I.1. Les réserves en eau au niveau mondial

Les stocks d'eau de notre planète sont considérables: près de 1,4 milliards de km³ soit 1,4 milliards de milliards de m³.

Chiffres extraits de "L'eau, G. de Marsily, Dominos, Flammarion, 1995"

Cependant, la majeure partie (97%) de cette eau est présente sous forme d'eau salée dans les mers et les océans, difficilement valorisable pour les activités humaines.

Des 3% restants, ce qui représente tout de même 36 millions de km³, plus des trois quarts constituent les glaciers, très peu accessibles. Le quart restant comprend essentiellement des eaux souterraines (moins d'1% de l'eau totale du globe) et une infime partie forme les eaux de surface contenues dans les lacs d'eau douce et les rivières (soit 0,01% de l'eau du globe).

Répartition des eaux continentales	Km³
Glaciers	27 500 000
Eaux souterraines	8 200 000
Humidité des sols	70 000
Lacs d'eau douce	100 000
Rivières	1 700
Mers intérieures	105 000
Atmosphère	13 000
Biosphère	1 100

Les réserves en eau souterraine peuvent sembler importantes mais seule une très faible proportion est mobilisable et potentiellement utilisable par l'Homme. De plus, ces réserves en eau souterraine sont inégalement réparties sur la planète.

Source : BGR - German Federal Institute for Geosciences and Natural Resources - Hannovre Mars. 2006
Site : Consulter le site (en anglais)
Accès à l'application WebGIS : http://www.bgr.de/app/fishy/whymap/

La représentation à l'échelle mondiale des ressources en eau souterraine permet de distinguer des zones caractérisées par la présence d'aquifères très productifs, et des zones relativement pauvres en terrains aquifères. Dans les régions semi-arides et arides du globe ces ressources peuvent, indépendamment de leur productivité, présenter un caractère non-renouvelable en raison de la faiblesse actuelle des précipitations.

En résumé Les stocks d'eau du globe sont considérables mais les mers et les océans, constitués d'eau salée, représentent 97% Les ¾ de l'eau douce constituent les glaciers, très peu accessibles Moins d'1% de l'eau totale forme les eaux souterraines et 0,01% les eaux de surface Une très faible proportion des eaux souterraines est mobilisable

I.2. Le cycle de l'eau en Wallonie

       Source: Service public de Wallonie, DGARNE

Le capital eau douce de la Wallonie est de l'ordre de 13 milliards de m³ par an.

Ce capital, la région le doit d'abord à un régime abondant et régulier des précipitations (pluie et neige) qui constituent la première phase essentielle du cycle de l'eau. En Wallonie, les précipitations sont particulièrement généreuses: elles représentent une quinzaine de milliards de m³ par an. Elles ne sont pas pour autant géographiquement uniformes. Sur le plateau des Hautes-Fagnes, il tombe annuellement 1400 mm d'eau (1400 litres par mètre carré) contre seulement la moitié à Comines, à l'autre bout de la région.

Dans l'évaluation des réserves en eau, la fréquence des précipitations joue un rôle très important. Pour la région, on enregistre, par an, une moyenne comprise entre 160 et 200 jours au cours desquels il tombe plus de 0,1 mm d'eau. Cette régularité permet, selon la nature plus ou moins favorable du sol, une plus grande infiltration efficace.

De cette eau tombée du ciel, 40 à 45% sont directement évapotranspirés. Au cours de leur infiltration, les eaux sont le plus souvent arrêtées par une couche imperméable et étanche permettant l'accumulation de réserves et leur écoulement vers la surface via des sources.

Le volume des eaux infiltrées aboutissant aux nappes souterraines varie fortement en fonction de la nature du sous-sol. Dans une région schisteuse, il est souvent négligeable alors que dans une région à sous-sol plus perméable, comme la craie, la part des précipitations rejoignant la nappe est très importante et peut représenter plus de la moitié du volume. Globalement, les réserves annuellement renouvelables en eau souterraine sont estimées à 550 millions de m³, dont 2/3 environ sont captés.

Aux précipitations tombant sur le sol wallon, il faut bien entendu ajouter l'eau entrant sur son territoire par les rivières en provenance de France, soit environ 4,5 milliards de m³ par an. Selon la même logique, les rivières wallonnes alimenteront à leur tour les régions voisines (Pays-Bas et Flandre essentiellement mais aussi Allemagne et Grand-Duché de Luxembourg).

Une large part des prélèvements effectués dans les eaux de surface (2600 millions de m³) et souterraines (370 millions de m³) retourne dans le circuit hydrologique sous forme de rejets dans les rivières (2730 millions de m³). Une fraction non négligeable, estimée à 80 millions de m³, n'est pas restituée, soit parce qu'elle est évaporée, notamment dans des processus de fabrication, soit parce qu'elle est incorporée dans des produits de l'industrie ou consommée.

Une partie de l'eau prélevée (de l'ordre de 160 millions de m³) correspond aux volumes d'eau destinée à la distribution publique d'eau potable transférés vers les régions bruxelloise et flamande.

En résumé Le capital eau douce de la Wallonie est de l'ordre de 13 milliards de m³ par an Les pluies apportent 15 milliards de m³ mais 43% sont perdus par évapotranspiration Globalement, les réserves en eau souterraine, annuellement renouvelables, sont estimées à 550 millions de m³, dont 2/3 environ sont captés Les volumes prélevés retournent dans le circuit hydrologique sauf une fraction évaporée ou incorporée et une fraction exportée (eau potable) vers Bruxelles et la Flandre La recharge des nappes en Wallonie est importante, pas tellement du fait des quantités de précipitations mais surtout grâce à leur régularité

I.3. Les formations aquifères de Wallonie

Le sous-sol wallon est bien pourvu de ressources en eau souterraine, même si toutes les nappes ne présentent pas des capacités d'exploitation aussi intéressantes l'une que l'autre. L'eau ne peut être stockée, et circuler, que dans les vides des massifs rocheux, que l'on désigne de façon générique par la porosité. Ces vides n'atteignent les dimensions de grandes cavités que dans le cas particulier des massifs karstiques. En fonction de l'état de la roche, on peut distinguer:

• les nappes en roches meubles ou à porosité d'interstices: l'eau se loge dans les interstices du sous-sol. Selon la porosité, la circulation y est lente (Sables du Tertiaire) ou rapide comme dans les Graviers de la Meuse (dépôts du Quaternaire)

• les nappes en roches cohérentes ou à porosité de fissures: la roche est imperméable à petite échelle mais est parcourue de fissures résultantde processus tectoniques. Le nombre et la largeur des fissures influencent la vitesse de circulation.

Certaines formations, en quelque sorte intermédiaires, présentent une double porosité (fissures et interstices, ex. les craies).
Enfin, divers évènements géologiques peuvent également avoir conféré à certaines formations cohérentes une porosité multiple. C'est notamment le cas des nappes de manteau d'altération (ex. dans les Massifs schisto-gréseux de l'Ardenne ou encore dans le Massif cambro-silurien du Brabant), voire des circulations karstiques qui peuvent avoir lieu dans des vides de taille plurimétrique.

En fonction de leurs caractéristiques propres, les nappes wallonnes peuvent être regroupées en 7 formations aquifères principales:

• le socle cambro-silurien affleure en deux régions de l'Ardenne (Massifs de Rocroi et de Stavelot) ainsi qu'au nord dans le Massif du Brabant.
  Les formations sont principalement constituées de schistes, phyllades, quartzophyllades et quartzites fissurés. C'est en général là où les roches ont subi une altération naturelle ancienne (on parle de paléo-altération) que l'aquifère est le plus productif et peut dès lors être exploité. C’est le cas dans les vallées de la Dyle et de la Senne dans le Brabant, et essentiellement dans les bassins amonts de l’Amblève et de la Vesdre en Ardenne. Dans ces dernières régions, on note également, dans le socle, des venues d'eau plus profondes, carbo-gazeuses, à l'origine des sources minérales (ex. Spa).
  Au nord de la Région, la nappe du Socle cambro-silurien du Brabant est captive et partiellement en continuité hydraulique avec les cailloutis de base du Landénien et du Crétacé. La zone d’alimentation de cette nappe est située dans le bassin supérieur de la Dendre et dans le Brabant méridional.

• les massifs schisto-gréseux du Dévonien présents en Ardenne, dans le synclinorium de Dinant, dans celui de Namur et dans le bassin de la Vesdre.
  Les formations schisto-gréseuses de l’Ardenne sont principalement constituées de schistes, phyllades, grès, quartzophyllades et quartzites fissurés. L’aquifère couvre une grande partie de la carte de la Région wallonne, mais il possède une faible capacité et peut même s'assécher par endroit en été. Les nappes phréatiques contenues dans les couches superficielles, altérées et fissurées, sont captées par drains et par galeries. Cet aquifère est une ressource précieuse pour les régions isolées de l’Ardenne.
  Les Massifs schisto-gréseux des synclinoria de Namur, de Dinant et du bassin de la Vesdre, nettement moins étendus, prolongent au nord le Massif schisto-gréseux de l’Ardenne, et les caractéristiques de leurs nappes sont identiques.

• les calcaires du Primaire regroupent les Calcaires carbonifères et dévoniens du Bord Nord et Sud du Synclinorium de Namur, du Synclinorium de Dinant et du bassin de la Vesdre.
  Les Calcaires carbonifères du bord nord du synclinorium de Namur et les Calcaires carbonifères du Tournaisis forment une nappe qui s’étend depuis la région de Lille jusque Namur, puis se prolonge vers Visé en suivant la Meuse. C’est l’aquifère le plus important en Région wallonne, il se prolonge au-delà de la frontière vers la France et la Flandre.

• les formations du Secondaire Jurassique rassemblent un ensemble des roches triasiques et jurassiques constituant le sous-sol de la Gaume (Calcaires bajociens, Sables et Grès de Virton, ...). L'alternance de couches perméables (calcaires et sables gréseux) et imperméables (marnes ou sables schisteux) donne lieu à la formation de plusieurs nappes superposées plus ou moins indépendantes.

• les craies du Secondaire Crétacé contiennent plusieurs nappes: celle des Craies de Hesbaye, délimitée par les vallées de la Meuse, de la Mehaigne et du Geer, celle des Craies captives du Brabant et des deux Flandres, qui se présente comme une entité isolée, celle des Craies du pays de Herve, encadrée par la Meuse et la Vesdre, celle du Crétacé indifférencié du pays de Herve, celle des Craies du Bassin de Mons, celle du Crétacé du Bassin de Paris et celle du Crétacé indifférencié du Hainaut.
  La nappe des Craies du Bassin de Mons se situe dans la dépression du Bassin de la Haine, cuvette comblée localement par plus de 300 mètres de terrains crétacés. L'aquifère est composé d'un ensemble de formations carbonatées plus ou moins perméables. C'est un aquifère majeur qui se prolonge à l'ouest au-delà de la frontière française dans le bassin de l'Escaut.

• les sables du Tertiaire comprennent les Sables bruxelliens et les Sables du Landénien et de l'Yprésien. La formation des Sables bruxelliens est constituée de roches meubles (sables quartzeux, concrétions gréseuses et sables et grès calcarifères) et se situe essentiellement dans le Brabant wallon. L'eau s'y loge dans les interstices du sous-sol pour constituer la nappe. La zone d'alimentation de la nappe est très étendue (+/- 1.400 km2 dans la partie septentrionale). Le réseau hydrographique joue le rôle d'axes de drainage (Dyle, Gette et Senne).

• les dépôts du Quaternaire regroupent les Thalwegs de la Meuse et affluents, les Terrasses de la vallée de la Meuse, les Thalwegs de l'Escaut et affluents, et les Alluvions tourbeuses de la vallée de la Haine. Des ressources en eau considérables existent dans les Graviers de la Meuse dont le Thalweg est principalement creusé dans les terrains paléozoïques. Le gisement est exploité depuis Dinant jusque Liège. L'eau se loge dans les interstices du sous-sol (limons et graviers). La nappe est en relation directe avec la Meuse.

Pour être complet, il convient de mentionner les gisements particuliers tels que les Conglomérats permiens de Malmedy ainsi que les aquifères indifférenciés tels que le Quaternaire et les terrains houillers.

Etant donné leur relative abondance et la moindre variabilité de leurs caractéristiques chimiques par rapport aux eaux de surface, les eaux souterraines représentent environ 80 % des volumes captés en Wallonie pour la distribution publique d'eau potable.

En 2008:
volume total destiné à la distribution publique = 385,8 millions m3 dont :

eau souterraine = 310,34 millions m3 (80,4 %)
eau de surface = 75,54 millions m3 (19,6 %)

Il faut toutefois noter que de ce volume, 18,2 millions de m³ ne sont pas produits pour la distribution publique. Cette eau est rejetée vers le réseau hydrographique après avoir servi au traitement de l’eau potable, ou parce que sa qualité est insuffisante, ou encore parce qu’il s’agit d’un trop plein de réservoir.

En résumé La Wallonie dispose d'importantes ressources en eau souterraine Les principales formations aquifères peuvent être caractérisées par leur nature lithologique et leur type de porosité: les roches meubles, où l'eau circule plus ou moins abondamment (ex. graviers versus sables) les roches cohérentes, imperméables à l'échelle microscopique, mais dont les fissures, permettent des flux d'eau plus ou moins importants localement (ex. grès, quartzites, calcaires) Du fait de leur texture (ex. craies) ou d'altérations particulières (ex. manteau d'altération de l'Ardenne, karstification des calcaires) certaines roches cohérentes peuvent présenter plusieurs types de porosité superposés, et, de ce fait, devenir de ce fait localement encore plus perméables Les eaux souterraines représentent environ 80% de l'eau de distribution en Wallonie

II.1. Prises d'eau actives et volumes prélevés

La banque de données "Dix-sous" contient les données disponibles relatives aux prises d'eau souterraine et potabilisable, ainsi qu'aux piézomètres. Outre les caractéristiques des ouvrages (localisation, nature, équipement, description, exploitant, ...), on y trouve les historiques des volumes annuels prélevés et des niveaux piézométriques mesurés.

Ces données sont utilisées dans la gestion quotidienne des dossiers (autorisations et permis relatifs aux prises d'eau et aux forages, avis divers, zones de prévention) lors de l'établissement des statistiques annuelles, pour alimenter les modèles mathématiques de formations aquifères et également pour la perception des taxes sur l'eau. La banque de données est écrite dans un environnement Intranet, ce qui facilite son emploi par les multiples utilisateurs.

Un des outils principaux de la banque de données est "l'approche géocentrique". Dans le cadre de demande de permis, d'étude d'incidence, d'étude indicative, de pollution, etc., il permet à la Direction des Eaux souterraines de fournir la liste des prises d'eau et des piézomètres répertoriés dans un périmètre déterminé. La procédure de demande est simple : il suffit de transmettre les coordonnées du point d'étude, de définir le rayon de recherche et le type de données souhaitées. Deux types de documents sont disponibles: une carte indiquant la position des ouvrages avec en arrière plan le fond topographique et une liste reprenant des informations standards telles que les coordonnées et la nature de l'ouvrage, la nappe dans laquelle l'eau est prélevée, le nom du gestionnaire de la prise d'eau, l'usage de l'eau, l'historique des volumes prélevés et des niveaux piézométriques mesurés.

