Collecte des eaux pluviales : une pratique à optimiser en période de sécheresse

Les récentes inondations dans plusieurs régions du Royaume confirment les effets du dérèglement climatique, marqué ces dernières années par une sévère sécheresse et des précipitations à la répartition spatio-temporelle irrégulière. En cette période de pénurie d’eau, chaque goutte de pluie doit donc être précieusement valorisée.

Bien que les barrages soient particulièrement efficaces dans ce domaine, plusieurs projets de collecte des eaux pluviales ont été lancés dans le cadre de la politique nationale de l’eau.

« La collecte des eaux pluviales constitue l’un des piliers de diversification de l’approvisionnement en eau », assure à Médias24 le ministère de l’Équipement et de l’eau.

Le ministère de tutelle a mis en place une stratégie visant à promouvoir et améliorer les techniques de captage des eaux pluviales, principalement pour répondre à certains usages domestiques (chasses d’eau, arrosage des espaces verts, lavage des voitures, nettoyage des surfaces) ainsi qu’aux besoins essentiels en cas d’urgence, tels que l’abreuvement du cheptel et la lutte contre les incendies de forêts.

Dans ce cadre, plusieurs projets de collecte et de valorisation des eaux pluviales sont en cours de réalisation. Ces initiatives se déclinent ainsi :

– Projets de recharge artificielle des nappes souterraines dans les provinces de Zagora, Midelt, Errachidia, Tata et Figuig, où les conditions hydro-géologiques sont favorables à la recharge;

– Projets de captage via des réservoirs de stockage des eaux pluviales (Métfias) dans les provinces de Tiznit, Agadir, Sidi Ifni, Boujdour, Zagora, Ouarzazate et Tata;

– Projets de collecte d’eau de pluie par les toitures des établissements publics et scolaires dans les provinces de Khouribga, Rhamna, Taroudant, Safi, Youssoufia, Tétouan, Mdiq-Fnideq et Taza.

« Ces projets ont contribué à réduire la consommation d’eau à usage domestique en lui substituant les eaux pluviales. Ils ont également permis de suivre l’évolution du niveau piézométrique grâce aux piézomètres installés aux seuils de recharge des nappes, ainsi que d’estimer le volume d’eau utilisé pour chaque type d’usage des eaux pluviales collectées », indique le ministère de l’Equipement et de l’eau.

Une technique ancestrale

La collecte des eaux pluviales est une pratique ancienne dont les premières traces remontent à la Mésopotamie, où les habitants creusaient des citernes et des réservoirs pour stocker l’eau en prévision des saisons sèches. Au Maroc, d’autres systèmes rudimentaires de collecte des eaux de pluie ont été utilisés, notamment pour l’irrigation des cultures et la survie dans les zones montagneuses et arides.

C’est à l’image des khettaras, destinées à capter les eaux de pluie mais aussi les ressources souterraines d’une nappe phréatique et à les amener à la surface par une galerie souterraine, grâce au simple effet de la gravité. Pour schématiser, un système de collecte des eaux pluviales se compose d’un moyen de transport de l’eau (gouttières, tuyaux de descente, canalisations), d’un dispositif de filtration ou de décantation et d’un réservoir ou d’une cuve de stockage. L’ensemble est complété par un système de distribution de l’eau collectée.

Cette eau pluviale, avant d’atteindre le sol, subit la contamination par des gaz, des particules et des aérosols issus de l’activité humaine. À cela s’ajoutent des ions inorganiques provenant de la mer, ce qui souligne l’importance de son traitement par des filtres, un système de décantation et du chlore. Il est également essentiel de mettre en place un cadre réglementaire strict.

« Un projet de décret sur la collecte des eaux pluviales est en cours de signature. Ce projet, qui s’inscrit dans le cadre de l’article n°62 de la loi 36-15 relative à l’eau, vise à définir les exigences et les conditions d’utilisation des eaux pluviales dans les milieux urbains et ruraux », affirme le ministère de l’Équipement et de l’eau.

