Past innovations for future resilience: Hydrogeological appraisal of La Valduerna’s Ag-MAR system
Cette étude valide le système séculaire de recharge artificielle des aquifères par l'agriculture (Ag-MAR) de la région de La Valduerna, démontrant, par une modélisation hydrogéologique, que les canaux d'infiltration traditionnels (zayas) constituent une solution fondée sur la nature, critique et rentable, pour pallier les déficits de recharge naturelle et garantir la disponibilité durable des eaux souterraines pour l'irrigation.
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Dans de nombreuses parties du monde, les agriculteurs sont confrontés à un rythme difficile : la pluie tombe abondamment en hiver, mais les cultures ont besoin d'eau pendant la chaleur accablante de l'été. La nature peine souvent à combler cet écart, laissant les rivières à sec et les sols desséchés au moment où cela compte le plus. Pour résoudre ce problème, les hommes se tournent depuis longtemps vers le sol sous leurs pieds. Les aquifères sont de vastes couches souterraines de sable et de roche qui retiennent l'eau, agissant comme des éponges naturelles. Bien que nous les considérions souvent comme des réservoirs statiques, ils peuvent être rechargés. Ce processus, connu sous le nom de recharge maîtrisée des aquifères, consiste à guider intentionnellement l'eau de surface dans le sol pour la stocker en vue d'une utilisation ultérieure. Lorsque les agriculteurs procèdent ainsi en utilisant leurs champs et leurs canaux d'irrigation existants, on appelle cela la recharge maîtrisée des aquifères à vocation agricole. C'est une façon de transformer le paysage lui-même en un réservoir de stockage, capturant l'excédent de débit hivernal pour survivre aux mois secs. Alors que le changement climatique rend les modèles météorologiques plus erratiques, trouver des moyens simples et peu coûteux de maintenir ces réserves souterraines pleines est devenu une question cruciale pour la sécurité hydrique.
Dans la région de La Valduerna, dans le nord-ouest de l'Espagne, ce concept n'est pas une expérience nouvelle, mais une tradition séculaire. Depuis des générations, les agriculteurs locaux utilisent un système de canaux d'irrigation non revêtus, appelés localement zayas, pour détourner l'eau de la rivière Duerna vers leurs champs pendant la saison humide. À mesure que l'eau s'écoule dans ces canaux ouverts et inonde le sol, elle s'infiltre vers le bas, rechargeant l'aquifère peu profond situé en dessous. Plus tard, lorsque la rivière est à sec à la fin de l'été, les agriculteurs pompent cette eau souterraine stockée pour irriguer leurs cultures. Cependant, un conflit est apparu en 2017 lorsque les autorités de l'eau ont restreint l'utilisation de ces canaux à la saison d'irrigation officielle commençant en avril, interdisant de fait les détournements hivernaux qui remplissaient historiquement le réservoir souterrain. Les agriculteurs ont soutenu que cette politique épuisait leur sécurité hydrique, mais sans données concrètes, le débat est resté bloqué entre tradition et réglementation.
Une équipe de chercheurs de l'Institut Géologique et Minier espagnol s'est donné pour mission de trancher cette question par un examen approfondi de la terre elle-même. Ils ont combiné d'anciennes cartes, des images satellites modernes et des mesures de terrain pour construire une image détaillée du monde souterrain. Ils ont fouillé dans les archives historiques, découvrant que ces canaux sont utilisés depuis au moins 1433, certains indices suggérant même que le système pourrait être plus ancien, ancré dans la période islamique de la péninsule Ibérique. Pour comprendre comment l'eau circule, l'équipe a construit un modèle tridimensionnel de l'aquifère, assemblant des données provenant de près de 180 puits et de levés électriques pour visualiser la forme et la profondeur des couches de sable et de gravier porteuses d'eau. Ils ont également élaboré une simulation informatique des rivières et des précipitations pour prédire la quantité d'eau disponible et le moment où elle pourrait être détournée en toute sécurité sans nuire à l'écosystème de la rivière.
Les résultats ont brossé le portrait clair d'un système qui fonctionne, mais qui est actuellement entravé. L'étude a révélé que l'aquifère est relativement petit, contenant entre 9 et 12 millions de mètres cubes d'eau. La pluie naturelle seule ne suffit pas pour le maintenir plein ; elle n'ajoute que 1 à 3 millions de mètres cubes par an, alors que les agriculteurs ont besoin de 6 à 8 millions de mètres cubes pour irriguer leurs cultures. Cet écart signifie que sans l'aide des zayas, la nappe phréatique serait à sec. Les chercheurs ont mesuré le système en action au cours du printemps 2024. En détournant l'eau à travers les trois principaux canaux pendant 43 jours, ils ont observé que la nappe phréatique s'élevait de près d'un demi-mètre sur l'ensemble de la zone. Cet événement unique a ajouté environ 1,5 million de mètres cubes d'eau au stockage souterrain, prouvant que les canaux sont extrêmement efficaces pour déplacer l'eau de la rivière vers le sol.
Les simulations informatiques ont offert une voie pour l'avenir. Les modèles ont montré que si les agriculteurs étaient autorisés à utiliser les canaux plus tôt, dès janvier au lieu d'avril, ils pourraient capturer nettement plus de l'excédent hivernal. Alternativement, l'ajout de nouveaux canaux au système pourrait doubler la quantité d'eau rechargée chaque année. De manière cruciale, ces simulations ont indiqué que de tels changements ne nuiraient pas au débit écologique de la rivière, c'est-à-dire la quantité minimale d'eau nécessaire pour maintenir la rivière saine pour les poissons et autres formes de vie sauvage. L'étude confirme que le système des zayas est une solution robuste, fondée sur la nature, qui soutient la communauté depuis des siècles. C'est une méthode simple, guidée par la gravité, qui utilise des matériaux locaux et des infrastructures existantes pour résoudre un problème moderne complexe. Les auteurs concluent que reconnaître et soutenir ces pratiques ancestrales, plutôt que de les restreindre, est essentiel pour assurer la résilience hydrique face à un climat changeant. Les données suggèrent qu'en travaillant avec le rythme naturel des saisons et de la terre, les communautés peuvent sécuriser leur avenir hydrique sans technologie coûteuse.
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