A La situation physique de la lentille

Transcription

1 SECTION II LA LENTILLE D EAU DOUCE : UNE RESSOURCE PARTICULIERE ET VULNERABLE Lifou est la plus importante des Iles Loyauté : sur km², elle concentre la moitié de la population de l archipel et abrite dans son principal village Wé l hôtel de la Province des Iles ainsi que le siège de la municipalité. Les informations disponibles à ce jour sur la ressource en eau des îles concernent, à titre principal, la lentille d eau de Lifou. Certaines caractéristiques de cette nappe souterraine peuvent cependant être généralisées à l ensemble des Iles Loyauté 131 : elle permet aux habitants de l île de satisfaire leurs besoins en eau potable ( 1) mais se trouve soumise à des risques de dégradation croissants ( 2). 1 UN RESERVOIR SOUTERRAIN D EAU POTABLE La constitution d une lentille d eau douce résulte de phénomènes naturels d infiltration d eau dans le sous-sol poreux des îles coralliennes. La connaissance des processus de circulation et de concentration d eau permet d identifier les zones de vulnérabilité particulière de la ressource (A). Cette fragilité naturelle doit être prise en compte avec d autant plus d attention que la lentille constitue la seule source d alimentation en eau potable des populations (B). A La situation physique de la lentille Le caractère indissociable de la lentille d eau et du milieu souterrain dans lequel elle se trouve doit nous conduire à présenter quelques éléments de connaissance géologiques (1) avant d aborder plus précisément le fonctionnement naturel de la nappe (2). 1 - Le contexte géologique Une connaissance progressive : L existence de lentilles d eau douce dans le sous-sol des Iles Loyauté est connue depuis fort longtemps. Les ouvrages relatifs aux pratiques traditionnelles des habitants de Lifou racontent comment les anciens prélevaient l eau dans les trous de roche, souvent situés au fond des grottes 132. Ces trous d eau correspondent aux affleurements naturels de la lentille. Ils ont longtemps été l objet de tabous liés aux croyances kanakes. Les prélèvements d eau ne devait se faire qu en respectant certaines règles. Ce n est qu avec les premiers contacts européens et l apparition 131 Dans les limites que nous indiquions en introduction : seule Maré dispose d une lentille permettant effectivement de fournir en eau ses habitants. A Ouvéa et à Tiga, une usine de dessalement et un impluvium se sont avérés nécessaires. 132 Luc LEGEARD, Le temps du Wanaithihlë ou la vie quotidienne à Lifou à l époque pré-européenne, Bulletin de la Société d Etudes Mélanésiennes, n 31,

