Une évaluation mondiale du stress hydrique à l'échelle de pays et de bassins versants

Une étude publiée le 12 décembre par le World Ressources Institute (WRI), un think-tank américain, dresse un état des lieux de la disponibilité et de l'usage de la ressource en eau à travers le monde. Elle met ainsi en lumière les pays connaissant actuellement des périodes de stress hydrique élevé.

 

Source : Aqueduct, WRI. Indice global de stress hydrique (ratio entre les prélèvements annuels d'eauet la ressource annuelle renouvelable disponible)

Pour atteindre ces résultats, les chercheurs du projet Aqueduct ont dressé un état des lieux de la disponibilité et de l'usage de la ressource en eau, dans une centaine de bassins versants à travers le monde. Cinq indicateurs ont été utilisés : indice global de stress hydrique (ratio consommation sur ressource) ; variabilité inter-annuelle ; variabilité saisonnière ; fréquence des inondations ; sévérité des sécheresses. Trois jeux de pondération de ces indicateurs de base permettent ensuite de refléter le poids des usages domestique, agricole ou industriel dans les valeurs observées.

L'indicateur le plus révélateur, l'indice global de stress hydrique, est mesuré sur une échelle allant de 0 à 5 (5 étant le risque le plus élevé). Les résultats montrent que 37 pays se trouvent dans cette dernière catégorie, essentiellement au Moyen-Orient ou en Afrique, mais aussi en Europe du sud, avec Chypre et Malte. Sans connaître la même situation, d'autres pays du pourtour méditerranéen présentent un stress hydrique important (catégorie 3) comme l'Italie, le Portugal ou la Grèce.

L'ensemble de ces résultats est rendu disponible dans un outil de cartographie interactive en ligne, avec d'autres travaux du projet Aqueduct, dont un travail spécifique au stress hydrique en agriculture. Ces informations suscitent bien sûr l'intérêt d'associations de protection de l'environnement, de gouvernements, mais aussi d'entreprises qui soutiennent d'ailleurs ce projet (Goldman Sachs, Shell, Dow Chemicals, Dupont, Veolia water, etc.).

Clément Villien, Centre d'études et de prospective

Source : World Ressources Institute

 

Lancement de l’Institut montpelliérain de l’eau et de l’environnement

Le 22 novembre, l'Institut montpelliérain de l'eau et de l'environnement (IM2E) a été inauguré sur le site d'Agropolis International. Ce nouvel institut rassemble notamment sept organismes de recherche (dont l'Inra, le Cirad, l'Irstea) et onze établissements d'enseignement supérieur. Réunis sous forme d'un groupement d'intérêt scientifique (GIS), ces acteurs ont pour objectif de promouvoir recherche, formation, innovation et attractivité économique dans le domaine de l'eau. Les principaux objectifs de l'IM2E sont de : « impulser et coordonner des projets interdisciplinaires impliquant les scientifiques des pays du Nord et du Sud, conforter la reconnaissance internationale des formations sur l’eau en région et valoriser son potentiel d’innovation et de transfert technologique ».

Source : Cirad

Un quart de l'agriculture mondiale est produite dans des zones où il existe des tensions sur la ressource en eau

Dans le cadre du projet Aqueduct, qui a pour objectif de répondre au souhait des entreprises et de leurs investisseurs de mieux comprendre et anticiper les risques de pénurie d'eau, le World Resources Institute (WRI) a mis en ligne une carte interactive superposant productions agricoles et zones géographiques sujettes à une tension sur la ressource en eau. Cette tension est calculée à partir d'un ratio de la totalité des prélèvements en eau (tous usages confondus) sur la disponibilité de la ressource renouvelable dans une région donnée. Cette méthode conduit à identifier et classer les zones où les risques de pénuries sur la ressource renouvelable sont élevés. Si ce ratio atteint 40%, alors la ressource est considérée comme menacée ; à partir de 80 %, elle l'est fortement. Selon cette carte, 28% de la surface agricole cultivée se situent dans une zone où la tension sur la ressource en eau est forte ; et 56% des surfaces irriguées sont concernées.

