Une nappe phréatique (en grec « phrear » qui veut dire « puit ») est une masse d’eau contenue dans les fissures du sous-sol. Les réseaux de nappes phréatiques fournissent entre 25 et 40 % de notre eau potable. 

Les réserves mondiales en eau des nappes souterraines représentent 97 % de toute l’eau douce disponible sur les continents. Ces mêmes nappes alimentent en eau douce le réseau superficiel des cours d’eau.

En France, la plus grande nappe est celle de Beauce dont la surface est de près de 9000 km² sur six départements. Ses réserves sont estimées à près de 20 milliards de mètres cubes. La plus grosse est la nappe de la Plaine du Rhin en Alsace qui s’étend sur un petit territoire mais dont les réserves sont estimées à 35 milliards de mètres cubes sur la partie alsacienne seulement…

Chaque mètre carré du territoire absorbe annuellement entre 50 et plus de 500 litres d’eau de pluie en fonction du climat, de la topographie et la perméabilité des terrains.

Si le sol est très perméable, l’eau atteint la nappe phréatique en quelques semaines ou quelques mois. Un hiver pluvieux suffit ainsi à faire le plein pour la saison sèche. En revanche, dans un sol peu perméable, constitué de sable très fin ou argileux, l’infiltration peut prendre des années, y compris avec une succession d’hivers « arrosés ».

S’agissant des nappes d’eau dite « fossile », à l’origine de nombreuses sources de montagne, il n’y a pas d’effet de perméabilité pour la bonne et simple raison qu’elles sont enfouies sous des sols totalement étanches. La majorité des nappes fossiles régions ont été « chargées » au cours des periodes précédentes, sous des climats beaucoup plus frais ou plus humides. Comme les carburants fossiles étaient créés sous des conditions qui n’existent plus depuis longtemps, cette eau douce fossile est considérée comme non-renouvelable.

Elles doivent donc impérativement être protégées contre les sources de pollution diffuse, d’autant que le renouvellement de ces eaux souterraines peut être très lent et que les pollutions y sont alors persistantes.

Si la pollution diffuse est avant tout d’origine agricole (nitrates et pesticides), elle peut aussi avoir d’autres sources : transports (eaux de ruissellement des voies de circulation, accidents de transport, fuites d’oléoducs), désherbage des voies ferroviaires par des pesticides (la SNCF est le plus gros consommateur d’herbicides en France), fuites provenant de l’habitat dispersé, notamment des cuves de combustible de chauffage, rejets des assainissements individuels et des petites collectivités, fuites des décharges d’ordures ménagères ou industrielles, retombées atmosphériques des fumées industrielles et domestiques ou des usines d’incinération de déchets.

L’instauration de périmètres de protection autour des captages, rendue obligatoire par la législation de nombreux pays, n’offre qu’une protection limitée. En effet, une pollution éloignée finira malgré tout, plusieurs années après l’événement polluant, par parvenir, même diluée, à ces eaux protégées.

Pour mieux protéger les nappes, les sources de pollution diffuse doivent donc être impérativement réduites afin de stopper, sinon de limiter à des valeurs tolérables, les flux de polluants parvenant aux nappes. Mais une telle politique risque de ne pas suffire. Aussi, certains experts préconisent-ils une voie complémentaire : la création de parcs naturels hydrogéologiques. Il s’agirait de constituer de vastes espaces de terres non cultivées mais entretenues, dont la fonction essentielle serait de préserver les nappes d’eau ayant une qualité irréprochable. De tels parcs constitueraient des zones où toute activité polluante serait interdite. Ils protégeraient en priorité les zones d’alimentation des nappes captives profondes et des sources minérales.

Plusieurs cibles à protéger pourraient être réunies dans un même parc, non seulement l’eau, mais aussi la flore et la faune. Ces parcs pourraient être reboisés : les forêts y seraient exploitées d’une façon très soignée et non polluante. De telles réserves existent déjà.

En Fance, la ville de Saint-Etienne a acquis depuis 150 ans plus de 800 ha de terrains boisés ou non, qu’elle a replantés quand cela était nécessaire et exploités en futaie jardinée avec L’ONF. Cette forêt protège plus de 54 km de drains qui fournissent une partie de la ville en eau potable.

En Belgique, la région des Ardennes qui reçoit les eaux d’infiltration de la source minérale Spa est exploitée avec des précautions draconiennes, pour protéger la nappe.

De même, en Australie, des parcs naturels interdits au public existent autour des réservoirs de stockage des eaux superficielles destinées à la fabrication d’eau potable…