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.

Figure 1 : Réserves en eaux douce sur Terre

Cependant, la majeure partie (97,5%) de cette eau est présente sous forme d'eau salée dans les mers et les océans, difficilement valorisable pour les activités humaines.

Des 2,5% restants, ce qui représente tout de même 35 millions de km³, plus des deux tiers constituent les glaciers, très peu accessibles. Le tiers restant comprend essentiellement des eaux souterraines (moins de 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 moins de 0,01% de l’eau du globe).

Tableau1 : Répartition des eaux douces (Km³)
Glaciers	24 000 000
Eaux souterraines	10 920 000
Lacs d'eau douce et rivières	105 000
Atmosphère	13 000

Les réserves en eau souterraine peuvent sembler importantes mais seule une très faible proportion (environ 200 000 km³, soit moins de 1%) est mobilisable et potentiellement utilisable par l'Homme. De plus, ces réserves en eau souterraine sont inégalement réparties sur la planète.

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.

Figure 2 : Ressources en eaux souterraines au niveau mondiale (Poster à télécharger du BGR)


Sources : BGR, German Federal Institute for Geosciences and natural Resources, Hannovre, 2019, UNESCO.
https://www.whymap.org/whymap/EN/Maps_Data/Gwr/gwr_node_en.html

WHYMAP est un programme conjoint de l’UNESCO, la Commission de la Carte Géologique du Monde (CCGM), l’Association internationale des hydrogéologues (AIH), l’Agence internationale de l’énergie atomique (AIEA) et l’Institut fédéral allemand des géosciences et des ressources naturelles (BGR).
C’est un programme mondial d’évaluation et de cartographie hydrogéologique qui compile des données des eaux souterraines issues de sources nationales, régionales et mondiales. Il a été lancé en 2000. Différents produits sont mis à disposition du public dont une application webGIS gérée par le BGR (Allemagne) et l’UNESCO et ainsi que des documents pdf à télécharger.

Ressources en ligne

• WHYMAP, en anglais: http://www.whymap.org/whymap/EN/Home/whymap_node.html
• Application cartographique, en anglais : https://geoviewer.bgr.de/mapapps/resources/apps/whymap/index.html?lang=en&tab=whymap_gwr
• Carte mondiale des ressources en eaux souterraines, en anglais : https://www.whymap.org/whymap/EN/Maps_Data/Gwrw/gwrw_node_en.html

En résumé Les stocks d'eau du globe sont considérables mais les mers et les océans, constitués d'eau salée, représentent 97,5%. Seuls 2,5% sont des eaux douces. Les 2/3 de l'eau douce constituent les glaciers, très peu accessibles. Moins de 1% de l'eau totale du globe forme les eaux souterraines et moins de 0,01% les eaux de surface. Une très faible proportion des eaux souterraines est mobilisable (moins de 1%).

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

Figure 3 : Bilan hydrique 2008 de la Région wallonne (millions de m³)

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.

En Wallonie, la recharge annuelle calculée à l'aide du modèle EPIC-grid (Gembloux Agro-Bio Tech- ULg) sur la période 1995-2019 est comprise entre 1000 millions de m³ (1996) et 3000 millions de m³ (2001). La recharge moyenne, correspondant à la ressource en eau souterraine annuellement renouvelable (1), calculée sur cette même période, est de l'ordre de 1900 millions de m³, soit une lame d'eau moyenne annuelle de 112 mm (Bonniver et al. , 2013). Etant donné la forte variabilité de la recharge annuelle, cette valeur, caractéristique de la séquence climatique observée entre 1995 et 2019, nécessite d'être périodiquement réactualisée.

La ressource annuellement renouvelable ne doit pas être confondue avec la ressource disponible en eau souterraine (2), c'est-à-dire la part de la ressource annuellement renouvelable qui peut être prélevée de manière durable . Cette ressource disponible est calculée en soustrayant de la ressource renouvelable, le volume d'eau annuel réservé au maintien de la qualité écologique des eaux de surface. L'ordre de grandeur de ce volume réservé n'étant pas défini à ce jour, la valeur de référence de 550 millions de m³ assimilée à la ressource en eau souterraine disponible de la Wallonie calculée par Derycke et Fried (1982), n'a pas encore pu être révisée .

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.

Bibliographie :
1. Bonniver, I. et Hallet, V., 2013. Convention de Recherche d’intérêt général et pluridisciplinaire relative à l’évaluation des ressources en eau souterraine de la Wallonie. Convention SPW – Unamur.
2. Derycke, F. et Fried, J.J., 1982. Bilan des ressources en eau souterraine de la Belgique. CECA, CEE, CEEA, Bruxelles – Luxembourg, 260p.

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(1) La ressource en eau souterraine annuellement renouvelable est définie comme le flux d'eau moyen qui s'infiltre annuellement dans le sol pour atteindre la zone saturée. Elle correspond à la recharge des nappes d'eau souterraine, c'est-à-dire à la fraction des précipitations qui s'infiltre efficacement vers les nappes.
(2) La ressource disponible en eau souterraine est définie selon la Directive Cardre comme « le taux moyen annuel à long terme de la recharge totale moins le taux annuel à long terme de l'écoulement requis pour atteindre les objectifs de qualité écologique des eaux de surface associées, afin d'éviter toute diminution significative de l'état écologique de ces eaux et d'éviter toute dégradation significative des écosystèmes terrestres associés ».

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 1900 millions de m³. 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 Wallonie, 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 un aquifère qui contient 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 Wallonie, 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 Talwegs de la Meuse et affluents, les Terrasses de la vallée de la Meuse, les Talwegs 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 79 % des volumes captés en Wallonie pour la distribution publique d'eau potable.

En 2021:
volume total destiné à la distribution publique = 362,5 millions m³ dont :

eau souterraine = 289,9 millions m³ (79%)
eau de surface = 75,6 millions m³ (21%)

Il faut toutefois noter que de ce volume, 17,4 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 79% 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 "Dix-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 premier février 2024, on dénombrait 11 466 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 760 prises d'eau exploitées principalement 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 11,1% des captages recensés et géoréférencés, l'embouteillage de boissons 1,2%, l'agriculture 49,1%, les industries 4,4% et les carrières 1%. La catégorie "Autres" (33,1%) 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 2021) prélevés en eau de surface totalisent près de 1 629 millions de m³, près de 88% de ceux-ci retournent rapidement dans les cours d'eau puisqu'il s'agit d'eaux de refroidissement (99% pour la production d'énergie + 1% pour les autres activités industrielles). 6,4% 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 5,6% du volume total prélevé.

Les prélèvements en eau souterraine représentent 369,1 millions de m³ (données 2021), dont la majeure partie (79%) est consacrée à l'eau potable. L'embouteillage de boissons consomme 1,3% (25% mise en bouteilles et 75% pour les activités de production). Les industries utilisent 7,2% des volumes captés (34% pour le refroidissement ou la production de vapeur et 66% pour les activités industrielles). L'exhaure des mines et carrières concerne 11,7%. Les prélèvements des agriculteurs (1,2%), les sociétés de services et une petite partie des particuliers (0,9%). 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 quantités concernées sont négligeables par rapport au total des quantités prélevées. 

Figure 4 : Prélèvements en eau souterraine par grands secteurs d’activité, en 2021, en Wallonie

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

• 13 sociétés, compagnies et intercommunales réalisant plus de 95% de cette production. Parmi celles-ci, 82% de cette production sont réalisés par la Société Wallonne des Eaux (SWDE), VIVAQUA (ex-CIBE) et la Compagnie Intercommunale Liégeoise des Eaux (CILE)

• 37 administrations ou régies communales

La distribution publique d'eau potable en Wallonie était quant à elle assurée en 2022 par la SWDE (65% des raccordements), par 9 compagnies et intercommunales (28% des raccordements) et 38 administrations ou régies communales (7% des raccordements).

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 369,1 millions de m³ (données 2021). 79% sont destinés à l'eau potable (77,7% eau de distribution + 1,3% embouteillage de boissons). Les industries et les mines et carrières consomment respectivement 7,2 et 11,7%.

II.2. Principales prises d'eau

La carte 3 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 68,1% de la production d'eau souterraine. Si l'on considère une limite de 500 000 m³, la proportion monte à 78,4%.

Les principales prises d'eau sont essentiellement exploitées pour la production d'eau de distribution. Il faut cependant mentionner 20 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 14 des carrières, principalement dans le Hainaut.

Le tableau 2 reprend les plus importants sites de prélèvement en eau souterraine, avec une brève description du type de captage.