Depuis le 17 octobre 2005, l'outil "approche géocentrique" est disponible sur Internet à partir de l'adresse : http://carto1.wallonie.be/10SousInt/Default.asp
Le site propose les mêmes fonctionnalités que l’outil de 10-sous. Il permet de réaliser les approches géocentriques autour d'un point de coordonnées connues. Ces coordonnées peuvent être introduites directement ou être recherchées au travers de l'application cartographique disponible sur le site.
Deux types d'accès ont été prévus, un tout public et un réservé aux spécialistes. L'accès spécialisé doit être demandé et motivé par e-mail via le site. Depuis octobre 2008, l'accès spécialisé permet également d'obtenir des résultats d'analyses des eaux souterraines.

Au 1er mars 2011, on dénombrait 9672 prises d'eau en activité déclarées et géoréférencées réparties sur l'ensemble du territoire wallon. Toutes les formations aquifères sont donc sollicitées même si les volumes captés peuvent varier fortement d'une nappe à l'autre. A cela, il faut ajouter 4850 prises d'eau exploitées par des particuliers ou des agriculteurs, qui ont bien été déclarées par ceux-ci, mais pour lesquelles la position exacte n'est pas encore connue. Le travail de localisation est en cours de réalisation et permettra la représentation cartographique de ces ouvrages. Il y a également plus d’un millier de prises d’eau mises momentanément en non activité pour lesquelles une enquête est en cours afin de vérifier leur exploitation (recherche de l’exploitant actuel et vérification de l’utilisation de la prise d’eau).

La production d'eau potable concerne 18,4% des captages recensés et géoréférencés, l'embouteillage de boissons 1, 5%, l'agriculture 43,8%, les industries 4,9% et les carrières 0,6%. La catégorie "Autres" (30,7%) regroupe les activités commerciales, hospitalières et de services, les campings, les administrations publiques (hors distribution) et bien sûr les particuliers raccordés ou non à la distribution. Cette répartition du nombre d'ouvrages de prise d'eau par secteur doit toutefois être relativisée en raison du caractère non exhaustif de la banque de données Dix-Sous pour certaines activités. Bien qu'un gros effort de recensement ait été réalisé ces dernières années, il est certain qu'un nombre important mais difficilement estimable de petites prises d'eau privées ne sont pas déclarées.

Les eaux souterraines sont les plus sollicitées en terme de volumes réellement utilisés. En effet, si les volumes (données relatives à l'année de déversement 2008) prélevés en eau de surface totalisent près de 2298 millions de m³, près de 88 % de ceux-ci retournent rapidement dans les cours d'eau puisqu'il s'agit d'eaux de refroidissement (92% pour la production d'énergie + 8% pour les autres activités industrielles). 6% de ces eaux prélevées en eau de surface ne sont pas déversées du fait de l'évaporation au cours du process industriel ainsi que de l'incorporation de l'eau dans les produits fabriqués. Les eaux prélevées en eaux de surface et rejetées dans le milieu plus ou moins directement sous forme d'eaux usées domestiques et/ou industrielles représentent également 6% du volume total prélevé.

Les prélèvements en eau souterraine représentent 383,1 millions de m³ (données 2008), dont la majeure partie (81,0%) est consacrée à l'eau potable. L'embouteillage de boissons consomme 0,8% (32,9% mis en bouteilles et 67,1% pour les activités de production). Les industries utilisent 7,4% des volumes captés (41% pour le refroidissement ou la production de vapeur et 59% pour les activités industrielles). L'exhaure des mines et carrières concerne 9,8%. La catégorie "Autres" 1,0% des volumes prélevés. Elle reprend les prélèvements des agriculteurs, des sociétés de services et d’une petite partie des particuliers. Le recensement et l’encodage des volumes prélevés par les agriculteurs et les particuliers sont loin d’être exhaustifs. Il faut souligner que cette répartition des volumes prélevés ne serait toutefois pas sensiblement modifiée par l'introduction des volumes prélevés aux milliers d'ouvrages privés et agricoles tant les volumes concernés sont négligeables par rapport au total des volumes prélevés. 

La production d’eau souterraine potabilisable est assurée en Région wallonne par :

• 13 sociétés, compagnies et intercommunales réalisant plus de 90% de cette production. Parmi celles-ci, 80 % de cette production sont réalisés par la Société Wallonne des Eaux (SWDE), VIVAQUA (ex-CIBE) et la Compagnie Intercommunale Liégeoise des Eaux (CILE)

• 41 administrations ou régies communales

La distribution publique d'eau potable était quant à elle assurée en 2010 par la SWDE (61% du volume), par 8 compagnies et intercommunales (31% du volume) et 41 administrations ou régies communales (8% du volume).

En résumé La banque de données "Dix-sous" reprend toutes les informations relatives aux prises d'eau: localisation, nature, exploitant, volumes, etc. Elle est utilisée pour la gestion quotidienne, les statistiques, les études de modèles et la perception des taxes sur l'eau. Depuis octobre 2005, le site Web "Dix-Sous" sur Internet permet aux internautes la recherche des informations sur des ouvrage dans un périmètre déterminé. De l'eau souterraine est captée partout en Wallonie. Même si les capacités peuvent varier fortement, toutes les formations aquifères sont sollicitées. Les prélèvements en eau souterraine représentent 383,1 millions de m³ (données 2008). 81,8% sont destinés à l'eau potable (81,0% eau de distribution + 0,8% embouteillage de boissons). Les industries et les mines et carrières consomment respectivement 7,4 et 9,8%.

II.2. Principales prises d'eau

La carte des principales prises d'eau reprend les sites (un site de production peut regrouper plusieurs captages) débitant annuellement plus d'un million de m³. On y distingue les prises d’eau souterraine et les prises d’eau de surface potabilisable. Les 87 sites en eau souterraine représentés totalisent 68,3% de la production d'eau souterraine. Si l'on considère une limite de 500 000 m³, la proportion monte à environ 81%.

Les principales prises d'eau sont essentiellement exploitées pour la production d'eau de distribution. Il faut cependant mentionner 19 sites où l’eau prélevée est destinée à un autre usage extrayant annuellement plus d'un million de m³: 6 concernent des activités industrielles et 13 des carrières, principalement dans le Hainaut.

Le tableau ci-dessous reprend les plus importants sites de prélèvement en eau souterraine, avec une brève description du type de captage.

Type de captage	Commune	Volume prélevé en 2008 (millions de m³)
Ensemble de galeries à flanc de coteau	Modave	25,5
Galeries profondes de Hesbaye	Ans et Hollogne (réservoirs)	13,1
Galeries du Néblon (à flanc de coteau)	Ouffet	10,3
Batterie de puits de Nimy	Mons	10,2
Captage de Vedrin (ancienne mine)	Namur	9,9
Galerie de Spontin (à flanc de coteau)	Yvoir	8,6
Ensemble de prises d'eau réparties sur les 2 communes	Braine-l'Alleud/Waterloo	8,2
Exhaure de carrière à Gaurain-Ramecroix	Tournai	6,2
Galeries de Crupet (à flanc de coteau)	Assesse	5,8
Batterie de puits de Havré	Mons	4,9

A titre d'information, 5 captages d'eau de surface ont produit en 2008, 74,0 millions de m³ destinés à la distribution publique: la Meuse à Tailfer (40,1 millions de m³), la Vesdre à Eupen (16,5), la Gileppe à Baelen (8,6), l'Ourthe à Nisramont (7,1) et le Ry de Rome à Couvin (1,7).

La majorité des principales prises d’eau souterraine prélève l’eau dans les formations calcaires et crayeuses. Un peu plus de 50 % du total prélevé en eau souterraine l’est dans les calcaires et un peu plus de 20% dans les craies.
Ceci est dû à la bonne capacité de production souvent rencontrée localement dans ces aquifères, mais aussi à leur large étendue sous le territoire wallon, à leur localisation essentiellement dans la partie nord de la Wallonie qui est la plus urbanisée et à la bonne qualité de l’eau généralement rencontrée.
On trouve ainsi les formations calcaires depuis le Tournaisis à l’ouest jusque dans la région liégeoise à l’est. Les principales prises d’eau se situent dans les régions de Mons et de Namur (calcaires du bord nord du bassin de Namur), et dans le Condroz entre Dinant et Huy (synclinorium de Dinant).

Les prises d’eau dans les formations schisto-gréseuses du Dévonien (Ardenne) et du socle cambro-silurien représentent 8,4 % du total prélevé en eau souterraine. On n’y retrouve pas de prise d’eau importante, mais un grand nombre de petites prises d’eau pour l’alimentation locale en milieu rural. Ces aquifères sont généralement peu productifs. L’eau est souvent captée à proximité de la surface, soit à l’émergence, soit par drains ou encore dans des puits peu profonds.

Les prélèvements dans les sables du Tertiaire représentent 6,5 % du total. Ces aquifères sont moins productifs que les calcaires et les craies, et aussi plus vulnérables. Leur exploitation est malgré tout assez intense de par leur situation en milieu fortement urbanisé (Brabant wallon).

4,9 % du total est prélevé dans les dépôts du Quaternaire, principalement dans la nappe alluviale des graviers de Meuse entre Namur et Liège. Ce sont surtout des prises d’eau industrielles qui ne nécessitent pas une qualité irréprochable, mais on trouve quand même quelques prises d’eau relativement importantes destinées à la distribution publique (batteries de puits à Yvoir, Jambes, Beez et Bas-Oha).

Enfin, 3,0 % du total est prélevé dans les formations du Secondaire Jurassique dans le sud de la province de Luxembourg. Il s’agit d’aquifères gréseux assez productifs et de bonne qualité. Ils sont cependant peu étendus en Wallonie et situés dans une région faiblement urbanisée, d’où leur relativement faible exploitation.

Sur les 385,8 millions de m³ d’eau potable produits annuellement en Région wallonne environ 160 millions de m³ (soit environ 40 %) sont exportés vers la Région de Bruxelles-capitale et vers la Flandre. Environ 20 % de l’eau prélevée n’arrivent jamais jusqu’au consommateur du fait des pertes en cours de transport et retournent donc dans le sol.

En résumé 68,3% de la production d'eau souterraine est assumée par 87 sites débitant annuellement plus d'1 million de m³ Parmi ces 87 sites, 68 concernent l'eau de distribution, 6 des activités industrielles et 13 des carrières Captages les plus importants: Modave (25,5 millions de m³), galeries de Hesbaye (13,1), Vedrin (9,9), Braine-l'Alleud/Waterloo (8,2), Nimy (10,2), Spontin (8,6), Crupet (5,8), Néblon (10,3) et Gaurain-Ramecroix (6,2) Les formations calcaires fournissent annuellement 200,1 millions de m³, soit plus de la moitié des volumes prélevés et les craies 79,5 millions de m³, soit plus de 20% des prélèvements Les calcaires et les craies fournissent donc environ 75 % de la production d'eau souterraine, le solde est produit essentiellement par les Sables du Brabant et les nombreux captages dans les massifs schisto-gréseux Le réseau d'adduction permet, notamment, l'exportation de 160 millions de m³ par an vers Bruxelles et la Flandre

II.3. Prélèvements et taux d'exploitation par aquifère

Prélèvements annuels (2000 - 2008) dans les principaux aquifères de Wallonie

Réserves, ressources et taux d’exploitation des nappes d’eau souterraine

Les réserves en eau souterraine, quantité totale d’eau souterraine contenue dans les aquifères à un instant donné, sont définies de manière très objective mais leur évaluation quantitative pose un problème que même les avancées les plus récentes dans le domaine de l’hydrogéologie ne peuvent solutionner totalement à l’heure actuelle. La complexité géologique des aquifères, l’évolution de la recharge, les prélèvements qui y sont opérés, ainsi que la grande variabilité du niveau des nappes qui en découle, en sont les causes essentielles.

La connaissance précise de ces réserves est d’ailleurs de peu d’utilité du point de vue de l’exploitation proprement dite. En effet l’exploitation des eaux souterraines doit plutôt faire appel à la notion de ressource. Cette dernière se distingue de la notion de réserve dans le sens où elle constitue le volume d’eau souterraine " effectivement disponible " à plus ou moins long terme compte tenu de toute une série de contraintes parmi lesquelles on citera notamment des contraintes d’exploitation (physiques et techniques), socio-économiques (coûts de production), environnementales (respect des débits d’étiage des cours d’eau, risques d’effondrements dus au rabattement de la nappe) et/ou politiques. Il est ici très important de noter que la ressource ainsi définie ne peut avoir un caractère permanent et que l’échelle de temps à laquelle elle est considérée doit toujours être spécifiée. Elle dépend non seulement de l’évolution des contraintes précitées, mais aussi, et surtout, de l’intensité des prélèvements par rapport à la recharge des nappes. Le principe d’une gestion durable de l’eau souterraine wallonne consiste dès lors à définir, à tout moment, des limites à ne pas dépasser dans les prélèvements afin de garantir la pérennité de la ressource.

A ce titre, un indicateur parfois utilisé est le rapport entre les flux prélevés et ceux qui transitent effectivement via les aquifères, rapport que l'on nomme " taux d'exploitation ". Si les volumes extraits sont relativement bien connus, les flux transitant naturellement au travers des aquifères (on parle aussi d'infiltration efficace) sont cependant beaucoup plus complexes à estimer régionalement.

L’évolution de la ressource reste par conséquent très incertaine suivant, d’une part l’évolution du climat, et d’autre part la manière de mener l’exploitation.
On utilise actuellement de façon plus sûre le niveau des nappes, dont on recherche d'éventuels déséquilibres (qu'ils soient anthropiques ou naturels) pour déterminer toute atteinte à la ressource. Cette méthode ne permet cependant pas d'anticiper les déséquilibres.
Vu l'abondance de la recharge en Wallonie, la plupart des nappes sont loin d'être surexploitées à l'heure actuelle, et ce malgré l'exportation d'environ 40 % de la production d'eau potable.

