Morocco Begins First Exploration Drilling Past 1,000 Meters

Morocco has begun exploring its deep aquifers. The Water Research and Planning Department of the Ministry of Equipment plans to drill into the deep aquifer across three municipalities in the Laâyoune region.

The deep aquifers, considered strategic reserves, could help mobilize drinking water supplies.

However, understanding their potential will require costly studies and surveys to identify previously unknown areas.

To avoid ambiguity, the deep aquifers considered are those more than 1,000 meters below ground, though some classifications define deep aquifers as starting at 200 meters.

The Saharan deep aquifer: freshwater or saline?

Currently, the regions of Laayoune and Dakhla are supplied through a system that combines water transfer, desalination, and demineralization.

These regions were the first in the country to extensively resort to desalination.

The Foum El Oued aquifer, at the mouth of the Sakia El Hamra, is now the main surface freshwater resource in the area. It supplies Laayoune alongside water from transfer and desalination.

The Saharan deep aquifer, though vast, remains unexploited and largely unknown.

Historical drilling between 500 and 750 meters revealed an average salinity of 2.6 grams per liter. The resource is tapped by wells in a few sparsely populated rural municipalities equipped with demineralization units (monoblocs).

However, output remains low and meets only very limited needs.

The Saharan deep aquifer deepens progressively from east to west, reaching about 1,500 meters in Boujdour.

The aquifer’s best permeability is in its southern part. Salinity increases from south to north, reflecting facies change and underscoring the need for further reconnaissance drilling.

The recently announced exploration project plans to drill beyond 1,000 meters to locate less saline water.

But drilling at such depths is complex, with several technical and economic factors to consider.

Why drilling a deep aquifer well is complex

Several studies suggest that water resources beyond 1,000 meters are more widespread than previously thought. The finding opens the way to new unconventional sources, especially for arid regions.

Like the Saharan aquifer, the Nubian sandstone aquifer beneath the Egyptian desert is the world’s largest known fossil aquifer, reaching 3,500 meters deep. It holds more than 150,000 cubic kilometers of groundwater dating back to the last glacial period.

Exploring deep aquifers requires techniques from the hydrocarbon sector. This involves either remote probing or historical seismic data to identify drilling sites. The approach raises the chance of finding water in areas once considered dry.

Drilling a deep well is costly, with depths similar to those explored by oil and gas. Yet exploitation appears more advantageous than seawater desalination. The latter requires high energy and heavy maintenance. Using renewable energy for pumping could cut costs.

But as a non-renewable resource, consumption must be strictly managed to avoid depletion, since deficits in deep aquifers are hard to offset with shallow ones.

Why Morocco must survey its deep aquifers

While public policy focuses on unconventional resource projects, Morocco’s fossil waters remain largely undervalued. Apart from a few sporadic discovery wells, the country is underexplored, though sustained exploration could unlock unexpected reserves of trapped fossil waters.

Facing an uncertain future under climate change, it would be illogical to ignore fossil resources. Despite high costs, exploration could allow limited but profitable use, especially as recent global discoveries have found freshwater even in aquifers beneath the oceans.

A relevant example is Jordan, where exploiting fossil groundwater is seen as more feasible, with about 200 million cubic meters flowing naturally from the aquifer to the Dead Sea without being used.

Since 1991, Saudi Arabia has tapped fossil water, investing billions of dollars to develop it for agriculture. But in 2016, the kingdom scrapped the program amid growing concerns over the rapid depletion of groundwater.

Satellite image of farmland developed through fossil‑water irrigation in the heart of the Saudi desert.

In Morocco, the private and unregulated use of shallow aquifers has put heavy pressure on these renewable resources, while scarce rainfall and intensive land use have led to salinization of shallow waters.

Exploiting fossil waters is costly and cannot be allowed to suffer the fate of shallow aquifers. Given the expense, the state is the only actor with the financial and legal mandate to regulate use, set preservation methods and identify drilling sites. Recognizing all resources is vital to better plan and decide the future.

Nappes profondes : le Maroc lance ses premiers forages d’exploration au-delà de 1.000 mètres

Le Maroc commence l’exploration de ses nappes profondes. La Direction de la recherche et de la planification de l’eau du ministère de l’Équipement prévoit d’explorer la nappe profonde dans trois communes de la région de Laâyoune.

