Depuis l’école primaire, nous savons tous que les mers et océans recouvrent 71% de la surface terrestre. Des étendues immenses, qui valent à la Terre son sobriquet de “planète bleue”. Mais derrière les séries de la BBC et les photographies satellitaires qui nous font nous émerveiller devant la beauté des paysages, se cache un enjeu bien plus grand. Dans un monde en plein bouleversement environnemental et climatique, où

les ressources sont finies et où la population humaine est en constante expansion, allons-nous finir par manquer d’eau ?

1 - Pourquoi parler de l’enjeu “ressource en eau” ?

• L’eau comme ressource vitale
• Un cycle de l’eau en équilibre dynamique
• Menace du manque d’eau et liens avec le dérèglement climatique

2 - Eau et climat : le temps des catastrophes ?

• Événements extrêmes : précipitations, sécheresses…
• Montée des eaux : dilatation et fonte des calottes

3 - Pollutions et qualité : allons-nous manquer d’eau potable ?

• Origine et type des pollutions
• De la définition de la qualité

4 - Consommation et inégalités d’accès : un droit vraiment universel ?

• Nuances de surexploitation et d’appropriation
• Réseaux hydriques : commun ou bien privé ?
• Certains milieux sont-ils particulièrement vulnérables ?

5 - Quelles perspectives ?

• Eau et production énergétique
• L’illusion du dessalage

1 - Pourquoi parler de l’enjeu “ressource en eau” ?

L’eau comme ressource vitale

L’eau est une molécule clé pour le développement de la vie sur Terre. C’est d’ailleurs cette ressource que l’on cherche en premier sur les autres planètes pour déterminer la probabilité d’y croiser une forme de vie. Omniprésente dans notre environnement, et sous tous ses états (liquide, solide et gazeux), elle est à la fois ressource naturelle, solvant pour d’autres substances, et constituant biologique indispensable pour tous les organismes vivants.

Et pourtant, elle ne représente qu’un volume négligeable à l’échelle planétaire (à peu près 0,001% du volume de la Terre). Et parmi toute cette eau, seuls 2,5% sont de l’eau douce, dont 69% ne sont pas exploitables, car stockés sous forme de glace ou de neige. In fine, l’eau douce utilisable représente moins de 1% du volume total d’eau terrestre, et se trouve dans les cours d’eau, les réservoirs naturels ou artificiels et les aquifères peu profonds.

L’eau donne donc l’illusion parfaite d’une ressource infinie, mais elle ne l’est pas. Plus que cela, elle est précieuse.

Un cycle de l’eau en équilibre dynamique

A l’échelle planétaire, l’eau circule en permanence entre différents réservoirs, qui la stockent sous ses différentes formes. Ce qu’on appelle le cycle de l’eau correspond donc à ces boucles fermées, plus ou moins larges, qui voient l’eau passer d’un état à l’autre en fonction des conditions de pression et de température qui l’environnent. Dans ce cycle, on distingue :

• L’eau verte (63%) qui provient des sols (et donc de la pluie) et qui est disponible pour assimilation par les plantes. Elle est utilisée par les écosystèmes terrestres ou ré-évaporée par les sols.
• L’eau bleue (37%) qui correspond à l’ensemble des eaux en écoulement, et constitue donc une ressource renouvelable. C’est elle qui est captée pour les usages domestiques et agricoles.
• L’eau grise bien que ne faisant pas partie du cycle au sens strict, elle représente l’eau polluée par les activités humaines.

Source : Agence française pour la biodiversité

Notion de physique : densité et mouvements de matière

Une température plus élevée dilate la matière, c’est-à-dire augmente son volume pour une même quantité de particules. Cette matière est donc moins dense, plus “légère”, et a tendance à se déplacer vers le haut lorsqu’elle est fluide (elle rejoint les strates de l’atmosphère où la pression est moindre). Au cours de ce déplacement, elle peut se refroidir au contact d’une source plus froide, et redevenir plus dense, plus “lourde”. Alors elle redescend, et ainsi de suite. C’est ce phénomène qui explique les vents, une partie des courants marins...

Le cycle de l’eau est donc dans un état d’équilibre dynamique, c’est-à-dire que l’eau y est tout le temps en mouvement mais atteint certains volumes selon les réservoirs. La moindre variation locale de température ou de pression modifie les équilibres. Alors que dire d’une variation globale !

