Imagerie géophysique aéroportée d’un réservoir d’eau douce sous la marge orientale du Grand Lac Salé

De l’eau douce cachée sous un lac célèbre

Le Grand Lac Salé en Utah est célèbre pour sa salinité, si élevée que les baigneurs y flottent facilement. Il peut donc surprendre d’apprendre que des chercheurs disposent désormais de preuves solides d’un vaste volume d’eau douce caché sous sa rive orientale. Cette étude a utilisé des instruments suspendus sous un aéronef pour « radiographier » le sol et le fond du lac, révélant un réservoir enfoui d’eau souterraine douce qui pourrait avoir une grande importance pour les approvisionnements futurs en eau dans un Ouest qui s’assèche.

Un regard rapproché sur un géant salé

Le Grand Lac Salé est le plus grand lac d’eau salée de l’hémisphère occidental et n’a pas d’exutoire vers l’océan. L’eau arrive par les rivières, la pluie, la neige et les eaux souterraines, mais ne repart que par évaporation, qui concentre le sel au fil du temps. Les montagnes environnantes, en particulier la chaîne Wasatch à l’est, reçoivent beaucoup plus de pluie et de neige que la surface du lac. Les eaux de fonte s’infiltrent dans le sol et se déplacent lentement en profondeur vers le lac. Des études antérieures, fondées sur des puits et des mesures au sol, laissaient entrevoir que de l’eau douce poussait vers le haut sous une mince couche extrêmement saline près du rivage, mais personne ne savait quelle était l’étendue de cette zone douce cachée.

Scanner le sol depuis les airs

Pour répondre à cette question, les chercheurs ont eu recours à des levés électromagnétiques et magnétiques aéroportés. Suspendue sous un hélicoptère, une boucle de fil envoyait de brèves impulsions d’énergie dans le sol, et des capteurs mesuraient la réponse du sous-sol. L’eau riche en sel conduit bien l’électricité, tandis que les roches et l’eau douce conduisent beaucoup moins. En inversant ces signaux avec des modèles informatiques tridimensionnels avancés, l’équipe a construit une sorte de carte électrique des cent premiers mètres environ sous la baie de Farmington, à la marge orientale du lac. Parallèlement, ils ont mesuré de subtiles variations du champ magnétique terrestre pour déduire la forme du « socle » rocheux profond qui sous-tend les sédiments plus mous contenant l’eau.

Une couche d’eau douce sous la saumure

Les images aéroportées ont révélé une structure simple mais saisissante. Près de la surface se trouvait une mince couche très conductrice correspondant à l’eau saline et aux sédiments imbibés de saumure, généralement d’environ 10 à 15 mètres d’épaisseur dans la zone de la baie de Farmington, et beaucoup plus épaisse — jusqu’à 50 à 80 mètres — sous la partie occidentale plus profonde du lac. Immédiatement sous la fine couche saline à l’est, toutefois, les modèles montraient une vaste zone plus résistive s’étendant latéralement sous la playa et la marge du lac. Ce corps résistif, compatible avec de l’eau souterraine douce, correspondait aux mesures de salinité et de chimie prélevées dans des carottes issues de puits voisins. Autrement dit, le relevé hélicoporté a pu « voir à travers » la peau salée du lac et cartographier un réservoir étendu d’eau souterraine douce juste en dessous.

Oasis d’eau douce et structures profondes

Les cartes à haute résolution ont également mis en évidence des caractéristiques plus petites qui aident à expliquer le comportement de cette eau cachée. L’une est un monticule circulaire sur la playa colonisé par de denses peuplements de roseau commun, une plante qui prospère en eau douce. Les images électriques montrent que sous ce monticule la couche salée s’amincit brusquement et que l’eau douce remonte plus près de la surface, formant une sorte de source naturelle à travers la saumure. À plus grande échelle, les données magnétiques ont révélé que le socle rocheux solide est peu profond — à moins d’environ 200 mètres — près de l’île Antelope et de la baie orientale, mais qu’il tombe abruptement à des profondeurs de 3 à 4 kilomètres plus loin dans le bassin. Ce profond fossé contient probablement un empilement très épais de sédiments capable de stocker d’énormes volumes d’eau souterraine, dont une grande partie est probablement douce.

Pourquoi cela compte pour l’eau et au-delà

En combinant cartographie électrique et magnétique aéroportée avec des mesures au sol, l’étude montre qu’un réservoir important d’eau souterraine douce se situe sous la marge orientale du Grand Lac Salé, protégé par un cap relativement mince de saumure. Elle suggère en outre qu’un volume encore plus important de sédiments saturés en eau douce pourrait remplir le bassin plus profond à l’ouest, bien que des données supplémentaires soient nécessaires pour le confirmer. Le travail démontre que les levés aéroportés peuvent cartographier rapidement et sans intrusion les frontières eau douce–eau salée sous de grands lacs salés dans le monde. Pour les communautés confrontées au stress hydrique, ces méthodes offrent un moyen puissant d’évaluer les ressources d’eau souterraine cachées et de planifier leur utilisation durable sans perturber les écosystèmes fragiles dépendant de la salinité de surface.

Citation: Zhdanov, M.S., Jorgensen, M., Cox, L. et al. Airborne geophysical imaging of freshwater reservoir beneath the eastern margin of Great Salt Lake. Sci Rep 16, 11287 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-40995-5

Mots-clés: Grand Lac Salé, eau souterraine, levé électromagnétique aéroporté, réservoir d’eau douce, hydrogéophysique