La sécheresse a causé l’effondrement irréversible d’un des principaux réservoirs d’eau souterrains de Californie

Un aquifère se comporte d’ordinaire comme une éponge. Quand on pompe, le sol s’affaisse légèrement ; quand la pluie revient, la nappe se recharge et le terrain se relève. Ce va-et-vient est élastique, donc réversible. Passé un certain seuil, les argiles et les sédiments fins s’écrasent pour de bon, les pores se referment. La nappe ne retrouve jamais son volume initial.

C’est précisément ce basculement qu’une équipe internationale vient de documenter, dans la vallée de Sacramento. Leurs travaux ont paru le 27 juillet 2026 dans les Proceedings of the National Academy of Sciences, associant l’Institut de physique du globe de Paris, le Laboratoire de géologie de l’ENS Paris, Géosciences Rennes et des laboratoires californiens. Le CNRS parle d’un « endommagement irréversible ».

Une éponge qui cesse de gonfler

Pour comprendre ce qui s’est joué sous les vergers et les rizières, les scientifiques ont croisé deux regards : des radars satellitaires, technique appelée InSAR, et les niveaux d’eau relevés dans quelque 2 500 puits de surveillance.

Entre 2016 et 2020, tout se passe comme prévu : le sol descend en été, remonte en hiver, l’éponge respire. Puis, en 2021, la courbe décroche, l’affaissement s’accélère brutalement et cesse de suivre le niveau des nappes, signant la perte définitive de porosité.

« La vitesse à laquelle une partie de la vallée de Sacramento s’enfonce nous a beaucoup surpris », explique Stacy Larochelle, géophysicienne à l’université de Californie à Los Angeles et première auteure de l’étude.

Dans les secteurs les plus touchés, le sol s’est enfoncé jusqu’à 30 centimètres par an.

Taux d’affaissement résiduel, après retrait de la composante élastique, du sol entre janvier 2021 et octobre 2022 dans la vallée de Sacramento, au nord de la Californie. Crédit : Stacy Larochelle

Trente centimètres par an, et pas de retour

Entre 2016 et 2020, l’aquifère perdait environ 0,04 km3 de capacité par an. Pendant les années 2021 et 2022, ce rythme a été multiplié par cinq. Cette eau ne manque pas seulement aujourd’hui ; c’est la place qu’elle occupait dans le sous-sol qui a disparu.

Or les hivers 2023, 2024 et 2025 ont été arrosés, et les niveaux piézométriques sont remontés. La surface, elle, n’a pas suivi, augmentant au passage les risques d’inondation en surface.

« Nous ne voyons pas de rebond important », constate Stacy Larochelle. « Vous avez un effondrement permanent de l’espace poreux. »

Cet écrasement a détruit environ 200 millions de mètres cubes de capacité de stockage en une seule année.

Les puits n’avaient rien vu venir

L’un des enseignements les plus dérangeants concerne la surveillance elle-même. La Californie s’appuie depuis 2014 sur une loi de gestion durable des eaux souterraines, fondée sur le suivi des niveaux dans les puits. Ces relevés se sont pourtant révélés de piètres sentinelles.

Les auteurs avertissent : cette transition « n’aurait pas pu être anticipée à partir des seuls relevés de nappes disponibles ». Ils veulent désormais intégrer les données satellitaires dans les dispositifs d’alerte.

Contexte hydrogéologique de la vallée de Sacramento. (A) Schéma illustrant les variations du niveau des eaux souterraines et les déformations de la surface du sol qui en résultent — déformations poroélastiques et inélastiques [adapté de Galloway et al. (3)]. (B) Coupe hydrogéologique idéalisée du système aquifère de la vallée de Sacramento [adapté de Faunt et al. (29)]. (C) Localisation de la vallée de Sacramento et de la vallée de San Joaquin, qui constituent ensemble la vallée centrale (Central Valley) de Californie.

Un quart de l’assiette américaine

L’enjeu dépasse la géophysique. La Central Valley fournit environ un quart de l’alimentation produite aux États-Unis, avec des cultures gourmandes en eau : riz, fruits, amandes.

En année sèche, les canaux alimentés par la fonte des neiges se tarissent, et les agriculteurs se rabattent sur les forages. La nappe joue le rôle d’assurance, et cette assurance vient de perdre une partie de son capital.

Chaque nouvelle sécheresse frappera un réservoir plus petit, qui se videra plus vite. L’affaissement coûte cher en lui-même : canaux déformés, routes fissurées, zones basses plus exposées aux inondations, et des forages qui devront descendre plus profond, pour une eau souvent plus chargée en sels.

Vue satellite de la vallée de Sacramento (Californie), le 16 septembre 2022. Source : NASA Earth Observatory / Joshua Stevens, d’après des données Landsat 8 (USGS).

Ce que la Californie dit aux nappes européennes

Le mécanisme n’a rien de californien. La ville de Mexico, la plaine du Nord de la Chine ou Jakarta s’enfoncent depuis des décennies pour les mêmes raisons, et la plaine du Pô, en Europe, a connu des affaissements liés au pompage.

Ce qui change avec cette étude, c’est la précision du diagnostic : des chercheurs ont daté à l’année près le passage d’un aquifère du régime réversible au régime irréversible.

La leçon vaut pour la France, où plusieurs nappes sont en déficit chronique et où la sécheresse de 2022 a laissé de nombreux aquifères à des niveaux très bas. Bien des gestionnaires raisonnent ainsi : pomper fort en année sèche, puis compter sur l’hiver pour effacer la dette. Ce calcul suppose que le réservoir reste intact ; la vallée de Sacramento démontre que cette hypothèse a une date de péremption.

Enfin, l’étude rappelle une évidence souvent oubliée : le plus grand réservoir disponible se trouve déjà sous nos pieds. Il est gratuit, il soutient les rivières en été, mais il ne se répare pas. Une fois les pores écrasés, aucune pluie ne les rouvrira.

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