Tableau 2 : Sites les plus importants de prélèvement en eau souterraine
Type de captage	Commune	Volume prélevé en 2021 (millions de m³)
Ensemble de galeries à flanc de coteau	Modave	20,96
Galeries profondes de Hesbaye	Ans et Hollogne (réservoirs)	14,94
Galeries du Néblon (à flanc de coteau)	Ouffet	11,20
Galerie de Sontin (à flanc de coteau)	Yvoir	10,48
Captage de Vedrin (ancienne mine)	Namur	8,86
Batterie de puits de Nimy	Mons	8,84
Ensemble de prises d'eau réparties sur les 2 communes	Braine-l'Alleud/Waterloo	6,74
Galeries de Crupet (à flanc de coteau)	Assesse	5,27
Exhaure de carrière à Antoing	Antoing	4,31
Batterie de puits de Havré	Mons	3,64

A titre d'information, 5 captages d'eau de surface ont produit en 2021, 74,5 millions de m³ destinés à la distribution publique: la Meuse à Tailfer (34,8 millions de m³), la Vesdre à Eupen (16,6), la Gileppe à Baelen (14,6), l'Ourthe à Nisramont (6,6) et le Ry de Rome à Couvin (1,9).

Figure 5 : Répartition des volumes prélevés en 2021 par type de formation aquifère

La majorité des principales prises d’eau souterraine prélève l’eau dans les formations calcaires et crayeuses. Plus de 54% du total prélevé en eau souterraine l’est dans les calcaires et 21% dans les craies (Figure 5).
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 7,3% 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 5,7% 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% 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, 3,3% 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 362,5 millions de m³ d’eau potable produits annuellement en Wallonie environ 132,9 millions de m³ (soit environ 37%) 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% de la production d'eau souterraine est assumée par 87 sites débitant annuellement plus d'1 million de m³. Parmi ces 87 sites, 67 concernent l'eau de distribution, 6 des activités industrielles et 14 des carrières. Captages les plus importants: Modave (21 millions de m³), galeries de Hesbaye (15), Nimy (8,8), Néblon (11,2), Vedrin (8,9), Braine-l’Alleud/Waterloo (6,7), Spontin (10,5), Havré (3,6), Crupet (5,3) et Antoing (4,3). Les formations calcaires fournissent annuellement 202 millions de m³, soit plus de la moitié des volumes prélevés et les craies 77,8 millions de m³, soit environ 22% des prélèvements. Les calcaires et les craies fournissent donc environ 76% 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 132,9 millions de m³ par an vers Bruxelles et la Flandre.

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

Tableau 3 : Prélèvements annuel de 2013 à 2021 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 37% de la production d'eau potable.

Figure 6 : Evolution des prélèvements annuels dans la nappe des calcaires carbonifères
entre 1993 et 2012 (masse d’eau : FRA1015, BEVL063, RWE060)

Certaines nappes sont cependant plus sollicitées que d’autres (Tableau 3), 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. La figure 6 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.

Sous l'impulsion de la DCE et du colloque de Tournai en 2007, les trois partenaires concernés 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. Le modèle "Marthe" a été finalisé en 2013 par le BRGM (Bureau de Recherches Géologiques et Minières). Il permet depuis de simuler des scénarii d'exploitation de la nappe et d'estimer leur impact sur celle-ci à long terme.
Signalons, pour terminer, l'accord de coopération signé en 1997 entre la Flandre et la Wallonie pour une période de 25 ans qui limite les prélèvements effectués par les producteurs d'eau potable belge dans le calcaire carbonifère du Tournaisis.

En résumé 3 formations calcaires fournissent un peu plus de 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 environ 19% 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 janvier 2024, la Direction des Eaux Souterraines – DESo – dispose de mesures piézométriques régulières sur 258  ouvrages qui couvrent les principaux aquifères exploités. Par rapport aux années précédentes, deux piézomètres ont dû être abandonnés mais une dizaine de stations supplémentaires, actuellement en phase de validation ou d'équipement, viendront prochainement compléter le réseau. L’acquisition des données et la maintenance des ouvrages sont entièrement assurées par l’Administration. En fonction de l’appareillage utilisé, on distingue deux types de mesures piézométriques :

Tableau 4 : Répartition des stations en fonction du types de mesures piezométriques
Mode de mesure	Nombre de stations
Mesure automatique (capteur de pression)	236
Mesure manuelle (sonde lumineuse)	22
TOTAL	258

1. 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. 
2. les mesures automatiques : entre octobre 2010 et janvier 2024, 236 ouvrages (Tableau 4) 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 majoritairement par télétransmission (GSM/GPRS) ; sinon lors des passages de contrôle destinés à vérifier la concordance entre le niveau piézométrique donné par le capteur et le niveau mesuré manuellement à l'aide d'une sonde à ruban (l'éventuelle déviation étant directement corrigée sur place par un réétalonnage du capteur de pression). Les données sont ensuite importées automatiquement dans la base de données WALHYDRO développée conjointement par le SPW ARNE (Direction des Cours d’Eau Non Navigables et Direction des Eaux Souterraines) et le SPW MI (Direction de la Gestion Hydraulique). Les mesures horaires enregistrées sont quotidiennement consolidées en données journalières consultables et téléchargeables sur le site piezometrie.wallonie.be. Les données automatisées sont en outre régulièrement contrôlées et, si nécessaire, corrigées par les hydrogéologues du SPW.

Le site internet « Piézométrie » – https://piezometrie.wallonie.be – offre la possibilité de visualiser et de télécharger les données piézométriques journalières issues des relevés des stations du réseau de surveillance quantitatif wallon..

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 (Figure 7). Elle permet notamment de mettre en évidence l'influence des conditions hrydrogéologiques et météorologiques sur les fluctuations saisonnières du niveau de l’eau souterraine. Certaines nappes réagissent très rapidement à l’infiltration d’eau faisant suite aux précipitations, d'autres peuvent mettre plusieurs mois avant de réagir.

Figure 7 : Comparaison de chroniques piézométriques, sur plus de 50 ans,
au droit de stations situées dans des types différents d'aquifère

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 au sein de l'aquifère telles que des variations spatiales de conductivité hydraulique liée à la présence d’une faille ou d’une variation de la lithologie, un cours d’eau drainant ou rechargeant la nappe, le pompage par puits dans la nappe ou le drainage par une galerie captante, etc.

Pour exemple, deux cartes piézométriques sont présentées :
- la carte 5 présentant la piézométrie des calcaires carbonifères de la région de Mouscron-Ath-Tournai ;
- la carte 6 présentant la piézométrie des craies du Crétacé de Hesbaye sur base des données de 2008 (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 (cfr. 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 d’une meilleure évaluation de l’état quantitatif des eaux souterraines (Directive-Cadre sur l’Eau).

En résumé Le SPW Environnement dispose de mesures piézométriques régulières sur près de 260 ouvrages, couvrant les principaux aquifères exploités. L’acquisition des données et la maintenance sont entièrement assurés par la DESo. Depuis octobre 2010 et janvier 2024, 236 stations ont été équipées d’un système de mesure automatique avec rapatriement des données par réseau GPRS et visualisation des mesures actualisées sur le site internet "Piezometrie.wallonie.be" . Chaque année, de nouveaux points de mesure viennent étoffer le réseau déjà en place.

III.1. 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 présentés au tableau 5 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 2 200 analyses des composés minéraux. La composition d’ensemble en éléments majeurs a été établie sur base des valeurs moyennes observées.

Tableau 5 : Composition géochimique moyenne en éléments majeurs sur base de la compilation de 2 200 analyses
transmises par les producteurs d’eau pendant la période 1994-2000 et représentant 550 sites de captage.

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 (Aq10 et Aq13) qui sont très peu minéralisées (cf. Spa Reine). Seul le gisement carbo- 1 à l’aide du logiciel DIAGRAMMES du Laboratoire d’hydrogéologie d’Avignon gazeux (cf. Bru-Chevron) possède un caractère particulier (Figure 8).

La charge minérale de chaque type d’eau, qui n’est pas représentée sur le diagramme précédent, est reprise dans le tableau 6 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 (Aq13) dans les régions de Gedinne et des Hautes Fagnes (Carte 7).

Figure 8 : Diagramme de Piper

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

Tableau 6 : Charge minérale et caractéristiques physico-chimiques essentielles des aquifères wallons principaux

III.2. Géochimie des aquifères: éléments en traces

Les autres ions que l'on qualifiera de mineurs sont rarement dosés significativement ; le tableau 7 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.

Tableau 7 : Composition géochimique moyenne en éléments mineurs avec le fer et le manganèse
sur base de la compilation de 2 200 analyses transmises par les producteurs d’eau
pendant la période 1994-2000 et représentant 550 sites de captage.

Pour les paramètres du tableau 7, 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 (Aq07) 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 (Aq01 et Aq06). Les craies captives du Brabant (Aq08) contiennent naturellement des concentrations importantes en baryum. Le fluor est présent principalement dans les parties profondes des calcaires du bord Nord Namurois et du Tournaisis (Aq01 et Aq06). 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 90^e percentile (P90) de la distribution des valeurs moyennes mesurées en chaque élément sur les 600 captages. 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 8 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.

Tableau 8 : P50 et 90 des valeurs moyennes, mesurées sur 600 captages entre 1994 et 2000,
et valeur de référence pour les micropolluants minéraux dans les eaux souterraines

Cette estimation a pu être affinée par aquifères principaux dans le cadre de la révision de l’annexe XIV du code de l’eau (établissement des valeurs seuils des masses d’eau souterraines), sur base de données qualitatives beaucoup plus nombreuses portant sur plus de 1100 sites surveillés et situés en dehors de zones polluées connues.