En attendant, des études ont été menées sur l’ensemble des bassins hydrauliques du pays afin d’élaborer un plan d’action axé sur la construction de lacs collinaires supplémentaires, « de seuils de recharge artificielle des nappes souterraines, ainsi que sur la collecte des eaux à travers des réservoirs et les toitures des bâtiments », indique la même source.

Un potentiel de 300 millions de m3

Le ministère de tutelle s’engage à assurer la continuité des projets de collecte des eaux pluviales, « particulièrement au niveau urbain qui dispose d’un fort potentiel d’imperméabilisation, en vue de garantir une économie considérable dans la consommation de l’eau potable ».

Selon les estimations de Moulay Driss Hasnaoui, chargé de mission au ministère de l’Équipement et de l’eau, dans le cas d’une ville s’étendant sur 100 km² avec un coefficient d’occupation des sols de 30 %, « les eaux des toitures peuvent être évaluées, sur la base d’une précipitation annuelle de 500 mm, à 15 millions de m³ d’eau par an, soit l’équivalent d’un barrage moyen. Si l’on considère une vingtaine de surfaces équivalentes à cette taille au Maroc, cela représente un volume total de 300 millions de m³ ».

Cependant, plusieurs obstacles entravent le développement à grande échelle de la collecte des eaux pluviales, notamment la raréfaction des ressources en eau et l’irrégularité des précipitations, tant dans le temps que dans l’espace. De plus, « le réseau unitaire pour les eaux usées et pluviales, qui couvre une partie significative du territoire national, nécessite une rénovation et l’installation de réseaux séparatifs, » indique le ministère de l’Équipement et de l’eau.

De surcroît, ce département prévoit d’établir plusieurs conventions avec des partenaires et d’autres départements ministériels pour accompagner et assister la mise en œuvre des programmes liés à la collecte des eaux pluviales. Des mesures sont également prises pour encourager l’innovation et la recherche. « Cela se traduit par des partenariats avec des universités et des collaborations public-privé, visant à stimuler les investissements dans des projets novateurs, » conclut la même source.

Tout ce qu’il faut savoir sur la recharge des eaux souterraines

Les dernières fortes précipitations enregistrées au Maroc ont été bénéfiques à plus d’un titre. En plus d’augmenter les réserves des barrages et d’irriguer les terres agricoles, ces eaux tombées du ciel ont également réussi à se frayer un chemin vers les entrailles de la terre, afin de recharger les ressources stratégiques que sont les nappes phréatiques.

Ce processus est déterminant pour la pérennité des aquifères, notamment au vu de la surexploitation à laquelle ils font face. Mais comment se déroule-t-il ? Quels sont les facteurs qui l’influencent ? La recharge artificielle des nappes est-elle efficace ? Réponses du professeur Mohammed Hssaisoune, docteur en géologie, spécialité hydrogéologie-géophysique, de l’Université Ibn Zohr à Agadir.

130 nappes inventoriées dans le sous-sol du Royaume

Le phénomène de recharge est aussi important que ses spécificités sont peu connues. Intervenant à chaque fois qu’il pleut ou qu’il neige, il consiste en une infiltration des eaux « à travers les sols perméables jusqu’à la zone dite non saturée, située entre la surface du sol et le niveau piézométrique de la nappe. Ces eaux atteignent ensuite la nappe phréatique pour la recharger », explique le Pr Mohammed Hssaisoune.

« Ces eaux s’écoulent à travers les couches géologiques pour alimenter notamment des sources dans les zones montagneuses ou des rivières« , ajoute-t-il.

Selon la Direction de la recherche et de la planification de l’eau (DRPE), les eaux souterraines du Maroc sont contenues dans 130 nappes:

– 98 nappes superficielles ;

– 32 nappes profondes (plus de 1.000 mètres de profondeur).

