Au fond de la lagune de Thau, en Occitanie, la source de la Vise connaît souvent un phénomène appelé « inversac ». Cela signifie que la source d’eau douce commence soudainement à aspirer l’eau salée de la lagune. Ce mécanisme, qui était peu connu jusqu’à maintenant, met en danger les réserves d’eau douce des côtes, car elles risquent de devenir salées. Grâce à un équipement expérimental unique, des chercheurs français ont pu observer ce phénomène en direct. Cela permet aussi d’expliquer pourquoi certaines villes autour de la lagune sont inondées, même sans pluie, pendant ces périodes.
Un phénomène rare, appelé « inversac », menace les réserves d’eau souterraine près de l’étang de Thau (une grande lagune d’eau salée) en Occitanie. Selon le temps qu’il fait, la source sous-marine de la Vise (surnommée localement « le Volcan » ou « le Gouffre ») peut s’arrêter. Elle ne ramène alors plus d’eau douce dans la lagune pendant un certain temps.
À ce moment-là, la source devient un endroit où l’eau salée de la lagune entre dans le sol. Cela rend l’eau souterraine, qui est très importante, de plus en plus salée. Cela cause aussi des inondations sans pluie dans la ville de Balaruc, connue pour ses cures thermales.
Avec des collègues, nous avons pu suivre ce phénomène en temps réel grâce à des appareils spéciaux. C’est une première mondiale et cela a fait l’objet d’une publication scientifique en 2025. Cela nous aide à mieux comprendre pourquoi ce phénomène, qui peut durer des mois, se produit. Il a duré six mois en 2010 et 2014, et même dix-huit mois entre 2020 et 2022.
Dans les zones côtières, l’eau souterraine peut sortir sous la mer
L’eau de pluie qui traverse le sol arrive dans les nappes souterraines. Elle voyage ensuite sous terre jusqu’à des sorties : des sources, des zones humides et le lit des rivières. Ce sont des endroits bas où l’eau souterraine se dirige.
Dans les régions côtières, l’eau souterraine peut sortir sous la mer, dans la mer ou dans les lagunes. Ces sorties sont importantes pour les écosystèmes marins près des côtes. Elles peuvent être étendues ou se trouver à un seul endroit, selon le type de sol. Dans le deuxième cas, souvent dans des sols avec beaucoup de roches calcaires, il s’agit de sources sous-marines. Il y en a beaucoup en Méditerranée car il y a beaucoup de roches calcaires qui forment des cavités.
En France, la source sous-marine de Port-Miou, près de la calanque, est probablement la plus connue. Les scientifiques l’étudient depuis longtemps.
Plus à l’ouest, dans l’Hérault, il y a plusieurs autres sources sous-marines qui sortent dans la lagune de Thau. Parmi elles, la source sous-marine de la Vise, près de Balaruc, alimente une réserve d’eau souterraine importante pour les habitants de cette région qui a un climat chaud et sec, typique de la Méditerranée.
En effet, l’eau souterraine est utilisée pour l’eau potable des villages proches, pour l’irrigation des champs, mais surtout pour les thermes de Balaruc-les-Bains. C’est la première station thermale de France en nombre de personnes qui viennent se soigner. Malheureusement, cette précieuse réserve d’eau douce est menacée par un phénomène spécial : l’inversac.
L’inversac, c’est quand les courants d’eau changent et qu’une source aspire l’eau salée
Les pêcheurs et les producteurs d’huîtres connaissent bien la source de la Vise. Elle se trouve dans la lagune de Thau, à 30 mètres de profondeur, près de Balaruc. C’est une profondeur inhabituelle pour l’étang de Thau, qui fait rarement plus de 4 ou 5 mètres de profondeur. Les courants d’eau souterraine ont creusé la roche pour former un grand cône sous-marin autour de l’endroit où l’eau sort. Cette profondeur attire les plongeurs qui aiment faire leur sport dans ce lieu magnifique.