2 d outils en acier qu il est devenu possible de creuser des puits dans le sol pour atteindre la nappe, souvent située à plusieurs dizaines de mètres de profondeur. Aujourd hui, de nombreux systèmes de forages et de pompages donnent accès à l eau souterraine. Les premières études relatives aux lentilles d eau des Iles Loyauté ont été effectuées à Lifou. En 1956 et 1957, des missions hydrogéologiques apportaient la preuve de la présence d un grand réservoir souterrain d eau douce dans cette île. Dès 1964, des recherches plus approfondies étaient envisagées. Quatre ans plus tard, le Service du Génie Rural soumettait à l ORSTOM 133 un projet d étude de l hydrogéologie de Lifou. Cette étude, menée à partir de 1970, avait pour objectif principal l établissement d un bilan de la lentille d eau douce ; un réseau d appareils de mesures fut installé à cet effet 134. Les recherches ont montré que les particularités hydrographiques de Lifou sont en relation directe avec la géologie caractéristique de cette île et, de manière générale, des Iles Loyauté. Approche géologique sommaire : Lifou est constituée par des récifs coralliens soulevés reposant sur un substratum volcanique datant du Miocène 135. Le phénomène de surrection a été mis en évidence par les travaux de DUBOIS en Les Iles Loyauté constituent les sommets d une chaîne volcanique sous-marine. Les géologues ont démontré que Maré a atteint son altitude maximale de surrection et amorce une phase de redescente tandis que Lifou et Ouvéa sont encore en phase de surrection. Sur le plan géomorphologique, Lifou est comprend un vaste plateau continental 136 représentant le fond de l ancien atoll, entouré par une couronne de falaises qui correspond à l ancienne barrière récifale. Le pourtour de l île est entaillé par de multiples terrasses résultant de l érosion marine au cours de l émersion de l atoll. On y trouve de nombreuses grottes et excavations naturelles au fond desquelles affleure souvent la lentille. Au dessus du substratum volcanique, le sous-sol de Lifou est constitué de différents types de calcaires plus ou moins poreux et perméables. Il est percé de nombreuses fissures et cavités résultant de la dissolution des calcaires par l eau de pluie qui donne à l île un relief particulier dit «karstique». Ce relief est caractérisé par la présence dans le sous-sol d un important réseau de grottes, gouffres et rivières souterraines. C est cette perméabilité de fracture et de dissolution qui explique l infiltration de l eau dans le sous-sol et l absence de réseau hydrographique de surface. Le même type de processus se produit dans le sens inverse en profondeur avec la pénétration de l eau de mer dans les roches du soubassement de l île. 133 Office de la Recherche Scientifique et Technique Outre-Mer, aujourd hui devenu l IRD. 134 J.P. BRUNEL, Etude de la lentille d eau douce de Lifou, Tomes I et II, ORSTOM, Service du Génie Rural, nov Une étude similaire effectuée sur l île de Maré a été publiée l année suivante. 135 Qui date de 11 à 9 millions d années avant notre ère. L existence de ce substratum est reconnue par la géophysique à Lifou et a été effectivement observé sur trois affleurements localisés à Maré. 136 L altitude moyenne du plateau continental varie de 25 mètres au nord à 40 mètres au sud de l île. 37

3 2 - Les caractéristiques de la lentille d eau douce Le principe de Ghyben-Herzberg : Le fonctionnement d une lentille d eau obéit au principe général des aquifères côtiers. Il s agit de systèmes hydrologiques complexes qui résultent de la mise en contact de la nappe d eau douce avec l eau de mer qui s infiltre latéralement dans le sous-sol de l île. L eau douce, en mouvement depuis l amont vers l aval des nappes, se dirige vers le rivage où elle va se décharger. Sa progression est limitée en profondeur par l invasion, en sens inverse, de l eau salée qui tend à pénétrer sous l île. La différence de densité entre l eau douce et l eau de mer fait que ces deux types d eau ont tendance à ne pas se mélanger. L eau douce, moins dense, «flotte» sur l eau de mer. La zone de contact est appelée «zone de transition» : elle est plus ou moins épaisse selon les configurations locales. Depuis les premiers travaux des géologues GHYBEN en 1888 et HERZBERG en 1901, il est classiquement admis que lorsqu une nappe d eau repose, au bord de la mer, sur une nappe d eau salée, elle prend la forme d une demi-lentille dont le bord se raccorde avec la mer. Une telle nappe devient lenticulaire lorsqu elle se trouve dans une île. La lentille d eau douce est superposée à l eau de mer ; l eau contenue dans le sous-sol est douce près de la surface et salée en profondeur. 38

