Impact historique de l’urbanisation sur la qualité de l’eau: étude diachronique en région parisienne – HUNIWERS

Avec le projet HUNIWERS, nous proposons d'appliquer une approche couplant i) l'analyse des eaux actuelles (qualité, cycle de l'eau, modèle hydrologique) de nappes phréatiques perchées mais aussi d' eau d'infiltration (diffuse) ii) les dépôt de carbonates secondaires (les spéléothèmes urbains) de différents ouvrages sous-terrains et iii) les archives historiques de l'occupation des sols et la réalisation de cartes diachroniques.

La mise en œuvre d'HUNIWERS est divisée en 5 taches: 1) Modélisation du cycle hydrologique dans 2 bassins versants parisiens contrastés: bilan de l'eau et comparaison avec l'usage des sols, le débit et les données climatiques (mesures et archives historiques); 2) Caractériser les propriétés physico-chimiques de l'eau sous-terraine actuelle (nappes perchées); 3) Obtenir une série temporelle de l'évolution géochimique des eaux en utilisant des spéléothèmes prélevés sur différents sites; 4) Déterminer les sources et les mécanismes de transfert des polluants pour la période actuelle et passée ; 5) Evaluer, en concertation avec les autorités / les agences régionales et locales, la possible (ré)utilisation des eaux des nappes perchées parisiennes comme ressource alternative

Résultats (partiels, avant la fin du projet)
-Un séminaire thématique sur «La Valorisation des eaux de source en milieu urbain« a eu lieu le 23 mai 2023 à Paris. Il a réuni différents acteurs franciliens (instituts de recherche, collectivités, Agence de l’eau, ARS, …) afin d’échanger sur les perceptions et usages des eaux de sources ainsi que les contraintes et leviers vis à vis de cette utilisation.
-Des articles scientifiques sont en cours d'écriture pour présenter les résultats principaux.obtenus

Plusieurs perspectives sont dores et déjà mises en lumière:
-mettre en perspective le travail réalisé sur les eaux actuelles avec celui du changement climatique et les prospectives sur l'évolution du cycle de l'eau en ville (nouveau projet à monter)
-appliquer les méthodologies développées à d'autres sites, en particulier en ce qui concerne l'étude géochimique des concrétions des aqueducs et souterrains urbains.

Plusieurs publications sont en cours d'écriture.
Articles déjà publiés ci dessous
Pons-Branchu E. Caffy I et al.,. Radiocarbon dating of urban secondary carbonate deposit: site effect and implication for chronology: Case study of Paris and Versailles Palace fountains. Radiocarbon, 2022, 64 (6), pp.1323-1332. ?10.1017/RDC.2022.78?. ?hal-03918048
Fernandez M., Dumont E., et al.. Amélioration de l’information spatiale concernant des infrastructures hydrauliques historiques de la Ville de Paris. 18ème congrès international de spéléologie 2022, Union internationale de spéléologie, Jul 2022, Le Bourget Du Lac, France. ?halshs-04085440?

L’objectif du projet HUNIWERS est double : i) utiliser les archives « classiques » et les spéléothèmes urbains pour déterminer et comparer la qualité et la disponibilité passées et actuelles des eaux sous-terraines en région parisienne afin d’identifier les sources et mode de transfert de polluants; ii) établir un état des lieux des nappes de proches surface parisiennes, évaluer l'efficacité des politiques environnementales (impact sur les sources de polluants), et proposer en lien avec les autorités locales et régionales une utilisation alternative de cette ressource naturelle.
L'impact du développement urbain sur les ressources en eau est une question majeure, en particulier sur les eaux sous-terraines de sub-surface. Comprendre l'évolution chimique de ces eaux sous pression anthropique est limité par 2 verrous scientifiques: i) connaitre l'état initial (pré-urbanisation) et ii) identifier les traceurs et archives clés pour retracer et comprendre les fluctuations passées (qualité et quantité).
Récemment, nous avons développé une approche innovante pour reconstituer l'évolution passée de la qualité des eaux sous-terraines en milieu urbain. En couplant l'analyse de spéléothèmes urbains (encroûtements calcaires) et d'eaux collectées dans un aqueduc sous-terrain, nous avons reconstitué 300 ans d’enregistrement d'une série d'éléments chimiques (Plomb, Soufre, Terres Rares) et leurs sources actuelles et passées dans un petit bassin versant du NE de Paris.
Avec le projet HUNIWERS, nous proposons d'appliquer et d'étendre cette double approche à Paris et sa région en utilisant des spéléothèmes urbains de différents ouvrages sous-terrain et en s'intéressant aux nappes phréatiques perchées mais aussi à l'eau qui s'infiltre de façon diffuse. La mise en œuvre d'HUNIWERS sera divisée en 5 taches: 1) Modélisation du cycle hydrologique dans 2 bassins versants parisiens contrastés: bilan de l'eau et comparaison avec l'usage des sols, le débit et les données climatiques (mesures et archives historiques); 2) Caractériser les propriétés physico-chimiques de l'eau sous-terraine actuelle (nappes perchées); 3) Obtenir une série temporelle de l'évolution géochimique des eaux en utilisant des spéléothèmes prélevés sur différents sites; 4) Déterminer les sources et les mécanismes de transfert des polluants pour la période actuelle et passée ; 5) Evaluer, en concertation avec les autorités / les agences régionales et locales, la possible (ré)utilisation des eaux des nappes perchées parisiennes comme ressource alternative.
HUNIWERS regroupe 41 chercheurs et techniciens issues de 7 partenaires principaux: LSCE, CRPG, ISTO, EDYTEM, GEOPS (Laboratoires de pointe dans la recherche sur l'environnement), Cerema (un centre de ressource gouvernemental technique et scientifique avec une forte intégration régionale) et le HT2S du CNAM (relation science-technologies et société).
HUNIWERS combine une approche extrêmement innovante (nous sommes le seul groupe à travailler sur les spéléothèmes urbains au niveau international) avec un risque relativement faible puisque la méthodologie a déjà été mise en œuvre sur des projets plus petits et maintenant terminés.
Les retombées d'HUNIWERS couvrent des aspects fondamentaux tels que l'héritage des activités humaines dans l'environnement urbain et l'évaluation de l'impact du développement urbain et industriel et des politiques publiques de remédiation. HUNIWERS cherchera aussi à développer des outils opérationnels pour la gestion de l'eau, tels que:
- cartographie de la contamination métallique et organique des eaux;
- outils géochimiques pour établir la présence de fuites dans le réseau d'eau.
-évaluation de la possibilité d'utiliser les eaux de sub-surface comme ressource non conventionnelle en lien avec les acteurs locaux et régionaux (lettres de soutien reçues);
En perspectives, appliquer ou envisager la méthodologie d'HUNIWERS à d'autres villes européennes nous ouvrira la voie pour participer au programme H2020.