Eaux douces souterraines en mer

Les eaux souterraines douces en mer présentent généralement des valeurs de salinité inférieures à 33 PSU. Elles sont situées à une profondeur d'eau inférieures à 100 m et à moins de 55 km de la côte dans des aquifères siliciclastiques et carbonatiques le long de marges actives et passives. Les systèmes d'OFG sont généralement composés de plusieurs corps d'une épaisseur totale inférieure à 2 km (voir supra).

Voici une liste des principaux mécanismes de mise en place des systèmes d'OFG (du plus courant au moins courant) :

• La recharge météorique par la pluie qui peut être soit un événement paléo-météorique lors des basses eaux du niveau de la mer, soit une recharge météorique active via des connexions perméables entre les aquifères offshore et terrestres (voir infra)^{[1],[3],[4],[5],[6],[7]}.
• La diagenèse due à des processus d'altération post-sédimentaire conduisant à la libération d'eau douce et à son accumulation dans des sédiments marins profondément enfouis dans des conditions de pression et de température élevées^[8],[9],[10].
• L'injection sous-glaciaire et proglaciaire telle que la fonte sous-glaciaire, les systèmes de drainage sous-glaciaires, l'inversion de la direction de l'écoulement des eaux souterraines par rapport aux modèles d'écoulement actuels^{[11],[12],[13],[14]}.
• La décomposition des hydrates de gaz résultant d'un changement de température ou de pression qui conduit à la libération d'eau interstitielle à faible salinité^{[15],[16],[17],[18]}.

Le contexte géologique est une condition majeure du développement des OFG : la majorité sont encaissés dans des matériaux siliciclastiques plus grossiers, avec des valeurs de porosité autour de 30 % à 60 %, contraints par un contraste de perméabilité (à dominante à sable à argile). Les gradients topographiques ont un impact majeur sur la mise en place des OFG^[1], car l'écoulement induit par la topographie est l'un des mécanismes les plus importants contrôlant le rejet d'eau douce au large.

Pour caractériser et évaluer les occurrences des eaux souterraines douces en mer, il existe différentes méthodes :

• Les méthodes de forage, de carottage et de diagraphie filaire permettent de caractériser à la fois les sédiments (la granulométrie et les propriétés hydrauliques, par exemple) et l'eau interstitielle via une analyse géochimique (la salinité et les concentrations de chlorures, par exemple). Les mesures de résistivité, de porosité, de densité, de vitesses soniques, de teneur en rayons gamma, de température et de débitmètre peuvent ensuite être déterminées via des mesures in situ.
• Les méthodes de sismique réflexion fournissent des contraintes indirectes sur les hétérogénéités contrôlant la distribution des OFG^[19]. Les levés électromagnétiques (EM), généralement collectés à l'aide de systèmes électromagnétiques à source contrôlée (CSEM), sont utilisés pour distinguer les régions saturées d'eau salée (moins résistive) de celles contenant de l'eau souterraine douce (plus résistive) (voir infra)^[20].
• Les approches de modélisation numérique peuvent conduire à quantifier la mise en place des OFG dans les environnements du plateau continental sur des échelles de temps géologiques^{[21],[22],[23],[24]}.

Les systèmes d'OFG font l’objet d’une attention croissante car ils peuvent être servir de sources non conventionnelles d’eau potable dans les zones côtières, où les ressources en eaux souterraines sont rapidement épuisées ou contaminées^[2]. Les zones de stress hydrique^[25] — défini comme le rapport entre les prélèvements totaux d'eau et les réserves d'eau de surface et souterraines renouvelables disponibles — accueillent 60 % de la population mondiale (voir supra). Le changement climatique, la croissance démographique rapide et l’urbanisation ont un impact négatif sur la disponibilité de l'eau, en particulier dans les communautés côtières^[26]. Par conséquent, l’eau souterraine douce en mer a été proposée comme source alternative pour atténuer le stress hydrique écologique et l’épuisement des eaux souterraines^[25].