Source sous-marine à Chekka. Photo Ahmad el-Hajj
De nombreuses sources sous-marines sont connues des pêcheurs notamment par les effets qu’elles ont sur le milieu marin. Il est ainsi possible de les reconnaître en surface, grâce à la présence d’un panache se manifestant par « une tache d’huile ». Les nageurs localisent ces sources par l’écart thermique entre l’eau douce, de température relativement assez froide, et l’eau de mer. Dans l’Ancien Testament, Job révèle la présence d’une source sous-marine au large de l’île d’Arwad en Syrie. Cette source fut captée il y a trois mille ans par les Phéniciens. Durant les siècles qui ont suivi, de nouvelles expériences de captage furent menées. Les soldats d’Hannibal, d’Alexandre puis les pirates remplissaient ainsi amphores et sacs en cuir en les retournant au-dessus de sources.
Les sources sous-marines sont en fait des fuites des aquifères karstiques submergés par la mer soit suite à la subsidence du continent, soit par la montée du niveau de la mer. Elles sont connues partout où les formations carbonatées (calcaires et dolomies) sont présentes sur les côtes. Comme tous les pays du bassin méditerranéen, la côte libanaise est connue par des décharges karstiques d’eaux douces et saumâtres, littorales et marines. Leurs bassins d’alimentation sont constitués probablement par les massifs calcaires de l’arrière-pays du Mont-Liban. Ces sources ne peuvent exister que si la charge d’eau douce dans l’aquifère est suffisamment élevée pour pousser l’eau de mer, plus dense. Par conséquent, pour que les charges soient suffisantes pour vaincre la masse d’eau de mer, la source doit être alimentée par des écoulements dans des reliefs assez marqués dominant la côte.
Phénomènes, causes et recherches interprétés
En Méditerranée, il s’est produit un phénomène géologique extraordinaire, au Messinien, (-5,5 Ma, fin du Miocène). Le détroit de Gibraltar, sous la poussée de l’Afrique, s’est refermé et la mer est devenue un grand lac. Comme en Méditerranée l’évaporation l’emporte largement sur les apports d’eau douce par les fleuves, le niveau de la mer, ne recevant plus l’eau de l’Atlantique, s’est abaissé très vite de plus de 1 000 m. Toutes les rivières ont alors creusé des canyons très profonds. Durant cette période et à cause de gravité, l’eau de pluie et de fonte de neige au-dessus des continents a dissous les roches calcaires et pénétré dans les fractures rocheuses formant un processus hydrologique nommé « karstification » d’une façon que ces eaux infiltrées forment des sources jaillissantes à des niveaux bas. Après l’ouverture du Gibraltar et la remontée de la mer, environ 500 000 ans plus tard, les conduits karstiques déjà creusés se sont retrouvés sous le niveau marin ; certains ont été bouchés par les sédiments, d’autres sont restés libres mais remplis par l’eau salée de mer. Ces derniers forment la base des sources sous-marines dans le cas où la charge d’eau de pluie continentale serait plus grande que celle d’eau salée.
De même, les glaciations du Quaternaire (début à -1,75 Ma.) ont provoqué des abaissements du niveau marin de l’ordre de 100 à 150 m. Des réseaux karstiques ont pu se développer sur ce niveau marin bas, mais seulement dans les régions où le climat n’était pas trop froid et permettait l’écoulement des eaux. Ailleurs, le gel a pu empêcher l’infiltration et donc les écoulements souterrains.
Dans le domaine de la compréhension du fonctionnement hydrogéologique des sources sous-marines, plusieurs recherches ont été faites sur tout le littoral libanais et ont trouvé plus de 108 sources. La première a débuté avec René Kareh en 1967 et la plus récente s’est faite avec ma participation, à l’ESIB (École supérieur d’ingénieurs de Beyrouth) en 2008, lors d’un projet international (MEDITATE) concernant l’exploitation des eaux non conventionnelles en utilisant des moyens technologiques récents et des concepts de simulations hydrologiques mais en se basant sur ceux de la région de Chekka (Batroun), spécifiquement la source S2.
Différentes méthodes de recherche et localisation des sources au Liban ont été proposées : mesure de la conductivité électrique ou de la résistivité, et de la température ; mesure de la densité pour évaluer les valeurs de densité comprises entre 1,04 (densité de l’eau de mer) et 0,99 (densité de l’eau douce) ; mesure de la concentration en radon ; observations sous-marines associées au développement de colonnes de carbonate de calcium au travers desquelles circule l’eau douce ; télédétection en thermographie aéroportée infrarouge (sur les images thermiques, on distingue à la surface de la mer des anomalies dues à la présence de masses d’eau ayant une température ou une composition chimique différente de celle du milieu environnant).
En effet, les recherches antérieures à travers l’interprétation des anomalies détectées en mer fournissent des ordres de grandeur des débits, en corrélant les débits des rivières jaugées au moment des vols avec les anomalies détectées correspondantes. Mais plusieurs faits conduisent à critiquer cette méthode d’estimation des débits. L’approche concernant le contrôle géologique des sources sous-marines est discutable puisque la relation entre décharges sous-marines et linéaments est difficile à prendre en compte, car les écoulements sont dus surtout à la gravité et au soulèvement du Mont-Liban qui commandent les écoulements et déterminent le développement des réseaux karstiques. Finalement, à propos des débits et des vitesses mesurés au niveau des sources sous-marines, les débits sont obtenus en effectuant le produit de la vitesse moyenne mesurée à l’aide d’un moulinet par la surface de la zone productrice de la source. Or les mesures de vitesse à l’exutoire des sources, en fait à l’interface entre l’eau souterraine et la mer, ne donnent pas la vitesse liée au débit de l’eau douce, mais celle due à la remontée d’eau à cause de la différence de densité entre l’eau souterraine et l’eau de mer. Cette vitesse est mesurée au-dessus du fond marin et non pas dans un conduit isolé. Donc les valeurs de débit calculées sont certainement très exagérées.
En conclusion, les débits des sources sous-marines, qui font le sujet de recherches, paraissent largement surestimés. Pour ces raisons, une démarche d’étude du fonctionnement karstique été appliquée à l’ESIB surtout sur la source S2 de Chekka. Elle débute par des analyses statistiques des séries temporelles des hydrogrammes des rivières (analyse en composante principale, des débits classés et de la courbe de récession). Suivie par la réalisation des études géologiques et hydrogéologiques détaillées des bassins d’alimentation, ci-jointe par des analyses physico-chimiques.
Jusqu’à présent les quantités d’eau des sources sous-marines non exploitables (estimées à un milliard de mètres cubes par an), d’une part, de leurs contributions dans l’évaluation générale des ressources en eaux du pays, d’autre part, n’ont pas fait l’objet d’une évaluation fiable. Mais elles sont parfois considérées comme étant une des plus importantes ressources en eaux qui pourraient être exploitées, pour satisfaire les besoins en eau de la région côtière fortement peuplée à condition que la technique d’exploitation soit maîtrisée. Devant cette immense ressource en eau gaspillée et perdue en mer sans contrôle ni exploitation, n’est-il pas temps d’agir avec responsabilité nationale ?
Conseiller hydrogéologue de l’ancienne commission parlementaire des Travaux publics, de l’Énergie et de l’Eau
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