La source se trouve en haut d’un conduit naturel dans la roche qui relie la lagune de Thau à une réserve d’eau souterraine sous pression, située en profondeur dans les roches calcaires du Jurassique. Normalement, la source donne entre 100 et 150 litres d’eau par seconde (l/s). Ce débit augmente quand le niveau d’eau dans la réserve est plus haut, après de fortes pluies. C’est une eau douce et chaude (20 °C), car elle est réchauffée par l’eau qui vient des profondeurs et qui alimente aussi les thermes de Balaruc.
Depuis la fin des années 1950, on observe des moments où les courants d’eau changent de direction à la source. Le résultat ? L’eau douce souterraine s’arrête soudainement, et la source commence à aspirer l’eau de la lagune. En hydrologie (l’étude de l’eau), ce phénomène est appelé inversac. Ce terme décrit une cavité naturelle dans la roche qui laisse passer l’eau ou l’aspire, selon la quantité d’eau.
La plupart du temps, les inversacs sont des endroits où l’eau d’une rivière disparaît dans le sol ou en sort. Selon le niveau de l’eau, la rivière coule dans la cavité naturelle (elle s’infiltre) ou la cavité rejette de l’eau dans la rivière (elle sort).
Dans le cas de la Vise, l’inversac se produit en lien avec l’étang de Thau. Selon le temps et la quantité d’eau, la source laisse sortir de l’eau douce ou aspire l’eau salée de l’étang.
Un système de mesure unique au monde
Pour mieux comprendre ce phénomène, les scientifiques spécialisés dans l’eau du BRGM, avec la société ANTEA, ont créé un système de mesure spécial pour mesurer le débit de la source sous-marine. C’est un tube d’environ cinq mètres de long et un mètre de diamètre, placé sur l’endroit où l’eau sort. Il est divisé en trois parties.
Le tube du bas recueille l’eau douce qui sort des principaux points d’émergence au fond de la lagune. Au-dessus, un appareil mesure le débit de l’eau qui monte dans le tube du milieu. Il y a aussi un tube pour calmer l’eau et réduire les mouvements pour que la mesure du débit soit précise. Des capteurs de température, de salinité et de pression sont installés dans le système pour compléter les mesures.
Un inversac observé en direct en novembre 2020
Ce système, installé en juin 2019 par des plongeurs professionnels, a permis d’observer en direct un inversac qui s’est produit le matin du 27 novembre 2020. À 9 h 40 précises, le débit de la source s’est brusquement inversé : d’un débit d’eau qui montait d’environ 120 l/s, il est passé à un débit d’eau qui descendait de 350 l/s.
En même temps, les capteurs ont montré que l’eau était complètement différente : une eau salée et froide (comme celle de la lagune) a remplacé l’eau douce et chaude qui venait de la réserve souterraine. À ce moment-là, la source a commencé à aspirer l’eau de la lagune, qui est entrée progressivement dans la réserve souterraine.
Cet inversac a duré seize mois. Pendant ce temps, environ 7 millions de mètres cubes d’eau salée sont entrés dans le sol, apportant 200 000 tonnes de sel dans la réserve. En 2014, l’eau de la réserve devenant de plus en plus salée à cause des inversacs successifs, il a fallu fermer le point de captage d’eau souterraine de Cauvy, qui fournissait l’eau potable à Balaruc-les-Bains.
La répétition des inversacs menace aussi la réserve d’eau utilisée pour les cures thermales, qui est importante pour l’économie de la région. Plusieurs agriculteurs ont arrêté leur activité car leur puits est devenu salé. De nombreux puits pour les maisons ont aussi été touchés. Le sel est aussi remonté dans les sols, abîmant les espaces verts et affaiblissant beaucoup d’arbres dans la commune.
En plus des mesures à la source de la Vise, un réseau de surveillance a été mis en place pour contrôler les niveaux d’eau de la lagune et de la réserve souterraine.
L’analyse de toutes ces données a montré que l’inversac a commencé à un moment précis : une tempête marine avec du vent fort a fait monter le niveau de l’étang. En même temps, le niveau de la réserve souterraine était très bas, car il n’avait pas beaucoup plu. Résultat : la pression de l’eau salée de l’étang est devenue plus forte que celle de la réserve. Les courants d’eau se sont alors inversés brusquement. C’est ce mécanisme que nous avons expliqué dans notre article publié dans la revue Nature Communications Earth and Environment.
