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Les grottes sous-marines : source de la Vise et source de la Mortola

Dossier - Grottes et cavernes, les secrets des profondeurs
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Les grottes fascinent par leur beauté et leur mystère. En calcaire, de grès ou sous-glaciaires, elles peuvent prendre différentes formes. Ces cavités abritent souvent la vie et ont même longtemps été l'abri privilégié de l'Homme. Plongez dans les profondeurs secrètes de la Terre, à la découverte des grottes et cavernes.

  
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Certaines grottes possèdent une issue qui se trouve actuellement en dessous du niveau de la mer : il s'agit de grottes sous-marines. Soit la grotte est remplie d'eau salée, soit elle se situe sur le lit d'une rivière d'eau douce qui va donc sortir directement en mer. Voyons le cas de la grotte Cosquer, celui de la source de la Vise et celui de la source de la Mortola.

Les grottes sous-marines. © Varakorn Kuldilok, Wikimedia Commons, CC by-sa 3.0

La grotte Cosquer

La grotte Cosquer près de Marseille est un exemple de grotte sous-marine. Cette grotte est très célèbre pour ses peintures rupestres, n'étant pas noyée à la Préhistoire puisque le niveau de la mer était beaucoup plus bas qu'aujourd'hui. Ce paysage sous-marin reste particulièrement remarquable.

Coupe de la grotte Cosquer, près de Marseille. © DR

La source de la Vise et la source de la Mortola

Il existe des grottes de fonds sous-marins en de nombreux endroits, comme en Italie ou au Japon et, pour certaines de ces grottes, la rivière qui en sort est prospectée pour l'utilisation en eau douce. Malheureusement, dans nombre de cas, l'eau douce ne sort pas avec suffisamment de force pour ne pas être « contaminée » par l'eau de mer environnante.

Source de la Mortola (France-Italie). © E.GILLI, 1999, Eaux et rivières souterraines coll. Que Sais-je ? n° 455, PUF Paris 128

À ce propos, Stéphanie Belaud écrivait dans le journal du CNRS : « La source de la Vise et la source de la Mortola comptent parmi les très nombreuses résurgences d'eau douce qui perforent le fond de la Méditerranée près des côtes. Très abondantes, aussi bien en nombre qu'en débit apparent, leur existence est connue depuis que l'homme navigue ».

Une nouvelle source d'eau douce ?

Elle poursuit : « Leur localisation n'est un mystère ni pour les pêcheurs ni pour les [adeptes de plongés sous-marine], en revanche on ignore presque tout à leur sujet : débit et qualité de l'eau ne sont que conjectures. Et si on s'y intéresse désormais de près, c'est qu'elles pourraient bien constituer une nouvelle ressource d'eau douce pour pallier l'épuisement des réserves en eau potable disponibles actuellement. Michel Bakalowicz travaille depuis trente ans sur les aquifères karstiques. Et ce sont ces formations géologiques qui sont à l'origine des panaches d'eau douce en mer.

De quoi s'agit-il ? Le calcaire est à la base une roche imperméable mais qui, parce qu'elle présente la caractéristique de se fissurer, devient perméable. Dans les sols calcaires, l'eau d'infiltration chargée de gaz carbonique circule par ces fractures et les élargit en dissolvant la roche. Au bout du compte, cet écoulement se traduit par la formation d'un réseau de grottes et de rivières souterraines dont l'importance dépend de la taille de la zone calcaire qui se trouve en amont. Toute l'eau finit par converger vers un seul point, le point le plus bas du massif calcaire, c'est là que naissent les sources.

Grotte sous-marine.© Eric Gilli, CEK

Comme la source du Lez qui alimente en eau potable tous les foyers de la ville de Montpellier et dont les réserves proviennent d'une région calcaire de 400 km2 de superficie. Michel Bakalowicz connaît bien ces sources terrestres et c'est fort de cette longue expérience qu'il s'est s'intéressé à leurs homologues sous-marines. "Pour déterminer le fonctionnement de ces systèmes, explique l'hydrogéologue, nous avons divers moyens. Les explorations, par exemple, menées par les spéléologues dans les grottes et conduits souterrains livrent des informations, mais qui demeurent partielles. Lorsqu'elles peuvent être visitées, ces grottes ne sont plus actives depuis longtemps." Les chercheurs ont dû imaginer des méthodes indirectes. On les étudie donc en observant ce qui se passe à la source.

Là, on suit les variations de la température, du débit ou encore de la composition chimique de l'eau. Le suivi de ces multiples marqueurs permet de connaître la dimension du bassin d'alimentation (surface de la zone calcaire), l'importance du flux (son débit moyen), la quantité des réserves stockées et enfin la façon dont l'eau circule dans les réseaux. Désormais bien maîtrisée pour les sources à terre, les chercheurs souhaitent transférer cette méthode aux sources sous-marines. Et c'est là tout l'enjeu du projet « Panache ». Avant de les exploiter, conclut le chercheur, il faut maîtriser leur fonctionnement et les relations qui existent entre la source en mer et l'aquifère à terre. Golfe du Mexique, Irlande, Madagascar, Australie, Vietnam ou Nouvelle-Zélande : les résurgences d'eau douce en mer existent partout dans le monde où des régions calcaires bordent la côte. L'eau douce circulant dans un aquifère karstique littoral emprunte des conduits situés sous le niveau de la mer et ressort en profondeur. Moins dense que l'eau salée, l'eau douce ne se mélange pas et remonte vers la surface. Les chercheurs ont voulu déterminer l'origine de ces conduits localisés étonnamment bas sous le niveau de la mer. La réponse : l'abaissement du niveau des mers jusqu'à 150 mètres au-dessous du niveau actuel.

La Méditerranée, riche en roches carbonatées

Mais pourquoi le phénomène est-il aussi important en Méditerranée ? Au Messinien, il y a environ cinq millions d'années, la fermeture du détroit de Gibraltar a fait de la Méditerranée une mer fermée. Par évaporation, son niveau est descendu de 1 000 à 1 500 mètres. Des conduits se sont formés dans le karst aboutissant jusqu'au niveau le plus bas des calcaires, peut-être au voisinage de celui de la mer. Lorsque l'eau est remontée, les galeries se sont retrouvées sous la mer. Les sédiments en ont bouché certaines et d'autres sont restées ouvertes.

Ce fort abaissement de la Méditerranée et la constitution géologique de ces régions très riches en roches carbonatées expliquent le grand nombre de sources sur le pourtour méditerranéen. Or ces régions qui affichent de très faibles précipitations ont un besoin élevé en eau potable. D'où le fort intérêt porté à ces sources par des pays comme la Syrie, le Maroc, la Grèce ou l'Espagne. Pouvoir capter cette eau en mer semble être une solution d'avenir à condition qu'on ait au préalable les connaissances nécessaires pour ne pas perturber de façon irréversible ce système hydrogéologique naturel. L'enjeu de ces travaux est donc de taille ».