Les nappes profondes, considérées comme des réserves stratégiques, peuvent constituer une opportunité pour la mobilisation des eaux potables.

Cependant, la connaissance de leur potentiel nécessite la réalisation d’études et de prospections coûteuses capables de mettre en évidence de nouvelles zones inconnues auparavant.

Pour éviter toute ambiguïté, les nappes profondes considérées sont celles supérieures à 1.000 mètres de profondeur, bien que d’autres classifications admettent que les nappes sont considérées profondes au-dessous de seulement 200 mètres.

La nappe profonde saharienne : une nappe douce ou saline ?

Actuellement, les régions de Laayoune et Dakhla s’approvisionnent en eau grâce à un système combinant transfert d’eau, dessalement et déminéralisation.

Ces régions ont été les premières à l’échelle nationale à avoir recours massivement au dessalement.

La nappe de Foum El Oued, située à l’embouchure de la Sakia El Hamra, constitue aujourd’hui la principale ressource d’eau douce superficielle de la zone. Elle alimente la ville de Laayoune en complément des eaux issues du transfert et du dessalement.

Quant à la nappe profonde saharienne, bien qu’elle couvre une vaste superficie, elle reste à ce jour inexploitée et encore méconnue.

Les forages historiques, réalisés entre 500 et 750 mètres de profondeur, ont révélé une salinité moyenne de 2,6 grammes par litre. Cette ressource est exploitée par des forages dans quelques communes rurales faiblement peuplées, équipées de systèmes de déminéralisation (monoblocs).

Toutefois, les débits captés restent faibles et ne permettent de répondre qu’à des besoins très limités.

La configuration géométrique de la nappe profonde saharienne montre un enfoncement progressif d’est en ouest, culminant à environ 1.500 mètres de profondeur à Boujdour.

La meilleure perméabilité de cette nappe se situe dans sa partie sud. Concernant sa salinité, celle-ci s’accroît du sud au nord et reflète directement le changement de faciès, ce qui démontre la nécessité d’investir dans plusieurs forages de reconnaissance.

C’est ainsi que le projet d’exploration récemment annoncé prévoit des forages, devant cette fois dépasser les 1.000 mètres de profondeur. Ils visent à localiser des ressources en eau moins salées.

Cependant, forer un puits à de telles profondeurs ne constitue pas une tâche simple où plusieurs paramètres techniques et économiques doivent être pris en considération.

Pourquoi le forage d’un puits de la nappe profonde est complexe

Plusieurs recherches scientifiques ont indiqué que les ressources en eau situées au-delà de 1.000 mètres de profondeur sont potentiellement plus répandues qu’estimé précédemment. L’intérêt d’une telle découverte ouvre la voie à de nouvelles sources d’eau non conventionnelles, notamment pour les régions arides.

À l’image de la nappe saharienne, le système aquifère du grès nubien, situé sous le désert égyptien, est le plus grand aquifère fossile connu au monde à une profondeur de 3.500 mètres. Il contient plus de 150.000 kilomètres cubes d’eau souterraine dont l’origine remonte à la dernière période glaciaire.

La recherche de ces nappes profondes nécessite de mobiliser des techniques d’exploration utilisées par le secteur des hydrocarbures. Il s’agit soit de sonder ces profondeurs à distance, soit d’exploiter les données sismiques historiques pour identifier des zones propices au forage. Cette approche permet de localiser avec une forte probabilité de l’eau dans des zones auparavant considérées comme sèches.

Le forage d’un puits profond est une opération coûteuse, car les profondeurs à atteindre sont similaires à celles explorées par l’industrie pétrolière et gazière. En revanche, son exploitation semble plus avantageuse que le dessalement de l’eau de mer. Ce dernier nécessite en effet une consommation énergétique très élevée et des coûts de maintenance périodique importants. L’exploitation des nappes profondes peut, elle, être rendue moins onéreuse si elle utilise une énergie renouvelable pour le pompage.

Toutefois, en tant que ressource non renouvelable, la consommation de cette eau doit être rigoureusement rationnelle pour éviter son épuisement car il est toujours difficile de compenser le déficit de ces nappes profondes par les aquifères peu profonds.