Menace du manque d’eau et liens avec le dérèglement climatique

C’est exactement ce que représente le dérèglement climatique. On le nomme bien “dérèglement”, puisque le réchauffement planétaire dû à l’augmentation de la concentration en gaz à effet de serre dans l’atmosphère entraîne un dérèglement du fonctionnement biophysique de la planète. Les températures marines et atmosphériques sont altérées, et donc les courants marins, l’évapotranspiration, les vents, les précipitations, le renouvellement des surfaces gelées… Le tout pouvant avoir des conséquences dramatiques sur les sociétés humaines. Certaines activités de ces mêmes sociétés contribuent aussi à aggraver ces dérèglements : la déforestation diminue par exemple l’évapotranspiration et augmente le ruissellement de l’eau à la surface du sol, diminuant l’infiltration et le renouvellement des aquifères.

La menace ultime : manquer d’eau. Les ressources mobilisables sont suffisamment faibles, et les potentielles détériorations de ces ressources suffisamment nombreuses, pour que le sujet inquiète. Le manque d’eau condamnerait irrémédiablement une partie de la population mondiale à la mort, horizon peu enthousiasmant.

Tout en étant une ressource indispensable, la mauvaise gestion de l’eau dans un contexte de bouleversement global en fait donc un enjeu critique. L’eau peut-elle devenir une menace pour l’espèce humaine ?

Aquifère

Un aquifère est une formation géologique susceptible de contenir, de transférer et de restituer de l’eau en quantités exploitables. C’est donc un sol ou une roche réservoir poreuse ou au moins fissurée, et suffisamment perméable pour que l’eau puisse y circuler librement.

Evapotranspiration

L’évapotranspiration désigne l’ensemble des processus de dégagement de l’eau du sol vers l’atmosphère, soit par évaporation directe, soit par transpiration des plantes. Cette dernière se fait au niveau des stomates des feuilles, qui sont des cellules permettant de réguler les échanges gazeux en fonction de la luminosité perçue. Globalement l’évapotranspiration est donc maximale en journée.

2 - Eau et climat : le temps des catastrophes ?

Evénements extrêmes

L'augmentation des températures globales couplée au dérèglement des cycles de l’eau amènent le GIEC à poser des prévisions alarmantes sur l'occurrence des catastrophes que l’on appelle “naturelles”. Les événements extrêmes pourraient, selon leur type, augmenter en fréquence et en intensité dans le temps, accroissant d’autant les risques pour les sociétés humaines.

Les précipitations sont parmi les événements les plus probablement affectés, et ce de façon inégale à la surface du globe. Dans les zones tropicales, le climat tend ainsi à s’assécher, alors que les précipitations sont de plus en plus nombreuses dans les autres latitudes. De façon non négligeable, les précipitations extrêmes, ayant pour conséquences directes la destruction des infrastructures de vie humaines (habitations, routes, réseaux d’eau potable et d'électricité, cultures…), sont également de plus en plus nombreuses. Mais c’est aussi le cas des sécheresses, qui s’intensifient, durent plus longtemps, et se décalent dans le temps, mettant particulièrement en danger les calendriers de production agricole. Par exemple, une pluie intense en juillet après un printemps sec n’aura pas le même intérêt agronomique que plusieurs pluies fines tout au long du printemps, puisque les végétaux ont besoin d’eau à des périodes spécifiques de l’année. Le dérèglement des précipitations nécessitera donc une adaptation des modes de production et produits agricoles, afin de faire face à des stress hydriques de plus en plus importants, et ce y compris dans les zones du globe aujourd’hui tempérées.

Source : World Resource Institute, Aqueduct 3.0 : Updated Decision-Relevant Global Water Risk Indicators

Montée des eaux

Autre danger majeur : celui de la montée des eaux. A l’échelle globale, elle est due avant tout à l’expansion thermique des océans, c’est-à-dire l’augmentation de volume de l’eau à cause de son réchauffement, ou la dilatation. A ce titre, il est à noter que l’océan a jusqu’à présent absorbé plus de 90% de la chaleur excédentaire dans le système climatique et que son taux de réchauffement ne fait qu’augmenter (doublement depuis 1993). Si l’on ajoute à ce constat que les océans ont une grande inertie thermique, qui décale dans le temps la réaction observable, on comprend que la trajectoire engagée actuellement nous mène à une inexorable montée des eaux. Autres facteurs aggravant : la fonte des glaciers et calottes glaciaires, et la diminution du stockage terrestre. Au total, les mers et océans pourraient atteindre +1 m d’ici la fin du siècle selon les pires scénarii, alourdissant par le même temps les événements côtiers de submersions.

