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

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

2. Activité humaine EAU RESSOURCE « Protéger la ressource en eau » EAU Milieu Aquatique « Milieu récepteur » USAGE 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

3. Premier volet La problématique QUANTITATIVE

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 = 0,0000001 Mm3

5. Le cycle de l’eau n’est pas celui du pétrole Jours Heures C O N S E R V A T I O N D E L A M A S S E Eau Potable Eau Usée Semaines Années

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

7. 19 % 11 % 56 % 14 % Source : agences de l'Eau - RNDE - Ifen, mars 2005 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 : 2 000 milliards de m3 (source BRGM) • Prélèvements annuels d ’eau : 33,1milliards 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 »

8. Situation en France par rapport à l’Europe Source : IFEN

9. Des situations locales nécessitant une gestion • Les Zones de Répartition des Eaux = insuffisance chronique des ressources en eau par rapport aux besoins

10. Prévenir ou guérir ? • Il faut choisir…

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

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

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

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.

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

16. Analyse sommaire coût/bénéfice de différentes solutions d’économie d’eau

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

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).

19. Second volet La problématique QUALITATIVE

20. Bilan qualitatifdes 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

21. Bilan qualitatifdes 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

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

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

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

25. r2 = 0.3534 La variabilité des processus naturels • Pouvoir épurateur des zones humides vis-à-vis de l’azote Adapté de Fisher & Acreman, Hydrology and Earth System Sciences, 2004

26. Exemple de succès d’actions préventives

27. Exemple de succès d’actions préventives

28. Arrêt des applications d’atrazine Exemple de délai de réponse aux actions préventives qualitatives • 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

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

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

31. 2007 Résultats de Bi’Eau à Aubergenville

32. Avant de conclure… L’eau virtuelle ????

33. L’eau virtuelle 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)

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 »

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

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

38. Prix de l’eau en France et ses composantes