Le tableau 9 présente les percentiles 90 obtenus statistiquement par aquifères pour les métaux et le bore en faisant l’hypothèse d’une distribution spatiale log-normale de ces paramètres :

Tableau 9 : P90 obtenus statistiquement par aquifère pour les métaux et le bore

Le cobalt n’est plus soumis à surveillance et aucun aquifère ne dépasse en P90 les nouvelles limites de quantification imposées aux laboratoires en ce qui concerne le mercure (LOQ = 0,1 µg/L) et l’antimoine (LOQ = 1 µg/L).

Les eaux de certains aquifères profonds ou historiquement « miniers » se révèlent un peu plus riches en certains métaux lourds (Aq06, Aq14).

Quant à affirmer une origine naturelle pour ces traces, qui permet d’éventuellement majorer les valeurs seuils pour certaines masses d’eau (par la fixation de valeurs de référence), toute la prudence reste de mise à ce stade de l’analyse. Des composantes anthropiques ne peuvent être exclues localement. Cela apparaît notamment pour le cuivre dans les aquifères plus superficiels et le bore dans la nappe alluviale de Meuse.

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.3. 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 surveillance des nitrates dans les eaux souterraines est organisée, pour 70%, réglementairement par les producteurs d’eau (1) destinée à la consommation humaine qui sont tenus de transmettre régulièrement les résultats des analyses au niveau de leurs captages et, pour 30%, par la DESo (réseau patrimonial(2) dans les nappes à risque et moins exploitées, notamment les sables thanétiens des Flandres et le Crétacé du Pays de Herve), les prélèvements et les analyses étant réalisés par l’Institut Scientifique de Service Public – ISSeP.
La carte 9 montre les résultats du "survey nitrate" complet le plus récent (2016-2019). 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 figure 9 regroupe les informations par nappe d’eau souterraine et détaille le nombre et la proportion de sites de contrôle par classe de teneurs en nitrate. Les constats réalisés par la DESo durant la période 2016-2019 sur le réseau de mesure des alluvions de l'Escaut (Comines-Warneton) s'avère plus préoccupants que la situation des deux premières zones vulnérables désignées en 1994 (Crétacé de Hesbaye et sables bruxelliens).

Figure 9 : Dispersion des teneurs moyennes en NO3 par site (Survey 2016-2019, 838 sites)

Viennent ensuite sept aquifères dont au moins la moitié des sites de contrôle dépassent le niveau-guide européen des 25 mg/l. La plupart présentent partiellement ou localement des teneurs élevées et plusieurs dépassements de la norme de 50 mg/l : il s'agit des Craies du Pays de Herve, des Sables thanétiens et landéniens, des Craies du bassin de Mons, des Sables thanétiens et landéniens, du Massif schisto-gréseux du bassin de Dinant, des Calcaires et grès du massif de la Vesdre, des Calcaires carbonifères du bassin de Dinant et des Craies captives du Brabant.

Les nappes des Calcaires dévoniens du bassin de Dinant, des calcaires du bassin de Namur, du Sud Luxembourg et du socle ardennais apparaissent moins, voire peu exposées à des pressions agricoles, tandis que les aquifères du socle du Brabant et des calcaires 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 ?

Zones vulnérables
Les zones vulnérables sont des périmètres de protection des eaux souterraines contre les nitrates d'origine agricole. Le 1^er janvier 2013 a vu l'adoption de l’extension des zones du Pays de Herve et du 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 9 596 km², soit près de 57% du territoire wallon ou 91% des volumes prélevés en eaux souterraines pour la distribution publique. Mais surtout, ces zones reprennent la totalité des captages échantillonnés dépassant la norme des 50 mg/l et 86% des captages dont la teneur en nitrate est comprise entre 25 et 50 mg/l.

Evolution des teneurs
Le graphique de la figure 10 présente les indicateurs construits à partir des concentrations annuelles moyennes (2 à 12 analyses par an), agrégées pour un ensemble de sites répartis dans les différentes zones vulnérables. Ces indicateurs font partie du tableau de bord du PGDA.

Figure 10 : Indicateur de tendance du survey nitrates en zone vulnérable entre 1992 et 2022

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 et montrent même, pour les Sables bruxelliens et le Crétacé de Pays de Herve, une décroissance respective de 0,2 et 0,5 mg/l par an. Cependant, les nappes dont le délai de transfert sol-nappe est plus long (Crétacé de Hesbaye) ne présentent globalement encore aucun signe d’amélioration.

Voir aussi "Teneurs en nitrate dans les eaux souterraines", sur le site "Etat de l'environnement wallon".

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(1) La contribution des producteurs d’eau porte sur toute prise d’eau souterraine potabilisable en activité, 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 dépasse 1000 m³ en moyenne journalière.
(2) Le réseau patrimonial réunit des sites de contrôle où sont implantés des piézomètres, des sources non exploitées, des puits de particuliers ou d’autres catégories de prises d’eau que celles faisant partie de la contribution des producteurs d’eau.

En résumé La bonne qualité de nos ressources est menacée par le nitrate. 7% des sites échantillonnés en 2016-2019 dépassent la norme de potabilité de 50mg/l (soit 1% de moins qu’en 2012-2015 et 2% en moins qu'en 2008-2011). On ne constate pas encore partout les effets des mesures prises dans le programme de gestion durable de l’azote en agriculture.

III.4. Les pesticides dans les eaux potabilisables

Figure 11 : Teneurs en pesticides dans les eaux souterraines (depuis janvier 2006 ; réseaux DCE et additionnel)

Pesticides pertinents
Depuis une vingtaine d'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 restreint), 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 établie.

La carte 10 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 (voir aussi la Carte 14 Cartographie de la vulnérabilité des eaux souterraines).

Pour une vue d'ensemble plus homogène, actualisée et représentative de l'impact des pesticides en Wallonie, consulter la carte 18 Indice de qualité pour les pesticides sur le réseau DCE.

Voir aussi "Pesticides dans les eaux souterraines", sur le site "Etat de l'environnement Wallon".

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. Entre 2000 et 2022, 12 sites de prises d'eau ont été déclarées hors service pour cause de pollution par les pesticides (1,5 Mm³ impactés). En 2022, près de 56 Mm³ sont traités par charbon actif, soit près de 20% du volume total annuel prélevé pour l'eau potable dans les eaux souterraines wallonnes.

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 entre deux décades est esquissée à la figure 12.

Figure 12 : Distribution des maxima observés par prise d’eau lors de 3 périodes consécutives

Suite aux mesures successives prises pour limiter l’usage de l’atrazine, on assiste à une lente 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 est plus persistant que le Diuron. Ces substances sont aujourd’hui interdites ou d’usage strictement réglementé. Dans le domaine agricole, Isoproturon et Chlortoluron sont mieux maîtrisés.

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, d’usage non nécessairement agricole. Avec 11% de contaminations franches dont 3% de dépassements, l'atrazine et ses métabolites ont toujours un impact sérieux sur la production d'eau potable mais ils sont en voie de réduction. La présence d’autres substances autorisées dans les nappes indique qu’il ne faut en aucun cas relâcher la surveillance et la protection des captages.

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

Contexte d'application en Wallonie
En Belgique, la préservation des nappes d'eau du sous-sol wallon est la compétence de la Wallonie.
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".
  
• 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".

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 (Figure 13) :

1. La zone de prise d’eau : Zone 1 ou Zone 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 (ou 2a), 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 (ou 2b). 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 : Zone III ou Zone 3
   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.

Figure 13 : Type de zones de protection autour des captages de la distribution publique d’eau potable

La carte 11 présente l’état d’avancement des dossiers des zones de prévention programmées ou en cours d’étude.

Documents intéressants à consulter :

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

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.2. 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 éloignée 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 protection

Pour délimiter une zone de protection 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

Consultation
Pour plus d’informations sur les zones de prévention, à l’enquête publique ou approuvées, consultez ce site : http://environnement.wallonie.be/zones_prevention/index.htm Ce site vous permet, grâce à une recherche rapide par commune ou par producteur d’eau, de visualiser, soit la carte et le texte des zones officiellement désignées par arrêté ministériel, soit la carte de chaque zone actuellement soumise à l’enquête publique.

Etat d'avancement en Wallonie
Au 1er février 2024, 382 dossiers de zones de prévention, en vue de protéger les ouvrages de prises d'eau souterraine potabilisable, ont été approuvés par arrêtés ministériel ou du Gouvernement wallon (Tableau 10). Dix-sept dossiers sont au stade d’enquête publique (Tableau 12).

La carte 12 présente les zones de protection à l’enquête publique, à la signature du Ministre ou arrêtées à la date du 1/02/2024.

Un premier dossier de zone de prévention d'eau de surface (Barrage de la Gileppe) est passé à l'enquête publique (cart 12 , n°410) pour un volume d'eau prélevé en 2021 de 14,6 millions de m³.

