Le cycle de l’eau et la gestion préventive des ressources en eau

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1 Le cycle de l’eau et la gestion préventive des ressources en eau
C. Mouvet LdE

2 Qu’est-ce que la ressource en eau ?
Matière première EAU RESSOURCE USAGE « Mobiliser la ressource en eau » « Partager la ressource en eau » Environnement liquide USAGE Activité humaine EAU RESSOURCE Milieu Aquatique « Protéger la ressource en eau » « Milieu récepteur » 6 février 2008

3 La problématique QUANTITATIVE
Premier volet La problématique QUANTITATIVE 6 février 2008

4 Quelques chiffres clés du cycle de l’eau
Eau sur la terre est en cycle fermé. Pas de perte, pas de création, que des transformations ! Consommation moyenne /hab/an (ts usages) = 100 m3 = 0, Mm3 6 février 2008

5 Le cycle de l’eau n’est pas celui du pétrole
V A T I Jours Heures D E L A M S Eau Potable Eau Usée Semaines Années 6 février 2008

6 Le cycle de l’eau n’est pas celui du pétrole
Biomasse CO2 Années Semaines Millions d’années Pétrole Biomasse Millions d’années Pétrole 6 février 2008

7 La ressource en eau en France : globalement abondante
2 types de ressources en eau : eau superficielle (rivières, lacs, canaux, barrages …) eau souterraine (nappes alluviales, nappes superficielles, et nappes captives / profondes) Réserves en eaux souterraines : milliards de m3 (source BRGM) Prélèvements annuels d ’eau : 33,1 milliards de m3 énergie : 56 % (restitution directe après usage) eau potable : 19 % (restitution quasi directe après usage) irrigation : 14 % (restitution indirecte après usage) industrie : 11 % (restitution indirecte après usage) Prélèvements en eau potable : 6 milliards de m3 (source IFEN) eau de surface : 40 % (rivières, lacs, canaux, barrages …) eau souterraine : 60 % (nappes alluviales et nappes captives) « Restreindre l’ usage de l’eau potable n’est pas une fatalité, sous réserve de savoir anticiper » Source : agences de l'Eau - RNDE - Ifen, mars 2005 56 % 19 % 11 % 14 % 6 février 2008

8 Situation en France par rapport à l’Europe
Source : IFEN 6 février 2008

9 Des situations locales nécessitant une gestion
Les Zones de Répartition des Eaux = insuffisance chronique des ressources en eau par rapport aux besoins Une zone de répartition des eaux se caractérisée par une insuffisance chronique des ressources en eau par rapport aux besoins. L’inscription d’une ressource (bassin hydrographique ou système aquifère) en ZRE constitue le moyen pour l’Etat d’assurer une gestion plus fine des demandes de prélèvements dans cette ressource, grâce à un abaissement des seuils de déclaration et d’autorisation de prélèvements. Elle constitue un signal fort de reconnaissance d’un déséquilibre durablement instauré entre la ressource et les besoins en eau. Elle suppose en préalable à la délivrance de nouvelles autorisations, l’engagement d’une démarche d’évaluation précise du déficit constaté, de sa répartition spatiale et si nécessaire de sa réduction en concertation avec les différents usagers, dans un souci d’équité et un objectif de restauration d’un équilibre. Cours d’eau tributaire nappe Beauce Vilaine Sèvre Niortaise, Seudre Cher Charente Dordogne Garonne Doux Nappes Albien et Néocomien, Beauce, Cénomanien Eocène Oligocène et Crétacé : Bordeaux 6 février 2008

10 Prévenir ou guérir ? PREVENTIF CURATIF Il faut choisir… PROTECTION
DEPOLLUTION GESTION CONCERTEE INTERDICTION D’USAGE DEVELOPPEMENT RATIONNEMENT AGIR A LA SOURCE TRAITER LES CONSEQUENCES ANALYSE DU RISQUE / ISO 22000 CONTRÔLE RENFORCE / NON CONFORMITE DEVELOPPEMENT DURABLE GESTION DE CRISE 6 février 2008

11 Gérer la ressource : pourquoi, comment ?
La gestion de la ressource doit garantir La pérennité des ressources en quantité et en qualité La limitation des impacts sur les milieux Dans une philosophie de gestion durable Pour les enjeux quantitatifs, les solutions existent, elles nécessitent la concertation entre les acteurs pour passer d’une logique de « cueillette » à celle d’une véritable gestion collective Solutions réglementaires : Zones de Répartition des Eaux, SDAGE, SAGE Solutions collectives : notamment contrôle de l’irrigation, droits d’eau Développement des ressources : nombreuses solutions, dont gestion active des nappes Protéger les ressources Protection réglementaire Animer les actions préventives sur le bassin versant (réduction à la source) Avoir une réflexion globale : milieu naturel et traitement. Ex : « zones humides » Réduire les impacts sur le milieu naturel Traiter les effluents 6 février 2008

12 Solutions réglementaires : La nappe de l’Albien
Règles définies par le SDAGE Seine Normandie Formalisation et stabilisation des autorisations existantes de prélèvement (Total = 22 Mm3/an) Niveau de nappe stabilisé, vocation d’alimentation de secours, règles pour la localisation des nouveaux ouvrages 6 février 2008

