Recharge des eaux souterraines au Québec : des changements déjà visibles en Montérégie

|Publication|

Mona, J., Müller, C., Masse-Dufresne, J. et al. (2026). Observed Hydroclimatic Trends and Their Implications Over Water-Cycle Dynamics in Montérégie, Southern Quebec, Canada. Global Challenges. https://doi.org/10.1002/gch2.202500564

Contexte et objectif de l’étude

Dans un contexte de changements climatiques et d’augmentation des pressions humaines, notamment liées à l’agriculture et au pompage, la compréhension des processus de recharge des eaux souterraines devient essentielle pour assurer une gestion durable de la ressource. La recharge correspond à l’infiltration de l’eau vers les aquifères, un processus clé pour maintenir les réserves d’eau souterraine. Cette étude se concentre sur la région de la Montérégie, au sud du Québec, une zone à la fois fortement agricole et densément peuplée. L’objectif est d’analyser les tendances hydroclimatiques entre 1980 et 2023 et de comprendre comment celles‑ci influencent les dynamiques du cycle de l’eau, en particulier la recharge des nappes.

Méthodologie

Les chercheurs ont combiné plusieurs types de données à long terme, incluant la température, les précipitations, les débits de rivières, les niveaux d’eau souterraine et l’occupation du territoire. L’analyse repose sur 20 sous‑bassins versants et 50 piézomètres, permettant une vision régionale détaillée. Les données manquantes ont été reconstituées à l’aide d’une méthode statistique avancée (MICE), afin d’assurer la robustesse des analyses. Les tendances ont été évaluées à l’aide de tests statistiques reconnus (Mann‑Kendall et pente de Sen). En parallèle, un modèle hydrologique (GR4J couplé au module neige CemaNeige) a été utilisé pour simuler la percolation, c’est‑à‑dire l’eau qui s’infiltre vers les nappes, et ainsi estimer la recharge potentielle des aquifères.

Zone d'étude

Faits saillants des résultats et interprétation

Les résultats montrent un réchauffement significatif en Montérégie, particulièrement en été et en automne, ainsi qu’une variabilité accrue en hiver. Ce réchauffement entraîne un allongement de la saison sans gel et de la saison de croissance, ce qui augmente l’évapotranspiration et modifie le moment où l’eau peut s’infiltrer dans le sol. Parallèlement, les précipitations totales ne changent que légèrement, mais leur intensité augmente. On observe moins de pluies modérées et davantage d’événements intenses, ce qui favorise le ruissellement au détriment de l’infiltration dans plusieurs secteurs.

La recharge devient plus concentrée en hiver et au printemps, période qui représente environ 75 % de la recharge annuelle. Ce phénomène est lié à la fonte des neiges et à une faible évapotranspiration. En revanche, en été et en automne, la recharge est limitée en raison de températures plus élevées, de l’activité végétale et de sols plus secs. Les résultats montrent toutefois des contrastes importants selon les zones. Par exemple, la recharge augmente dans la région de la baie Missisquoi en raison d’une fonte des neiges plus précoce, tandis qu’elle diminue dans d’autres secteurs à cause d’une évapotranspiration accrue et de conditions de sol défavorables.

Les niveaux d’eau souterraine présentent une forte variabilité spatiale. Certaines zones, comme le centre du bassin du Richelieu, montrent une augmentation des niveaux d’eau, alors que d’autres, notamment dans le centre-ouest de la Montérégie, enregistrent des baisses liées à une recharge insuffisante et à des prélèvements d’eau.

Les tendances observées dans les débits des rivières confirment ces transformations : les débits augmentent en hiver et au printemps, probablement en raison d’une fonte des neiges plus précoce, tandis qu’ils deviennent plus variables, voire diminuent, en été et en automne. Il est important de noter que l’augmentation des débits ne correspond pas nécessairement à une augmentation de la recharge, car elle peut résulter d’un ruissellement accru plutôt que d’une infiltration vers les aquifères.

Portée pour la compréhension, la protection et la gestion des eaux souterraines du Québec

Cette étude met en évidence que la recharge des eaux souterraines en Montérégie est de plus en plus dépendante des conditions hivernales et printanières, ce qui la rend particulièrement sensible aux changements climatiques. Elle souligne également que les effets du climat ne sont pas uniformes dans l’espace, car ils sont fortement modulés par les caractéristiques locales, telles que la géologie, les types de sols, l’occupation du territoire et les activités humaines.

Ces résultats ont des implications importantes pour la gestion de l’eau au Québec. Ils montrent que les stratégies de gestion doivent être adaptées à l’échelle locale et tenir compte des différences entre bassins versants. La protection des zones de recharge, notamment les secteurs à sols perméables comme les dépôts sableux ou les eskers, devient essentielle. De plus, la gestion doit intégrer les effets combinés du climat, de l’utilisation du territoire et du pompage. L’étude met aussi en évidence la nécessité de renforcer le suivi des eaux souterraines, en particulier dans les zones où les niveaux d’eau diminuent, afin de prévenir une dégradation de la ressource.

Limites de l’étude

L’étude présente certaines limites. Le modèle hydrologique utilisé simplifie les processus souterrains et ne représente pas entièrement la complexité des écoulements dans les aquifères. Les données manquantes ont été reconstruites à l’aide de méthodes statistiques, ce qui peut introduire des incertitudes. De plus, les analyses statistiques de tendances ne permettent pas toujours de capter les changements non linéaires ou les effets locaux. Enfin, l’influence directe des activités humaines, comme le pompage, n’est pas entièrement quantifiée.