Certaines nappes sont cependant plus sollicitées que d’autres, en raison de leur productivité ou des besoins en eau (la qualité générale des eaux de surface ne permet en outre pas de produire d’eau potable sans traitement coûteux). Ce fût le cas principalement de la nappe des Calcaires carbonifères du Tournaisis, dont la baisse généralisée depuis la fin de la dernière guerre a dû faire prendre conscience à un moment donné de la nécessité d'adapter les prélèvements. Dans cette nappe, l’eau était en effet prélevée à un rythme supérieur à son alimentation (son taux d’exploitation aurait été bien supérieur à 100 %), provoquant une diminution constante de son niveau d’environ 1 à 2 m par an. Or la nappe a toujours été exploitée simultanément par la France, la Flandre et la Wallonie. Le graphique suivant montre les efforts conjoints qui, depuis principalement les années 90, ont été réalisés pour enrayer cette surexploitation. Actuellement, c'est sans doute cette sage réduction des prélèvements qui est à l'origine du retour à une stabilisation relative des niveaux. En Wallonie en particulier, c'est la mise en service du centre de production de la «Transhennuyère», qui, en conséquence des accords de gestion avec la Flandre, ont surtout permis d'atteindre cette réduction. Le principe en est de récupérer les eaux d’exhaure des carrières du Tournaisis, potabilisées et adoucies dans une station de traitement, après mélange avec de l’eau amenée depuis des captages situés plus à l’Est dans une zone non surexploitée. Ces eaux sont alors fournies aux principaux producteurs grâce à de nouveaux dispositifs d’adduction.

En matière de risque et de prévision, le fonctionnement de l'aquifère des Calcaires carbonifères présente encore de nombreuses incertitudes. C'est pourquoi, principalement sous l'impulsion de la DCE et du colloque de Tournai en 2007, ce sont cette fois les trois partenaires concernés qui se sont mis autour de la table. Au sein du projet Interreg SCALDWIN, un travail de modélisation de la nappe a été débuté en 2010, qui devrait délivrer en 2013 l'outil nécessaire à définir une gestion équilibrée et partagée de la ressource. Un des nombreux problèmes à considérer reste entre autres la garantie du maintien de la qualité de la nappe.

En résumé 3 formations de calcaires fournissent environ la moitié des volumes prélevés en eau souterraine : bord Nord du synclinorium de Namur Aq01, Calcaires carbonifères du synclinorium de Dinant Aq02 et Calcaires du Tournaisis Aq06 2 formations crayeuses fournissent un peu moins de 20% du total: les Craies du bassin de Mons Aq03 et les Craies de Hesbaye Aq04 Les formations schisto-gréseuses du Primaire et du Jurassique du Sud-Luxembourg ont une importance plus locale Des précautions doivent être prises en matière de définition des ressources, des volumes prélevables et donc de l'exploitation des nappes Les ressources sont importantes mais n'ont pas empêché l'apparition de problèmes locaux de surexploitation (cas du Tournaisis, dont la gestion nécessite actuellement des efforts transfrontaliers)

II.4. Piézométrie

Mesure piézométrique
Le niveau piézométrique d’une nappe à l'équilibre est donné par la mesure du niveau de l’eau souterraine dans un ouvrage souterrain non exploité (puits ou piézomètre). Dans une nappe libre, le niveau piézométrique peut fluctuer "librement" dans la formation aquifère considérée, tandis que dans une nappe captive, la formation aquifère est surmontée d'une couche imperméable ; la nappe est alors sous pression et son niveau piézométrique s'équilibre au-dessus du toit de la formation aquifère. Quand ce niveau dépasse le niveau du sol (eau jaillissante), on parle alors d’artésianisme.

Au 1er mars 2011, la Direction des eaux souterraines dispose de mesures piézométriques régulières sur plus de 450 ouvrages. Parmi ceux-ci, 407 sont relevés régulièrement par son personnel. Les mesures réalisées couvrent les principaux aquifères exploités. En fonction de l’appareillage utilisé, on distingue trois types de mesures piézométriques :

Mode de mesure	Nombre de stations
Mesure automatique (capteur de pression)	146
Mesure semi-automatique (limnigraphe)	26
Mesure manuelle (sonde électrique)	235
TOTAL	407

1. les mesures automatiques : en 2010, 146 ouvrages ont été équipés d’un capteur de pression hydrostatique immergé et d’un appareil d'acquisition des données qui enregistre le niveau de l’eau au pas de temps horaire. La récupération des données enregistrées se fait soit sur site lors des passages de contrôle, soit à distance par télétransmission. Les données sont alors transmises par réseau GPRS automatiquement dans la base de données AQUALIM développée par la Direction des cours d’eau non navigables. Les données horaires seront consolidées en données journalières avant d’être transférées dans la base de données Dix-sous ;

2. les mesures semi-automatiques : les ouvrages sont équipés d’un limnigraphe qui permet un enregistrement électromécanique du niveau de l’eau souterraine, en continu sur du papier déroulant gradué. Les enregistrements sont consolidés à raison d’une donnée par 10 jours, soit trois données par mois encodées dans la base de données Dixsous ;
3. les mesures manuelles : les relevés sont réalisés manuellement par un opérateur à l'aide d'une sonde lumineuse à ruban, à des fréquences qui varient d'une mesure par mois à une mesure par an, en fonction de la disponibilité des agents, des conditions d’accessibilité à la station, etc. 

L’acquisition des données et la maintenance des ouvrages sont assurées principalement par l’Administration, avec une sous-traitance résiduelle de la partie automatisée du réseau.

Chronique piézométrique
Une chronique piézométrique au droit d’une station de mesure est la courbe d’évolution du niveau de l’eau souterraine en fonction du temps. Elle permet notamment de mettre en évidence l'influence des conditions climatiques sur les fluctuations saisonnières du niveau de l’eau. Certaines nappes réagissent très rapidement aux infiltrations faisant suite aux précipitations, d'autres peuvent mettre plusieurs mois avant d'atteindre leur équilibre.
La figure compare les chroniques piézométriques au droit de stations situées dans différents aquifères.

Carte piézométrique
Une carte piézométrique est une représentation cartographique de la surface piézométrique d’une nappe par des courbes isopièzes qui indiquent les points de même altitude (ou cote) du niveau d’eau libre de la nappe à un moment donné. Les isopièzes sont tracés par interpolation des cotes piézométriques mesurées, des cotes altimétriques des sources et des niveaux des cours d'eau (si ceux-ci sont en relation avec la nappe). Les cartes piézométriques permettent de définir le sens d'écoulement des eaux souterraines. Des anomalies peuvent mettre en évidence des hétérogénéités dans l'aquifère tels qu’un changement de conductivité hydraulique liée à une faille, une variation de la lithologie, un pompage de la nappe par un puits ou drainage par une galerie captante, etc.

Pour exemple, deux cartes piézométriques sont présentées ici :
-  la carte piézométrique des calcaires de la région de Mouscron-Ath-Tournai ;
-  la carte piézométrique des craies du Crétacé de Hesbaye sur base des données de 2008 (Orban, 2009 ; Carte hydrogéologique de Wallonie Tongeren-Herderen 34/5-6). .

En plus d'être un outil de surveillance préventif de la surexploitation des nappes, la piézométrie pourrait devenir un instrument utile pour l'estimation des ressources moyennant une amélioration de l'exploitation des données. On note cependant une telle diversité de comportement dans le temps et dans l’espace des niveaux piézométriques (cf. chroniques piézométriques) qu’il est encore difficile à ce stade de fournir une estimation correcte des ressources pour l’ensemble du territoire wallon. Cependant, des indicateurs devront être définis en vue de l’évaluation de l’état quantitatif des eaux souterraines (Directive-Cadre sur l’Eau).

Bibliographie

Orban, Ph., 2009. Solute transport modelling at the groundwater body scale: Nitrate trends assessment in the Geer basin (Belgium). PhD Thesis, University of Liège, Liège, 219 pp

En résumé La DGARNE dispose de mesures piézométriques régulières sur plus de 450 ouvrages ; 407 stations piézométriques sont actuellement suivies par la DGARNE dans les aquifères les plus exploités ; Fin 2010, 146 stations ont été équipées d’un système de mesure automatique avec rapatriement des données dans AQUALIM par réseau GPRS.

III.1a. Géochimie des aquifères: minéralisation caractéristique

Cette partie a pour but de caractériser les états de référence géochimique des eaux souterraines. Elle consiste principalement en une série de statistiques tirées des résultats des analyses réglementairement transmises pour les prises d'eau potabilisable dont la production est importante.

Les résultats qui suivent résultent d'une compilation des analyses transmises par les producteurs d'eau pendant la période 1994-2000 concernant 550 sites de captage pour un total de 2200 analyses des composés minéraux. La composition d'ensemble en éléments majeurs a été établie comme suit sur base des valeurs moyennes observées:

La composition des eaux carbo-gazeuses est donnée à titre de comparaison ; il est nécessaire de tenir compte du fer pour équilibrer la balance ionique de ce gisement particulier.
Les variations mesurées au sein d'un aquifère ne sont pas négligeables; les écarts types sont en général de l'ordre de 25 % de la composition moyenne pour les paramètres repris ci-dessus.

La représentation minérale des aquifères sous la forme d'un diagramme ternaire de Piper (à l'aide du logiciel DIAGRAMMES du Laboratoire d'hydrogéologie d'Avignon) indique qu'il y a peu de diversité : la grande majorité des eaux (y compris celles des sables bruxelliens et des graviers de la Meuse) sont du type bicarbonaté calcique, à l'exception de celles du socle et du massif ardennais (Aq010 et Aq013) qui sont très peu minéralisées (cf. Spa Reine). Seul le gisement carbo-gazeux (cf. Bru-Chevron) possède un caractère particulier.

La charge minérale de chaque type d'eau, qui n'est pas représentée sur le diagramme précédent, est reprise dans le tableau ci-dessous avec d'autres caractéristiques physico-chimiques essentielles que sont le pH, la conductivité à 20 degrés en µS/cm (K20), la dureté totale en degré français (TH), l'oxygène dissous en mg/l (O2) et l'anhydride carbonique libre (CO2) en mg/l. Il est intéressant de comparer le résidu sec (ReS, mg/l, paramètre mesuré à 180°C, après transformation des bicarbonates) et les solides dissous totaux (TDS, mg/l, paramètre calculé à partir de la minéralisation, sans tenir compte de la transformation des bicarbonates).

Normalement, le rapport ReS / K20 avoisine 0,75. Quant à l'oxygène dissous, sa diminution corrobore le caractère captif de certains aquifères. Aucune eau ne peut être considérée comme riche en minéraux (telle Contrex ou Vichy, …). La plus chargée est celle des calcaires du Tournaisis suivie de celle des craies du bassin de Mons. Si l'on en exclut les fissures profondes, les nappes ardennaises du manteau d'altération sont très faiblement minéralisées ; elles sont de plus acides et agressives (excès de gaz carbonique), particulièrement les formations du Cambro-silurien (Aq013) dans les régions de Gedinne et des Hautes Fagnes (voir carte).

Source : Francis DELLOYE (DGARNE) à base du programme réalisé par Roland SIMLER,
Labo. Hydrogéologie - Avignon (France)

III.1b. Géochimie des aquifères: éléments en traces

Les autres ions que l'on qualifiera de mineurs sont rarement dosés significativement ; le tableau suivant reprend les mêmes statistiques que celles obtenues pour les éléments majeurs en incluant le fer et le manganèse d'origine naturelle et fréquemment rencontrés. L'aluminium et la silice, éléments très généralement non solubilisés, sont également repris dans ce tableau.

Pour les paramètres repris ci-dessus à l'exception de la silice, du strontium et du baryum, les écarts types par aquifère dépassent en général les niveaux de composition moyenne. Les variations locales mesurées peuvent donc être très importantes. Plusieurs aquifères présentent de manière récurrente des teneurs en fer et en manganèse qui nécessitent des traitements de potabilisation (oxydation et filtration sur sable). Ces teneurs sont en général corrélées avec la profondeur dans la nappe ou le caractère artésien. Les teneurs en manganèse relevées sur certains tronçons de la nappe alluviale de Meuse (Aq007) sont attribuées à l'influence des schistes du Houiller.

Le fluor est présent principalement dans les parties profondes des calcaires du bord Nord Namurois et du Tournaisis (Aq001 et Aq006). Les craies captives du Brabant (Aq08) contiennent naturellement des concentrations importantes en baryum.

Par ailleurs, une étude portant sur les micropolluants minéraux a également été menée à partir des données qualitatives rassemblées pendant la période 1994-2000 en vue de déterminer le " bruit de fond " ou fond géochimique naturel des principaux aquifères. Elle portait sur environ 600 captages parmi lesquels ceux exposés à des contaminations locales ou des singularités géochimiques (gisements métallifères,…) ont été exclus.

Cette étude faisait partie de la préparation du décret sur la protection des sols et son objectif était de déterminer les valeurs de référence VR pour les eaux souterraines, utilisables en tant que valeurs cibles (objectif de qualité optimum) pour l'assainissement des sites contaminés. Dans ce cadre, l'option a été prise de définir une seule valeur utilisable à l'échelle de la Wallonie, tout en repérant les aquifères qui y dérogent pour un nombre non négligeable de captages.

La valeur de référence finalement retenue est un arrondi du 90e percentile de la distribution des valeurs moyennes mesurées en chaque élément sur les 600 captages (P90). Lorsque cette valeur est inférieure à la limite de quantification LOQ couramment pratiquée à l'époque par la plupart des laboratoires, la moitié de cette dernière lui est en général substituée. Le tableau suivant reprend également la valeur médiane P50 de cette distribution, soit une valeur moyenne du "bruit de fond". Toutes les valeurs sont exprimées en µg/l.

*Exemple de lecture : ligne Arsenic :
Dans le Socle du Brabant (Aq16), 40% des captages ont une teneur en Arsenic supérieur à 1µg/l (qui est la valeur de référence VR pour l’arsenic).

L’aquifère surexploité des Calcaires du Tournaisis (Aq06) peut localement se révéler particulièrement affecté par des minéraux en trace qui se libèrent vraisemblablement par drainage acide et dissolution de roches sulfurées. Les aquifères des craies du Pays de Herve (Aq15) et des calcaires de la Vesdre (Aq14) semblent affectés par une pollution diffuse en métaux lourds. Les craies de Mons (Aq03) sont particulièrement affectées par le Sélénium, sans qu’on puisse conclure à une origine naturelle ou anthropique (passif des charbonnages).

Cette étude ne donne qu’un premier aperçu et ne permet pas encore de distinguer parfaitement l’origine naturelle ou anthropique du fond géochimique observé. Aussi les résultats sont à prendre avec toutes les réserves. Le développement d’un réseau patrimonial de surveillance (voir planche V.2) devrait permettre d’en apprendre davantage…

En résumé Les eaux des principaux aquifères de Wallonie sont faiblement minéralisées (Ardenne) à minéralisées (craies et calcaires) En grande majorité, elles sont du type bicarbonaté calcique Les teneurs naturelles en fer (Fe) et manganèse (Mn) posent localement des problèmes de potabilisation Le fond géochimique des micropolluants minéraux potentiels est minime en général, localement significatif pour certains aquifère

III.2. Le nitrate dans les eaux potabilisables

Le nitrate constitue indéniablement l’altération principale des eaux souterraines et son origine est essentiellement due à l’utilisation des engrais. Une surveillance des teneurs en nitrate dans les nappes, systématique depuis 1994 et appelée "survey nitrate", est exercée en application de la directive 91/676/CEE concernant la protection des eaux contre la pollution par les nitrates à partir de sources agricoles. Cette surveillance vise à identifier les zones vulnérables à l’infiltration des nitrates et à contrôler l’efficacité du programme d’action développé par la Région depuis 2002, appelé Programme de Gestion Durable de l’Azote en agriculture (PGDA).