 

Surfaces agricoles irriguées et niveaux de tension sur la ressource en eau dans le monde

 

 

Légende : en jaune, régions où la tension est considérée comme faible, en rouge où elle est menacée et en rouge foncé fortement menacée

Cette carte repose sur le croisement de travaux réalisés sur la répartition des surfaces agricoles en fonction des cultures au sein de l'université de McGill, sur les zones irriguées par la FAO (Aquastat), et sur l’empreinte eau par l’université de Twente aux Pays-Bas, ainsi que des travaux précédents du WRI.

 

Elise Delgoulet, Centre d'études et de prospective

 Source : World Resources Institute

Contribution du spatial aux enjeux de l'eau : projet SWOT (Surface Water Ocean Topography)

Les 26 et 27 septembre 2013 s’est tenu un atelier sur les apports du spatial, en termes d'applications et de services, dans le domaine de l'eau. Ces deux journées avaient comme objectif principal la restitution d’une étude portant sur les besoins actuels et attentes vis-à-vis des données satellitaires, vus par leurs utilisateurs finaux. Réalisé par le consortium ARTELIA-CLS-ALCIMED, ce travail repose sur la synthèse et l'analyse d’enquêtes conduites auprès de 60 acteurs-clés.

Les acteurs interrogés énoncent principalement des besoins sur la connaissance quantifiée des réservoirs d'eau (en surface, souterrains, manteau neigeux), la délimitation de zones à enjeux (risque inondation, zones humides) et l'aide à la décision pour l'irrigation. Concernant les limites de l'outil satellite, le coût d'accès à la donnée est évoqué comme un frein. Cependant les acteurs perçoivent plusieurs atouts, comme l'optimisation des ressources humaines (aide au déploiement des mesures de terrain au moment clé), la couverture de zones non équipées et/ou difficiles d'accès, et la possibilité d'avoir un suivi visuel sur plusieurs décennies. Notons qu'actuellement la majorité des mesures dans le domaine de l'eau sont faites in situ et que le recours au satellite est perçu comme un complément. Ce volet a particulièrement été développé lors de la table ronde « Les bases de données d'information sur l'eau », soulignant les forces et faiblesses de ces sources, qu'elles soient régionales, nationales et européennes, au regard de la donnée satellitaire.

Dans le but de mieux répondre aux attentes des utilisateurs, un exercice de synthèse croisait maturité des technologies, potentiel de déploiements de services associés et paramètres hydrologiques. Cette démarche met en évidence que pour la majorité des demandes, les technologies existent et les services sont potentiellement déployables. D’autres technologies sont encore au stade de la recherche, comme le suivi des masses d'eaux souterraines.

Pour conclure, cet atelier montre la volonté des acteurs du spatial de mieux cibler les attentes de leurs utilisateurs finaux, et ainsi de favoriser les échanges en amont des projets de recherche.

Elise Delgoulet, Centre d'études et de prospective

Source : CNES

Explore 2070, Prospective eau et changement climatique

Le ministère de l'Écologie a lancé une étude prospective pour construire puis évaluer des stratégies d’adaptation au changement climatique dans le domaine de l’eau. Pour cela, des bilans massiques ont été élaborés à l'horizon 2070, à l’échelle de chacun des 100 bassins versants français interconnectés (selon des relations amont-aval et en prenant en compte l’existence de transferts d’eau entre bassins), ce qui a permis de confronter la demande en eau des différents usages présents sur chaque bassin à l’offre en eau disponible, qu’elle soit de surface, souterraine ou provenant de ressources alternatives.

Aqua 2030 : avenir de la ressource en eau dans les territoires

Lancé par la Mission prospective du MEDDE, avec l'IRSTEA et Futuribles, l'exercice intitulé Eaux, milieux aquatiques et territoires durables 2030 (dit Aqua 2030) se propose de mettre en regard l'évolution des dynamiques socio-économiques des territoires métropolitains et celle de la ressource en eau à l'horizon 2030.

Gestion quantitative de l'eau en France : perspectives d'adaptation à l'horizon 2030

Le Centre d'analyse stratégique (CAS) a récemment publié plusieurs notes sur la gestion durable de l'eau en France à l'horizon 2030, à partir d'une étude menée par la société BRL Ingénierie. L'une de ces notes est focalisée sur le bilan quantitatif en eau (équilibre entre les besoins et les ressources disponibles). Elle formule plusieurs recommandations afin de maintenir cet équilibre.