Lorsque la météo est clémente, le Maroc peut recevoir jusqu’à 40 milliards de m3 de pluviométrie chaque année. Mais ce chiffre est théorique, d’autant que le pays n’a plus reçu autant de pluie depuis des décennies. Dans les faits, d’après Nizar Baraka, le ministre de l’Equipement et de l’eau, seulement 5 milliards de mètres cubes d’eau ont été enregistrés lors des dernières années de sécheresse.

Cela dit, en tenant compte du chiffre théorique de 140 milliards, la DRPE estime que sur ce total pluviométrique, 22 milliards de m3/an sont captés sous forme :

– d’eaux de surface (oueds, fleuves, lacs, barrages) : jusqu’à 18 milliards de m3/an ;

– d’eaux souterraines : jusqu’à 4 milliards de m3/an viennent recharger les nappes phréatiques.

A cet effet, plusieurs facteurs entrent en ligne de compte. A commencer par la topographie et la surface de la terre. « Plus les terrains sont plats, plus le temps de contact entre l’eau et le sol est important. En conséquence, l’infiltration est plus grande », indique le Pr Mohammed Hssaisoune. On note toutefois que les zones montagneuses sont plus propices à la recharge des nappes du fait qu’elles reçoivent plus de précipitations et de neiges. C’est d’ailleurs au nord et au sud du Haut Atlas que sont localisées les grandes nappes du Maroc (nappes du Souss, Ouarzazate, Al Haouz, Tadla, Errachidia).

Types de sol, géologique, couvert végétal…

Le type de sol est aussi un facteur à prendre en considération. En toute logique, un sol perméable augmente les chances d’infiltration. En ce sens, des sols sableux et avec des graviers permettent davantage d’infiltration que ceux argileux et marneux. « Dans le Haut Atlas, il y a une partie totalement couverte par les argiles, notamment entre Marrakech et Agadir, donc l’infiltration y est très faible. À l’inverse, entre Aoulouz et le nord de Taroudant, les terrains sont calcaires, marno-calcaires et fracturés, ce qui plaide en faveur de l’infiltration », affirme le Pr Mohammed Hssaisoune.

En plus de la géologie qui représente également un facteur déterminant car la composition des formations géologiques du sous-sol peuvent affecter la recharge des nappes en influençant la perméabilité, la végétation joue elle aussi un rôle primordial.

« Les racines des plantes et le couvert végétal de manière générale participent activement à l’infiltration des eaux vers les nappes phréatiques car elles conduisent à la formation des fractures dans le sol, en créant des chemins pour l’eau », assure-t-il, mettant aussi en avant l’activité tectonique comme un élément majeur dans ce processus de recharge.

Concrètement, les mouvements tectoniques créent des fractures et des fissures dans la roche qui permettent l’infiltration. « C’est ce qui s’est passé lors du tremblement de terre du Haut Atlas, où l’on a constaté l’apparition de nouvelles sources et la disparition d’autres. C’est principalement dû à ce réseau de fissures créées par l’activité tectonique », précise l’expert.

Enfin, c’est la température qui entre en ligne de compte. Dans les zones à climat arides et sahariens, comme dans le sud du Haut Atlas, même s’il y a de la pluie, une partie est perdue via le processus d’évaporation et d’évapotranspiration. Cela réduit par conséquent la quantité d’eau disponible pour la recharge des nappes.

Sachant que durant les cinq dernières années, le Maroc a subi une sécheresse sévère, ce paramètre est plus que jamais d’actualité. La hausse des températures de +1°C en 2021-2022 et +1,8°C en 2022-2023 par rapport à la période 1981-2010 (30 années de référence), a induit un réchauffement qui fait perdre au Maroc 1,5 million de m3 d’eau par jour, sous l’effet de l’évaporation.