La majorité des analyses sont réglementairement réalisées par les producteurs d’eau destinée à la consommation humaine (au niveau des captages) tandis que l’Institut Scientifique de Service Public (ISSeP) complète l’acquisition des données dans les nappes à risque et moins exploitées (notamment les sables thanétiens des Flandres et le Crétacé du Pays de Herve). L’ensemble des données est validé par la DGARNE.
La carte montre les résultats du "survey nitrate" complet le plus récent (2004-2007). Parmi les données transmises par les producteurs, les résultats concernant les nappes très profondes ou captives ont été éliminés, de même que les points redondants (sélection d'un ou de quelques points parmi les puits d'une batterie de captages).

Etat des principaux aquifères
Le tableau ci-dessous regroupe les informations par nappe d’eau souterraine et détaille le nombre et la proportion de captages par classe de teneurs en nitrate. Les constats réalisés par la DGARNE durant la période 2004 - 2007 sur les réseaux de mesures de Comines-Warneton (Alluvions de l’Escaut) et du Pays de Herve (Crétacé) s'avèrent plus préoccupants que la situation des deux premières zones vulnérables désignées en 1994 (Sables bruxelliens et Crétacé de Hesbaye).

Viennent ensuite 7 masses d'eau dont la moitié des captages dépassent le niveau-guide européen des 25 mg/l. Certaines présentent partiellement ou localement des teneurs élevées et plusieurs dépassements de la norme de 50 mg/l. Ce sont les aquifères des Sables Thanétiens et Landéniens, des craies du bassin de Mons, des calcaires du massif de la Vesdre et les formations schisto-gréseuses et calcaires du Synclinorium de Dinant.
Les nappes de l'Ardenne et du Sud Luxembourg apparaissent peu exposées à des pressions agricoles, tandis que les aquifères du socle du Brabant et des calcaires du bassin de Namur et du Tournaisis demeurent de bonne qualité par suite de la présence de couvertures imperméables ou d’éléments réducteurs comme le fer.

Et qu'en est-il pour le phosphore ?

Evolution des teneurs
Le graphique repris ci-dessous représente les indicateurs construits à partir des concentrations annuelles (2 à 12 analyses par an) moyennes, agrégées pour un ensemble de sites répartis dans les différentes zones vulnérables. Ces indicateurs font partie du tableau de bord du PGDA.

On observe de 1993 à 2002 une tendance à la hausse statistiquement significative dans les territoires qui, entre-temps, ont fait l'objet de la désignation de zones vulnérables. Cette tendance n'est pas forcément liée à une augmentation de la pression agricole mais peut s'expliquer par d'autres mécanismes tels la remontée des nappes, intégrant l'accroissement des précipitations pendant la période considérée.
Depuis 2003, les valeurs moyennes de concentration en nitrate semblent s’être stabilisées sur un palier supérieur pour les Sables bruxelliens et le Crétacé de Hesbaye. Les nappes dont le délai de transfert sol-nappe est plus court (Sud namurois) ne présentent globalement aucun signe d’amélioration.
En conclusion, vu que les temps de réponse aux mesures appliquées au sol se chiffrent en général à plusieurs années voire quelques dizaines d’années, il est encore prématuré d’espérer constater les premiers effets bénéfiques du PGDA.

Zones vulnérables
Les zones vulnérables sont des périmètres de protection des eaux souterraines contre les nitrates d'origine agricole. Le 1er janvier 2007 a vu l'adoption de la zone Nord du sillon Sambre et Meuse et la modification de la zone Sud Namurois. L'ensemble des zones vulnérables aujourd'hui désignées (Sables bruxelliens, Crétacé de Hesbaye, Sud Namurois, Comines-Warneton, Pays de Herve et Nord du sillon Sambre et Meuse) permet de couvrir 7073 km², soit 41,8% du territoire wallon ou 68,7% des volumes prélevés en eaux souterraines pour la distribution publique. Mais surtout, ces zones reprennent la quasi-totalité (97%) des captages échantillonnés dépassant la norme des 50 mg/l et plus des deux tiers (67,8%) des captages dont la teneur en nitrate est comprise entre 25 et 50 mg/l.

Voir aussi "Tableau de bord de l'environnement wallon 2010", partie 4, chapitre 2, indicateur EAU 6.

En résumé La bonne qualité de nos ressources est menacée par le nitrate 10% des sites échantillonnés en 2004-2007 dépassent la norme de potabilité On constate une tendance à la hausse des teneurs en nitrate, dont la cause est en grande partie climatique On ne constate pas encore les effets des mesures prises dans le programme de gestion durable de l’azote en agriculture

III.3. Les pesticides dans les eaux potabilisables

Pesticides pertinents
Depuis plusieurs années, une centaine de pesticides, y compris certaines substances dont l’usage est aujourd’hui interdit, sont recherchés dans les eaux souterraines destinées à la consommation humaine.
Ce sont les herbicides qui sont responsables de la majorité des problèmes posés aux producteurs d’eau potable, qu’ils soient d’usage agricole ou non agricole. L’atrazine (culture du maïs) est interdite depuis septembre 2004 mais cette substance et ses métabolites (dont la déséthylatrazine), de par leur mobilité et leur persistance dans l’eau souterraine, restent les substances les plus fréquemment retrouvées. Plusieurs autres contaminations sont dues à l’utilisation des substances suivantes : bentazone (usage agricole varié), bromacile, diuron et simazine (herbicides totaux), isoproturon et chlortoluron (céréales).

Le 2,6-dichlorobenzamide (BAM), produit de dégradation du dichlobenyl (herbicide total, notamment utilisé dans les cimetières) n’est mesuré que depuis 2003 mais son impact sur les eaux souterraines est alarmant ; toutefois la question de la pertinence de ce métabolite en matière de santé publique n’est pas définitivement tranchée.

La carte ci-contre reprend la situation observée pour l'atrazine durant la période la plus critique. Elle illustre bien la pression anthropique exercée à l'époque et la vulnérabilité (voir planche IV.3) des eaux souterraines dans les sous-bassins hydrographiques de la Senne, de la Sambre et de la Haute Meuse.

Pour une vue d'ensemble plus homogène, actualisée et représentative de l'impact des pesticides en Région wallonne, consulter la carte V.4.

Voir aussi "Tableau de bord de l'environnement wallon 2010", partie 4, chapitre 2, indicateur EAU 8 .

Impact des pesticides sur la production d’eau potable
La problématique des pesticides n’atteint pas l’ampleur de celle des nitrates mais elle se règle, quant à elle, rarement par des dilutions et mélanges d’eau ; très souvent, le dépassement de la norme de potabilité comporte des pics de concentration et se solde par l’abandon du captage ou, lorsque celui-ci est stratégique, par l’installation d’un traitement par adsorption sur charbon actif.

Evolution de la situation
Les herbicides semblent avoir fait leur apparition dans les nappes wallonnes à des niveaux notoires au début des années 90 mais il faut rappeler que c'est depuis lors que les méthodes d'analyse et de détection se sont sensiblement améliorées. Une évolution plus récente est esquissée ci-dessous :

Suite aux mesures successives prises pour limiter l’usage de l’atrazine, on assiste bien à une réduction de l’impact de cette substance et de ses métabolites (pics plus rares, effet des zones de protection, disparition dans les nappes à réponse rapide).
En contrepartie, l’évolution constatée pour la Bentazone est inquiétante. Concernant les herbicides totaux, le Bromacile devient plus pernicieux que le Diuron. Dans le domaine agricole, Isoproturon et Chlortoluron sont mieux maîtrisés.
De manière générale, il devient clair aujourd’hui que le désherbage et l’entretien des espaces verts pose plus de problèmes vis-à-vis des eaux souterraines que la protection phytosanitaire.

En résumé Parmi la centaine de pesticides aujourd’hui contrôlés dans les nappes, une dizaine sont responsables de la plupart des pollutions. Ce sont tous des herbicides. En majorité d’usage non nécessairement agricole. Avec 12% de contaminations dont 4% de dépassements, l'atrazine et ses métabolites ont toujours un impact sérieux sur la production d'eau potable, supérieur à celui du BAM (respectivement 10% et 2%), mais il est en voie de réduction. La progression simultanée d’autres substances dans les nappes indique qu’il ne faut en aucun cas relâcher la surveillance et la prévention.

IV.1a. Zones de prévention programmées ou en cours d'étude

Contexte d'application en Région wallonne
En Belgique, la préservation des nappes d'eau du sous-sol wallon est la compétence de la Région wallonne.
Depuis la date d'entrée en vigueur du Code de l'eau, toute la législation relative à l'eau a intégré les anciens textes réglementaires (décrets et arrêtés). Citons :

• Les dispositions de l'arrêté du 14.11.91 sont reprises aux articles R. 153. à R. 169. du Chapitre III de la partie réglementaire du code, "Protection des eaux souterraines et des eaux utilisées pour le captage d'eau potabilisable".
  Consulter la Table de concordance des arrêtés 'Origine - Modification ou dispositions du code'.
  
• Les dispositions du décret du 30.04.90 sont notamment reprises aux articles D. 171. à D. 174. du chapitre II de la partie décrétale du code, "Protection des eaux souterraines et des eaux utilisées pour le captage d'eau potabilisable".
  Consulter la Table de concordance des décrets 'Origine - Modification ou dispositions du code'.

Ces textes définissent, entre autres, les zones de prises d'eau, de prévention et de surveillance et précisent les mesures qui devront y être prises.

Dans le cadre de l'établissement de ces zones, des études plus ou moins poussées, selon l'importance du captage, ainsi qu'un inventaire des mesures à prendre, sont réalisées par les producteurs d'eau et financées par la redevance sur la protection des eaux potabilisables. Des actions de prévention y seront menées pour garantir la pérennité de la qualité de l'eau.

La Société publique de Gestion de l'Eau (SPGE, instituée par le décret du 15 avril 1999) assure la gestion financière des dossiers concernant la protection des eaux potabilisables distribuées par réseaux, par le biais de contrats de service passés avec les producteurs d'eau.
Dans le cadre du traitement administratif et technique des programmes de protection particulière et des dossiers, la Direction des Eaux souterraines (service central et antennes extérieures), assurant un rôle d'assistance technique, reçoit les dossiers de la SPGE et rend, après analyse, un avis sur ceux-ci. La Direction a aussi en charge l'instruction des dossiers de délimitation des zones de prévention et de surveillance, depuis leur préparation jusqu'à la notification des arrêtés aux personnes désignées.

Les phases nécessaires à la détermination des zones de prévention sont les suivantes :

• avis sur les programmes d'études et d'action et approbation;
• avis sur les études complètes et approbation;
• réalisation des enquêtes de commodo et incommodo;
• délimitation des zones par arrêtés ministériels;
• avis sur les programmes de mesures;
• mise en œuvre des mesures.

Types de zones de protection
On distingue :

1. La zone de prise d'eau I
C'est la zone, obligatoire pour toute prise d'eau, dans laquelle sont installés les ouvrages de surface strictement nécessaires à la prise d'eau. Elle est justifiée par la nécessité d'exclure tout rejet direct dans une zone, estimée à 10 mètres, fragilisée par la fissuration des terrains affectés par les travaux de l'ouvrage de prise d'eau.

2. La zone de prévention II
C'est la zone dans laquelle tout polluant atteindra la prise d'eau sans être suffisamment dégradé ou dilué, sans qu'il soit possible de le récupérer efficacement. Deux sous-zones sont distinguées en nappe libre :

• la zone de prévention rapprochée IIa, proche des installations. En région karstique, les points de pénétration potentiels, dont la liaison avec la prise d'eau est établie, sont également classés en zone IIa.
• la zone de prévention éloignée IIb. Elle correspond à la zone de prévention, déduction faite de la zone IIa.

Cette distinction permet de moduler les réglementations d'une zone à l'autre en imposant des mesures plus sévères à la zone IIa.

3. La zone de surveillance III
C'est la zone qui comprend le bassin d'alimentation et le bassin hydrogéologique susceptibles d'alimenter une zone de prise d'eau existante ou éventuelle.
Dans la mesure du possible, les limites des zones de prévention et de surveillance doivent suivre des tracés naturels ou artificiels, aisément identifiables.

Documents intéressants à consulter :

Télécharger la brochure "Protection des eaux souterraines en Europe" éditée par la Commission européenne.

Télécharger l'Arrêté du Gouvernement wallon modifiant le Livre II du Code de l’Environnement contenant le Code de l’Eau et relatif à la protection des eaux souterraines contre la pollution et la détérioration (12 février 2009).

IV.1b. Zones de protection définies par arrêté ministériel

Les méthode retenues pour la détermination des zones de prévention sont définies dans le Code de l'Eau.
Les données nécessaires pour leur mise en œuvre sont, soit tirées de la connaissance déjà acquise de l'aquifère, soit précisées in situ par la réalisation d'études hydrogéologiques locales telles que essais de pompage, essais de traçage, étude géophysique, etc.

Sans entrer dans les détails, on signalera que trois méthodes furent retenues pour la délimitation des zones de prévention :

• la méthode des distances théoriques tient compte essentiellement de la perméabilité des terrains: zone de prise d'eau (10 m minimum autour des installations), zone de prévention rapprochée IIa ( 35 m autour des installations de la prise d'eau), zone de prévention IIb (100 m dans les aquifères sableux, 500 m dans les aquifères graveleux et 1000 m dans les aquifères fissurés et karstiques autour de la zone de prévention rapprochée); la zone de surveillance III (délimitée par le bassin d'alimentation et le bassin hydrogéologique).

• la méthode de la zone d'alimentation basée sur le calcul du rayon d'influence de la prise d'eau à partir des essais de pompage. Les zones de prise d'eau, de prévention rapprochée et de surveillance sont déterminées suivant la méthode des distances théoriques. La zone de prévention éloignée IIb est délimitée à partir de la zone d' alimentation de la prise d'eau.

• la méthode des temps de transfert : les zones de prise d'eau et de surveillance sont déterminées suivant la méthode des distances théoriques. Les zones de prévention rapprochée et éloignée sont déterminées par les temps de transfert.

  La zone de prévention rapprochée IIa est comprise entre le périmètre de la zone I et une ligne située à une distance de l'ouvrage de prise d'eau correspondant à un temps de transfert de l'eau souterraine jusqu'à l'ouvrage égal à 24 heures dans le milieu saturé.

  La zone de prévention rapprochée IIb est comprise entre le périmètre de la zone IIa et une ligne située à une distance de l'ouvrage de prise d'eau correspondant à un temps de transfert de l'eau souterraine jusqu'à l'ouvrage égal à 50 jours dans le milieu saturé.