13 Solutions de Gestion Collective : gestion volumétrique de la nappe de Beauce
Prélèvements maximum : (Millions de m3/an) Agriculture : 450 Industrie : 80 Eau potable : 20 6 février 2008

14 Les Déclarations d’Utilité Publique (DUP)
Périmètres de protection des captages Immédiate : Aucune activité autorisée. Rapprochée : Renforcement de la réglementation Eloignée : Attention particulière des services de l’Etat. C’est un outil essentiel de prévention des pollutions accidentelles Ce n’est pas en général l’outil de prévention adapté contre les pollutions diffuses Les DUP sont un outil d’aménagement du territoire Elles confirment la priorité donnée à l’eau potable … mais l peut y avoir un conflit entre l’eau potable et les autres activités économiques Immédiate Rapprochée Eloignée Activité économique k€ / ha Agriculture : 1 (céréales) Eau : 1 à 20 Habitat : 10 à 1 000 Industrie : très élevé. 6 février 2008

15 Réduction de la demande en eau potable ?
Les consommations d’eau potable sont déjà en diminution (- 1% / an) Fort taux de comptage individuel Appareils ménagers économes Baisse des gros consommateurs Tendance globale, modulée par les flux migratoires. L’accélération des économies d’eau est coûteuse pour le consommateur à court et long terme Investissements par le particulier peuvent être lourds Le prix du m3 augmentera mécaniquement car frais fixes incompressibles Solution insuffisante lorsque la ressource est surexploitée Echantillon : Région Parisienne, Nord, Dijon, Bordeaux, Marseille 6 février 2008

16 Analyse sommaire coût/bénéfice de différentes solutions d’économie d’eau
6 février 2008

17 Les solutions de développement de la ressource
Le transport d’eau (canaux, aqueducs) Provence, alimentation de Paris, … Les retenues d’eau Exemple : Cholet, barrage de Ribou sur la Moine La recharge des nappes souterraines Exemples : Le Pecq, Aubergenville, Dunkerque, Lyon, Garonne. La réutilisation des eaux usées Le dessalement d’eau de mer 6 février 2008

18 La réalimentation des nappes
Principe A partir d’eau de surface (ou souterraine) excédentaire, après traitement éventuel, un dispositif d’injection (forage ou bassin d’infiltration) permet de recharger la nappe souterraine Avantages Bénéficier de la disponibilité quantitative des eaux de surface Utiliser les nappes souterraines comme réservoir de stockage (sécurité en cas de pollution des eaux de surface) Qualité des eaux souterraines Disponibilité des eaux souterraines (besoin de pointe, sécheresse). 6 février 2008

19 La problématique QUALITATIVE
Second volet La problématique QUALITATIVE 6 février 2008

20 Bilan qualitatif des ressources en eau en France
Environ 1/3 des masses d’eau atteindront probablement le bon état en 2015, 1/3 peuvent atteindre le bon état au prix d’une poursuite des efforts, et 1/3 atteindront difficilement le bon état (paramètres déclassant : NO3, pesticides, rejets urbains, artificialisation des cours d’eau) Nitrates (données Ifen) Eaux superficielles 2002 : 82 % des points de mesure, NO3 < 25 mg/L 16 % des points entre 25 et 50 mg/L 2 % > 50 mg/L Eaux souterraines 2002 : 61 % des points de mesure < 25 mg/L 29 % entre 25 et 50 mg/L 10 % > 50 mg/L environ 1% > 100 mg/L 6 février 2008

21 Bilan qualitatif des ressources en eau en France
Pesticides (données Ifen) Eaux superficielles 4 % des points de mesures sans quantification des pesticides analysés 51 % des points sont en classe « bonne à très bonne » 39 % des points en classe « moyenne ou médiocre » 10 % en classe « mauvaise » Eaux souterraines 2004 : pesticides quantifiés dans 61 % des points de surveillance Pour les points de mesure où des pesticides sont quantifiés, 59 % seraient utilisables pour l’eau potable sans traitement, 41 % nécessiteraient un traitement pour la potabilisation, et 0,7 % serait inapte à la production d’eau potable. La qualité de l’eau distribuée est bonne vis-à-vis des pesticides, 99 % des analyses réalisées étant conformes aux normes 6 février 2008

22 Réduction à la source des pollutions diffuses agricoles
Un cadre nouveau : La Directive Cadre sur l’Eau : objectifs ambitieux pour la qualité des masses d’eau en 2015 PDRH : le Plan de Développement Rural Hexagonal, 2007 – 2013 Au total 3 milliards d’euros sur les « M.A.E. » Principe de « territorialisation » des actions. 9e programmes des Agences de l’eau 2007 – 2012 Nouvelles lignes budgétaires « lutte contre les pollutions agricoles » Financement de l’animation des bassins versants Rôle des collectivités locales en charge de l’eau potable Ciblage des actions sur les bassins d’alimentation des captages 6 février 2008

