Improving water quantity and quality in a mountain hard-rock watershed (La Vera, Spain) through Ancestral Nature-Based Solution for Managed Aquifer Recharge

L'eau est une ressource vivante, mais dans les hautes montagnes rocheuses d'Espagne, elle arrive souvent comme un don éphémère. Dans ces paysages escarpés de granit, la pluie et la fonte des neiges dévalent les pentes si rapidement qu'elles n'ont que rarement le temps de s'infiltrer dans le sol. Au lieu de cela, elles ruissellent vers les rivières, laissant les aquifères sous-jacents — des réservoirs cachés d'eau douce — affamés et l'eau qui subsiste dangereusement pure, dépourvue des minéraux essentiels qui la rendent sûre et agréable à la consommation humaine. Depuis des siècles, les communautés de ces régions sont confrontées à un double défi : comment capturer suffisamment d'eau pour survivre aux étés secs, et comment s'assurer que l'eau qu'elles boivent est chimiquement équilibrée.

Les solutions fondées sur la nature offrent une voie de passage. Ce sont des stratégies qui travaillent avec les processus naturels plutôt que contre eux, en utilisant la terre elle-même pour stocker et traiter l'eau. L'une de ces approches implique la recharge maîtrisée des aquifères, où les humains guident intentionnellement l'eau de surface dans le sol pour remplir les réservoirs souterrains. Alors que l'ingénierie moderne repose souvent sur des pompes et des réservoirs en béton, les communautés anciennes ont développé leurs propres méthodes sophistiquées. Elles construisaient de simples canaux non revêtus le long des collines pour ralentir les torrents impétueux, permettant à l'eau de s'infiltrer dans le sol et la roche. Ce document explore l'un de ces systèmes anciens, connus sous le nom de pesqueras, dans la région de La Vera, dans l'ouest de l'Espagne. Il examine non seulement si ces canaux parviennent avec succès à recharger les eaux souterraines, mais aussi ce qui arrive à la chimie de l'eau lors de son voyage souterrain. L'étude révèle que ces structures ancestrales font plus que simplement stocker l'eau ; elles agissent comme des filtres et des minéralisateurs naturels, transformant le ruissellement de montagne mince et acide en une eau mieux adaptée à la consommation.

Dans le bassin versant de San Gregorio, une zone accidentée sur les versants sud de la Sierra de Gredos, une communauté locale appelée la Communauté d'Irrigation Ocho Caños restaure ces anciens canaux. Pendant des décennies, la dépopulation rurale avait laissé les pesqueras tomber en décrépitude, mais la communauté les a depuis réhabilitées sur plus de 12 kilomètres. Ces canaux détournent l'eau des cours d'eau et la répartissent sur les collines, où elle s'infiltre dans une épaisse couche de granit altéré. Cette roche altérée agit comme une éponge, retenant l'eau et lui permettant de percoler lentement vers le bas. Des études antérieures avaient déjà montré que ces canaux restaurés contribuent de manière significative à l'approvisionnement en eau de la région, représentant près de 58 pour cent de la recharge totale des eaux souterraines de la zone, soit environ 2 millions de mètres cubes d'eau par an. Cependant, les scientifiques ignoraient comment ce processus affectait la qualité de l'eau ou les changements chimiques spécifiques qui se produisaient lors de son passage à travers la roche.

Pour répondre à ces questions, des chercheurs de l'Instituto Geológico y Minero de España et d'autres institutions ont mené une enquête détaillée au cours de deux saisons distinctes : un printemps humide et un automne sec. Ils ont collecté des échantillons d'eau des cours d'eau, des canaux de recharge eux-mêmes et des sources naturelles qui alimentent les villes locales. En analysant la composition chimique de ces échantillons, y compris les niveaux de minéraux dissous et les signatures uniques des atomes d'oxygène et d'hydrogène au sein des molécules d'eau, l'équipe a pu retracer le voyage de l'eau de la surface jusqu'à l'aquifère profond. Ils ont cherché des signes de l'interaction de l'eau avec le socle granitique, qui est riche en minéraux tels que le feldspath et le mica.