4 La loi de Ghyben-Herzberg fixe la formule mathématique permettant de déterminer la position de l interface eau douce/eau salée. Appliquée au cas de Lifou, cette base théorique a permis de calculer de manière précise le volume et la forme de la nappe. Les calculs ont pu être vérifiés sur le terrain. La représentation de la lentille d eau de Lifou : Les études menées dans les années 1970 établissaient que l épaisseur maximale de la nappe d eau de Lifou, située au centre de la moitié sud de l île, était de 130 mètres environ. Elles démontraient que le volume de la lentille ne variait pas à l échelle des précipitations journalières. De même, les variations de niveau en fonction des précipitations saisonnières étaient faibles. L influence des fluctuations journalières de la marée n était considérée comme vraiment sensible que dans la zone côtière. Dans les conditions de son exploitation en 1975, la nappe était donc en état d équilibre dynamique. Ces données ont été complétées par des relevés piézométriques 137 qui ont permis de tracer une cartographie précise de la lentille et de suivre ses fluctuations dans le temps. Cette représentation graphique fait apparaître deux types de zones qui, compte tenu de l épaisseur et de la profondeur de la nappe, reflètent son niveau de vulnérabilité. 137 Un piézomètre est un tube perforé qui, enfoncé dans les terrains aquifères, sert à mesurer la hauteur de la nappe phréatique. Les relevés ont été effectués par l Agence pour l Eau et l Environnement du Pacifique (A2EP). 39

5 La connaissance approfondie des phénomènes physiques d échange résultant du cycle naturel de l eau met en évidence la sensibilité particulière de la nappe aux pollutions. Les eaux produites en surface s infiltrent aisément dans le sous-sol : elles entretiennent ainsi les écoulements sous-terrains et alimentent la nappe phréatique. Ce mouvement permanent en direction de la nappe est propice, en cas de pollution de surface, à entraîner les matières polluantes vers la réserve d eau souterraine. Leur évacuation est cependant plus problématique dans la mesure où l eau de la lentille subit des mouvements de très faibles amplitudes et se renouvelle donc à un rythme particulièrement lent. Des prélèvements d eau excessifs dans la nappe sont aussi susceptibles de perturber son équilibre. La connaissance de la nature et de la forme de la lentille permet aujourd hui d identifier précisément les zones favorables à l implantation de forages et celles qui impliquent une surveillance particulière. De manière générale, on peut dire que les zones les plus favorables à l exploitation de l eau et les moins sensibles aux pollutions se situent dans la partie interne de l île. Elles forment deux dômes constituant deux réservoirs d eau profonds, l un au nord, l autre au sud. Il s agit des zones figurant en bleu foncé sur la carte. L épaisseur d eau douce est de 44 mètres au nord et de 30 mètres au sud 138. La zone littorale, plus claire, est quant à elle moins favorable aux prélèvements, du fait du risque de contamination des ouvrages par les remontées d eau de mer. Située à plus faible profondeur, cette partie de la lentille est aussi plus sensible aux pollutions éventuelles. B - Une ressource indispensable à l approvisionnement en eau des îles L absence de réseau hydrographique de surface sur les Iles Loyauté rend indispensable la possibilité de puiser dans la ressource souterraine l eau nécessaire à l alimentation des populations. La seule alternative, qui consiste à recueillir les eaux pluviales au moyen de citernes, démontre rapidement ses limites. Si la lentille d eau de Lifou est considérée sur le plan quantitatif comme suffisante pour répondre aux besoins actuels des habitants de l île (1), une protection et une surveillance de sa qualité s avèrent cependant nécessaires (2). 1 - L utilisation de la ressource souterraine Les prélèvements d eau dans la lentille : Les réseaux d adduction d eau potable des différentes tribus de Lifou sont alimentés à partir de forages dans la lentille permettant d en prélever l eau. Trente trois stations de pompage sont réparties sur le territoire de l île. Les études menées sur la ressource en eau présente dans la nappe souterraine ont démontré que la quantité d eau disponible est largement supérieure aux besoins, c est-à- 138 Ces chiffres sont issus de l analyse générale du réseau d adduction d eau potable de la commune de Lifou réalisée en mai 1997 par le bureau d études et d ingénieurs conseils SOPRONER. 40