23 La gestion préventive qualitative
La réduction à la source des pollutions diffuses : l’approche bassins versants Préventif plutôt que curatif, surtout à moyen/long terme Question de principe Argumentaire économique Sanctuarisation des bassins versants (« Parc naturel hydrogéologique ») La faisabilité de mesures préventives dépend des caractéristiques du BAC Besoin d’accélérer la mise en œuvre ; producteur d’eau peut avoir un rôle technique et moteur Problèmes financiers et administratifs (maîtrise d’ouvrage, implication des agriculteurs, règles d’octroi des aides par les agences de l’eau…) Problème des temps de réponse (décennies) des systèmes aquifères 6 février 2008

24 Une méthode de gestion préventive qualitative
Valoriser le pouvoir épurateur des zones humides : ingénierie écologique Elimination de l’azote : phénomène complexe, qui peut varier du tout au rien : élimination importante de N, ou bilan [entrées – sorties] négatif ! entre ZH de même typologie : zones alluviales Garonne, Ill, Rhin , Seine : le taux d’élimination de l’azote varie de 46 à 140 kg/ha/an [travaux PNRZH] pour un même milieu en fonction des saisons ou/et du niveau de la nappe sous-jacente [Weng]. Production d’oxyde nitreux (N20, gaz à effet de serre) : à étudier, mais probablement négligeable par rapport aux dégagements à partir des sols agricoles Elimination des pesticides : études à mener sur site réel et plusieurs cycles hydrologiques 6 février 2008

25 La variabilité des processus naturels
Pouvoir épurateur des zones humides vis-à-vis de l’azote r2 = Adapté de Fisher & Acreman, Hydrology and Earth System Sciences, 2004 6 février 2008

26 Exemple de succès d’actions préventives
6 février 2008

27 Exemple de succès d’actions préventives
6 février 2008

28 Exemple de délai de réponse aux actions préventives qualitatives
Arrêt des applications d’atrazine Action volontariste des agriculteurs dès printemps 2000 ; arrêt des applications d’atrazine 6 ans après : aucune baisse notable malgré des années à forte recharge (2001 – 2003) Rôle du stock résiduel (ensemble de la zone non saturée), du temps de renouvellement de la nappe, et de la stratification de la nappe 72 mois de suivi – 135 échantillons 6 février 2008

29 Recharge Artificielle
Entre préventif et curatif dur : la chimie verte, ex. le procédé Bi’Eau à Aubergenville Seine Usine eau potable Forages de production Recharge Artificielle Ammonium Fer Nitrates Risques de Pollution Traitement Boues Avant Bi’Eau 6 février 2008

30 Recharge Artificielle
Entre préventif et curatif dur : la chimie verte, ex. le procédé Bi’Eau à Aubergenville Seine Forages de production secondaire Usine eau potable Recharge Artificielle primaire Avec Bi’Eau - Arrêt des pompages en Seine - Renforcement de la recharge artificielle - Réduction boues et traitements 6 février 2008

31 Résultats de Bi’Eau à Aubergenville
2007 6 février 2008

32 Avant de conclure… L’eau virtuelle ????
6 février 2008

33 Produits de la biomasse Teneur en eau virtuelle
L’eau virtuelle Produits de la biomasse Teneur en eau virtuelle (L/kg = m3/tonne) Maraîchage 200 – 400 Pommes de terre 100 Maïs 700 Blé 1 000 Huile végétale 5 000 Poulet 4 100 Boeuf 13 000 Lait 800 Oeufs 2 700 Diester Bois 900 Eau virtuelle = eau nécessaire pour la production de biomasse (p. ex. échangée entre pays) C’est aussi une mesure de l’emploi des terres arables. 1ha (~1 terrain de football) peut produire : 9 000 kg de bois, 600 kg de boeuf … Il va y avoir concurrence entre production alimentaire, biocarburants, et écosystèmes (forêts primaires, biodiversité) 6 février 2008

34 Conclusions Cycle de l’eau = pas de perte d’eau (ni création)
Aspects quantitatifs : Ressources en eau en France sont largement suffisantes (quelques zones en déficit) Des solutions existent ; collectives (concertation entre les acteurs : passer d’une logique de « cueillette » à celle d’une véritable gestion collective), plutôt qu’individuelles Solutions réglementaires : Zones Répartition des Eaux, SDAGE, SAGE Solutions techniques : développement des ressources, gestion active des nappes Pour les enjeux qualitatifs, le gestionnaire des ressources doit Mener les démarches de protection réglementaire (DUP) Animer les actions préventives sur le bassin versant Avoir une réflexion globale : milieu naturel et traitement des rejets, « apprivoiser les zones humides » 6 février 2008

35 6 février 2008

36 Délégation de Service Public et Régie
Les collectivités en régie utilisent beaucoup plus de ressources en eau de meilleure qualité initiale (eau souterraine), donc plus faciles à potabiliser que les collectivités en DSP 6 février 2008

37 Délégation de Service Public et Régie
Le passage en régie s’accompagne plus souvent d’un maintien ou d’une augmentation des prix que d’une diminution des prix 6 février 2008

38 Prix de l’eau en France et ses composantes
6 février 2008