Etat d'avancement des dossiers de zones de prévention

Pour délimiter une zone de prévention d'un ou de plusieurs captages en eau souterraine, le producteur d'eau rentre un dossier qui est pris en charge par l'Administration de la Région wallonne. Ce dossier est instruit sur les plans administratif, technique et scientifique par un hydrogéologue de la Direction des eaux souterraines. Le traitement du dossier se déroule en plusieurs étapes dont les principales sont :

1. Réception et instruction du dossier

2. Rédaction d'un projet d'arrêté soumis à l'avis du Ministre

3. Enquête publique

4. Approbation de l'arrêté définitif par le Ministre

5. Publication au Moniteur belge

Etat d'avancement en Région wallonne
Au 1er décembre 2011, 190 zones de prévention d'eau de distribution (y compris les 6 minéraliers) sont approuvées, soit 179 arrêtés ministériels (nombre inférieur au nombre de zones en raison du regroupement de certains dossiers (voir table IV.1c). Pour  7 des  28 dossiers pour lesquels il existe un projet d'arrêté de zone de prévention, l'enquête publique est en cours ou terminée. Pour six zones de prévention (AC_GEDINNE10, INASEP03, INASEP06, SWDE027, SWDE055 et SWDE158), la recherche de nouvelles alternatives est envisagée. Un programme d'action est en cours d'élaboration pour la grande zone de prévention des galeries de Hesbaye et pour les zones SWDE058 et SWDE136.

Situation au 1er décembre 2011	Nombre de dossiers	Volume concerné (millions de m³)*	Nombre de prises d'eau	% volume total **	% prises d'eau ***
Dossier déposé (a)	323	217,19	684	68,95	38,30
Projet d'arrêté (a)	28	11,66	49	3,70	2,74
Zone de prévention approuvée (extrait du Tableau de bord ESO) Sans 5 zones hors programme SPGE	185	121,98	395	38,72	22,12

* basé sur les volumes de 2003
** basé sur un volume total de 315,1 millions de m³ par an
*** basé sur un nombre total de 1786 prises d'eau potabilisable

Aux 190 zones, il faut ajouter 8 zones de prévention et 4 zones de surveillance des minéraliers (dont un agrandissement de celle de Stoumont) approuvées pour les eaux hors distribution publique. Cela représente 56 captages qui ont extrait 2,8 millions de m³ d'eau en 2004.

(a) Les chiffres sont issus de l'application (sécurisée) 'Tableau de bord du suivi des zones de prévention des captages d'eau souterraines' TBOES.
Une importante mise à jour de ce tableau suivie d'une validation a eu lieu en mai 2010. Cette opération a consisté - à vérifier tous les dossiers non encore déposés pour leur traitement, - à supprimer 32 dossiers pour diverses raisons comme par exemple des captages hors service et - à ajouter les données du programme SPGE des zones de prévention 2010-2014.
En mars 2010, il y avait 674 dossiers de zones de prévention et 1117 prises d'eau.
Après l'ajout du programme SPGE 2010-2014, au 1er décembre 2011, on arrive à 755 dossiers et 1329 prises d'eau.

Pour plus d'informations sur les zones de prévention à l'enquête publique ou approuvées, consultez le site des zones de prévention arrêtées en Wallonie.

IV.1c. Zones de prévention approuvées
          (arrêté ministériel ou du Gouvernement wallon)

IV.2. Cartes des eaux souterraines

Le Service public de Wallonie (Direction Générale opérationnelle, Agriculture, Ressources Naturelles et Environnement) a initié en 1999 un programme de cartographie des eaux souterraines. Il implique l'Université de Liège - Hydrogéologie et Géologie de l'Environnement, les Facultés Universitaires Notre-Dame de la Paix de Namur - Département de Géologie, l'Université de Mons - Cellule d'Hydrogéologie et l'Université de Liège - Campus d'Arlon - Département des Sciences et gestion de l'Environnement (ex-FUL). Jusqu’en 2007, chaque équipe a réalisé trois cartes par an, une carte pouvant couvrir plusieurs planches IGN au 1/25 000ème lorsqu’elle se situe aux frontières du territoire wallon. A partir de 2007, chaque équipe ne réalise plus que deux cartes par an, mais prépare en plus deux autres cartes déjà réalisées pour la diffusion sur Internet. Au 1er décembre 2011, 109 cartes hydrogéologiques à l’échelle 1/25 000ème - qui comprennent 2 ou plus planches IGN-ancien découpage àu 1/10 000- (dont cinq déposées au SPW-DESO entre décembre 2010 et décembre 2011: Grandrieu-Beaumont 52/5-6, Mainvault-Lessines 38/1-2 Flobecq-Brakel 30/5-6, Bever- Enghien 38/3-4 Geraardsbergen 30/7, Limbourg-Eupen 43/5-6, Hannut-Montenaeken 41/1-2 Landen 33/5 et Sankt-Vith - Schoenberg - Manderfeld 56/3-4 56/A1) sont déjà couvertes par la carte hydrogéologique mais seulement trente deux sont déjà officiellement éditées sur Internet. Au rythme actuel, le territoire wallon sera entièrement couvert à l’horizon 2013.

Ces cartes hydrogéologiques constituent un document essentiel pour toute personne, société ou institution publique impliquée dans la gestion qualitative et quantitative des ressources en eau souterraine et plus généralement pour tout acteur dans le domaine de l'environnement et de l'aménagement du territoire. Elles synthétisent les informations hydrogéologiques disponibles à l'échelle régionale. L'objectif principal est de fournir des informations concernant l'extension, la géométrie, la piézométrie ainsi que les caractéristiques hydrochimiques et hydrodynamiques des aquifères.

Les applications potentielles de tels documents sont aussi nombreuses que variées. Elles apportent une aide importante lors de la prise de décisions concernant la gestion quantitative et qualitative des eaux souterraines, l'évaluation des risques de pollution, l'intervention en cas d'éventuelle contamination des nappes d'eau, l'établissement de nouveaux sites de captage, la politique d'aménagement du territoire, … Le consommateur curieux pourra également y trouver des réponses à ses questions.

La réalisation de la carte hydrogéologique nécessite la collecte et la synthèse de nombreuses données provenant de sources multiples et variées telles que la Région Wallonne, le Service Géologique de Belgique, les sociétés de distribution d’eau, les bureaux d’études en environnement, les sociétés de forage, les industries ou encore les particuliers. Ces données se composent principalement d'informations géologiques, hydrologiques (réseau hydrographique, station limnimétrique …), hydrogéologiques (piézométrie, hydrochimie …), techniques (équipement des puits …) ou plus générales (fond topographique, réseau hydrographique, etc). Ces données, complétées par des campagnes de mesures et de recherches d'information sur le terrain, sont structurées, harmonisées et stockées sur le serveur de la DGARNE pour leur mise à disposition.

Chaque carte hydrogéologique est accompagnée d'une notice explicative. Le poster, au format A0, contient

• une carte principale au 1/25 000, reprenant la topographie, le réseau hydrographique, les formations aquifères, les zones de prévention, les ouvrages selon leur type (puits, piézomètre, source, galerie etc.), la piézométrie à une date donnée (isopièzes ou, à défaut, cotes ponctuelles de la nappe), les phénomènes karstiques, …
• une ou plusieurs coupes hydrogéologiques montrant la structure des formations aquifères et le niveau piézométrique à une date donnée,
• un tableau de correspondance entre les formations géologiques et les unités hydrogéologiques,
• des cartes thématiques au 1/50 000 complétant l'information donnée par la carte principale:
- une carte des ouvrages où est repris l'ensemble des ouvrages (puits, piézomètres, sources,..) différenciés selon les principaux aquifères sollicités ainsi que les volumes pompés dans les différentes nappes en distinguant les volumes prélevés par les sociétés de distribution d'eau et des autres volumes prélevés (industries, agriculture, …)
- une carte des informations complémentaires, du caractère de la nappe et/ou de la couverture avec les sites où sont disponibles des données hydrochimiques et au droit desquelles divers tests (essais de pompage, traçages, diagraphies...) ont été réalisés, les sites investigués par prospection géophysique, la zone vulnérable aux nitrates (quand elle existe)
- une carte des isohypses de la base et du toit de l'aquifère montre les aspects structuraux des aquifères principaux et leur épaisseur.

Avec l'accord de Databank Ondergrond Vlaanderen (DOV), daté d'octobre 2008, les cartes situées le long de la limite avec la Flandre sont complétées avec les données hydrogéologiques flamandes pour assurer une continuité des différentes couches de part et d'autre des deux régions.
Depuis le 18 mai 2006, un nouveau site Web propre à la carte hydrogéologique a vu le jour. Il contient notamment une application WebGIS, ouverte au public, qui donne accès à toutes les données de la carte hydrogéologique. Le programme des mises à jour de l'application WebGIS est aussi disponible sur ce site : http://environnement.wallonie.be/cartosig/cartehydrogeo/

En résumé 109 cartes hydrogéologiques au 1/25 000ème couvrent déjà  la Wallonie. 16 cartes sont en cours de réalisation. Au rythme actuel, le territoire wallon sera entièrement couvert en 2013 (7 cartes restantes). Les cartes synthétisent les informations hydrogéologiques disponibles à l'échelle régionale. Elles constituent un outil de gestion quantitative et qualitative des eaux souterraines. La carte hydrogéologique est éditée sur le site Web qui contient une application WebGIS où cinq nouvelles cartes y sont diffusées depuis juillet 2011: Sartaigne-Rongy 44/1-2, Laplaigne-Peruwelz 44/3-4, Huy-Nandrin 48/3-4, Froidchapelle-Senzeille 57/3-4 et Nobressart-Attert 68/3-4.

IV.3. Cartographie de la vulnérabilité des eaux souterraines

L’évaluation et la cartographie de la vulnérabilité des eaux souterraines visent à refléter la variabilité spatiale de la sensibilité de ces eaux à des pollutions ayant cours à la surface.

Les études de vulnérabilité font généralement la distinction entre trois notions : la vulnérabilité intrinsèque, la vulnérabilité spécifique et le risque. La vulnérabilité intrinsèque reflète la capacité du milieu à réduire naturellement toute contamination, indépendamment de la nature et de la quantité de contaminant, de ses propriétés, du mode d’émission (instantanée ou permanente, ponctuelle ou diffuse) et de la probabilité d’occurrence. Son évaluation repose sur les caractéristiques géologiques, géographiques, hydrologiques et hydrogéologiques du bassin étudié. La vulnérabilité spécifique ajoute à l’analyse précédente la prise en compte des interactions chimiques, physiques ou microbiennes possibles entre le milieu souterrain et le contaminant (dégradation, sorption – désorption, …). De façon générale, le risque tient compte des scénarios possibles de pollution dans le bassin (distribution spatiale et temporelle du polluant : pollution ponctuelle ou diffuse, instantanée ou continue…), de la probabilité d’occurrence des événements polluants et de l’ampleur des conséquences de cette pollution.

Des nombreuses techniques ont été développées en vue d’évaluer et de cartographier la vulnérabilité des eaux souterraines, les plus connues étant les méthodes multicritères d’indexation et de pondération de facteurs tels que des paramètres géologiques (épaisseur de la couverture ou de la zone non saturée, perméabilité des terrains), géomorphologiques (pentes, accidents particuliers), environnementaux (occupation du sol,...). Un système d’indexation est mis en place, des points étant attribués aux différents facteurs considérés (par exemple, des points de 0 à 10 pour des classes de pentes). Des pondérations sont ensuite appliquées, afin de mettre en évidence, voire de favoriser l’importance de certains facteurs. L’indice final de vulnérabilité est généralement obtenu par une combinaison des indices pondérés des facteurs (le plus souvent, une addition). La variabilité spatiale de ces valeurs est généralement visualisée à l’aide d’un système d’information géographique. La dernière étape est la reclassification des indices numériques finaux en un nombre plus réduit de classes de vulnérabilité (par exemple : très, moyennement et peu vulnérable) et la réalisation de la carte de vulnérabilité.

Une des premières méthodes d’indexation et de pondération des facteurs et une des plus utilisées dans le monde est DRASTIC, développée pour le U.S. Environmental Protection Agency (EPA) par Aller et al.(1987). Malgré leur utilisation répandue, on peut citer des nombreux inconvénients associés à ces méthodes d’indexation et de pondération : la subjectivité des systèmes de combinaison et du choix des valeurs pivots, l’empirisme des équations, le choix, différent d’une méthode à l’autre, des paramètres et facteurs qui doivent être pris en considération, mais surtout la difficulté de valider et interpréter les résultats et donc d’utiliser en pratique de telles cartes. Beaucoup de pays ont développé leur propre méthode, adaptée aux conditions et sensibilités locales, éventuellement en liaison avec la législation locale, en s’inspirant éventuellement de l’une ou l’autre méthode existante.

En Région Wallonne, trois approches ont été proposées pour l’évaluation de la vulnérabilité des aquifères.

Dans le cadre de la convention RW – UMons – UCL « Caractérisation des masses d'eau souterraine du bassin de l'Escaut en Région Wallonne à partir des connaissances disponibles sur les aquifères », l’Unité de Génie Rural de l’Université catholique de Louvain a proposé une méthode DRASTIC modifiée. (Sulmon et al., 2006). Les paramètres « type de sol » et « recharge » de la méthode initiale ont été fusionnés en un seul paramètre, qui résulte d’un modèle conceptuel, AF/RF (« attenuation factor / retardation factor »). Ce modèle est une simplification de deux équations de phénomènes de transfert des pesticides dans le sol (Rao et al., 1985). Les poids et indices de la méthode DRASTIC originale ont été transformés afin d’obtenir des valeurs entre 0 et 1 :

Dans le cadre de la convention RW – SPGE – FUSAGx « Evaluation des mesures prises pour réduire les incidences de la pollution diffuse d’origine agricole et domestique sur la qualité des masses d’eau de surface et souterraines de la Région wallonne à l’aide du modèle EPICgrid - projet Qualvados », la recharge annuelle a été considérée comme un critère de classement de vulnérabilité. Cette méthodologie peut être considérée une première approximation. En effet, le devenir d’une éventuelle pollution dépend de la recharge de la nappe, qui est le vecteur principal de mobilité verticale des polluants vers la ressource en eau souterraine. Mais il faut tenir compte en plus de la capacité d’atténuation du milieu souterrain entre la surface et le toit de la nappe d’eau souterraine, voire en son sein. En outre, pour une meilleure comparaison entre les masses d’eau souterraines, à l’évaluation de la recharge on peut ajouter celle des réserves (plus les réserves sont importantes, moins la nappe est vulnérable), voire le taux de renouvellement. Pour la plupart des masses d’eau, ces données ne sont actuellement pas disponibles.