Ce sont donc 1 milliard de personnes en 2050 - au Bangladesh, dans les archipels asiatiques, mais aussi au Pays-Bas, aux Etats-Unis… - dont le milieu de vie pourrait disparaître sous les eaux. Ils augurent autant de réfugiés climatiques, pour ceux qui auront les ressources suffisantes pour quitter leur habitat. Les conséquences incluent également une érosion cotière accrue, une perte des écosystèmes côtiers, une salinisation massive des sols et eaux de surface…

Source : IPCC Special Report on the Ocean and Cryosphere in a Changing Climate

Stress hydrique

Aussi appelé stress osmotique, le stress hydrique est la pression subie par une plante lorsqu’elle est placée dans un environnement qui amène à ce que la quantité d’eau qu’elle transpire soit supérieure à celle qu’elle absorbe. La disponibilité est donc inférieure au besoin ; la plante subit un déficit, qui a des impacts négatifs sur son développement végétatif, ses cycles de reproduction etc.

Calotte glaciaire

Les calottes glaciaires sont l’ensemble des surfaces de glace terrestre, installées sur un socle continental. Leur épaisseur peut varier de quelques centaines de mètres à plusieurs kilomètres. Elles jouent un rôle majeur dans la régulation du climat, car leur albédo élevée (c’est-à-dire leur pouvoir réfléchissant) permet de renvoyer une part importante de l’énergie reçue du soleil. Les deux principales calottes sont le Groenland et l’Antarctique (attention : l’Arctique n’est pas un continent et n’en fait donc pas partie).

3 - Pollutions et qualité : allons-nous manquer d’eau potable ?

Origine et type des pollutions

Il ne suffit pas d’avoir une réserve d’eau à proximité pour pouvoir se déclarer en sécurité hydrique. Contrairement à l’impression d’abondance que donnent les fleuves et les étendues marines, l’eau potable de qualité est en réalité extrêmement limitée. Et cette affirmation est d’autant plus vraie qu’il est désormais rare de trouver une réserve qui ne soit pas polluée, cette pollution étant pour beaucoup due aux activités humaines. D’origine chimique, bactériologique, ou encore thermique, les pollutions ont un impact sur la disponibilité de l’eau mais aussi sur sa fonction de régulation au sein des écosystèmes.

Globalement, l’ensemble des réservoirs d’eau est concerné par le problème. Une ressource particulièrement en danger est celle des nappes phréatiques ; ce sont dans ces dernières que beaucoup de réseaux hydriques, privés comme publics, puisent leur eau. Cependant, ces nappes sont aussi des réceptacles pour de nombreuses pollutions chimiques, résidus des produits phytosanitaires et résidus d’engrais agricoles en tête. Quand disposés en excès à la surface, ils ne sont pas absorbés par les végétaux ni retenus par les sols, et sont lessivés par les eaux de pluie et écoulement diverses. Ils s’infiltrent donc en profondeur, et finissent leur course dans les nappes, où leur temps de séjour peut aller jusqu’à plusieurs centaines d’années. Les nappes situées sous des zones urbaines ou industrielles ne sont pas épargnées, notamment par les métaux lourds, alors que les forêts naturelles ou prairies permanentes ont tendance à protéger les sous-sols.

Pollution tout aussi insidieuse, les microplastiques envahissent petit à petit nos mers et océans. Issus majoritairement de la dégradation des déchets plastiques que nous déchargeons dans les eaux, ils sont difficilement quantifiables, et leur impact sur la santé est peu connu. Seul fait alarmant : ils sont détectés de manière quasi-systématique dans les écosystèmes, qu’il s’agisse des eaux de consommation courante ou des glaces arctiques, où ils arrivent grâce aux précipitations neigeuses d’eau évaporée… depuis les océans. C’est donc l’ensemble du cycle de l’eau qui est concerné, et destiné à accumuler les pollutions dans ses boucles fermées.

Mais une pollution ne provient pas nécessairement d’un produit chimique ou d’un déchet rejeté dans l’environnement ; il peut également s’agir de la présence indésirable d’une espèce invasive. L’exemple le plus connu est celui des marées vertes ; ces proliférations d’algues marines adviennent lorsque les eaux sont suffisamment chaudes et que la concentration en nutriments y est importante : les algues n’ont alors plus de limite spatiale à leur croissance, et envahissent les plages avec des risques mortels pour l’Homme.

De la définition de la qualité

Si des normes sanitaires existent pour évaluer la qualité d’une eau, observer des taux de composés supérieurs à la raison ne permet pas toujours d’en déterminer l’origine. Par ailleurs, ces normes font pour beaucoup objet de débats concernant la toxicité réelle des éléments croisés, avec tous les biais de lecture classiques (un industriel producteur de composés chimiques aura naturellement tendance à sous-estimer la toxicité d’un élément, au contraire d’une association environnementale).