À l'horizon 2030, l'étude prévoit une stabilité du niveau de prélèvement en eau pour les différents usages (eau potable, agriculture, énergie, industrie), ainsi qu'un bilan globalement positif à l'échelle nationale de la disponibilité de la ressource en eau. Toutefois, d'importantes disparités régionales et saisonnières devraient apparaître et se renforcer. Les territoires les plus à risque en termes de pénurie d'eau à l'horizon 2030 devraient être ceux qui sont d'ores et déjà déficitaires en période estivale : les bassins Adour-Garonne, Seine-Normandie et Rhône-Méditerranée risquent ainsi d'être les plus touchés par les sécheresses, d'autant que ces régions pourraient connaître une hausse des demandes en eau.

Le changement climatique devrait en outre accentuer ces effets, avec une baisse globale du débit moyen annuel des cours d'eau sur toute la métropole et une modification du régime des précipitations. Le secteur agricole (48% des volumes d'eau consommés et 12,4% des prélèvements bruts) devrait être particulièrement concerné par les pénuries, d'autant qu'il « pourrait servir de variable d'ajustement dans certains régions face aux usages plus prioritaires tels que l'eau potable ».

Pour s'adapter à la double évolution d'une baisse des ressources et de la possible augmentation des demandes, les auteurs de l'étude préconisent une « amélioration du conseil et de l'accompagnement des agriculteurs afin de favoriser le développement de systèmes de culture plus résistants aux sécheresses, s'appuyant sur des techniques agricoles économes en eau ».

Noémie Schaller, Centre d'études et de prospective

Sources : Note du Centre d'analyse stratégique

Le rapport de BRL Ingénierie

 

Croissance de l'irrigation non durable

Dans un article paru dans la revue Water Ressources Research, des chercheurs du Department of Physical Geography de l'Université d'Utrecht aux Pays-Bas ont réalisé une cartographie des pays et régions du monde où l'irrigation n'est pas durable.

 En utilisant des bases de données géographiques et hydrographiques ainsi que des observations par satellites, ils ont en effet réalisé une modélisation des besoins en eau agricole à l'échelle planétaire, afin d'estimer la part d'eau non renouvelable dans les usages agricoles :

 

 

 NB : « eau verte » : eau de pluie temporairement stockée dans le sol ; eau « bleue » : eau des rivières, lacs, réservoirs, terres humides, etc. (cliquer pour agrandir)

 

Selon ces auteurs, l'usage d'eau non renouvelable a triplé depuis les années 1960 et les tendances futures (croissance de la population et de la demande alimentaire) risquent d'accroître encore la pression sur cette ressource, particulièrement en Inde, au Pakistan, en Chine, en Iran et au Mexique.

Consommation d'eau et de terre de différentes cultures

Dans le cadre d'un projet de recherche européen (PROSUITE), une étude des consommations d'eau et de terres arables par 160 cultures agricoles a été récemment publiée. Ce modèle pourrait servir à repérer les zones où une agriculture durable pourrait être maintenue et élargie. Car l'agriculture utilise aujourd'hui 85% de la consommation d'eau dans le monde. Or, pour répondre aux besoins alimentaires en 2050, des projections tablent sur un doublement de ce volume.

Cette étude conclut que les cultures les plus consommatrices sont le blé, le riz, le coton, le maïs et la canne à sucre. Ces cultures sont responsables de 49% de la rareté de l'eau et de 42% de la sole agricole mondiale subissant un stress hydrique d'après le rapport. D'autre part, les cultures consommatrices d'eau et mal valorisées économiquement sont listées. Plus globalement, il ressort que le stress hydrique lié aux cultures varie fortement selon le contexte local.

 (cliquer pour agrandir)

D'un point de vue méthodologique, toutes ces estimations du rapport sont basées sur un modèle spatialisé à l'échelle régionale et mesurant le manque d'eau ainsi que l'usage des terres (qualifiés de RED pour Relevant for Environmental Deficiency). La limite de la mesure sur l'eau "RED" est sans doute l'absence de prise en compte des eaux usées traitées et réutilisées, d'où une possible surestimation de la rareté de l'eau dans certaines régions.

Source : Pfister, S., Bayer, P, Koehler, A. & Hellweg, S. (2011) "Environmental Impacts of Water Use in Global Crop Production: Hotspots and Trade-offs with Land Use". Environmental Science & Technology. 45:5761-5768.