Les résultats ont confirmé que les pesqueras restaurées fonctionnent exactement comme un système de traitement naturel sophistiqué. L'eau entrant dans les canaux commence sous la forme d'un ruissellement très dilué et acide, presque dépourvu de minéraux dissous. À mesure qu'elle s'enfonce dans le granit altéré, elle entame une lente conversation chimique avec la roche. L'eau dissout les minéraux du granit, se chargeant d'éléments essentiels comme le sodium, le potassium, le calcium et le magnésium, ainsi que le bicarbonate et la silice. Ce processus, connu sous le nom d'interaction eau-roche, augmente progressivement la teneur en minéraux de l'eau. Le résultat est une transformation d'une eau trop pure et acide pour être idéale à la consommation en une eau bien équilibrée et sûre à boire. L'étude a montré que l'eau émergeant des sources en aval présentait des niveaux de minéraux nettement plus élevés que l'eau au sommet du bassin versant, prouvant que le voyage souterrain à travers le granit l'avait enrichie.

De manière cruciale, les chercheurs ont utilisé des isotopes stables — de légères variations du poids des molécules d'eau — pour suivre le mouvement de l'eau. Ces isotopes agissent comme une empreinte digitale, permettant aux scientifiques de distinguer l'eau tombée directement sur le sol sous forme de pluie de l'eau qui a été détournée via les canaux. Les données ont montré que les sources alimentant la ville d'Aldeanueva de la Vera contenaient une eau qui conservait la signature isotopique des cours d'eau de haute altitude détournés par les pesqueras. Cela a confirmé que l'eau voyageait bien depuis les canaux de recharge, à travers les couches rocheuses profondes, pour émerger à des milles de là aux sources. Les preuves isotopiques ont également révélé que l'eau passait plus de temps sous terre qu'elle ne l'aurait fait sans les canaux, permettant une période plus longue d'interaction avec la roche et un conditionnement chimique plus complet.

L'étude a également souligné comment la géologie de la zone influence le goût et la composition finale de l'eau. À mesure que l'eau se déplaçait des parties supérieures du bassin versant, où la roche est un type de granit appelé granodiorite, vers les zones inférieures, où elle rencontre un type de roche différent appelé leucogranite, l'équilibre chimique changeait. Dans les zones supérieures, l'eau captait davantage de sodium et de potassium. En s'écoulant plus loin dans les zones de leucogranite, elle commençait à absorber plus de calcium et de magnésium. Cette progression naturelle signifie que l'eau arrivant à la ville est un mélange complexe, raffiné par les minéraux spécifiques de la roche qu'elle a traversée. Les chercheurs ont constaté qu'en dépit de ces changements, l'eau restait largement en deçà des limites de sécurité fixées par l'Organisation mondiale de la santé pour l'eau de boisson, prouvant que cette méthode de gestion ancestrale produit une ressource de haute qualité.

Le succès des pesqueras à La Vera offre une leçon puissante pour la gestion de l'eau face au changement climatique. La restauration de ces canaux, entièrement portée par le savoir local et l'effort communautaire, a créé un système qui est à la fois résilient et à faible coût. Il ne nécessite ni électricité ni machines complexes ; il repose sur la pente naturelle du terrain et les propriétés chimiques de la roche. En ralentissant l'eau et en la laissant s'infiltrer, la communauté a sécurisé un approvisionnement fiable en eaux souterraines, moins vulnérable à la sécheresse. De plus, le processus améliore naturellement la qualité de l'eau, transformant un ruissellement potentiellement problématique et ultra-pur en un approvisionnement en eau potable sain.

Cette recherche valide l'idée que les connaissances écologiques traditionnelles peuvent fournir des solutions scientifiquement fondées aux défis environnementaux modernes. Les pesqueras ne sont pas de simples artefacts historiques ; ce sont des infrastructures actives et fonctionnelles qui améliorent à la fois la quantité et la qualité de l'eau. L'étude démontre que lorsque les communautés travaillent avec les processus naturels de leur paysage, elles peuvent créer des systèmes d'eau robustes, capables de résister aux pressions du changement climatique. L'eau qui émerge des sources de La Vera porte l'histoire de son voyage : un voyage du ciel, guidé par les mains humaines, conditionné par la terre, et livré comme une ressource vitale pour la communauté. Cette approche suggère que, dans d'autres régions montagneuses présentant une géologie similaire, la restauration de tels systèmes ancestraux pourrait être une stratégie clé pour assurer l'accès à l'eau pour l'avenir.