Gestion de l'eau : devons-nous être les «plombiers» de l'environnement ? – CNRS

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Si l’eau est la vie, ce n’est pas seulement parce qu’elle lui est essentielle. L’eau est aussi un milieu de vie dont un grand nombre d’habitants (poissons, amphibiens, crustacés, etc.) font malheureusement partie des espèces menacées. C’est également un élément régulateur du climat, aussi bien dans le temps que dans l’espace, grâce à son rôle dans les processus d’évapotranspiration ou de condensation, et grâce à la facilité dont les courants atmosphériques la transportent. C’est encore un puissant agent chimique, capable de diluer et distribuer des flux géochimiques, tout comme le sang apporte les nutriments à nos cellules. C’est enfin un mode de transport, utilisé par les humains depuis l’Antiquité, une source d’énergie, via la production d’hydroélectricité, et un divertissement pour tous ceux qui aiment s’y baigner ou se promener à ses côtés.
Si nous utilisons principalement de l’eau douce, facilement accessible – et de préférence pas trop polluée –, cette ressource correspond à une minuscule fraction sur terre (<0,1 %). En effet, la plupart de l’eau existante est soit salée, soit immobilisée dans des glaciers ou dans des nappes souterraines très profondes. De fait, on peut considérer que la ressource disponible en eau correspond à la part des précipitations qui tombe sur les continents et ne s’évapore pas, soit seulement un tiers des précipitations en France !
Mais ce cycle d’évapotranspiration/transport/précipitation est fortement perturbé par le dérèglement climatique, dont les impacts les plus marquants sont également associés au cycle de l’eau : pluies diluviennes (e.g. les bombes de pluie qui ont touché l’Australie récemment1), inondations, sécheresses de plus en plus longues et intenses. Ces manifestations opposées ont en fait une même origine physique : l’Homme, en consumant de l’énergie fossile, a augmenté les concentrations de gaz à effet de serre de l’atmosphère accroissant l’énergie de la planète et donc sa température.

Illustration du cycle de l’eau. L’eau liquide, notamment en provenance des océans, s’évapore dans l’atmosphère, s’accumule dans les nuages, puis précipite sous forme de pluie ou de neige. Sur les continents, l’eau peut être stockée sous forme de neige ou de glace, dans les sols, après infiltration dans les nappes, puis ruisselle jusqu’aux rivières où elle est évapotranspirée par la végétation.

Illustration du cycle de l’eau. L’eau liquide, notamment en provenance des océans, s’évapore dans l’atmosphère, s’accumule dans les nuages, puis précipite sous forme de pluie ou de neige. Sur les continents, l’eau peut être stockée sous forme de neige ou de glace, dans les sols, après infiltration dans les nappes, puis ruisselle jusqu’aux rivières où elle est évapotranspirée par la végétation.

Or, il y a un lien entre température et humidité de l’air : un air plus chaud d’un degré peut porter 7 % de vapeur d’eau en plus. De ce fait, avec l’augmentation des températures, le volume d’eau qui peut tomber lors d’une pluie intense est plus important. Mais, sur les continents, qui sont plus chauds et moins couverts d’eau que les océans, cet équilibre entre humidité et température peut être difficile à atteindre. Il y a alors une demande évaporative plus forte, comme si l’atmosphère aspirait plus d’eau du sol et des lacs, les asséchant ainsi plus rapidement, et induisant de plus longues périodes sans pluie, génératrices de sécheresses. Les précipitations plus intenses augmentent le risque d’inondations pluviales, qui ne concernent désormais plus seulement les personnes vivant à proximité des rivières, mais tout le monde. Comme nous l’ont montré les événements dramatiques de juillet 2021 en Allemagne2, ces inondations sont accompagnées par une forte érosion, avec pour corollaire une perte de la zone la plus fertile des sols et des risques de pollution accrus.
La pollution est un autre péril majeur : les polluants s’accumulent dans les sols et sous-sols et se retrouvent dans l’eau, dans l’air, et vice versa. Ainsi, en 40 ans en France, 25 % des captages d’eau potable ont été fermés essentiellement pour des raisons de pollution par les nitrates et pesticides3. Au fil des décennies, tous ces produits s’accumulent, aggravant le problème. Le grand nombre de molécules disséminées dans l’eau rend le contrôle de sa qualité difficile : ainsi, alors qu’on retrouve plus de 650 pesticides dans l’eau, seuls 15 sont utilisés pour caractériser la pollution par les pesticides dans la directive-cadre européenne4 sur l’eau. Pourtant, on sait à présent qu’ils sont une des principales causes de disparition de la biodiversité et qu’ils impactent la santé humaine (voir l’exemple emblématique du chlordécone aux Antilles).

