse des nappes phréatiques, affaissement de la surface du sol, dégradation de la qualité de l'eau et réduction du débit de base des cours d'eau.

Les ingénieurs disent qu'en utilisant une combinaison de connaissances acquises en ingénierie, sciences et mathématiques, l'impact des marées terrestres et atmosphériques sur les eaux souterraines peut être utilisé pour effectuer des calculs de prévision des ressources en eaux souterraines liées à la variabilité climatique.

"Notre nouvelle approche nous permet d'utiliser les données existantes pour accéder aux mêmes propriétés [que l'exploration active], " dit le co-auteur, Professeur Wendy Timms, de l'Université Deakin.

"Et parce que nous pouvons également utiliser les forages de surveillance moins chers, nous obtenons beaucoup plus d'emplacements dans l'espace. Aussi, nous pouvons maintenant surveiller les changements dans les propriétés au fil du temps."

La nouvelle approche met en évidence l'énorme valeur des réseaux de surveillance des eaux souterraines existants, tels que ceux financés par la stratégie nationale d'infrastructure de recherche collaborative du gouvernement australien.

« Nous sommes confrontés à d'immenses défis liés aux ressources en eau à l'avenir, " dit le Dr Rau.

« Avec les résultats, nous pouvons mieux gérer les ressources du sous-sol et le faire de manière beaucoup plus durable."

Le professeur agrégé Martin Andersen, directeur de la Connected Waters Initiative et co-auteur de l'article, déclare que « si l'industrie des eaux souterraines adopte notre technique d'enquête suggérée, nous ferons un pas de géant dans la caractérisation des couches aquifères du sous-sol. et améliorer considérablement notre capacité à gérer cette ressource précieuse. »