Pourquoi le Maroc doit scanner ses nappes profondes

Tandis que l’action publique se concentre sur les projets de mobilisation des ressources non conventionnelles, les eaux fossiles du pays restent largement sous-évaluées. En dehors de quelques forages de découverte sporadiques, le Maroc reste sous-exploré, alors qu’un investissement soutenu dans l’exploration pourrait débloquer des découvertes inattendues d’eaux fossiles piégées.

Face à un futur incertain exacerbé par le réchauffement climatique, il ne serait pas logique d’ignorer l’évaluation de ces ressources fossiles. Malgré le coût d’investissement élevé, cette exploration pourrait ouvrir la voie à des projets d’exploitation à utilisation hydrique limitée et néanmoins rentable, d’autant plus que des découvertes mondiales récentes ont identifié de l’eau douce même dans des nappes situées sous les océans.

Un exemple pertinent est la Jordanie, où l’exploitation de l’eau souterraine fossile est considérée comme plus envisageable étant donné qu’environ 200 millions de mètres cubes s’écoulent naturellement de la nappe vers la mer Morte sans être utilisés.

De son côté, depuis 1991, l’Arabie saoudite a exploité des eaux fossiles et y a investi des milliards de dollars pour développer cette ressource pour l’agriculture. En 2016, le pays a cependant définitivement abandonné ce programme de production, en raison des inquiétudes croissantes concernant l’épuisement rapide des réserves d’eau souterraines.

Image satellitaire de parcelles agricoles développées grâce à l’irrigation par eaux fossiles en plein désert de l’Arabie saoudite.

Au Maroc, il est par ailleurs vrai que le modèle d’exploitation privé et anarchique des nappes peu profondes a exercé une pression considérable sur ces ressources renouvelables alors que la rareté de la pluie et l’utilisation intensive des sols ont entraîné la salinisation des eaux peu profondes.

L’exploitation des eaux fossiles est actuellement très coûteuse et ne peut pas subir le même sort que les eaux peu profondes. En raison du cout, l’État est en effet le seul acteur habilité, financièrement et juridiquement, à les exploiter de manière encadrée, à définir les méthodes appropriées pour leur préservation et à détecter les meilleurs endroits de forage. Or, la reconnaissance de l’ensemble des ressources est vitale pour mieux penser et décider notre futur.

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Les nappes profondes au Maroc, des ressources hydriques précieuses mais coûteuses et non renouvelables

On l’appelle ‘eau fossile’ ou encore ‘l’or bleu’ du désert. Il s’agit d’eau douce contenue dans les nappes profondes désertiques, à l’image de celle du Sahara marocain, l’une des 32 nappes profondes du Royaume.

L’analogie avec l’or tient à la rareté de l’eau et à sa grande valeur dans les régions désertiques. On la qualifie parfois de fossile parce qu’elle est profondément enfouie, entre 200 et 1.000 mètres de profondeur, pour son niveau le plus proche de la surface et s’est constituée par des accumulations qui ont duré des millénaires.

D’après la Direction de la recherche et de la planification de l’eau (DRPE), relevant du ministère de l’Equipement et de l’eau, les eaux souterraines renouvelables sont évaluées à 4 milliards de mètres cubes en année moyenne, avant la sécheresse qui semble s’installer. 4 milliards donc de potentiel annuel moyen renouvelable (de rechargement des nappes), tandis que les prélèvements ont atteint 5,1 milliards de mètres cubes par an. Les réserves souterraines sont contenues dans 130 nappes inventoriées :

– 98 nappes superficielles ;

– 32 nappes profondes.

Les nappes profondes sont un type de nappes captives, dont le réservoir a la particularité d’être inséré entre un toit et un mur imperméable. Ces nappes captives se déclinent sous la forme de :

– nappe artésienne, dont le niveau piézométrique est plus haut que la surface du sol ;

– nappe fossile ou non renouvelable, dont la profondeur dépasse les 1.000 mètres ;

Ces nappes profondes, qu’elles soient fossiles ou pas, sont situées en majorité dans le sud du pays. La nappe fossile la plus emblématique est localisée dans le Sahara marocain. « C’est une nappe thermale dont l’eau est à une température élevée, car le gradient thermique est de trois degrés supplémentaires tous les cent mètres. Donc si la ressource est extraite à 1.000 mètres de profondeur, la température de l’eau sera supérieure de 30 degrés à la température ambiante », indique à Médias24 le Pr Lhoussaine Bouchaou, expert en gestion des ressources hydriques, qui officie à l’Université des sciences Ibn Zohr à Agadir.

