Le sous-sol est constitué de formations géologiques de natures différentes (calcaires, sables, grès, granites, schistes, etc.). Les pluies s’infiltrent dans ces formations jusqu’à ce qu’un niveau imperméable empêche leur migration plus en profondeur. Elles remplissent alors tous les interstices de la roche, soit dans les pores entre les grains de sable, soit dans les fissures de calcaire ou de granite, formant une nappe d’eau pouvant s’étendre sur plusieurs centaines de km². Les formations géologiques contenant les nappes sont appelées aquifères.

On distingue deux types de nappe : les libres et les captives.

Les nappes libres aussi appelées nappes phréatiques, directement alimentées par les eaux de pluie, sont plus vulnérables aux pollutions.
Les nappes captives s’étendent sous des niveaux imperméables. Elles sont alimentées, non pas directement par les pluies, mais latéralement par les zones, parfois très éloignées, où elles sont libres. Les pluies mettent des centaines voire des milliers d’années avant de les atteindre. Peu vulnérables, les nappes captives sont exemptes de nitrates d’autant que leurs conditions physico-chimiques génèrent une dénitrification naturelle. De ce fait, elles constituent souvent une ressource de substitution lorsque les nappes libres sont impropres à la consommation (plus de 50 mg/l de nitrates). En France, 41 % des captages d’eau potable abandonnés le sont pour des questions de qualité, les nitrates en sont la première cause devant la bactériologie et les pesticides.

Certaines formations géologiques sont suffisamment poreuses ou fissurées pour contenir de l’eau. On parle alors de formations aquifères (éthymologiquement « roche qui contient de l’eau »). Selon la nature géologique des terrains, on peut distinguer différents types aquifères :

1. Les aquifères en domaine sédimentaire : Ces systèmes sont caractéristiques des bassins sédimentaires, il s’agit de roches sédimentaires poreuses ou fracturées (sables, grès, calcaires, craie) jadis déposées en vastes couches. Ces aquifères peuvent être libres ou captifs selon qu’ils sont ou non recouverts par une couche imperméable.
   Dans un aquifère libre, la surface supérieure de l’eau fluctue sans contrainte et la pluie efficace peut les alimenter par toute la surface.
   Dans un aquifère captif, une couche géologique imperméable confine l’eau. L’eau est alors sous pression et peut jaillir dans des forages dits artésiens lorsque la configuration s’y prête. L’alimentation ne peut se faire que par des zones d’affleurement limitées ou par des communications souterraines. Les nappes captives sont souvent profondes.
2. Les nappes alluviales : Contenue dans les grands épandages de sables, graviers et galets des fleuves et des rivières, la nappe alluviale est le lieu privilégié des échanges avec les cours d’eau et les zones humides. Ce type de nappe peut être réalimenté par les crues et restituer à l’inverse de l’eau dans le cours d’eau en période de sécheresse.
   Ces nappes fournissent 60% des eaux souterraines captées en France, en particulier grâce à leur facilité d’accés et leur bonne productivité.
3. Les aquifères en domaine de socle : Ils correspondent aux roches cristalinnes ou cristallophylliennes (granites, gneiss et autres roches métamorphiques…) bien représentées dans le massif central et certaines zones des Alpes, Pyrénées et Corse, l’eau est contenue et circule dans les franges d’altération et les fissures et fracture de la roche. Il s’agit donc généralement de petits systèmes discontinus.
4. Les aquifères karstiques : Les aquifères karstiques se rencontrent dans les formations calcaires (par exemple les plateaux de Bourgogne, du Languedoc, Jura, Préalpes…). Les eaux en dissolvant le calcaire à la faveur des fissures préexistantes constituent des vides dans lesquels peuvent s’écouler les eaux. Ces vides peuvent atteindre de grandes dimensions (gouffres, cavernes). Dans ces conduits les eaux peuvent cheminer rapidement et constituer des cours d’eau souterrains.
   Aux points de sortie les sources présentent des débit souvent variables dans le temps (leur valeur varie parfois de 1 à 100 au cours de l’année).
5. Les aquifères des dépôts glaciaires : Ces dépôts à la structure sédimentologique complexe composés de matériaux de granulométrie très variée sont à l’origine de petits aquifères très compartimentés localisés dans les anciens ombilics glaciaires et cirques morainiques. Ils sont par conséquent, en général peu développés en superficie mais peuvent, par contre, être épais, tout particulièrement derrière les verrous glaciaires ou dans d’anciens sillons sous ou péri-glaciaires.

Il est important de distinguer deux types de nappes phréatiques :

 Celles qui se rechargent régulièrement en eau, par exemple avec la pluie

 D’autres, plus anciennes et plus profondes, dites « fossiles » ou encore « paléohybriques » qui ne se renouvellent plus.

Source :

Agence de l’eau Rhône-Méditerranée et Corse