Tableau 10 : Etat d’avancement des zones de prévention de prises d'eau souterraine
Situation au 1er février 2024	Nombre de dossiers	Volume concerné (millions de m³)*	Nombre de prises d'eau	% volume total **	% prises d'eau ***
Dossiers déposés (a)	486	249,8	1 049	91,5	80,1
Dossiers déposés approuvés (extrait du Tableau de bord ESO)	382b	196,7	836	72	63,9

* basé sur les volumes de 2021, les plus complets disponibles
** basé sur un volume total de 273 millions de m³ 
*** basé sur un nombre total de 1 309 prises d'eau potabilisable

Aux 382^b dossiers, il faut ajouter 5 zones de surveillance des minéraliers (dont un agrandissement de celle de Stoumont en 2012) approuvées pour les eaux hors distribution publique (Tableau 11). 

Tableau 11 : Zones de surveillance approuvées par arrêté ministériel ou du Gouvernement wallon
Code zone	Dénomination	Communes concernées	Approbation	Publication
Stoumont ECG	Eaux carbo-gazeuses de Stoumont et environs	Stoumont, Aywaille, Ferrières, Manhay, Durbuy	26/05/1994	14/09/1994
Stoumont (agrandissement)	Eaux carbo-gazeuses de Stoumont et environs	Stoumont, Ferrières	03/05/2012	25/07/2012
Spontin ESE	Eaux de Spontin et environs	Yvoir, Assesse, Ciney, Hamois	08/11/2000	02/12/2000
Spa ESE	Eaux de Spa et environs	Spa, Theux, Jalhay, Stoumont, Stavelot, Aywaille	13/12/2001	01/03/2002
Chaudfontaine ATM	Aquifère thermo-minéral de Chaudfontaine	Chaudfontaine	05/04/2002	03/05/2002
NESTLE_WATERS_BENELUX01	Sources des bois d’Etalle	Etalle, Saint-Léger	16/01/2019	22/03/2019

 

Arrêtés ministériels abrogés

Douze arrêtés ministériels des zones de prévention CILE004, AC_FAUFILLERS02, AC_FAUVILLERS03, AC_BULLINGEN05, AC_BUTGENBACH04, AC_BUTGENBACH06, AC_BUTGENBACH07, AC_BUTGENBACH10, AC_TELLIN02, SWDE068, SWDE129 et SWDE095 ont été abrogés.

Deux arrêtés sont en cours d'abrogation : SWDE005, INASEP10.
____________

(a) Les chiffres sont issus de l'application (sécurisée) 'Tableau de bord du suivi des zones de prévention des captages d'eau souterraine' TBOES.

A la dernière validation du "Tableau de bord de suivi des zones de prévention" du 1er février 2024, il y avait 679 dossiers et 1 309 prises d'eau pour un volume total extrait en 2021 de 273 millions de m³.

Tableau 12 : Zones de prévention approuvées, à la signature du ministre ou à l’enquête publique

 

IV.3. Cartes des eaux souterraines

En 1999, un programme de cartographie des eaux souterraines est initié par le Service publique de Wallonie (DGO 3) en ayant recours à l’externalisation via l’Université de Liège (Hydrogéologie et Géologie de l'Environnement – Campus de Liège) et l’Université de Mons (Cellule d'Hydrogéologie). En 2002, l’Université de Namur (Département de Géologie) et le Département des Sciences et gestion de l'Environnement de l’ULg (Campus d’Arlon) rejoignent le programme. En janvier 2005, la Direction de la Coordination des données, en accord avec la Direction des Eaux souterraines entame une réflexion sur la diffusion de la carte hydrogéologique de Wallonie sur Internet menant, en mai 2006, à la première application « webGIS » des cartes hydrogéologiques de Wallonie¹ ; ces dernières sont alors consultables en ligne et téléchargeables. En octobre 2008, un accord est passé avec le service géologique de Flandre (Databank Ondergrond Vlaanderen DOV) afin que les cartes à cheval sur la frontière linguistique soient complétées avec les données hydrogéologiques flamandes pour assurer la continuité entre les deux régions. Au fur et à mesure des années, la couverture cartographique hydrogéologique de la Région wallonne s’étoffera pour se « clôturer » en 2018 avec 118 cartes disponibles².

Deuis décembre 2018 :

• 109 sont consultables dynamiquement sur le site et téléchargeables sous différents formats : poster et notice explicative pdf, carte principale géoréférencée, tableau lithostratigraphique et coupe(s) hydrogéologique(s) au format pdf) ;
• 9 cartes « au format image » sont consultables de manière non dynamique sur le site mais sont consultables à l’administration.

Ce projet novateur a permis de cartographier les ressources en eaux souterraines de la Wallonie à l'échelle du 1/25 000^ème, soit 119 cartes ; une carte pouvant couvrir plusieurs planches IGN au 1/25 000^ème (planche de 10x16 km) lorsqu’elle se situe aux frontières du territoire wallon (Carte 13).

Le projet « Cartes hydrogéologiques de Wallonie » s’inscrit dans la politique de la gestion sur le long terme de la ressource en eau douce dont la Directive cadre sur l’eau (DIRECTIVE 2000/60/CE) traite. A cet égard, il constitue un outil indispensable à l’étude, la gestion et la protection de la ressource en eau douce en constituant un document essentiel pour toute personne, société ou institution publique impliquée dans la gestion qualitative et quantitative des ressources en eaux souterraines et plus généralement pour tout acteur dans le domaine de l'environnement et de l'aménagement du territoire. Elle synthétise les informations hydrogéologiques disponibles à l'échelle régionale ; l'objectif principal étant de fournir des informations sur les aquifères comme notamment le type, l'extension, la géométrie, la piézométrie, la vulnérabilité, les volumes prélevés ainsi que les caractéristiques hydrochimiques et hydrodynamiques. Le public de la carte hydrogéologique est donc très large et les applications diversifiées.

La prochaine étape de ce projet est d’une part d’intégrer le projet « WalOnMap³ » ; un système ouvert, cohérent et coordonné permettant l’échange d’informations évitant tant les doublons que les incompatibilités et d’autre part, de mettre à disposition de tous les acteurs, via internet, l’ensemble des données hydrogéologiques en Wallonie.

La réalisation de la carte hydrogéologique nécessite la collecte et la synthèse de nombreuses données provenant de sources multiples et variées (Figure 14) telles que le Service public de Wallonie, 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, etc.), hydrogéologiques (piézométrie, hydrochimie, etc.), techniques (équipement des puits, etc.) ou plus générales (fond topographique, réseau hydrographique, etc.). Ces dernières sont complétées par des campagnes de mesures et de recherches d'informations sur le terrain et sont in fine structurées, harmonisées et stockées dans une base de données géorelationnelle (FGDB) sur un serveur du SPW Environnement pour leur mise à disposition sous différentes formes (application cartographique, poster pdf, carte géoréférencée téléchargeable, etc.).

Figure 14 : Sources des données hydrogéologiques et schéma de
production des outils hydrogéologiques (carte, site,
application cartographique) et des produits dérivés

Le layout des posters des cartes hydrogéologiques éditées à partir de 2023 fera peau neuve (Figure15). Ceci afi n d’optimiser la qualité et la quantité des données
représentées sur ce format papier. La nouvelle application cartographique sera lancée sur Cigale 4.0⁴ dans le courant de l’année 2023.

Figure 15 : Exemple d’un poster de carte hydrogéologique de Wallonie

Planning d'édition
En 2023, deux cartes sont sorties et son disponibles pour le téléchargement :

• 32/5-6 Duisbourg - Hamme-Mille ;
• 40/3-4 Jodoigne - Jauche

En 2024 est prévue la sortie de la carte 59/7-8 Grupont - Saint-Hubert (Carte 13) avec le nouveau fond (hydro)géologique.

____________

¹ http://environnement.wallonie.be/cartehydrogeo/
²http://environnement.wallonie.be/cartosig/cartehydrogeo/fonds_geol_utilises.htm
³ http://geoportail.wallonie.be/home.html
⁴ http://geoapps.wallonie.be/Cigale/Public/

 

En résumé Les cartes hydrogéologiques synthétisent l’information disponible à l’échelle régionale et constituent un outil de gestion quantitative et qualitative des eaux souterraines pour un public varié ; La Wallonie est couverte par 119 cartes au 1/25 000ème : 118 sont consultables, 108 téléchargeables via le site de la Carte hydrogéologique de Wallonie et 9 restent à éditer ; Une nouvelle application WebGis sortira dans le courant de l’année 2024 ; Deux nouvelles cartes sont disponibles au format pdf, basées sur le nouveau fond (hydro)géologique depuis 2023 : 32/5-6 Duisbourg - Hamme-Mille et 40/3-4 Jodoigne - Jauche ; La carte 59/7-8 Grupont - Saint-Hubert, basée sur le nouveau fond (hydro)géologique, sortira en 2024.

IV.4. 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.

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 comme 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.

La méthodologie retenue par la Wallonie 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 » (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 (Tableau 13).

Tableau 13 : Classe de transfert : relation entre vulnérabilité et temps de transfert

La méthode Apsû a été testée dans un premier temps sur les bassins du Hoyoux et du Néblon, ensuite sur les bassins de Sprimont et de la Berwinne et enfin, à l'ensemble de la Wallonie.