Des activités humaines aux conséquences néfastes

Outre le réchauffement climatique, les activités humaines affectent également la recharge des nappes phréatiques. « L’urbanisation (bâtiment, trottoir, routes) augmente la surface imperméable et n’aide pas l’infiltration de l’eau vers la nappe, ce qui limite la recharge ».

La déforestation n’est pas non plus sans effet sur cette recharge puisqu’elle réduit le couvert végétal perméable.

De surcroît, « la mauvaise gestion des eaux pluviales comme l’élimination des eaux de surface par les égouts jouent contre la recharge des nappes », prévient le Pr Mohammed Hssaisoune. « Une contamination des cours d’eau par des substances toxiques, des déchets industriels ou des eaux usées non traitées, diminue la qualité de l’eau et rend les aquifères moins propices à la recharge ou polluées. » D’ailleurs, 31% des eaux souterraines sont affectées par la pollution humaine et la dégradation naturelle.

Dans ce paysage, la surexploitation des nappes à cause de l’extraction excessive n’est pas moins impactante. « Si l’on a une recharge insuffisante en plus d’une surexploitation, il y a un déficit et un épuisement de la nappe, comme à Sidi Guerdane, dans le Souss », avance-t-il. À l’échelle nationale, la surexploitation des eaux souterraines dans le pays est estimée par la DRPE à 1,11 MMm3/an.

La recharge artificielle, une bonne pratique à entretenir

Dans l’optique d’inverser la tendance, il convient de déterminer les signes d’une nappe phréatique qui s’épuise. Généralement, il est possible d’en avoir le cœur net en analysant les fluctuations du niveau piézométrique. « Si l’on a des fluctuations du niveau piézométrique mais avec une tendance horizontale, dans ce cas, la nappe est en bon état. Au contraire, si la baisse est continue malgré les fluctuations, alors nous avons affaire à une nappe dégradée et qui s’épuise », décrit le Pr Mohammed Hssaisoune.

Par la suite, il s’agit d’activer des plans d’actions pour réussir à rehausser ce niveau piézométrique et éviter l’apparition de phénomènes aux sérieuses conséquences, dont l’affaissement des sols et l’intrusion marine. Parmi les solutions appliquées, des contrats de nappes pour assurer une gestion efficace des eaux souterraines, à travers l’installation de compteur mais aussi la recharge artificielle des eaux souterraines.

« C’est une bonne pratique qui consiste à augmenter la quantité d’eau qui s’infiltre vers la nappe. Elle peut s’effectuer soit par l’injection directe avec de la pression pour forcer l’eau à s’infiltrer, en l’occurrence des eaux usées traitées qui subissent d’autres traitements naturels via les formations géologiques et les sols notamment », indique le docteur en géologie.

En sus, les barrages collinaires ou de plus grande taille sont également très utiles pour recharger artificiellement les nappes. « Dans le Souss, une expérience a été lancée dans les années 1990, représentée par des lâchers d’eau à partir des retenues d’eau artificielles d’Aoulouz et de Mokhtar Soussi », se souvient-il.

Une maintenance des seuils de rétention pour une meilleure infiltration

Menée à différentes périodes par l’Agence du bassin hydraulique (ABH) de Souss-Massa, cette expérience devait notamment permettre à l’eau de s’infiltrer tout au long de l’Oued Souss, principalement dans la zone de Sidi Guerdane, où la baisse du niveau piézométrique de la nappe est prononcée.

Si d’autres expérimentations de ce type ont été réussies dans le Royaume, l’objectif n’a pas vraiment été atteint dans le Souss, « car l’amont de l’oued Souss est très perméable, principalement entre Taroudant et Aoulouz. Plus de la moitié des eaux lâchées se sont infiltrées dans cette zone, surtout entre Ouled Berhil et Aoulouz. Donc l’eau n’a pas vraiment atteint Sidi Guerdane« , déplore l’expert.