Dans le cadre de la convention RW – ULG « Tests d’une méthode de cartographie de la vulnérabilité intrinsèque applicable aux nappes aquifères de la Région Wallonne », une nouvelle technique a été proposée (Popescu et al., 2004). Elle a été nommée ultérieurement Apsû* (protection des aquifères par évaluation de leur sensitivité – vulnérabilité). En considérant que le point de départ des problèmes des méthodes « classiques » est le manque de clarté de la définition du concept de vulnérabilité, la nouvelle approche repose sur trois questions et trois critères associés reflétant objectivement et de manière physiquement basée la sensibilité de l’eau souterraine aux pollutions : (1) si une pollution se produit, combien de temps mettra-t-elle pour arriver à la nappe d’eau souterraine (temps de transfert) ? (2) si elle l’atteint, quel sera le niveau potentiel de contamination (niveau de concentration) ? et (3) combien de temps cette contamination sera-t-elle susceptible de durer (durée potentielle de pollution) ? La méthode tient compte des conditions d’infiltration – ruissellement et de possibilités de by-pass de la zone non-saturée (dangerosité de la surface du sol). Pour l’évaluation de la vulnérabilité intrinsèque, seul le critère de temps de transfert dans la zone non-saturée est retenu (un niveau de concentration ne peut être vraiment évalué en « intrinsèque » et la durée et le temps de transfert sont liés – plus court le temps de transfert, plus courte la durée de pollution). Les classes de temps de transfert ont été établies en analogie avec les zones de prévention et le cycle hydrologique :

* Apsû est le nom du dieu de l'océan souterrain d'eau douce dans la mythologie sumérienne et akkadienne. Selon cette croyance, les lacs, sources, rivières, puits et autres points d'eau douce découlent tous d'Apsû.

Références :
1. Aller, L., Bennet, T., Lehr, H.J., Petty, J.R., Hackett, G. (1987) DRASTIC : A standardized system for evaluating ground water pollution potential using hydrogeologic settings, Robert S. Kerr Environmental Research Laboratory, U.S. Environmental Protection Agency Report EPA-600/2-87-035.
2. Rao, P., Hornby, A., Jessup, R. (1985) Indices for ranking the potential for pesticide contamination of groundwater, Soil and Crop Science Society of Florida, 44, 1985.
3. Sulmon, R.P., Pinte, D. , Simon, B., Vanclooster, M. (2006) Cartographie de la vulnérabilité de la ressource. Rap. final "Caractérisation des masses d’eau souterraine du Bassin de l’Escaut en Région Wallonne à partir des connaissances disponibles sur les aquifères", Convention RW-FPMS, UCL.
4. Dautrebande, S., Degré, A., Sohier, C., Hallet, V., Barbier, F., (2008) Evaluation des mesures prises pour réduire les incidences de la pollution diffuse d’origine agricole et domestique sur la qualité des masses d’eau de surface et souterraines de la Région wallonne à l’aide du modèle EPICgrid - projet Qualvados. Convention RW- SPGE-FUSAGx-FUNDP.
5. Popescu, I.C., Dachy, M., Brouyère, S., Dassargues, A. (2004) Tests d’une méthode de cartographie de la vulnérabilité intrinsèque applicable aux nappes aquifères de la Région Wallonne. Application à l’aquifère calcaire du Néblon. Convention RW-Ulg.

En résumé Une carte de vulnérabilité est un outil pour la gestion du territoire intégrant une politique de protection à long terme des ressources en eau souterraine. Trois approches ont été proposées en Région Wallonne pour l’évaluation de la vulnérabilité des aquifères. La méthodologie proposée par l’UCL apporte une amélioration de la méthode DRASTIC, en introduisant un modèle simplifié de transfert de polluants dans le sol. La méthodologie proposée par la FUSAGx considère la recharge annuelle comme critère de vulnérabilité. A défaut des données disponibles, cela peut être considéré comme une première approximation. La méthodologie proposée par l’ULg propose un concept physiquement basé avec des critères validables. Dans un premier temps, l’évaluation de la vulnérabilité intrinsèque a été faite (sans s’adresser donc à un polluant spécifique). Les méthodes montrent clairement la volonté de partir de bases scientifiques et de critères objectifs dans l’évaluation de la vulnérabilité des aquifères.

V.1. Masses d'eau souterraine

Définitions de la Directive cadre sur l'Eau
Comme pour les eaux de surface, la Directive cadre sur l'Eau (Directive 2000/60/CE) introduit un nouveau concept, celui de masse d'eau souterraine, nouvelle unité élémentaire du milieu aquatique, mieux adaptée à la gestion des eaux à l'intérieur des bassins hydrographiques à large échelle (districts hydrographiques).
La Directive cadre propose en outre les définitions suivantes:

Aquifère : une ou plusieurs couches souterraines de roche ou d'autres couches géologiques d'une porosité et perméabilité suffisantes pour permettre, soit un courant significatif d'eau souterraine, soit le captage de quantités importantes d'eau souterraine.

Masse d'eau souterraine : un volume distinct d'eau souterraine à l'intérieur d'un ou de plusieurs aquifères.
L'article 5 de la Directive précise que les États membres effectuent une caractérisation initiale de toutes les masses d'eau souterraine pour évaluer leurs utilisations et la mesure dans laquelle elles risquent de ne pas répondre aux objectifs de qualité de chaque masse d'eau souterraine prévus à l'article 4.

Critères de délimitation adoptés en Région wallonne
L' analyse doit définir en premier lieu l'emplacement et les limites de la masse ou des masses d'eau souterraine.
Contrairement au cas des eaux de surface, la Directive et les documents-guides qui en dérivent ne proposent pas de méthodologie précise pour délimiter les masses d'eau souterraine.

En Région wallonne, les travaux indispensables à cette fin ont débuté en 2001 et ont été menés par un comité d'experts réunissant les services universitaires spécialisés en hydrogéologie et la Direction des Eaux souterraines, en présence des représentants du projet PIRENE. Une étape importante du processus a consisté à déterminer les aquifères transfrontaliers lors de réunions de travail internationales qui se sont tenues le 10 juillet 2001 à Namur, le 31 juillet 2001 à Luxembourg et le 27 août 2001 à Mons. Les résultats de ces travaux concertés ont été actés par la Conférence ministérielle de Liège du 30 novembre 2001. La mise en œuvre des critères de délimitation définis par le Comité d'experts s'est poursuivie pendant l'année 2002 pour aboutir à une première délimitation. Les approches parfois différentes utilisées par les partenaires des districts de la Meuse et de l'Escaut ont enfin nécessité une concertation qui s'est déroulée au second trimestre 2003 au sein des deux commissions internationales (Escaut et Meuse) pour harmoniser les masses d'eau souterraine au niveau des districts.

Les aquifères sont délimités suivant des critères purement hydrogéologiques, tandis que les masses d'eau souterraine, telles que définies dans la Directive, peuvent être délimitées tant suivant des critères hydrogéologiques que suivant des critères non hydrogéologiques. Les limites des masses d'eau souterraine peuvent également tenir compte d'impératifs liés à la gestion même de la masse d'eau.
Les critères retenus sont:

Critères hydrogéologiques :

• étendue et caractéristiques des couches géologiques ;
• zone d'alimentation ;
• ligne de partage des écoulements souterrains ;
• liaison hydraulique entre les couches géologiques ;
• interaction avec les eaux de surface et les écosystèmes terrestres associés ;
• propriétés hydrochimiques, distinction entre les nappes libres et les nappes captives.

Critères non hydrogéologiques :

• captage ou possibilité de captage ;
• impact des pressions, tant le captage que la pollution, sur les masses d'eau, les écosystèmes terrestres et les dégâts aux couches ou aux biens non meubles à la surface de la terre (comme les affaissements) ;
• ligne de partage des eaux de surface ;
• limites administratives.

Application en Région wallonne
De tous les critères figurant ci-dessus, seul le dernier n'a pas dû être appliqué en Région wallonne. La désignation et la première caractérisation des masses d'eau souterraine résultant de la mise en application de la Directive cadre ont nécessité l'adoption préalable d'une méthodologie. Celle-ci a été établie par l'Administration (DGRNE) et l'Observatoire des Eaux souterraines intégré à celle-ci, au départ des informations générales reprises dans la Directive cadre et d'indications contenues dans une série de documents guides rédigés par des experts européens, dans les mois qui ont suivi la publication de la Directive au Journal Officiel des Communautés Européennes.

Cette méthodologie a été élaborée en concertation entre les Services concernés du MRW (DGRNE) et du MET (Voies navigables). Elle a par ailleurs été approuvée par la Plate-forme Permanente pour la Gestion Intégrée de l'Eau (PPGIE), en séance du 10 décembre 2003. Enfin, une coordination pour les masses d'eau transfrontalières a été assurée avec les administrations flamande, française, allemande et néerlandaise, dans le cadre des Commissions internationales pour la Meuse, l'Escaut et le Rhin. Le tableau ci-dessous reprend la liste des masses d'eau souterraine définies ainsi que quelques unes de leurs caractéristiques.

.

En résumé La mise en application de l'article 5 de la Directive cadre sur l'Eau a abouti dans le cas de la Région wallonne à un découpage en 33 masses d'eau souterraine, dont 10 dans le district de l'Escaut, 21 dans celui de la Meuse et 2 dans celui du Rhin. Parmi ces masses d'eau souterraine, 24 sont à aquifères transfrontaliers et nécessiteront une gestion commune avec les régions ou états membres voisins. Les masses d'eau souterraine ont été approuvées par la PPGIE et par le Gouvernement wallon. La délimitation précise des masses d’eau souterraine est toujours susceptible d’évoluer en fonction de l’amélioration de la connaissance de certains aquifères insuffisamment caractérisés jusqu'à présent.

V.2. Réseau de surveillance de l'état des masses d'eau souterraine

Une étape importante de la mise en œuvre de la Directive cadre sur l’eau (DCE) en Région wallonne était l’établissement, au 22 décembre 2006, d’un programme de surveillance des 33 masses d’eau souterraine définies en Région wallonne. D’où la nécessité d’un nouveau réseau de surveillance aussi représentatif que possible, permettant une évaluation cohérente et complète de l’état du patrimoine et des ressources hydriques.
La mise en place de ce réseau a nécessité deux années de travail pour l’Observatoire des Eaux Souterraines en étroite collaboration avec les universités (projets Scaldit pour l’Escaut et Synclin’Eau pour la Meuse).

Pour bien comprendre

Site de contrôle :

endroit où il est possible de procéder à des observations pertinentes concernant l’état quantitatif ou chimique de l’eau souterraine (il pourra s’agir de points de mesure sur des puits, piézomètres, sources, etc.). Le vocable "station de mesure", trop restrictif, est désormais abandonné.

Réseau de surveillance :

ensemble organisé et permanent de sites de contrôle plus ou moins espacés et répartis sur le territoire. Les termes "patrimonial" et "producteur" seront utilisés fréquemment pour distinguer le fournisseur de la donnée, respectivement l’Administration – Direction des eaux souterraines de la DGARNE – ou le producteur d’eau.

La contribution des producteurs d’eau porte sur toute prise d’eau souterraine potabilisable en activité et dont le volume produit dépasse le seuil de 100 m³ en moyenne journalière, et toute prise d’eau souterraine non potabilisable en activité, dont le volume produit dépasse le seuil de 1000 m³ en moyenne journalière.

La part patrimoniale réunit des sites de contrôle où sont implantés des piézomètres, des sources ou d’autres catégories de prises d’eau que celles visées au paragraphe précédent.

Le nouveau programme de surveillance :

En application de l’article 8 de la DCE, le nouveau programme de surveillance, couvrant la période 2007-2015 et mené sur une sélection représentative des sites de contrôle, appelé réseau de surveillance DCE, inclura :

• un programme de contrôle du niveau des nappes (ou du débit de certaines sources) destiné à établir l’état quantitatif des masses d’eau et son évolution ;
• un programme de contrôle de surveillance portant sur tous les polluants ou paramètres pertinents dans les eaux souterraines, destiné à établir régulièrement l’état chimique des masses d’eau ainsi que son évolution, et détecter l’apparition de nouveaux polluants ;
• un programme de contrôles opérationnels portant sur les masses d’eau qui risquent de ne pas atteindre le bon état en 2015 et visant à suivre, chaque année, les altérations constatées et en particulier à établir les tendances des concentrations en polluants observés.

Les contrôles non repris dans ces programmes seront désormais qualifiés de contrôles additionnels (zones vulnérables, zones de captage d’eau, …) ou de contrôles d’enquête (Police des Etablissements classés, sites contaminés, …).

En particulier, les sites protégés destinés au captage d’eau souterraine destinée à la consommation humaine (soit les captages d’eau potabilisable) qui ne sont pas repris dans le réseau de surveillance DCE, parce que redondants ou insuffisamment représentatifs des pressions anthropiques, feront partie du réseau de surveillance additionnel de la DGARNE (en conformité avec l’article 7 de la DCE).

Documents à consulter :
Principes et méthodologie d’adaptation du réseau de surveillance de l'état quantitatif des eaux souterraines en Région wallonne
Principes et méthodologie de conception du réseau de surveillance de l'état chimique
Programme de surveillance de l’état des masses d’eau de la Région wallonne

Description du réseau DCE

L’application de la directive cadre a nécessité une restructuration et un redéploiement du réseau de surveillance existant de manière à appréhender les masses d’eau mal connues. En outre, son exigence de représentativité a abouti à la nécessité de rééquilibrer le réseau principal entre les ressources exploitées et non exploitées.

Le réseau de surveillance DCE totalise 566 sites de contrôle répartis comme suit dans les districts hydrographiques internationaux subdivisant la Région (pour rappel, les eaux souterraines du bassin de la Seine sont, par similitude géologique, rattachées au District de la Meuse):

Nombre de sites de contrôle	Symbole sur la carte	Escaut	Meuse	Rhin	Total Région wallonne
Réseau quantitatif		82	102	3	187
Réseau chimique à gestion patrimoniale		72	126	8	206
Réseau chimique à gestion producteur		77	111	5	193

Une vingtaine de points seulement sont communs aux réseaux quantitatif et chimique patrimonial.

En vue d’optimiser le réseau, une trentaine de nouveaux forages sont également programmés.

La carte reprend les sites du réseau de surveillance (réseau DCE et réseau additionnel DGARNE).

Pour les besoins propres à la DGARNE et l’étude de problématiques particulières, un réservoir de sites de contrôle plus étendu est bien entendu maintenu opérationnel.

On peut constater que la densité des sites de contrôle est plus importante dans le bassin de l’Escaut que dans l’espace Rhin-Meuse; cela est dû d’une part à l’existence plus fréquente de deux masses d’eau superposées (zones hachurées) mais résulte aussi de l’importance des pressions exercées par l’activité humaine. En cas de pressions diversifiées, cette densité dont la base est de 1 site par 100 km2 peut atteindre 1 site par 25 km2.

Le réseau principal de surveillance sera adapté en 2014 en fonction des connaissances acquises d’ici-là et en vue d’en accroître la représentativité, mais aussi, si possible, de le rationaliser pour l’exercice du deuxième plan de gestion de la DCE.