Une cartographie de la vulnérabilité intrinsèque des nappes d’eau souterraine du premier horizon (premier niveau saturé en eau rencontré depuis la surface du sol) a été réalisée durant les deuxièmes Plans de gestion (Carte 14).

Généralement, la vulnérabilité intrinsèque est très élevée dans les fonds de vallées et moyenne à faible sur les plateaux. Les unités hydrogéologiques moins perméables (ex : manteau d’altération des formations géologiques en Ardenne, aquitards…) où la nappe est plus superficielle ont une vulnérabilité élevée car les temps de transfert escomptés sont a priori relativement courts. Il en est de même dans les zones des tourbières et aux sols avec drainage à engorgement d’eau temporaire ou permanent, où l’eau est très proche de la surface. Ces contextes hydrogéologiques se rencontrent plus dans le district de la Meuse et du Rhin. Les zones apparaissant en vert sur la carte correspondent à des contextes de nappes relativement profondes et/ou protégées par une ou plusieurs couches. C’est le cas du Socle du Brabant (recouvert par des unités tertiaires peu perméables), mais aussi des craies (là où elles sont surmontées des limons, par exemple) ou encore des unités calcaires des districts de l’Escaut et de la Meuse (à l’exception de certaines zones, comme celles où il y a des phénomènes karstiques ou dans les vallées sans couverture tertiaire).

La méthode est en cours d’adaptation dans le cadre d’une nouvelle convention avec l’université de Liège démarrée en juin 2019 pour une période de 42 mois, pour être applicable à un aquifère ou une masse d’eau souterraine spécifique, ainsi que pour cartographier la vulnérabilité spécifique de l’eau souterraine à certains polluants et croiser ces informations avec des cartes d’aléa liées aux activités potentiellement polluantes en vue de déterminer un risque de pollution de l’eau souterraine.

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. Il existe une multitude de techniques pour évaluer la vulnérabilité des eaux souterraines. Les plus connues sont les méthodes d’indexation et de pondération de facteurs. En Wallonie, la méthodologie retenue 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).

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 le concept de masse d’eau souterraine, 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 Wallonie
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 Wallonie, 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. Une étape importante du processus a consisté à déterminer les aquifères transfrontaliers lors de réunions de travail internationales dont les résultats 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 Wallonie
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 (SPW ARNE), 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.

Cette méthodologie a été élaborée en concertation entre les Services concernés du SPW ARNE et du SPW MI. 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 frontalières 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.

Révision des masses d’eau souterraines en 2017
Suite à l’analyse des pressions et au vu des résultats de la surveillance qualitative, la masse d’eau souterraine des sables de la vallée de la Haine RWE031, qui comprenait deux parties distinctes, a été scindée en deux nouvelles masses d’eau : à l’est, la masse d’eau RWE033, qui présente une pression urbaine et industrielle forte et dont les principaux paramètres déclassants sont les macropolluants ; à l’ouest, la masse d’eau RWE034, de pression industrielle faible, mais dont l’impact de l’agriculture est plus important ; ce sont les nitrates et les pesticides qui sont déclassants.

Le tableau 14 reprend la liste des masses d'eau souterraine définies ainsi que quelques unes de leurs caractéristiques. Elles sont représentées à la carte 15.

Tableau 14 : Liste des masses d’eau souterraine, surface et typologie simplifiée

.

En résumé La mise en application de l'article 5 de la Directive cadre sur l'Eau a abouti dans le cas de la Wallonie à un découpage en 33 masses d'eau souterraine, approuvées par la PPGIE et par le Gouvernement wallon. En 2017, une masse d’eau du district de l’Escaut a été scindée en 2 en raison de la différence de pression et de l’impact sur l’état qualitatif de 2 parties distinctes, augmentant le nombre de masses d’eau wallonnes à 34, dont 11 sont attribuées au district de l'Escaut, 21 à celui de la Meuse et 2 à 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. 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 Wallonie était l’établissement, au 22 décembre 2006, d’un programme de surveillance des masses d’eau souterraine définies en Wallonie. 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 du SPW Environnement – 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 programme de surveillance :

En application de l’article 8 de la DCE, le programme de surveillance de l’état des eaux souterraines, mené sur une sélection représentative des sites de contrôle, appelé réseau de surveillance DCE, inclu :

• 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 présents 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 souterraines qui risquent de ne pas atteindre le bon état et visant à suivre, chaque année, les altérations constatées et en particulier à établir les tendances évolutives des concentrations en polluants observés.

Les contrôles non repris dans ces programmes sont 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, font partie du réseau de surveillance additionnel du SPW Environnement (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, en 2022, 546 sites de contrôle, dont la répartition est présentée au tableau 15, 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.

Tableau 15 : Répartition des sites de contrôle DCE entre les différents districts hydrographiques internationaux subdivisant la Région wallonne
Nombre de sites de contrôle	Symbole sur la carte	District Escaut	District Meuse	District Rhin	Total Wallonie
Réseau quantitatif		66	104	3	173*
Réseau chimique à gestion patrimoniale		76	127	8	211*
Réseau chimique à gestion producteur		69	111	5	185

*Plus d'une vingtaine de points sont communs aux réseaux quantitatif et chimique patrimonial.

La carte 16 reprend les sites du réseau de surveillance (réseau DCE et réseau additionnel SPW Environnement).

Pour les besoins propres au SPW Environnement 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 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.

La masse d’eau souterraine RWM100 « Grès et schistes du massif ardennais : Lesse, Ourthe, Amblève et Vesdre » ne comporte aucun point de mesure de surveillance chimique DCE officiel. En effet, l’annexe V point 2.4.2 de la directive spécifie pour la surveillance de l’état chimique, que « des sites de contrôle doivent être choisis en nombre suffisant pour les masses d’eau recensées comme courant un risque suite à l’exercice de caractérisation entrepris conformément à l’annexe II et pour les masses d’eau qui traversent la frontière d’un état membre ». Or, lors de sa caractérisation, la masse d’eau RWM100 a été évaluée en bon état. De plus, les aquifères de cette masse d’eau souterraine ne sont pas transfrontaliers. Aucun réseau de surveillance chimique DCE n’a dès lors été défini au droit de cette masse d’eau. Cependant, la qualité de la masse d’eau est suivie à l’aide de réseaux additionnels (réseau d’impact des producteurs, survey nitrate,…).

En résumé Le réseau de surveillance de l’état quantitatif et qualitatif des masses d’eau souterraine totalise, en 2022, 546 sites de contrôle représentatifs, répartis sur l’ensemble de la Wallonie. Le programme des analyses et des relevés effectués sur le réseau de surveillance a été réalisé sur la période 2009-2013 pour les 1ers Plans de Gestion des Districts Hydrographiques (PGDH), sur la période 2014-2019 pour les 2es PGDH et est en cours de traitement sur la période 2020-2025 pour les 3es PGDH. 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, les écoulements de l’eau souterraine sont très hétérogènes. Un réseau de surveillance classique, tel que décrit dans les chapitres précédents, peut perdre totalement sa représentativité pour l'évaluation de l'état de la masse d'eau. Le réseau peut dans ce cas, tant pour l'aspect qualitatif 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.

Le réseau dit "des émergences" de la DGO3-DESo est constitué de stations automatiques mises en place sur trois masses d'eau souterraine (BERWM021-Calcaires et grès du Condroz, BERWM023-Calcaires et grès de la Calestienne et de la Famenne, et BERWM142- Calcaires et grès du bassin de la Vesdre) (Carte17). Il a été initié en 2006 et comporte actuellement dix stations (Tableau 16) implantées sur des sources karstiques importantes non captées. Les stations sont suivies essentiellement par l'ISSeP et la DGO3-DESo.

Tableau 16 : Aperçu des paramètres mesurés sur les stations automatiques du réseau de surveillance des émergences

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). Elles ont également fait l'objet d'une campagne d'analyses (FATE EU GW) de polluants émergents organisée par le JRC³ en automne 2008.

Les figures 16 à 19 présentent les variations de la conductivité et de la température au cours de l’année 2015 à Chanxhe, dans la masse d’eau BERWM021 (calcaires et grès du Condroz), et à la Grotte du Chalet, dans la masse d’eau BERWM023 (calcaires et grès de la Calestienne et de la Famenne).

Figure 16 : Observations à Chalet en 2015	Figure 17 : Observations à Chanxhe (données brutes), venues d'eau
Figure 18 : Conductivité mesurée en 2015 à Chanxhe (données brutes)	Figure 19 : Températures mesurées en 2015 à Chanxhe (données brutes)

La conductivité électrique mesure la capacité de l’eau à transmettre un courant électrique. Elle reflète la quantité d’ions présents dans l’eau.

A Chanxhe, la courbe brute de la conductivité (Figure 18) présente une croissance régulière de janvier (~ 600 µS/cm) à novembre (~ 800 µS/cm), marquée par des chutes brutales, ponctuelles, et de faible ampleur (~ 50 à 75 µS/cm) jusqu’en juillet. A partir de cette date, les chutes sont plus fréquentes et plus amples jusqu’en novembre. A la fin de l’année – de novembre 2015 à janvier 2016 -, la conductivité redescend à la valeur observée (~ 600 µS/m) au début de l’année 2015.