Pour ce qui est des méthodes de recharge artificielles dites indirectes, on peut citer les barrières souterraines au niveau des berges des oueds, en creusant des tranchées et des tunnels pour stocker l’eau et favoriser l’infiltration. Mais encore, des seuils de rétention au niveau des fleuves qui augmentent le contact entre l’eau et le sol, menant à une infiltration plus importante.

Néanmoins, cette dernière solution nécessite un suivi minutieux pour en exploiter les avantages. Pour preuve, des seuils de rétention ont été construits tout le long de l’oued Souss, « mais la gestion n’est pas appropriée par rapport à la structure de recharge. Ces seuils doivent être entretenus avec une maintenance et des réparations, car ils sont endommagés par endroits », souligne le Pr Mohammed Hssaisoune.

« On devrait éliminer les particules fines qui se sont déposées après chaque crue à la surface des seuils pour favoriser l’infiltration, sinon il n’y aura plus d’infiltration. Une mise œuvre de manière appropriée et intégrée de cette gestion rendra encore plus efficace le processus de recharge artificielle afin de restaurer et de maintenir le niveau d’eau souterrain », conclut-il.

Round up. Tout savoir sur la problématique des eaux souterraines au Maroc

Confronté à une diminution des ressources des nappes phréatiques, le ministère de l’Equipement et de l’eau mise sur le dessalement d’eau de mer pour réduire la pression sur les aquifères, mais également sur les recharges artificielles afin de relever les niveaux piézométriques de ces sources d’eau, capitales en temps de sécheresse.

Au vu de la pénurie que traverse le Royaume, « l’eau souterraine joue un rôle prépondérant puisqu’elle représente une capacité tampon pour pallier le manque d’eau dû aux sécheresses récurrentes », affirme Abdelaziz Zerouali, directeur de la Direction de recherche et de planification de l’eau (DRPE), relevant du ministère de l’Equipement et de l’eau. Il s’exprimait dans le cadre du congrès international sur l’eau et le climat organisé récemment à Fès.

Les ressources en eaux souterraines évaluées à 4 MMm3/an

Selon la DRPE, le potentiel global des ressources en eau du pays est estimé à 140 milliards de m3 par an. Autrement dit, le pays peut recevoir jusqu’à 140 milliards de mètres cubes de pluviométrie chaque année. Sur ce total, 22 MMm3/an sont captées sous forme de :

– Eaux de surface : 18 MMm3/an ;

– Eaux souterraines : 4 MMm3/an.

Ces eaux souterraines sont contenues dans 130 nappes inventoriées :

– 98 nappes superficielles ;

– 32 nappes profondes (plus de 1.000 mètres de profondeur).

Ces nappes, principalement lorsqu’elles sont superficielles, ont la particularité d’être faciles d’accès. « Leur exploitation ne nécessite pas d’infrastructures importantes ni d’équipements lourds, en particulier dans les zones rurales éloignées », précise M. Zerouali. En outre, les aquifères du Royaume sont moins vulnérables à la pollution « grâce au pouvoir épuratoire des formations géologiques au-dessus des niveaux piézométriques des nappes », ajoute la même source.

Ressources incontournables dans les grands espaces arides, ces nappes font toutefois face à un accroissement de la demande. Alors que leurs ressources sont estimées à 4 MMm3/an, le volume prélevé est évalué à 5,11 MMm3/an.

Ainsi, la surexploitation des eaux souterraines s’établit à 1,11 MMm3/an, « l’équivalent de 22 % du volume total prélevé et de 28 % du volume renouvelable », souligne le directeur de la Direction de recherche et de planification de l’eau.

Le principal secteur à l’origine de cette surexploitation est l’agriculture, à cause notamment des prélèvements anarchiques non autorisés et des difficultés de contrôle. Pour preuve, le volume de l’eau souterraine prélevée pour l’irrigation s’élève à 4,3 MMm3/an.