Contrairement aux nappes artésiennes, les nappes fossiles ne peuvent être aisément alimentées par des eaux de surface. Preuve en est, les ressources qu’elles contiennent datent de plusieurs milliers d’années, « à des époques situées à 5.000 ou 10.000 ans », précise l’expert.

En ces temps anciens, le Sahara était vert et recouvert de lacs de grande dimension, sous un climat favorable qui a permis l’accumulation d’immenses réserves d’eaux dites fossiles. Ainsi, à l’image du grand bassin sédimentaire régional s’étendant entre la Libye, l’Egypte, le Soudan et le Tchad, connu sous le nom de l’aquifère des Grès de Nubie, la nappe fossile du Sahara marocain a, elle aussi, bénéficié d’une recharge importante au cours de la période verdoyante du Sahara.

Deux nappes profondes exploitées

Actuellement, deux nappes profondes sont exploitées. Ainsi, l’immense nappe profonde fossile qui se situe dans le Sahara marocain est productive et alimente plusieurs villes dont Laâyoune, Dakhla et Tarfaya.

Dans le bassin du Sebou, la nappe de Saïss est également exploitée pour l’eau potable. Mais la baisse de son niveau piézométrique a imposé une diminution de l’exploitation de ses ressources. En effet, un basculement vers les eaux de surface pour l’alimentation en eau potable a été opéré, afin de sécuriser l’approvisionnement en eau potable des villes de Fès et Meknès et économiser 70 Mm3/an des eaux mobilisé de la nappe profonde.

Une exploitation qui n’est pas sans risque

En temps de crise hydrique, l’exploitation des ressources en eau des nappes profondes s’avère salvatrice. Cependant, c’est un procédé coûteux qui n’est pas à la portée de tous. Les expériences libyennes et jordaniennes ont de quoi calmer les ardeurs des plus optimistes.

Selon un article de La Stampa, repris par Courrier International, la grande rivière artificielle libyenne a nécessité un budget de 22 milliards d’euros. Le coût de revient de la station jordanienne d’exploitation de nappes profondes, beaucoup moins élevé, est estimé à 1,1 milliard d’euros pour un pompage annuel de 100 millions de m3 par an.

« Quand la nappe profonde est artésienne, il faut moins d’énergie pour exploiter la ressource, contrairement aux nappes fossiles qui nécessitent un forage plus profond et donc plus d’énergie », indique l’expert en gestion des ressources hydriques.

Au-delà de l’aspect financier, l’exploitation des nappes profondes risque de favoriser l’intrusion marine, car « nous allons dénoyer et faire baisser le niveau de ces nappes profondes. Et s’il n’y a pas de recharge, ce sera rapidement problématique », prévient le Pr Lhoussaine Bouchaou.

En plus, si l’on crée des dépressions, l’aquifère perd sa stabilité et favorise l’intrusion marine dans les nappes côtières, parce qu’à un moment donné, le niveau de l’eau marine va se trouver à un niveau supérieur à celui de l’eau de la nappe », poursuit-il.

Cet inconvénient est accentué par le fait qu’il y ait « moins de neige dans le Moyen Atlas, qui constitue la source de recharge des nappes profondes. Moins de précipitations également et plus de pompage », souligne le Pr Lhoussaine Bouchaou.

Bref, cette technique n’est pas une solution durable. Elle est trop coûteuse pour une réserve qui est loin d’être inépuisable. Néanmoins, les nappes profondes peuvent constituer une aide momentanée en cas de stress hydrique sévère.

« C’est la raison pour laquelle le Maroc a défini les eaux souterraines comme une ressource stratégique, censée être exploitée en cas de stress hydrique dans des régions où il est impossible d’utiliser l’eau dessalée par exemple », conclut notre interlocuteur.