Réponses fonctionnelles des aquifères souterrains aux pratiques d'infiltration en milieu urbain – FROG

Les sociétés modernes dépendent fortement des services fournis par les écosystèmes souterrains pour leur développement. L’extraction des eaux souterraines s’intensifie en réponse à l’accroissement de la population mondiale et à la pollution des eaux de surface. Certaines techniques alternatives de gestion des eaux telles que l’infiltration des eaux pluviales visent à compenser ces effets en contribuant à la recharge des nappes phréatiques. Néanmoins, l’efficacité environnementale des systèmes de recharge des nappes par les eaux pluviales dépend fortement de la capacité auto-épuratrice du sol, de la zone non saturée et de l’écosystème souterrain aquatique. Si l’évaluation environnementale de ces pratiques a été largement étudiée pour des polluants urbains comme les hydrocarbures et les métaux, ce n’est pas le cas pour des contaminants tels que les pesticides/biocides ou les pathogènes microbiens. De plus, la recharge des nappes par des eaux pluviales via des bassins d’infiltration produisent des perturbations physiques (fluctuations thermiques) et chimiques (baisse en oxygène dissous) majeures pour les écosystèmes souterrains. Cependant, aucune étude à ce jour n’a cherché à déterminer la réponse fonctionnelle des écosystèmes souterrains à ces perturbations. Quelle est la résistance et la résilience de ces systèmes face aux perturbations ? Les communautés microbiennes qui jouent un rôle prépondérant dans les processus de purification des eaux dans la nappe phréatique sont-elles vulnérables à ces perturbations ? Le projet FROG vise à combler ces manques à travers un couplage de travaux en laboratoire et sur le terrain.
Le projet se développera en 4 tâches. La tâche 1 sera en partie dédiée au développement de capteurs intégratifs pour capter la diversité microbienne des eaux souterraines mais aussi évaluer les transferts de contaminants biologiques et chimiques dans les systèmes de recharge des nappe par des eaux pluviales (Actions 1.1 et 1.2). La tâche 2 a pour objectif de modéliser les transferts d’eau dans 6 bassins d’infiltration en eaux pluviales présentant des caractéristiques physiques contrastées (épaisseur de zone non saturée, perméabilité du lit d’infiltration,…) (Action 2.1) et de coupler cette modélisation aux transferts de contaminants chimiques et biologiques lors de trois épisodes pluvieux (Action 2.2). Ce couplage devrait permettre une description précise de l’impact de l’infiltration des eaux pluviales sur la nappe et de déterminer le rôle de certains facteurs liés à la structure des bassins sur la vulnérabilité des eaux souterraines. La tâche 3 sera dédiée à l’étude de la réponse fonctionnelle des communautés microbiennes locales aux perturbations engendrées par la recharge en eaux pluviales. Un couplage entre terrain (Action 3.1) et laboratoire (Action 3.2) permettra de déterminer les facteurs environnementaux jouant une rôle crucial sur le fonctionnement des communautés microbiennes souterraines. L’ensemble des résultats obtenus devraient contribuer à la définition de recommandations pour la conception et le suivi environnemental des systèmes de recharge des nappes en eaux pluviales. La tâche 4 sera entièrement consacrée au transfert des résultats de recherche vers les gestionnaires.
L’ensemble de ce plan de travail sera axé sur une réelle pluridisciplinarité permettant d’apporter de nouvelles connaissances scientifiques sur le fonctionnement des écosystèmes souterrains ainsi que leurs réponses et vulnérabilité fonctionnelle à des perturbations physiques, chimiques et biologiques. Le développement et perfectionnement de capteurs intégratifs chimiques et biologiques est un point crucial de ce programme afin d’évaluer des contaminants présents à faibles doses dans l’environnement. Celle-ci permettra la toute première quantification de la performance environnementale des bassins d’infiltration des eaux pluviales vis à vis de la qualité des eaux souterraines.