Baisse du niveau piézométrique et tarissement des sources

Plusieurs ressources souterraines sont dans une situation préoccupante, à l’image de la nappe des Chtouka, dans la région de Souss-Massa. Outre l’intrusion marine dont est victime cet aquifère, son niveau piézométrique a baissé de 30 mètres depuis 1993 l’équivalent d’un mètre par an. A titre de comparaison, l’affaissement du niveau piézométrique de cette nappe n’a pas dépassé les huit mètres entre 1970 et 1992 (0,3 m/an).

L’aquifère de Haouz Mejjat n’est pas en reste. Son niveau piézométrique a baissé de 55 mètres entre 1999 et 2021 (2,5 mm/an), contre 12 m lors de la période allant de 1970 à 1995 (0,4 m/an). S’agissant de l’aquifère du complexe de Fès-Meknès, relevant du bassin de Sebou, il est concerné par une baisse entre 2020 et 2025.

L’accélération de ce rabattement des niveaux piézométriques des nappes coïncide avec l’intensification de l’activité agricole. Ses conséquences sont multiples, dont la dégradation de la qualité de l’eau, notamment à cause d’une forte teneur en nitrates, ainsi que la disparition des débits de base des cours d’eau.

Selon l’Organisation mondiale de la santé (OMS), la teneur en nitrate des eaux souterraines est normalement faible. “Cependant, elle peut atteindre des niveaux élevés en cas de ruissellement à partir des terres agricoles”. Le danger sur la santé humaine survient lorsque ces eaux sont utilisées pour l’approvisionnement en eau potable. “La présence dans le sang de ces nitrites peut provoquer la formation de méthémoglobine. C’est une forme d’hémoglobine incapable de transporter l’oxygène”, prévient l’OMS.

Dans le bassin de Ziz-Guir-Rheris, les fluctuations des débits des sources principales n’en sont pas moins préoccupantes, comme le révèlent les graphiques et photographies ci-dessous.

Recharge artificielle des aquifères

A la lumière de ces éléments, opter pour des mesures et outils de gestion efficace des ressources en eaux souterraines s’avère indispensable. Aux côtés du dessalement d’eau de mer qui permet de réduire la pression sur les nappes, mais encore la mise en œuvre des contrats de nappes pour une gestion participative des ressources en eaux souterraines, les recharges artificielles des aquifères ont d’ores et déjà porté leurs fruits.

Les scientifiques s’accordent à dire que la recharge artificielle désigne l’augmentation de la quantité d’eau bénéficiant aux réservoirs d’eaux souterraines via des dispositifs artificiels, favorisant l’infiltration d’eaux extérieures, comme celles des rivières, jusqu’à l’aquifère.

Les principales techniques de recharge artificielle se déclinent comme suit :

– Les bassins d’infiltration ;
– Les méthodes d’injection directe ;
– La recharge artificielle indirecte.

Après l’installation de trois seuils de recharge, il a été constaté un relèvement de la nappe de Tinjdad, dans la province d’Errachidia, en l’espace de quatre ans. Même chose pour les niveaux piézométriques de la nappe d’Alnif (province de Tinghir) et de celle de Tazarine (province de Zagora).

A noter que dans le cas de la nappe d’Alnif, le relèvement du niveau piézométrique « a été favorisé par une crue enregistrée du 16 au 17 février 2023« , précise Abdelaziz Zerouali. Par ailleurs, d’autres solutions sont préconisées afin d’économiser les ressources en eaux souterraines, à l’instar du basculement vers les eaux de surface pour l’alimentation en eau potable.

Cette décision a permis la sécurisation de l’approvisionnement en eau potable des villes de Fès et Meknès et l’économie de 70 Mm3/an des eaux mobilisées de la nappe profonde. La mise en place du projet hydro-agricole Mdez a lui aussi permit un transfert de l’ordre de 125 Mm3/an pour l’irrigation de 30.000 ha, à partir du barrage en remplacement des ressources en eau souterraines.