"Le changement climatique se traduit à court terme par une accentuation des écarts saisonniers, souligne Joël Casanova, chargé des projets Regal et Actisol, relatifs à la recharge des nappes pour le BRGM, coordinateur de la recherche eau au sein de la direction Eaux, Environnement, Ecotechnologies, "lorsqu'il pleut en période de végétation, les pluies compensent l'évapotranspiration mais ne rechargent pas ou peu les nappes".

Pour pallier à l'accentuation des phénomènes de sécheresse, différentes stratégies - dont la recharge de nappe avec des eaux usées épurées - sont aujourd'hui envisagées. Ses avantages ? Avec 19.300 stations d'épuration (Step) comptabilisées en France selon le ministère de l'Ecologie, les eaux usées constituent un potentiel de ressource non négligeable. "Le volume des eaux usées facturées nous donne une idée des quantités traitées : il s'élève à environ 3 milliards de m³", estime Joël Casanova.

L'objectif de cette alternative consiste à suppléer la recharge naturelle pour augmenter le volume d'eau ensuite exploitable pour les différents usages. Elle peut également contribuer à restaurer l'équilibre d'une nappe surexploitée. Selon l'utilisation de l'eau de la nappe et l'objectif de la recharge (alimentaire, irrigation, lutte contre l'intrusion d'eau salée, etc.), la qualité exigée en sortie varie.

En fonction de l'aquifère et l'objectif final, l'alimentation peut se réaliser par percolation (épandage, tranchées, puits ou bassins d'infiltration) ou par injection (injection par puits, fosses ou forages). Le premier procédé présente l'avantage d'être moins coûteux mais s'avère plus lent et consommateur de d'espaces. Le second, plus localisé, entraîne des risques plus importants de pollution des eaux souterraines.

Si dans le monde, comme aux Etats-Unis (notamment la Californie), en Australie, au Maghreb ou en en Israël, cette solution est déjà exploitée, en France plusieurs verrous bloquent son utilisation. Le premier concerne l'aspect opérationnel de la technologie. Et la qualité des eaux souhaitée pour la recharge constitue un des noeuds du problème. Le point épineux : les polluants émergeants. Une partie d'entre eux traversent en effet le filtre des stations d'épurations. Le projet de recherche ANR Ampère (Cemagref) a ainsi montré que 85 % des micropolluants prioritaires listés dans la Directive Cadre étaient majoritairement éliminés dans des stations de boues activées. Les 15 % restants nécessitent des traitements complémentaires. Une des réponses pour répondre à l'enjeu environnemental pourrait donc être d'équiper les stations de procédés plus performants. "L'impact sanitaire et environnemental est en question mais il faut avoir conscience d'une relative hypocrisie de notre système : aujourd'hui les step après avoir traitées les eaux les rejettent dans le milieu, réagit le coordinateur de la recherche eau au BRGM, elles sont environnementalement compatibles : elles répondent aux normes mais restent polluées notamment par les polluants émergeants".

Utiliser le pouvoir épurateur des sols

Selon l'expert du BRGM, la plupart des pays qui utilisent ces ressources aujourd'hui fonctionnent "sur le principe de la boîte noire" : ils injectent de l'eau dans le sol, la récupèrent au bout d'un temps donné quelques kilomètres plus loin et constatent de l'abattement des polluants grâce au pouvoir épurateur des sols. Ensuite en fonction des usages ou les ressources financières du pays, l'eau est traitée ou pas.

"Les options de traitements complémentaires au niveau des Step présentent des coûts financiers et énergétique importants, pointe Joël Casanova, la solution technique la plus envisageable serait de trouver un équilibre entre le traitement de l'eau en station combiné avec la géoépuration en fonction de l'usage que nous voulons de l'eau".

Sur cette question, le BRGM s'intéresse à l'interaction entre les roches et l'eau : ils reconstituent les échanges et simulent la géoépuration dans des conditions où ils connaissent les composants minéralogiques et la phase chargée de l'effluent en jeu. Au cours du projet Regal, les scientifiques ont testé sur un pilote hors-sol (23m³) les différentes réactions en fonction des minéraux et effluents en présence. "Nous arrivons désormais à comprendre comment cela marche pour des substances comme les nitrates et les éléments traces métalliques par contre comme les polluants émergeants sont en faible concentration dans les eaux, nous avons du mal à les faire entrer dans la modélisation", explique Joël Casanova. Ils ont également travaillé sur la stabilité des nouveaux composés produits. Avec le second projet Actisol, les scientifiques sont désormais passés à une phase pré-industrielle : ils observent les abattements de pollution dans un bassin d'infiltration de l'ordre de 200 m³. Ils s'efforcent notamment de déterminer quels seront les impacts sur le long terme, les recommandations pour permettre la régénération de la barrière réactive du sol et les abattements des principaux éléments. "Le besoin sera inéluctable : nous aurons besoin de ressources en eau supplémentaires, avertit le scientifique du BRGM, soit nous payerons le coût énergétique et financier pour des traitements plus poussés au niveau des step soit nous passerons par des solutions de remédiation comme la géoépuration et là je pense qu'il y a encore 3-4 années de recherche pour pouvoir présenter des dossiers acceptables".

Un verrou réglementaire

La réglementation constitue le second verrou important. En France, la recharge de nappe avec des eaux usées épurées demeure interdite. Les scientifiques ont été confrontés à cette réalité lors du projet Actisol. Initialement, le démonstrateur devait être implanté à proximité de la station d'épuration du Reyran (Saint Raphaël). L'implantation du pilote expérimental a finalement dû être abandonnée. Ce dernier est en cours d'installation sur un site de recherche de Veolia, leader industriel du projet.

Dorothée Laperche