Thuriane Mahé, Centre d'études et de prospective

Ressources en eau et sécurité alimentaire

 Le rapport « Eau et alimentation », publié par le CGIAR (Groupe consultatif pour la recherche agricole internationale) à l'occasion de l'ouverture du 14e Congrès mondial de l'eau au Brésil, estime que les réserves mondiales en eau seraient suffisantes pour répondre à la croissance de la demande alimentaire au cours des prochaines décennies. Selon ce rapport, le facteur limitant dans la production alimentaire serait l'utilisation inefficiente de l'eau plutôt que la rareté des ressources estimées suffisantes pour couvrir à la fois les besoins énergétiques, industriels et environnementaux.

L'étude scientifique analyse la situation des bassins de dix grands fleuves dans le monde (Nil, Mékong, Volta, etc.) en Afrique, en Asie et en Amérique du Sud.

Le CGIAR évoque un "défi politique" et estime qu'avec de modestes améliorations, nous pourrions doubler, voire tripler la production alimentaire actuelle.

Hiba El Dahr, Centre d'études et de prospective

Pénuries d'eau en Asie

Selon le Strategic Foresight Group, think tank indien, les bassins versants de l’Himalaya en Chine, Inde, Bangladesh et Népal, qui abritent près de 20% de la population de la planète, connaîtront d’ici 20 ans une réduction drastique de leurs ressources en eau du fait du réchauffement climatique .

Le Fleuve Jaune en Chine et le Gange en Inde, seront les cours d’eau les plus touchés, avec une perte estimée de 15% à 30% de leur débit du fait de la fonte des glaciers himalayens. D’ici 20 ans, les quatre pays d’Asie auront perdu 275 millions de milliards de m3, soit plus que la quantité d’eau totale disponible au Népal aujourd’hui.

Dans le même temps, la pression sur l’eau, notamment pour l’agriculture qui consomme en Chine plus de 60% de la ressource, ira en augmentant. En cumulant les autres facteurs (érosion des sols, inondations, pollution...), le think-tank prévoit une baisse de 30% à 50% des rendements en blé et en riz, en Chine et en Inde. Cela entrainera logiquement une hausse des importations de ces denrées de l’ordre de 200 à 300 millions de tonnes, faisant grimper les prix mondiaux.

Le Strategic Foresight Group appelle à un partage renforcé des données et à une politique conjointe de la gestion des ressources en eau, clé d’une diplomatie de l’eau.

Le résumé de l'étude (8 p.)

Eau virtuelle et sécurité alimentaire

Selon une étude de la UK Royal Academy of Engineering, la dépendance du Royaume-Uni à ''l'eau virtuelle'' accroît la pénurie d'eau dans d'autres pays. Près de deux tiers de la consommation d'eau du pays sont importés sous forme de nourriture, d'énergie ou d'autres marchandises. Or, la croissance démographique, l'urbanisation, la pollution des ressources en eau et le changement climatique accroissent les pressions sur cette ressource.

Selon le président du groupe de travail Peter Guthrie, ''si la crise de l'eau devient critique, elle constituera une menace sérieuse au développement futur du Royaume-Uni, du fait de l'impact qu'elle aurait sur notre accès aux ressources essentielles. Les prix des denrées alimentaires monteraient en flèche et la croissance économique souffrirait. Pour l'empêcher nous devons prendre conscience que notre empreinte eau impacte sur la disponibilité mondiale d'eau''.

Le rapport préconise quelques solutions pour réduire dès aujourd'hui l'empreinte eau du Royaume-Uni : développer l'efficacité d'eau dans l'agriculture, qui compose 70 % d'utilisation actuelle d'eau, ainsi que le dessalement d'eau, le recyclage, la réutilisation et la récupération d'eau de pluie.

L'étude de la UK Royal Academy of Engineering (42 p.)

 

Gestion durable des ressources en eau dans le secteur agricole

L'agriculture est le principal utilisateur d'eau dans la plupart des pays. Ce secteur est également confronté à l'énorme défi d'augmenter considérablement la production de produits alimentaires d'ici 2050 en consommant moins d'eau, principalement en raison des pressions croissantes résultant de l'urbanisation, de l'industrialisation et du changement climatique. La part de l'agriculture dans la consommation totale d'eau est en effet, selon les prévisions, appelée à diminuer à l'avenir :

Dans ce contexte, il est important qu'à l'avenir les agriculteurs reçoivent les bons signaux pour augmenter l'efficacité de l'utilisation de l'eau et améliorer sa gestion à usage agricole, tout en préservant les écosystèmes aquatiques.