Mortalité de poissons dans un cours d’eau aux États-Unis.

Mortalité de poissons dans un cours d’eau aux États-Unis.

En plus d’avoir un impact sur la qualité de l’eau, l’Homme en a un très fort sur sa quantité : il stocke l’équivalent de 20 % du volume d’eau présent naturellement dans les sols, et détourne, au moins temporairement, l’équivalent de 50 % du débit des rivières pour ses différents usages. Une partie de l’eau prélevée (environ 10 % en France, mais 50 % à l’échelle mondiale) correspond à une consommation : c’est-à-dire que l’eau ne retourne pas dans le milieu. Il s’agit là essentiellement de l’eau d’irrigation, des refroidissements d’usine par des tours aéro-réfrigérantes. Mais le développement des activités humaines depuis le milieu du XXe siècle s’est fait en oubliant quelques fondamentaux… dont l’existence de variabilités multi-décennales du climat, qui impactent fortement la ressource en eau (en moyenne de +/- 20 % sur la France) ! Ainsi des aménagements réalisés en période humide, comme par exemple une partie de l’irrigation en France réalisée dans les années 1980, peuvent être moins efficaces en période sèche.
Les activités humaines s‘avèrent ainsi aujourd’hui une cause majeure des sécheresses hydrologiques. Le cas emblématique de la mer d’Aral nous démontre qu’une perturbation (ici le détournement des deux fleuves qui l’alimentaient) peut faire basculer des hydrosystèmes entiers vers l’aridité. Cependant, du fait de la complexité des interactions entre l’eau, les sols, la végétation et l’atmosphère, on ne sait pas forcément identifier à l’avance le point de bascule, et être sûr qu’on ne l’a pas dépassé. Si une perte d’eau de 15 % pour un humain conduit à la mort, quel est le seuil pour l’environnement ?

Images satellites de la mer d’Aral en 1989 (à gauche) et en 2014 (à droite). En 1960, la mer d’Aral était le quatrième plus grand lac de la planète, avec une superficie de 66 458 km2. Entre 1989 et 2008, elle a perdu 90 % de son volume initial.

Images satellites de la mer d’Aral en 1989 (à gauche) et en 2014 (à droite). En 1960, la mer d’Aral était le quatrième plus grand lac de la planète, avec une superficie de 66 458 km2. Entre 1989 et 2008, elle a perdu 90 % de son volume initial.

En termes d’adaptation, la voie malheureusement la plus suivie pour lutter contre le manque d’eau est de chercher à stocker toujours plus d’eau, privatisant en quelque sorte ce bien commun. On se situe là dans un cercle vicieux bien connu des scientifiques : le stockage de l’eau conduit à multiplier son usage et notre dépendance à l’eau, ce qui amplifie les impacts lors des pénuries, et incite à la création de nouveaux stockages… On arrive aujourd’hui à vouloir contrôler les débits minimaux et maximaux pour maintenir les usages, traitant les rivières comme des tuyaux, branchant et débranchant des connexions et des bassines, tel un super Mario Bross, plombier de l’environnement !
Le risque de maladaptation est de ce fait important. Si les scientifiques prônent des « mesures sans regret » (des mesures rentables et utiles en soi, ou quelle que soit l’amplitude du réchauffement) et des solutions fondées sur la nature, c’est qu’ils savent que l’on doit apprendre de la nature qui a une capacité d’adaptation, même si c’est sur des temps longs. Les efforts les plus payants à long terme sont une transformation systémique de nos activités, aboutissant ainsi à la réduction des impacts négatifs sur les milieux, en particulier la pollution et la destruction du vivant. 
Les points de vue, les opinions et les analyses publiés dans cette rubrique n’engagent que leur(s) auteur(s). Ils ne sauraient constituer une quelconque position du CNRS.
Florence Habets est directrice de recherche au CNRS et professeure attachée au Laboratoire de géologie de l’ENS (unité CNRS/ENS-PSL). Hydroclimatologue, elle s’intéresse à l’évolution de…

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