6 dire au volume des prélèvements d eau nécessaires aux activités humaines. Les calculs effectués par la société A2EP ont permis d établir que le volume d eau douce extrait par pompage représente 0,4% de la recharge annuelle 139. On considère que la disponibilité de la ressource permettrait sans difficulté un doublement du volume de pompage actuel. Sur le plan quantitatif, la suffisance de la lentille est donc établie : l eau qu elle contient permet théoriquement de répondre aux besoins actuels et futurs, même dans l hypothèse d un développement important des activités humaines sur l île. La question de la localisation des pompages ne doit cependant pas être négligée. La représentation de la configuration naturelle de la lentille fait apparaître des zones plus ou moins favorables aux prélèvements d eau. Le risque de saumure, particulièrement présent dans la zone littorale, impose le respect de certaines précautions quant à l implantation et au fonctionnement des pompages. Des prélèvements excessifs sont en effet susceptibles d engendrer une remontée de l interface eau douce/eau salée au niveau des points de prise d eau. Ce phénomène est de nature à provoquer une saumure progressive des zones concernées. Il s agit d une situation particulièrement grave, quasi irréversible à l échelle d une vie humaine, qui condamne toute exploitation ultérieure. Ainsi, dans la mesure du possible, les pompages doivent plutôt être effectués dans les zones où la réserve d eau est la plus importante, à savoir dans la partie interne de l île. Les spécialistes estiment que le débit des pompages peut y atteindre 25 m³/heure par forage. Ces recommandations n excluent pas la possibilité d implanter des points de prélèvement ponctuels à plus faible débit dans les zones plus sensibles 140, mais les risques de saumure sont d autant plus grands que l on se rapproche du littoral et que les pompages sont importants en temps et en volume. La réponse à un besoin plus important en eau impliquerait donc de multiplier le nombre des forages plutôt que de renforcer le débit des forages existants. L augmentation du nombre des points de prélèvement ne présente pas de danger avéré pour la lentille dans la mesure ou des règles de distance sont respectées 141. La principale difficulté réside alors dans le coût engendré par la réalisation de nouveaux forages 142. La distribution aux consommateurs : Sur un plan pratique, le choix de la localisation des points de prélèvement est aussi conditionné par la situation géographique des activités humaines. Les forages constituent en effet le point de départ d un réseau complexe de distribution d eau. A Lifou, les tribus sont principalement implantées en bordure côtière, essentiellement sur la côte Est, alors que la ressource en eau la plus disponible se trouve au centre de l île. L éloignement de nombreuses zones d habitation par rapport aux points de 139 Le volume global de la recharge en eau de la lentille, résultant de l infiltration efficace, a été estimé à 418x106 m³/an alors que le total des volumes d eau extraits de la nappe s élève à 1,56x106m³/an. 140 Dans ces zones, l exploitation de l eau reste possible à des débits inférieurs à 10 m³/heure et par forage. 141 Les études font apparaître une distance de sécurité de 200 mètres entre les forages. 142 Le coût total de l implantation d un forage sur un réseau d adduction d eau potable est estimé entre 50 et 150 millions de francs CFP, soit entre et euros environ. 41

7 forages les plus intéressants complique le système de distribution d eau et engendre des réseaux d adduction longs et onéreux. La cartographie du réseau d adduction d eau potable de l île illustre parfaitement cette situation. Elle fait notamment apparaître la situation disparate des forages : certains se situent dans la zone où la nappe est la moins épaisse, d autres alimentent trois voire quatre tribus. A partir des forages, l eau prélevée dans la nappe souterraine est stockée dans des réservoirs avant d être distribuée aux consommateurs. La capacité actuelle de stockage sur Lifou est encore déficitaire 143. La géographie de l île, marquée par un relief relativement faible, impose la réalisation de réservoirs métalliques placés sur des tours d une quinzaine de mètres de hauteur. Ce système implique une limitation des volumes stockés et constitue un obstacle à une distribution de l eau dans des conditions satisfaisantes 144. En 1981, la majorité des réseaux d adduction était encore composée de canalisations posées à même le sol et de bornes fontaines assurant la distribution de l eau aux habitants. Les 143 Les 31 réservoirs existant sur l île (10 en béton armé et 21 sur tours) offrent une capacité de stockage de m³. Des solutions de renforcement sont actuellement à l étude. 144 Les problèmes de pression faible, de sous stockage ou d insuffisance de distribution aux heures de pointe sont fréquents. 42