Ce rapport de l'OCDE offre une profusion d'informations sur les tendances récentes et des perspectives sur l'utilisation des ressources en eau dans l'agriculture, en intégrant notamment les impacts du changement climatique.

Il examine les résultats obtenus par certains pays de l'OCDE en matière de gestion de leurs ressources en eau à usage agricole, en se concentrant sur l'ampleur des subventions accordées aux agriculteurs pour leur besoin en eau, les mesures de protection contre les inondations et les sécheresses et l'organisation et la gestion des institutions liées à l'eau et au secteur agricole.

Il propose enfin des recommandations politiques concrètes.

 

Eau et biocarburants à l'horizon 2030

Dans cette étude, quatre scénarios contrastés de développement des biocarburants de première ou de deuxième génération à l'horizon 2030 servent à évaluer les pressions induites sur la ressource en eau. L'analyse se place à l'échelle de bassins hydrographiques dans deux bassins considérés, ceux des agences de l'eau Seine-Normandie et Adour-Garonne. Les scénarios sont définis par un niveau de production allant de 5 à 20 Mtep. Dans les paramètres des scénarios, les surfaces mobilisées, actuellement utilisées pour des productions à vocation non alimentaire pour l'Europe, s'étendent de 1,67 Mha à 6,9 Mha (soit ¼ de la SAU).

 

Plusieurs systèmes de cultures sont considérés : tendanciel, productif, priorité à l'environnement. Les impacts quantitatifs et qualitatifs sur l'état du milieu sont établis sur la base d'indicateurs de prélèvement, de nitrates et de pesticides, en comparaison à l'année de référence 2006. Par rapport à cette année, deux scénarios de tendanciel sur les biocarburants première génération ne permettent pas une amélioration du milieu ; deux scénarios sur les biocaburants deuxième génération premettent d'améliorer les pressions en particulier sur la qualité de l'eau en nitrates et pesticides. Un des scénarios deuxième génération est volontairement environnemental et améliorant pour le milieu.

Le compte-rendu par Thuriane Mahé (3 p.)

Le cahier du CLIP (102 p.)

 

L'eau, talon d'Achille de l'agriculture asiatique

Selon une nouvelle étude de l'Institut International de Gestion de l'Eau (IWMI), sans des réformes majeures sur la façon dont l'eau est utilisée pour l'agriculture, de nombreux pays asiatiques se trouveront face à la perspective politiquement risquée d'avoir à importer plus d'un quart du riz, du blé et du maïs dont ils auront besoin d'ici 2050.

Pour répondre à la croissance de la demande en céréales d'ici 2050, les projections de l'IWMI montrent en effet que, avec les tendances actuelles de croissance des rendements, il faudrait accroître de 30% la quantité de terres agricoles irriguées en Asie du Sud et de 47% en Asie de l'Est. Sans gains de productivité par rapport à l'eau utilisée, l'Asie du Sud aurait besoin de 57% d'eau en plus pour l'agriculture irriguée et l'Asie de l'Est 70% en plus. En tenant compte de la rareté actuelle de terres et d'eau, et du besoin grandissant en eau dans les villes, un tel scénario est intenable.

Les chercheurs de l'IWMI ont utilisé un modèle informatique appelé WATERSIM, qui aide à examiner les compromis difficiles entre sécurité alimentaire et protection de l'environnement, en particulier sur le plan des ressources en eau.

L'étude de l'IWMI, réalisée avec le financement de la Banque de Développement Asiatique (ADB), dégage trois options pour répondre aux besoins alimentaires de la population asiatique, qui augmentera de 2,5 milliards de personnes dans les 40 années à venir. La première est l'importation d'importantes quantités de céréales d'autres régions ; la deuxième est d'améliorer et d'étendre l'agriculture arrosée par la pluie ; et la troisième de se focaliser sur des terres agricoles irriguées.

Les projections présentées par le rapport de l'IWMI ne prennent pas en compte le changement climatique, qui devrait probablement rendre plus erratiques les précipitations et augmenter les contraintes sur des systèmes d'irrigation qui ont déjà atteint leurs limites. En conséquence, les constatations pessimistes de l'étude pourraient finalement se révéler trop optimistes.