Une approche intégrée pour élucider la connectivité aquifère profonde-superficielle dans le Sahara oriental

Eau cachée sous le désert

Dans l’un des endroits les plus arides de la planète, les déserts du sud de l’Égypte pourraient reposer sur une vaste réserve d’eau souterraine ancienne, lentement remontante. Cette étude explore comment de l’eau profonde, enfouie à des kilomètres sous le Sahara oriental depuis longtemps, peut fuir naturellement vers des couches plus superficielles déjà exploitées par les agriculteurs, offrant potentiellement un salut pour l’agriculture désertique égyptienne — si elle est comprise et gérée avec sagesse.

Pourquoi l’eau profonde importe

La croissance démographique en Égypte pousse fermes et villes hors de la vallée du Nil vers les déserts alentours. La plupart de ces nouveaux projets reposent sur des puits peu profonds, car ils sont moins chers et plus faciles à forer. Pourtant sous les sables se trouve le système aquifère nubien, l’un des plus grands réservoirs d’eau fossile au monde, contenant de l’eau infiltrée pendant des climats plus humides il y a des dizaines de milliers à plus d’un million d’années. La capacité de cet aquifère profond à soutenir en toute sécurité le développement moderne dépend de l’intensité de sa connexion avec les aquifères plus superficiels qui alimentent la plupart des puits actuels.

Suivre les fissures de la Terre

Les chercheurs ont combiné images satellites, données topographiques et mesures sensibles du champ magnétique terrestre pour cartographier à la fois les fractures de surface et les failles profondes de la croûte sur une zone de plus de 100 000 kilomètres carrés. Ils ont construit des dizaines de coupes souterraines à partir des données de forages profonds pour estimer la profondeur du socle rocheux. Au sud, ce socle se trouve à seulement quelques centaines de mètres sous la surface, tandis qu’au nord il peut dépasser quatre kilomètres de profondeur. L’équipe a constaté que dans les parties sud et centrale de la zone d’étude, de grands systèmes de failles comportant plusieurs directions d’intersection traversent l’ensemble du paquet rocheux du socle à la surface, créant des voies potentielles pour le mouvement vertical de l’eau.

Tracer l’eau ancienne avec des isotopes

Pour déterminer si l’eau profonde remonte effectivement le long de ces failles, les scientifiques ont analysé les « empreintes » chimiques de 35 échantillons d’eau souterraine et les ont comparées à de nombreuses mesures publiées antérieurement. Ils se sont concentrés sur les formes stables de l’oxygène et de l’hydrogène qui diffèrent entre l’eau ancienne, issue d’un climat plus frais du système nubien, et l’eau moderne du Nil, fortement évaporée sous la chaleur actuelle. En traitant ces signatures comme un mélange entre deux extrêmes — l’eau nubienne ancienne et l’eau du Nil — ils ont calculé quelle part de chaque échantillon provenait des profondeurs. Dans certains puits et sources peu profonds du côté ouest du Nil, la contribution de l’aquifère profond atteignait jusqu’à 98 %, même lorsque les puits n’avaient que quelques dizaines de mètres de profondeur et se trouvaient à quelques kilomètres seulement du fleuve.

Où se produit la remontée

Le motif de cette « saveur profonde » dans les eaux superficielles correspondait étroitement aux réseaux de failles cartographiés. Au sud d’environ 26°30′N, où le recouvrement sédimentaire est relativement mince et où des failles orientées nord‑ouest, est‑nord‑est et nord‑est s’intersectent, de nombreux puits et sources montraient un apport massif provenant de l’aquifère nubien. Des sources artésiennes naturelles, sans besoin de pompage, fournissent des preuves visibles d’eau sous pression remontant le long de ces structures. En revanche, plus au nord, près d’Assiout, où les formations sédimentaires sont beaucoup plus épaisses et où certaines couches compactes et moins perméables dominent, même des puits relativement profonds montraient peu de trace d’eau nubienne ; là, les aquifères superficiels sont principalement rechargés latéralement par le Nil et les canaux d’irrigation.

Ce que cela signifie pour les futures fermes désertiques

Conjuguées, les cartes structurales et les mesures isotopiques soutiennent une image conceptuelle dans laquelle les failles jouent le rôle de « tuyaux » verticaux permettant à l’eau sous pression de l’aquifère nubien de s’infiltrer vers les aquifères carbonatés et quaternaires du sud de l’Égypte. Ce processus semble le plus fort là où des systèmes de failles intersectés et des sédiments sus‑jacents minces coïncident, fournissant potentiellement un apport quasi‑renouvelable d’eau profonde aux zones visées par de nouveaux projets agricoles, comme le plateau calcaire à l’ouest du Nil. Cependant, parce que cette eau profonde s’est accumulée sur des échelles de temps très longues, les auteurs insistent sur le fait qu’elle doit être utilisée prudemment et en coordination avec l’eau du Nil, les techniques modernes d’irrigation et le choix des cultures. Comprendre où et comment se produit cette remontée cachée peut aider l’Égypte et d’autres régions arides à concevoir des plans de développement des ressources en eau qui exploitent des réserves anciennes sans les épuiser.

Citation: Ibrahim, I.A., Abotalib, A.Z., Mohamed, H.S. et al. An integrated approach to unravel the deep-shallow aquifer connectivity in the Eastern Sahara. Sci Rep 16, 7952 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-38324-x

Mots-clés: eau souterraine, aquifères du Sahara, écoulement contrôlé par des failles, agriculture désertique en Égypte, isotopes stables