Surveillance des eaux souterraines

De nombreuses sources et forages sont suivis régulièrement pour évaluer l’état quantitatif des eaux souterraines, en plus de l’état qualitatif.

Ce suivi consiste à mesurer le débit des sources ainsi que les variations du niveau des nappes d’eau souterraine dans les forages de surveillance. Ces mesures sont réalisées, soit à la main, soit en continu à l’aide de capteurs de pression.

Les valeurs de température et de conductivité électrique des eaux souterraines sont également mesurées. L’interprétation de l’ensemble des données permet d’estimer les temps de transfert des eaux pluviales entre la zone d’alimentation (zone d’infiltration) et les résurgences naturelles des nappes d’eaux souterraines (sources). Ces temps varient en fonction des caractéristiques de l’aquifère.

Interprétation des données de suivi des sources

L’analyse de l’évolution des débits, de la température et de la conductivité des sources apporte de précieuses informations aux fournisseurs d’eau potable et aux scientifiques.
En effet, les mesures pluriannuelles, réalisées par l’Administration de la gestion de l’eau, sont comparées aux données de précipitation et permettent de définir :

• les débits exploitables et la disponibilité des ressources pour la distribution d’eau potable,
• l’impact des précipitations sur la recharge des nappes d’eaux souterraines et les écoulements souterrains,
• la vulnérabilité des captages, en fonction de l’observation ou non d’arrivées plus ou moins importantes d’eaux de surface mal filtrées, chargées en bactéries coliformes, en germes, etc.

Les mesures des débits de sources, qu’elles soient réalisées ponctuellement ou en continu, peuvent être mises en œuvre de différentes façons. Le choix d’une méthode de mesure dépend des caractéristiques des sources, de leur aménagement ou encore de leur conditions d'accès.

Des débitmètres installés sur une canalisation peuvent mesurer en continu le débit d’une source lorsque le captage permet l’installation d’une canalisation.

On peut également chronométrer la durée de remplissage d’un récipient, par exemple un seau, d’un volume précis, pour déterminer le débit d’une source à un instant t.

Des déversoirs, installés de façon permanente en sortie de galerie drainante ou de bassin de collecte des venues d’eau d’une source, permettent également de réaliser des mesures ponctuelles de débit.

Les résultats de ces mesures, suivies en continu ou plusieurs fois par an, sont alors présentés, avec d’autres données telles que la pluviométrie, sur des graphes.

Un exemple de graphe, réalisé pour le suivi de la source Weissbach (code nationale SCC-508-09) est donné ci-dessous. La source Weissbach, qui est une résurgence naturelle des eaux souterraines de l’aquifère du Grès de Luxembourg, fait partie du réseau de surveillance de l’état quantitatif de la masse d’eau souterraine du Lias inférieur.

Sur la figure précédente, on peut observer les variations des débits de la source Weissbach ainsi que les précipitations, qui ont eu lieu entre 2010 et 2024.

De façon générale, plusieurs années relativement sèches se sont succédées entre 2014 et 2017, ce qui a impliqué une diminution généralisée des débits des sources.

Grâce aux plus importantes précipitations, qui ont eu lieu notamment entre les mois de novembre et d’avril entre 2019 et 2021, les débits des sources ont augmenté un peu partout au Luxembourg en 2020. Par la suite, les précipitations hivernales étaient de nouveau moins efficaces pour la recharge des eaux souterraines. En conséquence, les débits de sources ont atteint un minimum à la fin de l’année hydrologique 2022/2023. Depuis 2024, tous les débits de source ont de nouveau augmenté de façon remarquable.

Il est important de considérer que la recharge des nappes ne se produit pas tout au long de l’année, se concentre entre novembre à avril, et dépend de nombreux facteurs tels que :

• la perméabilité du sol et du sous-sol,
• les saisons, sachant qu’environ 80% de la recharge se produit lorsque la végétation est au repos et que l’ensoleillement, les températures, etc. sont tels que moins d’évaporation et moins d’utilisation des précipitations par les plantes ne peuvent se produire,
• l’occupation des sols (surfaces scellées empêchant l’infiltration des précipitations dans le sol),
• la répartition spatiale des précipitations.