Ces variations de la conductivité électrique traduisent une modification de la composition des eaux souterraines. L’augmentation régulière suivant un cycle saisonnier est liée à la contribution variable d’un réservoir mobilisant une eau dont le temps de séjour est plus long. Par contre, les brusques diminutions de la conductivité électrique sont provoquées par un apport d’eau moins minéralisée. Il s’agit en l’occurrence des infiltrations directes des précipitations par les conduits karstiques plus transmissifs.

A la résurgence de la Grotte du Chalet (Figure 16), la courbe brute de la conductivité semble évoluer entre deux paliers, le premier autour de 375 à 400 µS/cm et le second à 450 µS/cm. La courbe se situe dans le premier palier de janvier à mai, puis elle monte vers le second palier pendant les deux mois suivants pour s’y maintenir jusqu’en septembre. Ce mois là, elle redescend brusquement pour remonter rapidement, début octobre, au second palier qui était son niveau précédent. Fin novembre, la courbe redescend brusquement au premier palier. Pendant toute l’année, la courbe est marquée par des chutes brutales, ponctuelles, et de faible ampleur (~ 50 à 75 µS/cm).

Cette évolution pourrait traduire une plus grande sensibilité du système aux précipitations. Il serait intéressant de quantifier les choses pour étayer cette hypothèse. En période de basses eaux, le système relâche de l’eau ancienne, fortement minéralisée. Une fois les hautes eaux revenues, la dilution des eaux anciennes avec l’eau moins minéralisée des précipitations fait baisser la conductivité.

La température de l’eau est un traceur naturel plus complexe à étudier qu’il n’y paraît car le transfert de chaleur au sein d’un aquifère est soumis à deux grands processus : la conduction ou diffusion et l’advection.

La diffusion est un transfert de chaleur au sein d’un milieu, sans déplacement de matière, sous l’influence d’une différence de température. La densité de flux est proportionnelle au gradient de température et à la conductivité thermique de la roche. Ce mécanisme à lui seul ne permet pas d’expliquer le réchauffement graduel des eaux souterraines jusqu’en septembre suivi d’un lent refroidissement jusqu’à la fin de l’hiver que l’on peut observer à la grotte du Chalet (Figure 16) et à Chanxhe (Figure 19).

L’advection est mise en jeu lorsque le flux de chaleur est transporté par un fluide en déplacement. L’examen d’un épisode de précipitation montre l’influence d’une venue d’eau sur la température (Figure 16).

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

- Dörfliger N. et alii, (2010), Guide méthodologique. Les outils de l’hydrogéologie karstique. BRGM RP-58237-FR.
- 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.

En résumé Un réseau de surveillance in-situ et en continu de dix émergences karstiques est opérationnel depuis 2006 dans trois masses d'eau calcaires (BERWM021, BERWM023 et BERWM142). 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.

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 le SPW Environnement.

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, Tableau 17), 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 Wallonie, les paramètres sont regroupés en 6 altérations principales sur lesquelles une appréciation globale peut donc être portée (Figure 20).

Figure 20 : Classe de qualité pour les pesticides (cas du diuron)

En résumé, le point d’eau décrit à la figure 20 est de mauvaise qualité. La pression est agricole et caractéristique d’une source de pollution ponctuelle. L’eau subit une importante altération au niveau des pesticides et des nitrates. La bentazone est le paramètre déclassant (devant le chlortoluron) et y atteint une concentration largement supérieure à la norme de potabilité, tandis que la valeur moyenne de concentration en nitrates dépasse légèrement la norme pour l’eau potable, ce qui donne un indice général de la qualité de l’eau médiocre pour cette altération. L’altération « minéralisation en salinité » présente un indice moyen du fait que la valeur moyenne de la concentration en chlorures dépasse le seuil de 60mg/l, ce qui montre une dégradation par rapport à l’état naturel. En outre, un fond de cuivre est détecté, mais ayant une concentration en dessous de 15 µg/l (ce qui implique un risque d’effets chroniques uniquement pour des espèces plus sensibles des cours d’eau).

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 au tableau 17.

Tableau 17 : Système d’évaluation de la qualité des eaux souterraines (SEQ-ESO), appliqué à « EUGIES MITOYENNE 65M »

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

La carte 18 donne ainsi une vue d’ensemble établie sur le réseau représentatif de surveillance. Depuis 2019, l’indice SEQESO « pesticides » est basé sur les 21 substances actives ou métabolites de pesticides dont le suivi est jugé le plus pertinent en RW (plus les pesticides totaux). Parmi ces substances, l’étiquette indique le pesticide le plus déclassant.

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 représenté par la figure 21.

Figure 21 : Logigramme permettant d’appréhender l’état chimique d’une MESo.

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

V.5. Pressions industrielle et historique sur les masses d’eau souterraine

Description quantitative des pressions locales

En l’absence d’étude permettant d’objectiver l’existence d’une pollution de l’eau souterraine par les usines polluantes, les sites d’élimination de déchets ou les friches industrielles, le recensement de ces sites n’évalue que des pressions locales potentielles sur les masses d’eau souterraine (MESo). Leur présence au-dessus d’une MESo ne constitue pas une preuve qu’un flux ponctuel de polluants est effectivement émis vers les eaux souterraines. Or, d’après le guide WFDCIS- GD17 (2007) qui clarifie, pour les MESo, les notions de pressions et d’impacts utilisées dans le guide WFD-CISGD3 (2002), ce sont bien ces flux (« direct and indirect inputs of pollutants ») qui constituent la pression effective.

A l’occasion des deux premiers plans de gestion, faute de disposer de données suffisamment consolidées sur les pollutions réelles et leur répartition spatiale, seuls des indicateurs de pression potentielle ont été utilisés, à savoir les nombres et densités spatiales d’activités polluantes et de sites potentiellement pollués (SPP).

Aujourd’hui, le calcul d’indicateurs de pression effective devient possible grâce à la multiplication des données disponibles sur les pollutions réelles suite à la mise en application du Décret du 1er mars 2018 relatif à la gestion et à l’assainissement des sols. Ces nouveaux indicateurs sont cependant encore à affiner dans le futur car ils sont calculés à partir d’une base de données incomplète.
Pour le troisième plan de gestion, il a dès lors été décidé :

A. de conserver « pour mémoire », les indicateurs de pression locale potentielle ;
B. d’évaluer la pression locale ponctuelle effective au moyen de plusieurs nouveaux indicateurs (Tableau 18) : 1. nombre (Nb) et densité spatiale (D) de pollutions de l’eau souterraine (PESo) en distinguant les cas où :
• ces pollutions concernent la nappe aquifère exploitée (PNE), donc la réserve de la masse d’eau et ce y compris si cette réserve est contenue dans une couche d’alluvions assez épaisse et perméable pour cela ; leur densité spatiale (DPNE) est alors indicative de la pression effective sur la masse d’eau ;
• ces pollutions concernent une nappe perchée dans des couches superficielles non exploitées : leur densité spatiale n’est alors qu’un nouvel indicateur de pression potentielle sur la MESo. 2. nombre et densité de pollutions de la nappe jugées « à risque local de dispersion » (PRLD) en distinguant les cas où ces risques ne sont pas encore maitrisés (Nb. Effectif) de ceux où ils ont été éliminés par des travaux (Nb. Eliminé), gérés par confinement (Nb. Géré) ou contrôlés par monitoring (Nb. Surveillé) ;
3. deux indices (A et B) permettant de différencier et de classer les masses d’eau souterraines. Ces indices caractérisent les causes (A) et conséquences (B) du niveau de la pression effective :
• A=nb de pollutions de nappe exploitée/ nb de sites potentiellement pollués. Cet indice indique la probabilité qu’une pollution par un SPP atteigne effectivement la nappe exploitée ;
• B=nb de pollutions à risque local de dispersion/nb de pollutions de la nappe (exploitée ou non). Cet indice quantifie la probabilité qu’une fois dans l’eau, la pollution se disperse vers une cible locale (source, puits, terrain voisin) ou dégrade significativement un grand volume d’eau potabilisable. C. d’envisager l’existence éventuelle de pressions industrielles plus « diffuses », liées à la concentration d’un grand nombre de pollutions ponctuelles, non identifiées individuellement sur certaines masses d’eau.

Le tableau 18 présente les indicateurs de pression locale, calculés globalement pour la Wallonie ainsi que pour chacun des trois districts hydrographiques. Les deux dernières colonnes reprennent les rapports entre les nombres d’assainissements et de monitorings et les nombres de pollutions à risque.

Tableau 18 : Nombres (Nb) et densités spaciale (D) des pollutions des eaux souterraines pour la région Wallonne
(D = densité spatiale (Nb/100 km²), source : BD DixSous de mai-19)

Il n’est pas étonnant de constater que la plupart des indicateurs prennent des valeurs supérieures dans le district de l’Escaut comparativement à celles du district de la Meuse présentant une plus grande proportion de territoire rural. L’indice A fait cepedant exception puiqu’il est plus grand dans le district de la Meuse en raison des trois masses d’eau contenues dans les alluvions de la Meuse (RWM071, 072 et 073). La nappe exploitée étant proche de la surface, la probabilité qu’une pollution atteigne cette dernière y est plus élevée que partout ailleurs (DPNE, Tableau 19). L’indice A étant indépendant de la surface totale du district, sa valeur n’est pas contrebalancée par la faible densité de pollutions dans les zones rurales.