En résumé Un nouveau réseau de surveillance de l’état quantitatif et qualitatif des masses d’eau souterraine a été finalisé en décembre 2006 pour l’ensemble de la Région en application de la Directive cadre sur l’eau. Le programme des analyses et des relevés qui seront effectués sur cet ensemble de 566 sites de contrôle représentatifs a été défini pour la période 2007-2015. Ce programme fait comme par le passé appel à la contribution essentielle des producteurs d’eau mais la complète par une source d’information dite patrimoniale tout aussi importante.

V.3. Réseau de surveillance des émergences

Dans les milieux karstiques, du fait de la grande hétérogénéité des écoulements de l'eau souterraine, un réseau de surveillance classique, constitué principalement de prises d'eau sur puits et de piézomètres échantillonnés quelques fois par an, peut perdre totalement sa représentativité en termes d'évaluation globale de l'état de la masse d'eau. Le réseau peut dans ce cas, tant pour l'aspect chimique que pour l'aspect quantitatif, être avantageusement complété des deux manières suivantes:

• D'une part en focalisant la surveillance en des points intégrant mieux les flux d'eau tels que les sources (émergences). L'écoulement souterrain spécifique¹ y atteint couramment plusieurs dizaines de litres par seconde et par km²;
• D'autre part en augmentant, pour quelques paramètres "clés", les fréquences d'échantillonnage. En pratique, vu la grande variabilité des sources, cet objectif ne peut être atteint qu'en mesurant automatiquement et en continu avec une instrumentation in-situ².

Les eaux karstiques sont les eaux souterraines qui, en termes de flux d'eau et de polluants, présentent les interactions les plus significatives avec les eaux de surface. Ces interactions doivent être considérées aussi bien dans le sens de l'impact des eaux de surface sur les eaux souterraines que dans le sens des eaux souterraines sur les eaux de surface (impacts sur le débit et sur les états chimique et écologique des cours d'eau).
Le réseau dit "des émergences" de la DGARNE est constitué de stations automatiques mises en place sur deux masses d'eau (RWM023-calcaires et grès de la Calestienne et RWM021-calcaires et grès du Condroz). Il a été initié en 2006 et comporte actuellement 8 stations implantées sur des sources karstiques importantes non captées. Les stations sont suivies par l'ISSeP et la DGARNE, ainsi que via quelques autres collaborations (projet SYNCLINEAU, CWEPSS…).
Le tableau ci-dessous offre un aperçu des paramètres mesurés. Les fréquences d'échantillonnage varient entre 5 et 30 minutes.

La plupart des émergences font l'objet des mêmes analyses régulières que celles pratiquées sur les autres points du réseau de surveillance (réseau patrimonial et réseau des producteurs). Elle ont également fait l'objet d'une campagne d'analyses (FATE EU GW) de polluants émergeants organisée par le JRC en automne 2008.
Enfin, il convient de signaler que pour plusieurs des systèmes étudiés (Chalet, Eprave, Lembrée...), d'autres points intermédiaires de la nappe, ou les "inputs" en surface, sont également surveillés.
La figure V.3.1 (voir planche cartographique V.3) montre l'évolution des débits et des températures des émergences depuis le début de leur surveillance. On notera la tendance à la baisse des températures mais également la complexité de la dynamique de ce paramètre, fonction des modalités de la recharge.
La dynamique des crues est étudiée de façon plus détaillée à la résurgence du Chalet (figure V.3.2) où un dispositif expérimental combinant les mesures in-situ et des prélèvements est utilisé afin de calibrer les méthodes in-situ, notamment en termes de pollution organique (voir la corrélation entre la turbidité et les teneurs en hydrocarbures aromatiques polycycliques, alors que la courbe de fluorescence à 365 nm est le témoin d'une seconde composante organique sans doute liée à l'infiltration ). Cette résurgence est un ancien captage abandonné depuis 1993 en raison de sa contamination par divers produits organiques et du coût excessif des mesures nécessaires pour en assurer une protection efficace.

¹ Débit annuel moyen de la source rapporté à la superficie du bassin d'alimentation.
² En règle générale, dans le karst, l'échelle de la crue (quelques heures à quelques jours) doit être considérée.
³ Joint Research Center : Centre commun de Recherches de la Commission européenne.

Bibliographie

- Bassin Rhône-Méditerranée-Corse, 1999: Guide technique N°3. Connaissance et gestion des ressources en eaux souterraines dans les régions karstiques.
- European Commission, 2009: Guidance document N°19. Guidance on surface water chemical monitoring under the water framework directive. Common Implementation Strategy for the Water Framework Directive. Technical Report - 2009 - 025.
- Loos R. & al. (in press): Pan-European survey of the occurrence of selected polar organic persistent pollutants in ground water.
- NAQUASPE: Paramètres mesurés sur place et fréquence des analyses.

En résumé Un réseau de surveillance in-situ et en continu de 8 émergences karstiques est opérationniel depuis 2006 dans deux masses d'eau calcaires (RWM023 et RWM021). Ce réseau est destiné à: Replacer les variations chimiques et quantitatives très rapides de ce type d'aquifère dans un contexte mieux documenté; Apporter un meilleur éclairage sur le devenir des pollutions, qu'elles soient accidentelles, chroniques, ou à long terme; Mettre au point des méthodes de mesure complémentaires favorisant des évaluations environnementales plus représentatives et à moindre coût. Cette surveillance intégrée des bassins calcaires fournit en outre un état des lieux utile à l'avenir pour la détection des impacts (dégradations des eaux liées aux activités anthropiques ou modifications dues au changement climatique).

V.4. Système d'évaluation de la qualité des eaux souterraines, SEQESO

Cet outil, autorisant un diagnostic rapide et synthétique de l’état chimique de l’eau souterraine, a été approuvé par le Gouvernement wallon en 2003 et développé par la DGARNE.

Le SEQESO est, comme le SEQEAU français dont il s’inspire, une grille de lecture et d’interprétation d’un protocole d’analyse complet relatif à un point d’eau, reposant sur :

• l’examen parallèle des différents usages et fonctionnalités de l’eau souterraine ;
• la définition de seuils de qualité croissante pour chaque paramètre chimique envisagé ;
• le regroupement des paramètres par familles appelées altérations.

La qualité d’une eau brute souterraine est examinée par rapport à trois fonctions essentielles :
1) les usages de l'eau et principalement l’aptitude de l’eau à la distribution publique d’eau potable, s’agissant de l’usage le plus strict et d’intérêt majeur en Wallonie ;
2) l'état patrimonial qui exprime le degré de dégradation d'une eau par rapport à un état quasi naturel ou au fond géochimique existant (métaux), du fait de la pression exercée par les activités socio-économiques sur les nappes, mais sans référence à un usage quelconque ;
3) l'aptitude chimique des eaux souterraines à maintenir la diversité biologique des cours d'eau.

Pour chaque paramètre physico-chimique, différents seuils de qualité sont fixés, correspondant soit à des normes ou des valeurs guides existant dans la législation wallonne ou certains codes étrangers, soit à des jugements d’experts reposant sur l’état des techniques, la littérature ou la dispersion statistique des données disponibles. Ces seuils définissent des classes de qualité. Le système SEQESO permet de distinguer jusqu’à 5 classes de qualité (chacune matérialisée par une couleur), qui ont une définition précise pour chaque fonction.

Le système SEQESO s’appuie sur la notion d'altération. Les altérations sont des groupes de paramètres chimiques de même nature ou de même effet permettant de décrire les types de dégradation de la qualité de l’eau. En Région wallonne, les paramètres sont regroupés en 6 altérations principales sur lesquelles une appréciation globale peut donc être portée :

En résumé, le point d’eau décrit ci-dessus est de mauvaise qualité. Il subit une importante altération constituée de particules (MES= matières en suspension) chargées d’aluminium avec quelques métaux lourds en quantités significatives. Sa teneur en phosphates lui confère un état médiocre, problématique au cas où la nappe alimenterait un ruisseau. L’eau contient aussi des sulfates en quantité et les traces d’un herbicide mais reste, pour ces altérations, acceptable à la boisson.

Un des intérêts majeurs du SEQESO consiste à construire une échelle de qualité générale de l’eau pour chaque paramètre mesuré ; un indice continu est ainsi calculé par interpolation entre les seuils supérieurs relatifs à la production d’eau potable et les seuils inférieurs relatifs à l’état patrimonial (avec correctif éventuel pour les écosystèmes aquatiques). Dans le cas des pesticides, l’échelle générale peut se présenter comme suit :

Ensuite on calcule très facilement l’indice global relatif à une altération, équivalant à l’indice minimal des paramètres qui la composent.

La carte reprise ci-contre donne ainsi une vue d’ensemble établie sur le réseau représentatif de surveillance. Pour l’instant, l’indice SEQESO « pesticides » est basé sur les 9 substances dont le suivi est jugé le plus pertinent en RW: atrazine, déséthylatrazine, simazine, diuron, isoproturon, chlortoluron, bromacile, bentazone et 2,6-dichlorobenzamide.

Afin de répondre aux exigences de la Directive cadre, des développements supplémentaires ont été apportés au SEQESO ; ils permettent de porter un jugement d’ensemble sur l’état chimique d’une masse d’eau souterraine (la future norme étant placée à I=40%) selon le résumé logique ci-dessous.

*TDSH = tendance durable et significative à la hausse de la concentration du polluant

Pour en savoir plus sur le système SEQ-ESO, consulter ce document.

V.5. Etat des lieux en 2008 des masses d'eau souterraine

La directive 2006/118/CE relative à la protection des eaux souterraines contre la pollution et la détérioration a été transposée aux articles R.43ter du Code de l’eau. Ce texte précise les objectifs environnementaux énoncés pour les eaux souterraines par la Directive cadre de l’eau (DCE).

En ce qui concerne le bon état chimique, la composition de l’eau souterraine mesurée aux différents points du réseau principal de surveillance, doit être telle que les concentrations de polluants respectent les normes de qualité et les valeurs seuils suivantes inscrites à l’annexe XIV du Code de l’eau:

Polluant	Norme ou Valeur seuil
Nitrates	50 mg/l
Substances actives des pesticides, ainsi que les métabolites et produits de dégradation et de réaction pertinents	0,1 μg/l 0,5 μg/l (total)
Ammonium	0,5 mg NH4/l
Antimoine	5 µg/l
Arsenic	10 µg/l
Cadmium	5 µg/l
Chlorures	150 mg/l
Chrome	50 µg/l
Cuivre	100 µg/l
2,6-dichlorobenzamide (BAM)	0,2 µg/l
Mercure	1 µg/l
Nickel	20 µg/l
Phosphore total	1,15 mg/l P2O5
Plomb	10 µg/l
Sulfates	250 mg/l
Trichloréthylène	10 µg/l
Tétrachloréthylène	10 µg/l
Zinc	200 µg/l

Etat global des masses d’eau
Sur cette base, l’état global des 33 masses d’eau souterraine de la Région wallonne vient d’être évalué pour la première fois, à l’aide des résultats accumulés entre 2005 et 2008 sur le réseau de surveillance DCE. En matière de nitrates, les résultats du survey nitrate (950 sites) permettent de conforter le diagnostic.

Une particularité des eaux souterraines tient à ce que l’état global résulte d’un long processus d’évaluation et d’interprétation conforme à la directive 2006/118/CE et, pour simplifier, qu’une masse d’eau souterraine est en mauvais état pour un paramètre si une partie significative (20%) de cette masse d’eau présente un dépassement de la norme de qualité ou de la valeur seuil fixée pour ce paramètre.
L’évaluation de l’état global des 33 masses d’eau souterraine a abouti à leur classement en 3 catégories comme présenté à la figure ci-dessus.

Les masses d’eau classées en mauvais état l’ont été pour cause de nitrates (7), combinaison pesticides et nitrates (3), autres polluants (2) ou de prélèvements excessifs (1).

Risques de détérioration
L’analyse de risque pour les masses d’eau souterraine n’est pas simple : lorsque le polluant a atteint la nappe et que l’on dispose de suffisamment d’observations en un point, une analyse de tendance peut être menée pour autant que les phénomènes accumulateurs ou atténuateurs liés au battement de la nappe soient isolés ; lorsque le polluant n’a pas atteint la nappe, il faut en plus évaluer le degré d’émission de la source (potentielle) de pollution, l’accumulation et donc le temps de transit dans le sous-sol non saturé ; ce temps de « réponse » peut varier considérablement d’un cas à l’autre (en pratique de moins d’un an à plusieurs dizaines d’années selon les natures du polluant et du sous-sol).

Les résultats disponibles des analyses de tendance ont permis de mesurer ou non une tendance à la détérioration. Cette évaluation est reprise pour les paramètres déclassants ou à risque mais a pu être effectuée partout pour les nitrates et les pesticides, de manière à détecter, pour ces paramètres, toutes les détériorations, y compris non conséquentes, des masses d’eau en bon état.
La figure ci-dessus résume la tendance à la détérioration des 33 masses d’eau souterraines en 2008.

Forces motrices
Les forces motrices responsables de la dégradation des eaux souterraines ont été regroupées comme suit :

• L’agriculture, dont les pressions peuvent être diffuses ou ponctuelles, et qui provoquent des altérations en nitrates principalement, en pesticides secondairement.
• L’industrie (toutes catégories d’entreprises), dont les pressions sont considérées comme ponctuelles, et qui provoquent des altérations en macro-polluants, des risques d’introduction de micro-polluants (métaux, composés organiques) et des risques quantitatifs (industrie extractive).
• La force motrice dite collective réunit les ménages et les services liés à la population au sens large (approvisionnement en eau, assainissement, transports, urbanisation, espaces verts…) ; l’approvisionnement en eau peut provoquer des risques quantitatifs ; les autres secteurs cités peuvent émettre des macro-polluants et des pesticides de manière considérée comme diffuse.
• Enfin, les sites contaminés, anciennes décharges et autres sites à réhabiliter sont réunis dans la force motrice dite historique ; il s’agit de sources de micropolluants vers les eaux souterraines, dont la propagation éventuelle est à contrôler.

Le tableau suivant indique le nombre de masses d’eau souterraine pour lesquelles chacune des 4 forces motrices définies ci-dessus est impliquée soit dans le mauvais état 2008, soit, quel que soit l’état 2008, dans certains risques additionnels localisés sur la masse d’eau ; lorsque plusieurs forces motrices sont impliquées pour une masse d’eau, leur influence n’est pas arbitrée et chacune est entièrement comptée (voir la carte) :

	Agriculture	Industrie	Collective	Historique
Mauvais état quantitatif	0	1	1	-
Autres risques quantitatifs	0	3	1	-
Mauvais état chimique	10	0	5	1
Autres risques chimiques	5	4	5	5

L’impact chimique de l’agriculture demeure clairement la grande problématique pour les eaux souterraines en Wallonie ; toutefois aucune force motrice n’est à négliger.