Le meilleur indicateur de cette qualité, bien que dramatique, reste actuellement l’étude de l’état sanitaire d’une population. 47% de la population mondiale boit ainsi chaque jour une eau mauvaise pour sa santé. Au Pakistan, les eaux usées contiennent des déchets organiques, des métaux lourds, des effluents industriels toxiques, qui provoquent la mort de dizaines de milliers de personnes par an. Les maladies hydriques, comme le choléra, la diarrhée etc., représentent aujourd’hui la première cause de mortalité dans le monde. Autant de preuves que l’accès à une eau de qualité n’est non seulement pas généralisée, mais aussi inégale à l’échelle planétaire.

Temps de séjour

Le temps de séjour est une expression initialement utilisée pour caractériser l’hydrodynamisme d’un réacteur chimique ; il représente le temps moyen nécessaire à un élément pour passer au travers d’un système. Par extension, en sciences de la terre et du vivant, il peut donc être utilisé pour étudier la durée de présence d’un composant au sein d’un réservoir.

Nutriments

Les nutriments sont des éléments chimiques plus ou moins complexes nécessaires à la croissance des végétaux et des animaux. Ils sont apportés par l’extérieur à l’organisme pour lui permettre de remplir ses fonctions vitales : la croissance et la reproduction. Dans le cas des végétaux, les nutriments principaux sont l’azote, le phosphore et le potassium, souvent raccourcis par leurs notations d’éléments chimiques NPK.

4 - Consommation et inégalités d’accès : un droit vraiment universel ?

Nuances de surexploitation et d’appropriation

Le constat récurrent de la finitude de la ressource en eau ne nous empêche pas de gérer notre eau de la même façon que le pétrole : avec excès, et comme un bien d’échange. La consommation mondiale a ainsi décuplé en 20 ans, notamment grâce à la facilitation de l’accès que représente l’eau potable courante. Contrairement à ce que cela suggère, ce ne sont pas les particuliers qui ont le plus d’impact, mais bien les activités économiques ; 70% de l’eau consommée l’est pour le secteur agricole, et ce avec une croissance de + 117% entre 1990 et 1995 (contre seulement 12% d’augmentation de surfaces cultivées). L’industrie prend la deuxième place des consommations (20%), et les besoins domestiques la troisième (10%).

Concernant l’agriculture, c’est bien le modèle de production intensif qui est mis en cause. L’irrigation massive nécessaire aux immenses surfaces végétales telles que les cultures de maïs ou de riz est amplifiée par l’extension de la proportion de ces surfaces. L’élevage est également souvent pointé du doigt, puisque consommateur d’eau à la fois au sens strict et au travers de l’alimentation animale. A titre d’exemple, on estime à 13 000 L l’empreinte en eau d’1 kg de bœuf, contre 1000 L pour 1 kg de céréales en moyenne.

Source : United Nations Environment Program 2008

Au-delà des conséquences physiques de cette surexploitation (le sol de Mexico s’enfonce par exemple de 8 cm par an à cause du surpompage des nappes phréatiques), la consommation excessive s’apparente aussi à une appropriation de la ressource mettant en danger les populations ne jouant pas le même jeu. Le Nil a ainsi été et reste source de nombreux conflits entre l’Ethiopie et l’Egypte, et l’Indus entre l’Inde et le Pakistan, les pays situés en amont de ces fleuves détenant le pouvoir de couper le robinet.

Réseaux hydriques : commun ou bien privé ?

Pour pallier à l’inéquitable répartition de l’eau entre consommateurs à l’échelle mondiale et étatique se pose la question suivante : à qui revient la responsabilité de la gestion de la ressource en eau et de ses réseaux ?

Dans la plupart des pays, c’est l’Etat qui prend en charge la distribution de l’eau, partant du principe que l’accès à une ressource naturelle relève de la gestion d’un commun. La perspective de périodes de stress hydrique de plus en plus régulières et intenses les invite ainsi à organiser des restrictions ponctuelles, ou à délivrer des quotas de consommation en fonction des besoins. Les Etats s’attellent donc à ce que chacun dispose de ce qui lui est vital, même en période de crise.

D’autres pays y ont préféré une méthode financière, fondée sur la responsabilité des consommateurs et la propriété privée : en déclarant l’eau bien monnayable, l’Australie a ainsi autorisé la fixation d’un prix, et sa distribution par quelques acteurs. De façon corollaire, l’eau est donc devenue un bien de marché, soumis à la spéculation, et donc à des prix plus ou moins accessibles. Ce choix, qui incite à faire des économies, ne peut pas être fait sans connaissance des conséquences ; la ressource vitale de l’humanité est donc rendue inaccessible à ceux qui n’en ont pas les moyens, elle devient un bien de luxe.