Un « bouchon de sel » et des inondations sans pluie
Il restait à expliquer un fait étrange localement : les inversacs se produisent quand il fait sec, quand le niveau de la réserve souterraine est bas. Pourtant, ils sont toujours suivis d’inondations dans la ville de Balaruc-les-Bains. C’est encore plus surprenant car il n’a pas plu avant ces inondations qui touchent les sous-sols, les caves et les parkings souterrains de la ville, causant beaucoup de dégâts.
Cette particularité de l’eau est liée aux mesures faites dans les appareils de mesure de pression des environs : chaque inversac est suivi d’une augmentation rapide du niveau d’eau dans la réserve d’environ 2,3 mètres. Cette hausse s’explique par la différence de poids entre les eaux : l’eau salée de la lagune est environ 3 % plus lourde que l’eau douce.
Ainsi, au moment de l’inversac, le conduit naturel vertical se remplit en quelques minutes d’eau salée sur toute sa hauteur, estimée à environ 70 mètres. Cela provoque une augmentation soudaine de 2,3 mètres de la pression exercée par la lagune sur la réserve souterraine. Cette onde de pression se propage ensuite rapidement dans la réserve souterraine, même à plusieurs kilomètres, en quelques heures. Cela fait monter le niveau de l’eau, et donc cause des inondations, même sans pluie.
Cette augmentation inattendue du niveau d’eau explique pourquoi un inversac peut commencer soudainement mais durer très longtemps. Si un coup de vent sur l’étang fait monter son niveau de quelques centimètres, cela peut déclencher un inversac. Mais il ne suffit pas que le temps s’améliore pour que le système revienne à la normale. Pour que l’eau remonte dans le conduit naturel, la pression de la réserve souterraine doit dépasser cette surpression de 2,3 mètres causée par l’entrée du sel. Le sel agit alors comme une sorte de « bouchon » sur la source sous-marine.
Par conséquent, seule une très forte pluie sur le plateau d’Aumelas, en amont du bassin de Thau, peut remplir suffisamment la réserve souterraine pour faire monter le niveau de plus de 2,3 mètres, et ainsi dépasser le bouchon de sel. C’est ce qui s’est passé le 14 mars 2022, quand une pluie de plusieurs jours, de plus de 100 millimètres, a mis fin à cet inversac.
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Depuis les années 1950, les inversacs se produisent de plus en plus souvent. La raison ? Les pompages d’eau souterraine, mais surtout la succession des sécheresses, qui font baisser le niveau de la réserve. Jusqu’à maintenant, le système revenait toujours à la normale après quelques mois. Mais qu’arrivera-t-il dans le futur quand la recharge naturelle diminuera et que le niveau de la mer montera ?
Il est possible que le système devienne définitivement un inversac, ce qui rendrait l’eau de la réserve souterraine du Jurassique complètement et définitivement salée. C’est pourquoi un projet expérimental est en cours avec le Syndicat mixte du bassin de Thau pour trouver des moyens de réduire les effets d’un inversac et de protéger la réserve souterraine.
Cette étude a pu être réalisée grâce au projet de recherche DEM’Eaux Thau (2017-2022).
Le projet DEM’Eaux Thau, d’un coût de 5,3 millions d’euros, a été financé à 42% par le ministère de l’Enseignement supérieur et de la Recherche et la Région Occitanie (dans le cadre du Contrat de Plan État-Région 2015-2020), à 11% par le fonds européen FEDER, à 17% par l’Agence de l’eau Rhône-Méditerranée-Corse, à 4% par Montpellier Méditerranée Métropole, à 2% par Balaruc-les-Bains et à 1% par le Syndicat Mixte du Bassin de Thau. Le reste du financement du projet (23%) a été apporté par la participation financière de la plupart des partenaires.
Bernard Ladouche et Claudine Lamotte ne travaillent pas, ne conseillent pas, ne possèdent pas d’actions, ne reçoivent pas de fonds d’une organisation qui pourrait bénéficier de cet article, et n’ont déclaré aucune autre affiliation que leur poste universitaire.