Jadis, lorsque le climat était plus favorable, d'immenses réserves d'eaux dites "fossiles" se sont accumulées, comme en témoigne le sous-bassin de Kufra situé entre la Libye et le Tchad. Il contient à lui seul un volume d’eau douce équivalant à une hauteur de 600 m d’eau sur toute la surface de la Suisse. Ce réservoir lui-même fait partie du grand bassin sédimentaire régional s’étendant entre la Libye, l’Egypte, le Soudan et le Tchad. Connu sous le nom d’Aquifère des Grès de Nubie, il a lui aussi bénéficié d’une recharge importante au cours de la période verdoyante du Sahara.

Au total, le système aquifère[1] du Sahara septentrional s'étend sur une surface de presque deux fois la France métropolitaine et recèle, à plusieurs centaines voire milliers de mètres de profondeur, plus de 30 000 km3 d'eau, accumulée au cours des périodes humides qui se sont succédé depuis 1 million d'années. Ce réservoir d'eau souterraine, parmi les plus grands du monde, a permis le développement urbain et agricole des régions semi-arides de Tunisie, d'Algérie et d'une partie de la Libye au cours des trente dernières années.

Ce que l'on sait moins, c'est que les nappes d'eau du système aquifère du Sahara septentrional se renouvellent, révèle une étude publiée dans Geophysical Research Letters et menée par des chercheurs de l'IRD. En effet, jusqu'à présent, l'eau souterraine du Sahara était considérée comme « fossile », c'est-à-dire non renouvelable, comme le charbon ou du pétrole que nous exploitons jusqu'à épuisement.
Les précipitations dans la région semblaient trop faibles et l'évapotranspiration[2] trop grande pour recharger significativement les nappes profondes. Mais les chercheurs viennent de montrer qu'en réalité, les nappes du système aquifère du Sahara septentrional, de leur nom exact, sont aujourd'hui encore alimentées.

En effet, leur recharge existe et a pu être quantifiée : les eaux de pluies et de ruissellement apportent en moyenne au système 1,4 km3 par an, soit environ 2 mm par an sur la surface d'alimentation des nappes. Sur la période de 2003 à 2010, la recharge annuelle a même atteint 4,4 km3 certaines années, soit 6,5 mm par an.
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« La région montagneuse de l’Ennedi, au nord-est du Tchad, d’une étendue comparable à la Suisse, reçoit une seule saison pluvieuse entre la mi-juin et la mi-septembre », détaille l’hydrogéologue Marie-Louise Vogt. « On compte normalement entre 3 à 10 averses, la plupart durant le mois d’août. Le taux maximal de pluie est de 100 mm par an, correspondant à ce qu’il pleut tous les mois en Suisse. Au-delà des régions montagneuses, les pluies sont insignifiantes. Il existe donc au Tchad une très petite fenêtre temporelle pendant laquelle la recharge peut s’opérer. Les averses provoquent des écoulements en surface alimentant les wadis, des cours d’eau temporaires typiques des milieux désertiques. »

Une nouvelle approche par satellite
L'équipe de recherche de l'IRD a mis en évidence cet apport grâce à une nouvelle méthode de mesure par satellite. Les scientifiques ont analysé les données fournies par la mission satellitaire GRACE de la NASA et du centre aérospatial allemand.

Mis en orbite depuis 2002, GRACE (Gravity Recovery and Climate Experiment) mesure les variations du champ de pesanteur terrestre, ce qui permet de déduire les variations de masse d'eau contenue dans les enveloppes superficielles.

Ces données ont permis aux chercheurs d'estimer l'évolution du volume d'eau stockée et d'en déduire la recharge des aquifères, une fois pris en compte les prélèvements effectués dans les nappes. Cette approche globale permet, entre autres, de s'affranchir des incertitudes des modèles hydrogéologiques, qui s'appuient sur des mesures locales du niveau piézométrique, c'est-à-dire du niveau d'eau relevé dans les puits et les forages.

Des prélèvements d'eau toutefois non entièrement compensés
La recharge moyenne de 1,4 km3 par an correspond à 40 % des 2,75 km3 prélevés au total chaque année dans la région, d'après les données de l'Observatoire du Sahara et du Sahel (OSS). Par conséquent, 60 % des ponctions annuelles ne sont pas compensées. Malgré une recharge significative, le système aquifère du Sahara Septentrional demeure donc surexploité. D'autant plus que depuis les années 1960, les prélèvements n'ont cessé d'augmenter, afin de satisfaire la demande croissante de la part des différents secteurs socio-économiques : industrie, agriculture, tourisme, usage domestique[3].

Ainsi, les puits et forages se sont multipliés et les retraits annuels sont passés de 0,5 km3 en 1960 à 2,75 km3 en 2010, entraînant un abaissement généralisé du niveau piézométrique, atteignant 25 à 50 m selon les endroits. De nombreux puits artésiens et sources naturelles, autour desquels se sont développées les oasis, se sont d'ores et déjà taris.

La diminution de l'artésianisme, c'est-à-dire de la pression de l'eau au sein des nappes souterraines, risque d'impacter la viabilité de l'économie oasienne. En quantifiant la recharge actuelle, ces travaux permettront le développement d'outils de gestion raisonnée de cette ressource, dans l'attente de la mise en place de systèmes d'irrigation plus économes. L'enjeu est de taille : ces nappes devront pourvoir aux besoins croissants d'une population qui devrait atteindre 8 millions d'habitants d'ici 2030 d'après l'OSS.

La nappe de l'Albien se trouve en grande partie dans le Sahara algérien, elle est la plus grande réserve d'eau douce au monde. Elle contient plus de 50.000 milliards de mètres cubes d'eau douce, l'équivalent de 50.000 fois le barrage de Beni Haroun qui se trouve à l'est du pays et qui alimente six wilayas limitrophes. Cette eau est le résultat de l'accumulation qui s'est effectuée au cours des périodes humides qui se sont succédé depuis 1 million d'années.

La nappe s'étend dans une zone presque deux fois plus grande que la France, entre la Libye, la Tunisie et majoritairement l'Algérie. La répartition territoriale est estimée à pour l'Algérie : 70%, pour la Libye : 20% et enfin pour la Tunisie : 10%.

En avril 2005, dans le cadre d'un projet de l'observatoire du Sahel et du Sahara (OSS), l'Algérie, la Tunisie et la Libye mettent en place un mécanisme de gestion concertée de leurs ressources en eaux profondes dont la nappe fait partie. Un accord fut conclu entre les trois pays pour mettre en place une gestion équitable et raisonnable de cette nappe, dont le suivi est confié à l'observatoire du Sahel et du Sahara.