Interprétation des variations des niveaux des nappes

Les variations des niveaux des eaux souterraines d’un aquifère donné (qui fait partie d’une masse d’eau souterraine spécifique) [MB1] sont observées par le biais de piézomètres (voir schéma 1).

La figure 2 montre l’évolution du niveau de la nappe du Grès de Luxembourg dans un forage de surveillance entre 2013 et 2024. L’amplitude des variations du niveau est beaucoup plus faible que celle des débits des sources. En général, une nappe varie naturellement, en l’absence de prélèvements, de quelques centimètres à quelques dizaines de centimètres, en fonction de la pluviométrie et en fonction des caractéristiques de l’aquifère. Les variations du niveau de la nappe représentées sur la Figure 2 sont comparables à celles du débit de la source Weissbach pour la même période. En effet, la diminution du niveau des nappes engendre une diminution des débits des sources entre 2014 et 2017, années successives particulièrement sèches. Par analogie, la recharge hivernale de 2024 très supérieure à la normale se reflète également dans les deux graphiques.

Depuis 2017 et grâce à plusieurs années de nouveau plus pluvieuses, notamment les années 2023 et 2024, les niveaux des nappes ont une tendance générale à la hausse qui peut être observée dans tous les aquifères du pays.

Les variations de débits des sources et du niveau des nappes phréatiques sont synthétisées de façon périodique dans des bulletins rédigés et publiés par l’Administration de la gestion de l’eau, comme expliqué ci-dessous.

Bulletins périodiques

Après une succession d’années particulièrement sèches entre 2014 et 2017, l’Administration de la gestion de l’eau a souhaité mettre en place un suivi plus rapproché de l’évolution des débits des sources et, des niveaux des nappes d’eau souterraine, et a souhaité comparer de façon régulière et rapprochée ces données aux valeurs de précipitations.

Ainsi, l’Administration de la gestion de l’eau publie de façon périodique (3 à 4 fois par année) des bulletins récapitulant l’évolution de l’état quantitatif des eaux souterraines au Luxembourg. Ces bulletins sont disponibles en bas de page.

Dans ces bulletins périodiques, l’Administration de la gestion de l’eau fait part de ses observations et de ses interprétations : par exemple, les données collectées via le suivi des niveaux des nappes et des débits des sources ainsi que les données de précipitations ont permis de mettre en évidence que la saturation des sols joue un rôle primordial dans la recharge des eaux souterraines. Il est de plus en plus évident qu'une recharge conséquente des eaux souterraines nécessite non seulement que l’automne et l’hiver (de novembre à avril) soient particulièrement pluvieux, mais aussi qu’une certaine quantité de pluie puisse s’accumuler pendant la période estivale, qui joue un rôle certes secondaire, mais non négligeable. En effet, des pluies régulières pendant l’été permettent de garder la saturation des sols à un niveau suffisamment élevé pour favoriser la recharge dès le début de l’année hydrologique, fin octobre, début novembre.

La situation actuelle de l’état des nappes d’eau souterraine peut être consultée en haut de la page ainsi que dans le bulletin actuel.

L’Administration de la gestion de l’eau reste vigilante quant à l’évolution de l’état général des nappes d’eau souterraine.

Etat quantitatif des masses d’eau souterraine

L’état quantitatif d’une masse d’eau souterraine est l’expression du degré d’incidence des prélèvements directs et indirects sur une masse d’eau souterraine. Un bilan simple peut être réalisé entre la somme des prélèvements et la recharge réelle du ou des aquifères, qui constituent une masse d’eau souterraine. Si la somme des prélèvements est inférieure à la valeur de recharge d’une masse d’eau souterraine, alors l’état quantitatif de cette masse d’eau souterraine est bon. Au contraire, si les prélèvements totaux sont supérieurs à la recharge d’une masse d’eau souterraine, cette dernière est surexploitée, se détériore et est en mauvais état : il faudra alors réduire les prélèvements.

Au Luxembourg, toutes les masses d’eau souterraine sont en bon état. 

On constate cependant que pendant plusieurs années, une diminution des niveaux de certaines nappes a été observée localement. L’Administration de la gestion de l’eau se montre vigilante par rapport à cette situation et contrôle de plus en plus fréquemment les prélèvements, qui sont réalisés dans les différents aquifères pour prévenir toute dégradation.