Colorant rose versé dans un puits karstique du lac Jackson (Floride) retrouvé à la source de Wakulla, 35 jours plus tard à 30 km, une partie seulement arrivée et le reste inconnu

Un colorant rosé a permis de suivre un trajet invisible sous la Floride. Après l’avoir injecté dans un gouffre karstique du lac Jackson, les chercheurs l’ont détecté 35 jours plus tard dans le puits de Wakulla, situé à environ 30 kilomètres. Le résultat a apporté des preuves d’une connexion souterraine entre ces deux lieux.

L’expérience a été réalisée en septembre 2017 et publiée en décembre 2024. Son intérêt va au-delà de la curiosité géologique, car elle aide à comprendre comment des substances peuvent se déplacer dans un aquifère qui alimente la population. Cependant, seule une petite partie du colorant est arrivée à Wakulla.

Comment ont-ils suivi la trace

Les chercheurs Seán E. McGlynn et Alan W. Niedoroda ont utilisé la rodamine WT, un marqueur fluorescent détectable en quantités très petites. Le 19 septembre 2017, ils l’ont introduite pendant 6,5 minutes dans un gouffre du fond du lac Jackson, près de Tallahassee.

L’idée était simple. Si le marqueur apparaissait dans les sources surveillées, cela permettrait de vérifier qu’une partie de l’eau avait parcouru ce trajet souterrain. Pour le rechercher, l’équipe a combiné des capteurs avec des collecteurs de charbon qui retenaient le colorant au passage.

Les pics principaux se sont manifestés 35 jours plus tard à Wakulla et dans la source voisine de Sally Ward. L’étude relève des détections dans cinq sources et estime une vitesse moyenne de déplacement d’environ 800 mètres par jour. Cette valeur dépend des conditions de l’expérience et ne représente pas une vitesse fixe pour l’ensemble des eaux souterraines.

Un réseau à l’intérieur de la roche

Comment l’eau peut-elle parcourir une telle distance sans émerger à la surface ? La réponse se situe dans les terrains karstiques, où la dissolution de roches comme le calcaire a créé des fissures, des cavités et des conduits. Par ces ouvertures circule une grande partie de l’eau souterraine.

Le Service géologique des États‑Unis explique que ces aquifères fonctionnent selon deux modes. Les fractures et les conduits facilitent le mouvement de l’eau, tandis que la roche poreuse qui les entoure en stocke une grande partie. C’est un système inégal, avec des zones qui transmettent l’eau mieux que d’autres.

Dans le cas du lac Jackson, les détections dans différents puits pointent vers un réseau qui se ramifie et se reconnecte. L’expérience a permis de reconnaître des liens entre des points éloignés, même si elle n’a pas tracé chaque courbe du chemin emprunté. Savoir où apparaît le colorant n’équivaut pas à disposer d’une carte complète du sous-sol.

Le colorant qui n’est pas parvenu

La quantité détectée à Wakulla était faible par rapport à celle introduite dans le lac. Les auteurs interprètent que la majeure partie du colorant s’est dispersée dans le calcaire, bien qu’il ait aussi pu circuler par des conduits qui n’étaient pas surveillés.

Ce travail est d’ordre exploratoire et ne permet pas de conclure avec précision le bilan du colorant, c’est-à-dire déterminer où s’est retrouvée l’intégralité de la quantité utilisée. Par conséquent, la conclusion doit rester dans ce qui a été observé. Une partie de l’eau du lac a atteint des sources éloignées, mais il n’a pas été démontré que tout ait suivi ce même chemin.

Pourquoi cela compte-t-il lorsque l’on ouvre le robinet

Le Département de la Protection de l’Environnement de Floride rappelle que l’aquifère Floridan supérieur fournit l’eau potable aux habitants des comtés de Leon et Wakulla. Il alimente aussi des sources telles que Wakulla, ce qui rend l’étude de ces connexions particulièrement utile. Ce qui se passe sous terre a aussi des répercussions à domicile.

En août 2021, le Service géologique de Floride a annoncé une autre expérience dans le puits d’effondrement Porter Hole, qui avait été exposé lorsque le lac s’était partiellement asséché. Cette étude a utilisé de la fluorescéine verte et cherchait à vérifier une connexion suggérée par un tracé antérieur. Il s’agissait d’une campagne distincte de l’expérience du colorant rose de 2017.

L’échelle aide à comprendre l’intérêt de ces recherches. Selon les parcs d’État de Floride, la zone qui fournit de l’eau à Wakulla s’étend sur environ 2525 kilomètres carrés, entre le nord de la Floride et le sud de la Géorgie. Protéger la source exige donc de regarder bien au-delà de ses rives.

Ce que vient ajouter la recherche ultérieure

La trace colorante indique des itinéraires par lesquels des nutriments et des contaminants pourraient également se déplacer. Cela justifie la surveillance des entrées d’eau de l’aquifère, mais l’expérience à elle seule ne démontre pas que l’eau potable est contaminée. Elle ne permet pas non plus d’attribuer le même comportement à toutes les substances.

Une étude de Kyle Compare et Ming Ye, publiée en novembre 2025, apporte un autre éclairage. En analysant les vidages du lac en 2021 et 2022, elle a observé des changements chimiques temporaires dans un puits situé à environ neuf kilomètres, mais elle n’a pas relevé ces effets à Wakulla. C’est une différence importante entre détecter un traceur et mesurer des changements dans la composition de l’eau.

Le travail sur le colorant rose a été publié dans Journal of Cave and Karst Studies. Les recherches ultérieures sur les effets chimiques des vidages du lac ont été publiées dans Environmental Earth Sciences.

Image: Hannes Grobe / Wikimedia Commons (CC BY 3.0)