Certains milieux sont-ils particulièrement vulnérables ?

En 2015, 748 millions de personnes n’avaient pas accès à l’eau potable - ce qui représentait plus de 10% de la population mondiale. Et si 1 million de personnes meurent chaque année de maladies dues au manque d’eau potable, elles ne sont pas réparties équitablement à la surface de la planète. En France, en 2016, la consommation journalière d’eau par personne a été 16 fois supérieure à la disponibilité moyenne en Afrique (200 L/j/pers contre 15). Il existe donc un certain nombre de zones qui, à l’échelle du globe, font particulièrement face aux risques de manque d’eau.

Ces zones sont-elles vulnérables ? C’est-à-dire, disposent-elles des moyens suffisants pour répondre à l'exposition inéluctable au manque d’eau ? Caractérisées pour beaucoup par leur climat, majoritairement équatorial, sec et chaud, les zones les plus critiques sont souvent désertiques. Malgré tout, de nombreuses zones tempérées et continentales sont également concernées, y compris dans les pays les plus développés, qui sont plus densément peuplés. Les agglomérations ne sont pas épargnées, et font face à des problèmes spécifiques de gouvernance. Si pour le moment ces pays trouvent des solutions techniques, rien ne garantit leur adaptabilité à large échelle de temps et d’espace à un manque d’eau généralisé.

Source : Science Advances, Four billion people facing severe water scarity

Empreinte eau

L’empreinte eau est le volume total d’eau théoriquement utilisé pour la production d’un bien ou d’un service. Elle peut être estimée à différentes échelles, de l’individu au pays. Elle donne lieu au standard du Water Footprint Network, qui permet de comptabiliser les consommations mondiales. Dans cette terminologie, l’eau grise représente la quantité d’eau bleue nécessaire pour diluer suffisamment d’eau usée rejetée et la rendre à nouveau disponible.

Commun

On dit d’une ressource qu’elle est un commun lorsqu’elle est partagée, gérée et maintenue collectivement par une communauté. Un commun est donc utilisable par tous : c’est cet usage qui relève de la propriété, et non la privatisation d’un certain volume. Le commun n’est d’ailleurs pas plus propriété publique. Il est à différencier du “bien commun”, pour lequel une gouvernance peut difficilement être mise en place (comme l’atmosphère).

5 - Quelles perspectives ?

Eau et production énergétique

Dans cet article, nous nous sommes penchés plus spécifiquement sur les enjeux de la disponibilité en eau pour la santé humaine. Il s’agit de l’usage le plus évidemment lié à l’humanité, mais ce n’est pas le seul. L’eau est notamment un élément essentiel de la production énergétique : elle sert à la production d’hydroélectricité, qui est une composante essentielle des scenarii de mix énergétiques renouvelables pour les années à venir. Cet usage reste limité par la géographie ; en France, le potentiel de développement de cette énergie est arrivé à saturation. Reste malgré tout qu’un dérèglement des réseaux hydriques naturels (glaciers, rivières) aura un impact non négligeable sur cette production.

Dans le domaine de la production nucléaire, l’eau est également indispensable aux systèmes de refroidissement des réacteurs. Elle est prélevée dans les mers et estuaires et intégralement restituée aux écosystèmes, donc ne limite pas la disponibilité pour d’autres usages. Elle doit en revanche se maintenir à une température maximale, ce qui pose problème dans un cadre de réchauffement planétaire ; il est de plus en plus fréquent que les centrales nucléaires mettent en pause forcée leur production - par défaut d’eau de refroidissement - diminuant donc la production

L’illusion du dessalage

Pour faire face au manque d’eau auguré par l’ensemble des analyses ci-dessus, la tentation pourrait être grande de chercher à dessaler l’eau de mer. A l’échelle de l’humanité, la quantité d’eau à disposition serait alors infinie. Les technologies existent, et ont une efficacité prouvée. Alors pourquoi s’en passer ?

Le dessalage incarne une solution techniciste apportée à un problème de fond, mais qui ne le règle en aucun cas. C’est une adaptation à la modification du système, qui peut donc servir de remblai ou de source ponctuelle d’approvisionnement. En revanche, la consommation énergétique nécessaire aux procédés de désalinisation est telle que le coût financier de l’eau douce ainsi produite n’est pas viable. Dans l’optique d’une réduction des consommations mondiales d’énergie, le coût environnemental n’est pas non plus soutenable.