Âge du débit de base des rivières déduit à partir de traceurs environnementaux (³H–⁸⁵Kr) : un nouvel outil pour la description de la vulnérabilité des ressources en eaux de surface
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Antoine Picard, Florent Barbecot, José A. Corcho-Alvarado, Roland Purtschert, Douglas Kip Solomon, Janie Masse-Dufresne, Benjamin Bouakline, Ahmed El-Azhari, Benjamin Frot. 2026. River baseflow age information inferred from environmental tracers (3H–85Kr): a new tool for the description of surface water resources vulnerability. Journal of Hydrology, Volume 666,134786, ISSN 0022-1694, https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2025.134786
Mieux comprendre l’« âge » de l’eau souterraine pour protéger nos rivières
L’eau souterraine est la principale source d’alimentation de la plupart des rivières et plans d’eau du Québec. Même lorsqu’il ne pleut pas, c’est elle qui maintient le débit minimal — le débit de base — essentiel aux écosystèmes et à l’approvisionnement en eau des communautés.
Mais combien de temps cette eau passe-t-elle sous terre avant de rejoindre un cours d’eau ? Et pourquoi est-ce important ?
Des chercheurs ont étudié la rivière Nelson, un bassin versant de 70 km² au Québec. Leur objectif : déterminer l’« âge » de l’eau souterraine qui alimente la rivière, c’est-à-dire le temps écoulé entre l’infiltration de l’eau dans le sol et son arrivée dans le cours d’eau. Ce délai — appelé temps de transit — est crucial. Plus il est long, plus les impacts d’une contamination ou d’un changement d’usage du territoire peuvent mettre des années à apparaître… ou à disparaître.
Comprendre et prévoir les effets des pressions humaines — comme l’urbanisation et les changements climatiques — est essentiel pour une gestion durable de l’eau. Il est particulièrement important de tenir compte du délai entre l’infiltration d’un contaminant dans une zone de recharge et son arrivée dans une zone de décharge, généralement un cours d’eau. L’âge de l’eau qui compose le débit de base d’une rivière est donc un indicateur clé pour évaluer la vulnérabilité des nappes peu profondes aux perturbations en surface.
Une approche innovante en conditions hivernales
Mesurer l’âge de l’eau n’est pas simple. Les scientifiques utilisent des gaz traceurs dissous dans l’eau (comme le tritium et le krypton-85), mais ces gaz peuvent s’échapper vers l’atmosphère lorsqu’on les mesure dans une rivière. Au Québec, les chercheurs ont profité d’un avantage unique : la présence de glace en hiver. La couverture de glace limite les échanges air-eau, ce qui améliore la précision des mesures. Ils ont même injecté des gaz inertes dans la rivière pour vérifier les échanges et valider leurs calculs.
Un temps de transit d’environ 10 ans
Les résultats montrent que l’eau souterraine qui alimente la rivière Nelson a un temps de transit moyen d’environ 10 ans. Autrement dit, une partie importante de l’eau qui s’écoule aujourd’hui dans la rivière s’est infiltrée il y a une décennie. Cela signifie que :
Les effets d’une contamination peuvent persister longtemps.
Les actions de protection prises aujourd’hui peuvent mettre plusieurs années avant de produire des résultats visibles.
La vulnérabilité d’un bassin versant dépend autant de la quantité d’eau souterraine qui alimente les débits de base que de son âge.
Vers un nouvel outil d’évaluation de la vulnérabilité
L’étude propose un nouvel outil d’évaluation qui combine :
la quantité d’eau souterraine alimentant la rivière ;
l’âge moyen de cette eau.
Cette approche permettrait d’identifier les bassins versants les plus vulnérables aux pressions humaines et aux changements climatiques — au Québec comme ailleurs dans le monde.