En résumé Seulement 45 % des masses d’eau souterraines de Wallonie sont en 2008 jugées en bon état et sans risque de détérioration. Les plans de gestion de la directive cadre eau visent à amener cette proportion à 70% d’ici 2015.

VI.1. Districts hydrographiques de l’Escaut et de la Meuse

Afin de répondre aux objectifs de la Directive Cadre sur l’Eau (DCE), les états membres ont l’obligation de se coordonner. Cette coordination interfrontalière est effectivement nécessaire pour une matière telle que l’eau souterraine qui s’affranchit des limites administratives. Les mesures de chacun contribuent donc au succès de tous.

Cette coordination est indispensable sans pour autant être facile à mettre en œuvre car pour les différentes Autorités Compétentes attachées à un district hydrographique international (DHI), les définitions hydrogéologiques, les démarches de caractérisation, les moyens utilisés, les priorités peuvent varier plus ou moins fortement, sans parler du caractère géographique d’une donnée (variation des attributs, des systèmes de coordonnées, de l’homogénéité, etc.)

Le « bon » état est l’objectif fixé par la DCE à atteindre pour les milieux aquatiques d’ici 2015. Pour les eaux souterraines, ce bon état correspond à un bon état chimique et quantitatif.
C’est le plan de gestion des districts hydrographiques, élaboré par les états membres, qui constituera l’instrument devant permettre d’atteindre le bon état en 2015.

La Commission Internationale de la Meuse (CIM) et la Commission Internationale de l’Escaut (CIE) ont été créées pour la protection de la Meuse et de l’Escaut. Elles constituent surtout à présent, les plates-formes pour la coordination transfrontalière et la mise en œuvre de la Directive Cadre sur l’Eau.

Qui sont les Autorités Compétentes ?

La première phase de coordination a porté sur un état des lieux des DHI et notamment sur la caractérisation des eaux souterraines.

La deuxième phase a porté sur la coordination des réseaux de contrôle de surveillance des eaux souterraines.

La troisième phase, visant à la coordination des programmes de mesures et à l’élaboration de la partie faîtière du plan de gestion des DHI, a porté principalement sur l’évaluation des risques de non atteinte du bon état des masses d’eau souterraine appartenant aux aquifères transfrontaliers.

Qui sont les partenaires des projets de coordination ?

La Région wallonne joue un rôle actif dans les Commissions Internationales en pilotant les groupes de travail SIG-cartographie et Eaux souterraines pour l’Escaut et les groupes de travail SIG-cartographie et Monitoring pour la Meuse. Elle contribue également en tant qu’observateur aux travaux des Commissions Internationales du Rhin (CIPR) et de la Moselle-Sarre (CIPMS).

VI.2. La coordination internationale au sein des DHI Escaut et Meuse

Que ressort-il de la coordination transfrontalière pour le DHI Escaut ?

La coordination internationale a porté principalement sur :

• les identifications et les délimitations des masses d’eau souterraine (67 masses d’eau souterraine ont été définies au total par les 6 Etats/Régions du DHI Escaut) ;
• l’identification des aquifères transfrontaliers (22 aquifères transfrontaliers ont été identifiés) ;
• l’identification des correspondances de part et d’autre des frontières (42 masses d’eau souterraine concernent des aquifères transfrontaliers).

La coordination internationale a accordé une attention particulière aux 3 aquifères transfrontaliers pour lesquels des problématiques bien ciblées avaient été identifiées en terme de relations transfrontalières :

• l'aquifère des calcaires carbonifères, partagé entre la France, la Région flamande et la Région wallonne, présente essentiellement des problèmes de caractère quantitatif, avec des incidences négatives potentielles sur la qualité (impacts sur les sulfates et le fluor éventuellement dus à une remontée de la nappe);
• l'aquifère des sables bruxelliens, partagé entre la Région de Bruxelles Capitale, la Région flamande et la Région wallonne, atteint des teneurs en nitrates et en pesticides élevées ou en augmentation constante;
• l'aquifère des sables oligocènes, partagé entre les Pays-Bas et la Région flamande, présente essentiellement des problèmes de caractère quantitatif en Flandre.

Constatation au niveau du DHI :

• La vulnérabilité à la pollution des masses d’eau souterraine diffère selon la profondeur à laquelle l'aquifère concerné se trouve ainsi que selon le taux de renouvellement de l'eau des nappes.
• Les aquifères les plus superficiels sont les plus vulnérables aux pollutions et par conséquent ceux sur lesquels les moyens d'action doivent être privilégiés afin de garantir l'atteinte des objectifs environnementaux (protéger les nappes les plus superficielles est également une garantie pour les nappes plus profondes) ; la plupart des nappes superficielles, du fait qu'il s'agisse de terrains meubles à granulométrie fine, présentent une inertie à la pollution qui ne permet pas de garantir une efficacité à très court terme des actions entreprises : il faut donc s'attendre, pour certaines des masses d'eau souterraine, à ce que les objectifs environnementaux ne puissent être atteints qu'avec un délai de plusieurs années, donc éventuellement au-delà de 2015.
• Les masses d'eau les plus profondes posent en général moins de problèmes du point de vue des polluants ; par contre elles présentent de plus grandes incertitudes quant à leur disponibilité quantitative à long terme en fonction de sollicitations prolongées.
• L’existence de lithologies fortement contrastées, ainsi que de méthodes de délimitation basées sur des critères différents (délimitations horizontales aussi bien que verticales), a constitué des difficultés pour la coordination internationale.
• Plus de 80% des masses d'eau souterraine liées à des aquifères transfrontaliers ont été jugées à risque (principalement risque relatif à la qualité chimique).
• Les principales ressources en eau souterraine du district sont localisées dans les aquifères crayeux, surtout répandus en France sous forme d’aquifères libres, ainsi que, en second lieu, dans la nappe des calcaires carbonifères partagée entre la France, la Région flamande et la Région wallonne;
• Les aquifères à porosité d’interstices sont surtout représentés aux Pays-Bas et en Région flamande où, lorsqu’ils affleurent, ils jouent un rôle important en tant qu'interface entre les eaux souterraines et les eaux de surface.

Que ressort-il de la coordination transfrontalière dans le DHI Meuse ?

La coordination internationale a porté principalement sur :

• les identifications et les délimitations des masses d’eau souterraine (88 masses d’eau souterraines ont été définies au total par les 7 Etats/Régions du DHI Meuse) ;
• l’identification des aquifères transfrontaliers ;
• l’identification des correspondances de part et d’autre des frontières (63.5% de la surface totale des masses d’eau souterraine sont des aquifères transfrontaliers).

Constatation au niveau du DHI :

• Les méthodes utilisées par les États et Régions sont spécifiques sur plusieurs aspects. Les possibilités d’harmonisation sont donc limitées et les résultats ne sont pas directement comparables.
• Compte tenu de l’avancement des travaux réalisés par les Parties et des méthodes d’évaluation utilisées, il n'est pas possible d'apporter une réponse homogène à la question de savoir si il y a un risque ou non de ne pas atteindre, en 2015, les objectifs tels qu’ils sont définis dans la DCE.
• L’évaluation montre cependant que moins de 10% des masses d’eau souterraine sont considérées comme étant ‘’à risque’’ du point de vue quantitatif alors qu’un peu plus de 60% sont considérées comme étant ‘’à risque’’ du point de vue qualitatif. Ce risque n’a pas pu être évalué pour environ 5% des masses d’eau souterraine.
• On constate que pratiquement dans l'ensemble du bassin hydrologique de la Meuse se posent des problèmes de contamination des eaux souterraines par des nitrates et pesticides, provenant en partie de surfaces urbaines, mais en grande partie de sources agricoles. Des prolongations de délais sont très généralement prévues au minimum au-delà de 2015 pour atteindre le bon état.
• Pour les masses d'eau souterraines appartenant à des aquifères transfrontaliers, des coordinations bi- et trilatérales ont eu lieu. Cette concertation a permis de vérifier que les différences dans les normes de qualité ou les valeurs seuils n'ont pas d'incidence sur l'évaluation de l'état des masses d'eau contiguës.
• La gestion durable des eaux souterraines exige des mesures requérant une coordination qui assurent et/ou rétablissent à long terme la qualité (restrictions d’épandage d’engrais, conseils à l'agriculteur) et la quantité (mesures de protection, de substitution et de compensation).

En résumé La coordination internationale dans le DHI Escaut a permis des échanges d’information sur les méthodes utilisées et sur les résultats obtenus. (Projet Scaldit) Une coordination substantielle a pu être mise en place pour l'aquifère transfrontalier des calcaires carbonifères (aquifère à risque quantitatif du fait de sa surexploitation).(Projet Scaldwin) La coordination internationale dans le DHI Meuse s’appuie avant tout sur des coordinations bi- et tri-latérales pour les aquifères transfrontaliers. Par ailleurs, il ressort des contacts entre les Etats et Régions que les mesures relatives aux eaux souterraines ne nécessitent pas de coordination multilatérale. L’amélioration de l’état qualitatif et quantitatif est l’objectif poursuivi par chaque Etat ou Région.

 

Adresses utiles

DIRECTION GENERALE OPERATIONNELLE, AGRICULTURE, RESSOURCES NATURELLES ET ENVIRONNEMENT (DGARNE)
Avenue Prince de Liège 15 B-5100 Jambes Tél: +32 (0)81 33 50 50
Portail environnement de Wallonie: http://environnement.wallonie.be

Direction des Eaux Souterraines
Service central
Avenue Prince de Liège 15 B-5100 Jambes Tél: +32 (0)81 33 63 68 Fax: +32 (0)81 33 63 22
Pour le Directeur: Monsieur Roland Masset Roland.Masset@spw.wallonie.be

Services extérieurs de la Direction des eaux souterraines
Centre de Liège [Province de Liège]
Montagne Ste Walburge 2, bâtiment 2 4000 Liège Tél: +32 (0)4 224 58 42 Fax: +32 (0)4 224 58 33
Responsable: Madame Marine NIHANT Marine.Nihant@spw.wallonie.be

Centre de Marche [Province de Luxembourg]
Rue du Luxembourg 5 6900 Marche-en-Famenne Tél: +32 (0)84 37 43 40 Fax: +32 (0)84 37 43 35
Responsable: Monsieur Eric URBAIN Eric.Urbain@spw.wallonie.be

Centre de Mons [Province de Hainaut: arrondissements administratifs de Mouscron-Comines, Tournai, Ath, Mons, Soignies, communes de Estinnes, Binche, Anderlues, Morlanwelz, Manage et Seneffe; Province du Brabant wallon]
Rue Achille Legrand 16 7000 Mons Tél: +32 (0)65 32 82 60 Fax: +32 (0)65 32 82 55
Responsable: Monsieur Noym ROSAN Noym.Rosan@spw.wallonie.be

Centre de Namur [Province de Namur, Province de Hainaut: arrondissements administratifs de Charleroi (sauf Manage et Seneffe), Thuin (sauf Estinnes, Binche, Anderlues et Morlanwelz)]
Avenue Reine Astrid 39 5000 Namur Tél: +32 (0)81 71 53 71 Fax: +32 (0)81 71 53 99
Responsable: Monsieur Martial LECOMTE Martial.Lecomte@spw.wallonie.be

Direction de l'Etat environnemental - Coordination Géomatique et Informatique
Avenue Prince de Liège 15 B-5100 Jambes Tél: +32 (0)81 33 60 01 Fax: +32 (0)81 33 60 22
Responsable : Monsieur Jean-Pierre BOUVRY JeanPierre.Bouvry@spw.wallonie.be
Portail Cartographie et SIG: http://environnement.wallonie.be/cartosig

Equipe de réalisation

Francis DELLOYE (Direction des Eaux Souterraines) Francis.Delloye@spw.wallonie.be
Xavier DEMARETS (Direction de l'Etat environnemental) Xavier.Demarets@spw.wallonie.be
Saadia IMERZOUKÈNE (Direction de l'Etat environnemental) Saadia.Imerzoukene@spw.wallonie.be
Roland MASSET (Direction des Eaux Souterraines) Roland.Masset@spw.wallonie.be
Philippe MEUS (Direction des Eaux Souterraines) Philippe.Meus@spw.wallonie.be
Cristina POPESCU (Direction des Eaux Souterraines) Cristina.Popescu@spw.wallonie.be
Céline RENTIER (Direction des Eaux Souterraines) Celine.Rentier@spw.wallonie.be
Stéphanie ZAROS (Direction de l'Etat environnemental)  Stephanie.Zaros@spw.wallonie.be

Rédaction
I.1. Les réserves en eau au niveau mondial: Philippe Meus, Xavier Demarets, Saadia Imerzoukène
I.2. Le cycle de l'eau en Wallonie: Philippe Meus, Johan Derouane, Saadia Imerzoukène
I.3. Les formations aquifères de Wallonie: Johan Derouane, Philippe Meus

II.1. Prises d'eau actives et volumes prélevés: Roland Masset
II.2. Principales prises d'eau: Roland Masset
II.3. Prélèvements et taux d'exploitation par aquifère: Roland Masset, Philippe Meus
II.4. Piézométrie: Céline Rentier, Philippe Meus

III.1a. Géochimie des aquifères - minéralisation caractéristique: Francis Delloye
III.1b. Géochimie des aquifères - éléments en traces: Francis Delloye
III.2. Le nitrate dans les eaux potabilisables: Francis Delloye, Céline Rentier, Xavier Demarets
III.3. Les pesticides dans les eaux potabilisables: Francis Delloye

IV.1a. Zones de prévention programmées ou en cours d'étude: Saadia Imerzoukène, Xavier Demarets
IV.1b. Zones de protection définies par arrêté ministériel: Saadia Imerzoukène
IV.1c. Zones de protection approuvées (arrêté ministériel ou du gouvernement wallon): Saadia Imerzoukène
IV.2. Cartes des eaux souterraines - Roland Masset (Coordination Région wallonne), Saadia Imerzoukène
               (Gestion données SIG, site et application WebGIS "Carte hydrogéologique de Wallonie")
IV.3. Cartographie de la vulnérabilité des eaux souterraines: Cristina Popescu

V.1. Masses d'eau souterraine: Philippe Meus, Francis Delloye
V.2. Réseau de surveillance de l'état des masses d'eau souterraine: Francis Delloye, Céline Rentier
V.3. Réseau de surveillance des émergences : Philippe Meus
V.4. Systèmes d'évaluation de la qualité des eaux souterraines: Francis Delloye, Céline Rentier
V.5. Etat des lieux des masses d'eau et objectifs environnementaux : Francis Delloye, Céline Rentier

VI.1. Districts hydrographiques internationaux : Philippe Meus, Stéphanie Zaros
VI.2. La coordination internationale au sein des DHI Escaut et Meuse : Philippe Meus, Stéphanie Zaros

Cartographie et SIG
Saadia Imerzoukène

Coordination et réalisation
Saadia Imerzoukène

Version Web
Véronique Willame et Saadia Imerzoukène

Concept et création
Xavier Demarets

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Consultez également : Qualité des eaux distribuées par le réseau public