Aspects quantitatifs

Prises d'eau actives et volumes prélevés

_{Carte : Les prises d'eau en activité}

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 : Protection des eaux souterraines en Wallonie. 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).

Principales prises d'eau

_{Carte : Les 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 Spontin (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.

Prélèvements et taux d'exploitation par aquifère

_{Carte : Prélèvements 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.

Piézométrie

_{Carte : 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

 

• 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. 
• 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 » 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 hydrogéologiques 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 (voir plus haut) :

• 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).