8 travaux de rénovation effectués depuis cette date ont amélioré la qualité des réseaux 145 mais demandent à être poursuivis. De manière générale, chaque tribu dispose aujourd hui d un système de distribution qui alimente, à partir d une station de pompage, des branchements particuliers. La plupart des réseaux ne sont cependant pas connectés entre eux, ce qui engendre des disparités quand à la distribution d eau aux différentes tribus. En 1997, une étude du réseau d adduction d eau potable de Lifou établissait un diagnostic de la situation existante et mettait en évidence les disfonctionnements des différents réseaux. Ce rapport a permis la définition d un «Plan directeur d alimentation en eau potable» pour la période Il s agit d un document prospectif qui détermine les moyens nécessaires à la mise en place d un système de distribution satisfaisant. L établissement du plan directeur s appuyait sur une estimation de la consommation moyenne d eau des tribus 146. La mise en parallèle des besoins des habitants et de la ressource effectivement distribuée fait apparaître des insuffisances de production. Ces données ont permis d établir un ordre de priorité quant aux investissements visant à renforcer les infrastructures existantes pour chaque tribu. Un phénomène fréquent de gaspillage doit enfin être souligné. Il résulte notamment de problèmes technique tels que les fuites d eau présentes sur le réseau 147. Mais l attitude des consommateurs ne doit pas être négligée : les bénéficiaires du réseau de distribution ne paient pas l eau et sont souvent peu regardant sur l usage qu ils font de la ressource La nécessité d une protection qualitative Eau et santé publique, des risques avérés : L utilisation de la ressource en eau de Lifou pour la consommation humaine rend indispensable une surveillance attentive de sa qualité. Cette exigence est directement liée au souci de protection de la santé publique. En Nouvelle-Calédonie, l insuffisance de réglementation semble être partiellement à l origine d un système imparfait de contrôle, de suivi et d information sur la qualité des eaux de consommation. L arrêté territorial du 3 avril constitue l unique texte relatif à cette question. Il se borne à définir des normes de potabilité sommaires sans préciser les modalités d un suivi efficace de la ressource ni fixer les procédures d encadrement en cas de problèmes. 145 Réalisation de canalisations enterrées, programmation d équipement des nouveaux forages, augmentation des volumes de stockage, traitements biologiques et surveillance de la qualité de l eau. 146 Les valeurs moyennes retenues sont de 1,03 m³ par jour et par habitant en période fraîche et de 2,44 m³ en période chaude. 147 Les pertes dues au réseau sont estimées à 50% à Lifou ; elles ne sont que de 25% à Nouméa. 148 Les consommateurs négligent souvent les fuites au niveau des branchements particuliers ou laissent tout simplement couler les robinets. 149 Arrêté territorial n /SGCG du 3 avril 1979 portant définition des normes de potabilité des eaux de boisson et des eaux entrant dans la composition des produits destinés à la consommation (JONC du 6 avril 1979, p. 397), modifié par l arrêté n /SGCG du 19 juin 1979 ; voir annexe IV. 43

