L'eau est une ressource vitale pour l'homme et l'environnement. L'une des sources les plus importantes est l'eau souterraine qui est renouvelée à partir des précipitations ou des eaux de surface. La croissance démographique ainsi que l'agriculture et l'industrie influencent fortement la quantité et la qualité des eaux souterraines. Pour pouvoir étudier plus facilement les ressources en eaux souterraines, de manière rentable et complète que par le passé, des chercheurs du Karlsruhe Institute of Technology (KIT) ont développé une nouvelle méthode avec des collègues australiens qu'ils dévoilent maintenant dans le Avis sur la géophysique journal.

Selon l'Agence allemande de l'environnement, plus de 70 pour cent de l'eau potable provient des eaux souterraines rien qu'en Allemagne. La production augmente si rapidement dans le monde que les niveaux des eaux souterraines baissent, la qualité se détériore et des villes entières sont confrontées à des affaissements liés aux eaux souterraines. Par conséquent, il est important d'explorer les propriétés du sous-sol pour gérer les ressources de manière plus durable.

« Les méthodes d'essai actuelles nécessitent un pompage actif de l'eau d'un puits d'extraction d'eau spécialement conçu tout en observant le niveau d'eau dans d'autres puits à proximité, " explique le Dr Gabriel Rau de l'Institut des géosciences appliquées (AGW) du KIT. Pour ce faire, deux ou trois personnes auraient besoin de mettre en place un test de pompe et de superviser les mesures pendant une période de temps prolongée. Cette méthode est très chère, peut durer de quelques heures à plusieurs mois selon les propriétés du sous-sol, et le résultat n'est valable que pour l'emplacement testé. "Les aquifères souterrains varient considérablement dans l'espace, et il est beaucoup trop coûteux et intrusif de construire des puits d'extraction partout."

En collaboration avec l'Université de Nouvelle-Galles du Sud (UNSW) à Sydney et l'Université Deakin à Melbourne, KIT a maintenant développé une nouvelle méthode qui évalue les informations sur les effets des marées sur les niveaux des eaux souterraines. Semblable aux marées dans l'océan, le niveau de la nappe phréatique est affecté par les forces de marée, avec le changement de gravitation comprimant les roches poreuses dans le sous-sol et provoquant des changements de pression mesurables. En outre, il y a des marées atmosphériques qui changent cycliquement la pression souterraine. « Nous pouvons mesurer ce changement à faible coût et en utilisant des procédures moins complexes et moins de personnel pour quantifier les propriétés du sous-sol, " dit Rau. Les ingénieurs n'ont pas besoin de puits d'extraction spéciaux pour cela, mais peuvent placer un enregistreur de données de pression d'eau automatisé à un point de mesure des eaux souterraines conventionnel. Le capteur de pression mesure ensuite le niveau des eaux souterraines régulièrement pendant au moins un mois. En utilisant les mesures, les chercheurs peuvent calculer les propriétés physiques du sous-sol telles que la porosité, la conductivité hydraulique et la compressibilité et traduire les résultats en une utilisation durable des ressources en eaux souterraines. "Comme il est beaucoup moins cher de forer des forages de surveillance que de créer des puits entiers, nous pouvons effectuer des mesures dans plus d'endroits, augmenter considérablement le nombre et la couverture des propriétés du sous-sol calculées, " dit Rau.

Les chercheurs ont étudié et résumé des études internationales et des articles de diverses disciplines pour leur méthode :" déclare Timothy McMillan du Connected Waters Initiative Research Center à UNSW Sydney. " Dans notre méthode, nous utilisons une combinaison d'ingénierie, sciences et mathématiques, et l'impact des marées sur les eaux souterraines pour calculer les propriétés du sous-sol." Ces résultats peuvent également contribuer à prédire les fluctuations spatiales et temporelles du système climatique et son impact sur les ressources en eaux souterraines. "Nous sommes confrontés à d'énormes défis à l'avenir. Notre méthode permet d'explorer plus facilement les ressources du sous-sol et donc de les gérer de manière plus durable, " dit Rau.