Tableau 19 : Evaluation des pressions exercées par les sites pollués sur les différentes masses d’eau

La carte 19 localise les masses d’eau avec une pression historique non négligeable (DPNE par 100 km²>2,5). Il s’agit des craies de la Haine (RWE030) et du Geer (RWM040), des sables bruxelliens du Brabant (RWE051) et de Haine et Sambre (RWM052), des alluvions et sables de la Haine (RWE033) et des alluvions de la Meuse (RWM071, 072 et 073).

Ces pressions plus importantes s’expliquent soit parce que les nappes exploitées sont peu profondes et/ou parce que la densité de sites pollués est très forte (RWM071, RWM072, RWM073, RWE033), soit parce que ces sites pollués sont plus fréquemment situés à des endroits où les nappes exploitées, bien que plus profondes, ne sont pas protégées par une nappe alluviale non exploitable (RWM052, RWE051, RWM040, RWE030).

On distingue mieux ces différents cas de figure en examinant les classements des masses d’eau, par ordre décroissant des indicateurs présentés au tableau 19. Alors que les masses d’eau superficielles sont en haut de classement pour les densités de SPP et de pollutions effectives, elles descendent nettement dans ce classement lorsqu’on s’intéresse à l’indice B. Ce dernier exprimant la probabilité qu’une pollution, une fois dans la nappe, se disperse suffisamment pour générer un risque local est bien plus élevé pour des masses d’eau à moindre potentiel d’atténuation naturelle et à plus fort gradient hydrogéologique comme les sables bruxelliens (RWE051), et avec en plus les dispersions accélérées par la double porosité des craies (RWM040, RWE030).

Pour la RWE033, très dense en SPP et aussi très peu profonde, on s’attend à une DPNE très haute. Cependant, les alluvions de la Haine au sens strict sont des sédiments très peu perméables et tourbeux, non exploitables et non exploités par des captages dignes de ce nom. Lorsque l’étude d’un terrain pollué a pu démontrer que la pollution avait impacté exclusivement ce niveau superficiel sans toucher les sables plus perméables sous-jacents, on n’a pas encodé la pollution comme « PNE ». Cela a ramené l’indicateur de pression effective de cette masse d’eau à une valeur plus modérée qui cadre mieux avec le niveau réel du risque. Cela a aussi positionné la RWE33 en bas du classement pour l’indice A car la probabilité qu’une pollution atteigne les sables protégés par une couche superficielle aussi riche en matière organique que les alluvions marécageuses de la Haine est très amoindrie : la couche tourbeuse peu perméable agit comme un filtre, sa base argileuse comme une barrière physique, et son carbone biodisponible en fait un vrai bioréacteur naturel qui dégrade les pollutions organiques.

Pour conclure, si des pressions industrielles et historiques locales sont, pour certaines MESo, effectives et non négligeables, elles ne sont nulle part significatives au sens de la DCE : ces pressions locales ne sont, ni individuellement ni par additivité, responsables d’une dégradation ou d’un risque éminent de dégradation de l’état global d’une de ces masses d’eau et ce, même pour celles soumises aux plus fortes pressions.

Même à plus petite échelle, si une pollution se disperse suffisamment pour générer un risque local, les actions menées dans le cadre du décret sols ramènent toujours ce risque à un niveau acceptable. Ce décret impose d’ailleurs des travaux sur des sites pour d’autres raisons que la protection des nappes. Les dernières colonnes du tableau 18 montrent qu’après ces travaux, aucun site ne subsiste avec un risque actuel effectif et que les assainissements et les monitorings sont réalisés en nombres très supérieurs aux nombres de sites « à risque local ».

Description quantitative des pressions diffuses

Deux régions englobant trois masses d’eau sont soumises à une pression plus diffuse dont l’origine est attribuable, au moins partiellement, à d’anciennes activités industrielles. Il s’agit des bassins miniers de Liège et du Borinage qui, encore aujourd’hui, affectent la qualité de la RWM073, de la RWE030 et de la RWE033. Le lessivage souterrain des mines sur les flancs de la vallée de la Meuse ramène des eaux chargées en fer, manganèse, ammonium, arsenic et sulfates dans les alluvions, par écoulement naturel le long des versants et par d’anciennes galeries drainantes (arènes). Dans le bassin de Mons, c’est le lessivage plus direct des terrils de schistes miniers disposés directement au-dessus des couches aquifères qui provoque une pression similaire. L’accumulation de ces terrils, leur ré-exploitation partielle qui en a disséminé les matières sous forme de remblais moins ponctuels, et le caractère presque continu du drainage des mines à Liège donnent à ces pressions un caractère diffus, voir quasiment généralisé à des portions non négligeables de la surface des trois masses d’eau.

Par ailleurs, le caractère alluvial des masses d’eau RWE033 et RWM073 et leur localisation en zone marécageuse (RWE033) et anciennement marécageuse (RWM073) leur confèrent une autre particularité commune : elles sont toutes deux plus riches que les autres masses d’eau en matière organique biodégradable (carbone, azote, phosphore). Cela rend le milieu aqueux, dans la couche exploitée, plus réducteur et déplace les équilibres physicochimiques naturels : l’azote qui se trouve préférentiellement sous sa forme réduite (NH4), les sulfates sont partiellement consommés et la réduction du fer et du manganèse met en solution leurs ions réduits plus solubles, en entrainant des éléments accompagnant souvent le fer dans les roches : l’arsenic et le nickel.

Enfin, la RWM040 et la RWE033 sont aussi très urbanisées, Liège et Mons comptent parmi les plus vieilles cités d’Europe. Elles sont le berceau d’activités industrielles très anciennes mais sont aussi, depuis des siècles, affectées d’une densité de population très importante. Elles sont munies d’égouttages localement très vétustes et d’étanchéité imparfaite qui pourraient, eux aussi, contribuer à un apport souterrain relativement diffus en polluants typiques des effluents urbains (azote, carbone, phosphore).

Il faut donc bien comprendre que les pressions diffuses exercées sur les trois masses d’eau citées plus haut n’est que partiellement industrielle et partiellement historique. Des contributions non négligeables, en proportions indéterminées, sont certainement attribuables à des phénomènes naturels géogènes et à l’urbanisation des deux bassins. Par contre, contrairement aux pollutions historiques ponctuelles, ces pressions diffuses provoquent une dégradation de l’état des masses d’eau RWE033 et RWM073 et un risque de dégradation de celui de la RWE030.

 

V.6. Etat des lieux en 2019 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 sur 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 (Tableau 20) et les valeurs seuils suivantes inscrites à l’annexe XIV du Code de l’eau (Tableau 21).

Tableau 20 : Norme de qualité inscrites à l’annexe XIV du Code de l’eau pour les nitrates et les pesticides
Polluant	Norme de qualité
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)

Tableau 21 : Valeurs seuils inscrites à l’annexe XIV du Code de l’eau pour les polluants d’origine naturelle ou anthropique et pour les substances artificielles confirmées comme polluants
Polluants d'origine naturelle ou anthropique	Critére prépondérant	Valeur
Arsenic	Santé humaine (eau potable)	10 µg/l
Cadmium	Protection des écosystèmes	3 µg/l
Chrome VI (hexavalent)	Santé humaine (eau potable)	9 µg/l
Cuivre	Protection des écosystèmes	100 µg/l
Mercure	Santé humaine (eau potable)	1 µg/l
Nickel	Santé humaine (eau potable)	20 µg/l
Plomb	Santé humaine (eau potable)	10 µg/l
Zinc	Protection des écosystèmes	200 µg/l
Ammonium (expression NH4)	Santé humaine (eau potable)	0,5 mg/l
Chlorures	Principe de précaution	150 mg/l
Cyanures (totaux)	Santé humaine (eau potable)	50 µg/l
Nitrates (RWM100, RWR101, RWM102 et RWM103)	Protection des écosystèmes	25 mg/l
Nitrites (expression NO2)	Santé humaine (eau potable)	0,1 mg/l
Phosphore total (expression P2O5)	Protection des écosystèmes	1,15 mg/l
Phosphore total (RWM100, RWR101, RWM102 et RWM103)	Protection des écosystèmes	0,46 mg/l
Sulfates	Santé humaine (eau potable)	250 mg/l
Substances artificielles confirmées comme polluants
2,6-dichlorobenzamide (métabolite BAM)	Principe de précaution	0,5 µg/l
Chloridazon desphenyl (métabolite B)	Principe de précaution	4,5 µg/l
Chlorothalonil ESA (métabolite VIS-01)	Principe de précaution	1 µg/l
Métazachlore ESA (métabolite BH479-8)	Principe de précaution	0,5 µg/l
Métolachlore ESA (métabolite CGA 354743)	Principe de précaution	1 µg/l
Méthyl-terbuthylether (MTBE)	Principe de précaution	30 µg/l
Tétrachloréthylène	Santé humaine (eau potable)	4 µg/l
Trichloréthylène	Santé humaine (eau potable)	7 µg/l
1,2-Dichloréthylène	Principe de précaution	5 µg/l
Chlorure de vinyle	Protection des écosystèmes	0,25 µg/l

Les valeurs seuils pour chaque masse d'eau sont établies à partir des valeurs des critères retenus pour l'évaluation de la qualité des eaux souterraines indiquées dans le tableau 21.