9 Pourtant, les risques auxquels se trouve exposée la santé des consommateurs en cas d insuffisance qualitative de la ressource sont connus et dénoncés. A plusieurs reprises, la presse calédonienne a attiré l attention des pouvoirs publics et des habitants sur la question de l irrégularité de la qualité des eaux de boisson. Malheureusement, les insuffisances ne sont constatées que tardivement, lorsque la santé publique démontre l existence d un trouble. En janvier 2002, à Koné, sur la côte Ouest de la Grande Terre, une épidémie de gastro-entérite touchant trois cent personnes avait pour origine un problème de pollution de l eau 150. Afin d éviter qu un tel phénomène se reproduise, la Province Nord décidait alors d entreprendre un état des lieux consistant en une analyse bactériologique 151 et physico-chimique 152 du réseau d adduction d eau potable. Des mesures de protection et un suivi régulier de la qualité de l eau doivent être mis en place. Sur les Iles Loyautés, des troubles similaires ont été mis en évidence au cours des semaines suivantes 153. Une étude de la qualité de l eau de Maré a révélé la présence de bactéries coliformes 154 et a justifié le rappel aux habitants de mesures de prudence pour la consommation d eau 155. Si les troubles les plus fréquents se limitent à des épidémies sans gravité, l ingestion d une eau de mauvaise qualité est aussi susceptible de transmettre des maladies dont les effets peuvent être beaucoup plus importants 156. L existence de tels risques impose la définition de mesures de prévention efficaces qui doivent être envisagées non seulement au niveau de la ressource souterraine mais aussi tout au long du réseau de distribution. Si les risques de contamination sont évidents dans le cas d une eau polluée dès son origine, ils existent aussi si l eau est stockée ou conduite au moyen de réservoirs ou de canalisations de qualité incertaine. Vers une surveillance de la qualité des eaux : La ressource en eau de Lifou fait l objet d un contrôle qualitatif depuis 1994 : des campagnes d analyses sont effectuées deux fois par an sur l ensemble des eaux de forage 157. Sur le plan physico-chimique, on considère que l eau de Lifou est de bonne qualité. Seule sa forte teneur en sel peut être soulignée ; elle ne constitue cependant pas un risque majeur pour la santé des consommateurs. Par contre, au 150 Charlotte ANTOINE, «L eau de Koné sous le filtre des observateurs», Les Nouvelles Calédoniennes du 4 février 2002, Contrôle de la présence de virus ou de bactéries. 152 Analyse des différents éléments minéraux présents dans l eau, température, couleur, présence éventuelle de polluants chimiques. 153 Charlotte ANTOINE, «L eau de Maré, à consommer avec prudence», Les Nouvelles Calédoniennes du 22 février 2002, Les coliformes appartiennent à la famille des bactéries intestinales et constituent un indicateur d hygiène de l eau. 155 Il s agit essentiellement de mesures sommaires : faire bouillir l eau avant de la consommer, la filtrer à l aide d une gaze 156 Tel est le cas notamment de la typhoïde, des méningites, des dysenteries, de l hépatite, de la leptospirose, du choléra ou de la poliomyélite. 157 Il s agit d une démarche volontaire puisque aucun texte n impose la périodicité des contrôles. 44

10 niveau bactériologique, l eau des forages contient souvent des micro-organismes pouvant se révéler dangereux pour la santé. Ce problème se rencontre surtout au niveau des réservoirs municipaux où les troubles sont d autant plus grands que le volume de stockage est important. A l heure actuelle, seules dix sept des trente trois stations de pompage de Lifou sont équipées de systèmes de traitement bactériologique par chlore gazeux. Lors des études qui ont suivi les épidémies de gastro-entérites à Maré, c est essentiellement la qualité du réseau du distribution qui était incriminée, les bactéries responsables des maladies se trouvant le plus souvent dans la partie du réseau non chlorée. La solution principalement avancée par les intervenants locaux consiste à renforcer le traitement de l eau en amont de sa distribution, ceci par une généralisation de la chloration. Le plan directeur d alimentation en eau potable de Lifou fixe par ordre de priorité la liste des stations de pompage devant être équipées d une station de chloration. La Province des Iles prévoit en 2002 la mise en place, à Lifou, d un laboratoire d analyse des eaux qui constituera le noyau dur d un futur observatoire de l eau 158. Cette structure devrait offrir la possibilité aux collectivités de maîtriser, d acquérir et d exploiter localement l information. C est ce laboratoire qui aura en charge le contrôle de l eau du réseau publique de distribution. 158 La mise en place de l observatoire de l eau est prévue pour En métropole, la croissance démographique moyenne est de 0,51%. A Lifou, les chiffres ont encore augmentés est sont passés à 2, 04% par an entre 1989 et