D’où vient l’eau qui alimente en eau potable les habitants d’une région donnée ? Qu’est-ce qui alimente ces sources et combien de temps faut-il pour que les eaux souterraines remontent à la surface ? Ce cycle hydrologique est une interaction complexe de plusieurs facteurs. Une meilleure compréhension du système nous permet de comprendre, par exemple, pourquoi la pollution est pire à certains endroits qu’à d’autres, et peut nous aider à mettre en œuvre des politiques et des pratiques de gestion durable de l’eau.

L’ADN environnemental (eDNA) fournit des données importantes pour approfondir notre compréhension. Combinées à l’évaluation d’autres indicateurs naturels (gaz nobles, par exemple), ces données microbiennes fournissent des informations importantes sur l’écoulement, la circulation et le fonctionnement des systèmes complexes d’eaux souterraines. «C’est une formidable boîte à outils qui est nouvelle dans notre domaine de recherche», déclare Oliver Schilling, professeur d’hydrogéologie à l’Université de Bâle et à l’Eawag, l’Institut fédéral suisse des sciences et technologies aquatiques. L’hydrogéologie quantitative détermine où et à quelle vitesse les nouvelles eaux souterraines s’accumuleront.

À partir de 2018, Schilling a effectué plusieurs mesures au mont Fuji au Japon pour déterminer d’où vient l’eau de source, c’est-à-dire d’où s’écoule l’eau souterraine avant de remonter à la surface et de former les centaines de sources naturelles immaculées dispersées. Mont Fuji. Ton les résultats sont publiés dans le premier numéro du magazine eau naturellequi vient de sortir

Détermination des origines de l’eau à partir de l’eDNA

Le choix de cette montagne particulière n’était pas un hasard : « Le cadre géologique du mont Fuji est unique sur Terre en ce sens qu’il est le seul endroit où trois plaques tectoniques se rencontrent de cette manière. Cela rend le système des eaux souterraines très complexe et donc inadapté à une étude avec des méthodes standard », explique Schilling.

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C’est grâce à un collègue japonais qu’il a eu l’idée d’examiner l’eDNA microbien dans la région. « Il m’a parlé de sources d’eau sur le mont Fuji qui présentent des signatures remarquables, à savoir que l’eDNA contenu dans l’eau montre la présence d’organismes qui ne peuvent se développer qu’à une profondeur de 500 à 1 000 mètres », se souvient-il. C’est un indicateur qu’une partie de la source d’eau provient d’eaux souterraines profondes. « C’était la première indication que l’ADNe microbien pouvait fournir des indices sur la trajectoire de l’écoulement des eaux souterraines lorsqu’il était combiné avec d’autres indicateurs indépendants, tels que les gaz nobles », poursuit Schilling.

Sa curiosité était piquée. Pendant son séjour postdoctoral à l’Université Laval de Québec, il s’est rendu au Japon en vacances et a effectué plusieurs mesures avec son collègue japonais. Il a également fouillé dans la littérature scientifique existante, qui est principalement en japonais. En plus de l’eDNA, l’hydrogéologue a également analysé deux traceurs d’eau souterraine avec une incidence accrue en raison du cadre géologique unique du mont Fuji : le gaz noble hélium et l’oligo-élément vanadium. « Les trois traceurs naturels racontent la même histoire : il y a une circulation profonde systématique de l’eau au sein du mont Fuji. De telles analyses sont la clé pour comprendre le système », conclut Schilling.

Découvertes potentielles pour la Suisse aussi

Cette nouvelle application de traceur peut être utilisée pour examiner les systèmes d’eau souterraine dans le monde entier. En Suisse, par exemple, il peut être appliqué pour déterminer d’où vient l’eau qui est extraite du sol pour obtenir de l’eau potable. « Une grande proportion d’ADNe provenant de microbes épris de froid dans les eaux souterraines, par exemple, indiquerait que l’eau de fonte des neiges et des glaciers constitue une proportion substantielle des eaux souterraines de source », explique Schilling.

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Pour l’avenir, cela signifie : « Si nous connaissons l’importance de ces réserves naturelles d’eau, nous pouvons chercher à l’avance des alternatives pour protéger au maximum les régions touchées des pénuries d’eau saisonnières », poursuit l’hydrogéologue. En raison du changement climatique, les glaciers en Suisse fondent et les chutes de neige diminuent, ce qui signifie que ces importantes sources d’eau pour les cours d’eau et les eaux souterraines disparaissent lentement. Cela affectera négativement la disponibilité de l’eau, en particulier pendant les mois d’été de plus en plus chauds et secs.

Une possibilité pour éviter de graves pénuries d’eau en été serait de collecter plus d’eau de pluie dans des réservoirs pendant la moitié hivernale de l’année, par exemple en améliorant artificiellement les réservoirs d’eau souterraine ou en adaptant la gestion des réservoirs de surface. . « L’analyse microbiologique de l’eDNA nous offre un nouvel outil pour mieux calibrer les modèles hydrologiques utilisés dans la gestion des eaux souterraines », explique Schilling. Ceci, à son tour, est un élément important pour faire des prévisions réalistes sur la qualité et la disponibilité de l’eau et permet une planification durable à long terme pour la gestion des eaux souterraines, notre source d’eau potable la plus précieuse et la plus abondante.

– Ce communiqué de presse a été initialement publié sur le Site de l’Université de Bâle