Etat global des masses d’eau

L’état global des masses d’eau souterraine de la Wallonie a été évalué deux fois à l’aide des résultats accumulés entre 2005 et 2008, et entre 2009 et 2013 sur le réseau de surveillance DCE. Une troisième évaluation a été réalisée en 2019 sur base des données recueillies entre 2014 et 2019. En matière de nitrates, les résultats du survey nitrate (près de 840 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.

En 2019, une seule masse d'eau souterraine a été évaluée en mauvais état quantitatif. Par contre, 14 d’entre-elles sont classées en mauvais état chimique.

Les masses d’eau classées en mauvais état chimique l’ont été pour cause de nitrates (5), de pesticides (1), d’une combinaison pesticides et nitrates (6) ou d’autres polluants (2).

Risques de détérioration

L’analyse de risque pour les masses d’eau souterraine n’est pas simple : (1) 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 ; (2) 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 sur toutes les masses d’eau souterraines 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.

L’évaluation de l’état global des 34 masses d’eau souterraine ainsi que l’analyse de tendance a abouti à leur classement en 5 catégories (Figure 22).

Figure 22 : Etat global 2019 et tendance à la déterioration des MESO de Wallonie

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 22 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 2019, soit, quel que soit l’état 2019, 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 (Carte 20).

Tableau 22 : Répartition des MESO entre les différents états et forces motrices responsables de la dégradation
	Agriculture	Industrie	Collective	Historique
Mauvais état quantitatif	0	0	1	-
Autres risques quantitatifs	0	3	2	-
Mauvais état chimique	12	1	4	2
Autres risques chimiques	14	2	2	2

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 47% des masses d’eau souterraine de Wallonie sont, en 2019, jugées en bon état et sans risque de détérioration. Les 3es plans de gestion de la directive cadre eau visent à amener cette proportion à 60 % d’ici 2027.

V.7. Travaux de coordination transfrontalière

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 oeuvre 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 était l’objectif fixé par la DCE à atteindre pour les milieux aquatiques en 2015. Pour les eaux souterraines, ce bon état correspond à un bon état chimique et quantitatif.
Ce sont les plans de gestion des districts hydrographiques, élaborés par les états membres, qui constituent l’instrument devant permettre d’atteindre le bon état.

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

Tableau 23 : 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. Dans le cadre du 3ème cycle de la DCE (2022-2027), les plans faîtiers ont été actualisés avec la collaboration de toutes les parties de la CIM et de la CIE.

Dans le but d’améliorer et de faciliter encore la coordination transfrontalière, des conventions d’échanges ou de mises à disposition de données ont été signées entre les partenaires des projets :

• Convention d’échange des données et prévisions des crues et des étiages au sein du DHI Escaut (14/12/2017) et du DHI Meuse (19/07/2017) ;
• Convention de mise à disposition et d’échange de données relatives à la gestion des eaux souterraines des calcaires du Carbonifère (14/12/2017).

Le Service public de Wallonie 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).

V.8. 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 (69 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 (43 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 Flandre et la Wallonie, 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 Flandre et la Wallonie, 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 Flandre, présente essentiellement des problèmes de caractère quantitatif en Flandre.
  

La coordination internationale a élaboré également des grilles et des fiches de coordination bi- ou trilatérales, par aquifère transfrontalier, afin d’améliorer la cohérence des programmes de mesures pour les masses d’eau frontalières souterraine ou de surface, ou afin de renforcer la coordination dans le cadre de la Directive européenne sur l'eau.

Plusieurs groupes de travail spécifiques ont été créés au sein de la CIE (Commission Internationale de l’Escaut) pour approfondir les connaissances de certains aquifères transfrontaliers (Sables du Bruxellien, Calcaires carbonifères, ...).

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 (76 masses d’eau souterraines ont été définies au total par les 6 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.
• L'évaluation récente montre que moins de la moitié des masses d'eau souterraine sont en bon état tant pour ce qui concerne la quantité que la qualité. Une cause de non-atteinte du bon état est dans la plupart des cas la mauvaise qualité chimique.
• 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-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

SPW Environnement
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 (DESo)
Service central
Avenue Prince de Liège 15 B-5100 Jambes Tél: +32 (0)81 33 63 68 Fax: +32 (0)81 33 63 22
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
Céline LAGARD celine.lagard@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
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 65 Fax: +32 (0)65 32 82 55
Didier TASSIN didier.tassin@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 81 Fax: +32 (0)81 71 53 99
Grégoire BOUGARD gregoire.bougard@spw.wallonie.be

Direction de la Coordination des Données
Avenue Prince de Liège 15 B-5100 Jambes Tél: +32 (0)81 33 60 01 Fax: +32 (0)81 33 60 22
Jean-Pierre BOUVRY jeanpierre.bouvry@spw.wallonie.be

Institut Scientifique de Service Public (ISSeP)
Siège social de Liège :
Rue Chéra, 200 B-4000 Liège Tél: +32 (0)4 229 83 11

Rédacteurs-contributeurs

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, Céline Rentier
I.3. Les formations aquifères de Wallonie : Johan Derouane, Philippe Meus

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

III.1. Géochimie des aquifères - minéralisation caractéristique : Francis Delloye
III.2. Géochimie des aquifères - éléments en traces : Francis Delloye
III.3. Le nitrate dans les eaux potabilisables : Céline Rentier
III.4. Les pesticides dans les eaux potabilisables : Francis Delloye, Céline Rentier, Maryse Wertz

IV.1. Zones de protection programmées ou en cours d'étude : Véronique Willame
IV.2. Zones de protection définies par arrêté ministériel : Véronique Willame
IV.3. Cartes des eaux souterraines : Samantha Rekk
IV.4. Cartographie de la vulnérabilité des eaux souterraines: Cristina Popescu

V.1. Masses d'eau souterraine: Céline Rentier
V.2. Réseau de surveillance de l'état des masses d'eau souterraine: Céline Rentier, Francis Delloye
V.3. Réseau de surveillance des émergences: Olivier Roufosse, Philippe Meus,  Jérémy Flament
V.4. Systèmes d'évaluation de la qualité des eaux souterraines: Francis Delloye, Céline Rentier
V.5. Pressions industrielle et historique sur les masses d’eau souterraine: Vincent Lebrun
V.6. Etat des lieux en 2019 des masses d'eau souterraine: Céline Rentier
V.7. Districts hydrographiques internationaux : Stéphanie Zaros, Philippe Meus, Marie Wénin, Anne Trentels
V.8. La coordination internationale au sein des DHI Escaut et Meuse : Stéphanie Zaros, Philippe Meus, Marie Wénin, Anne Trentels

Rattachement et adresses mails des rédacteurs et contributeurs

Rédacteurs-contributeurs
Saadia IMERZOUKENE (ancienne collaboratrice)
Philippe MEUS (ancien collaborateur)
Francis DELLOYE (ancien collaborateur)
Johan DEROUANE (DESo) johan.derouane@spw.wallonie.be
Jérémy FLAMENT (ISSeP) j.flament@issep.be
Vincent LEBRUN (DESo) vincent.lebrun@spw.wallonie.be
Roland MASSET(DESo) roland.masset@spw.wallonie.be
Cristina POPESCU (DESo) cristina.popescu@spw.wallonie.be
Samantha REKK (DESo) samantha.rekk@spw.wallonie.be
Céline RENTIER (DESo) celine.rentier@spw.wallonie.be
Olivier ROUFOSSE (Service Géologique de Wallonie) olivier.roufosse@spw.wallonie.be
Anne TRENTELS (Direction de la Politique Environnementale) anne.trentels@spw.wallonie.be
Olivier TROMME (DESo) olivier.tromme@spw.wallonie.be
Marie WENIN (Direction de la Coordination des Données) marie.wenin@spw.wallonie.be
Maryse WERTZ (DESo) maryse.wertz@spw.wallonie.be
Véronique WILLAME (DESo) veronique.willame@spw.wallonie.be
Stéphanie ZAROS (Direction de la Nature et des Espaces verts) stephanie.zaros@spw.wallonie.be

Contributeurs
Patrick HENNEBERT (Direction des instruments économiques et Outils financiers) patrick.hennebert@spw.wallonie.be
Arnaud ROUELLE (DESo) arnaud.rouelle@spw.wallonie.be

Cartographie SIG, coordination, réalisation, infographie & mise en page
Véronique Willame & Samantha Rekk

Concept et création
Xavier Demarets (Secrétariat général-Département de la Géomatique-Direction de l'Intégration des géodonnées) Xavier.Demarets@spw.wallonie.be

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Consultez également : Qualité des eaux distribuées par le réseau public