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"Pour une utilisation durable de l’eau" par le Dr Mae-Wan Ho

Traduction et compléments de Jacques Hallard

jeudi 17 janvier 2013, par Ho Dr Mae-Wan

ISIS Eau
Pour une utilisation durable de l’eau
Using Water Sustainably
L’utilisation durable de l’eau est en tête des priorités européennes, en raison de son importance pour la sécurité alimentaire, pour l’énergie et pour les économies nationales. Dr Mae-Wan Ho

Rapport de l’ISIS en date du 26/11/2012
Une version entièrement référencée de cet article intitulé Using Water Sustainably est disponible pour les membres de l’ISIS sur le site http://www.i-sis.org.uk/Using_Water... et est par ailleurs disponible en téléchargement ici

12th March 2013 Colours of Water : A festival of art, science, and music inspired by water. Exhibitions, Lectures, Performances by an International Cast of Artists, Scientists and Musicians. 12-28 March 2013, Menier Gallery, London, UK
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  L’utilisation efficace de l’eau et la protection des écosystèmes

L’eau potable se raréfie et les ressources en eau douce existantes sont de plus menacées par les activités humaines ([1] World Water Supply in Jeopardy, SiS 56) *.
* Version en français : "C’est l’approvisionnement du monde en eau qui est menacé" par le Dr Mae-Wan Ho. Traduction et compléments de Jacques Hallard ; accessible sur http://isias.transition89.lautre.ne...
L’Agence européenne pour l’environnement (AEE) a relevé le défi afin de promouvoir une utilisation efficace de l’eau dans tous les secteurs et, dans le même temps, [2] « veiller à ce que les écosystèmes aient la quantité et de la qualité d’eau nécessaire pour fonctionner efficacement ». Cela fait suite à un principe de « découplage de l’utilisation des ressources naturelles et des impacts environnementaux négatifs de la croissance économique » qui a été établi par le Programme des Nations Unies pour l’environnement (PNUE 2011). En d’autres termes, la protection de l’environnement ne doit pas être sacrifiée – et ne devrait pas l’être - pour le bien de la croissance économique.
Dans son rapport, l’AEE souligne la nécessité de mettre en œuvre efficacement les ressources des technologies pour l’irrigation en agriculture, pour le traitement et l’approvisionnement en eau. La réduction des éléments fertilisants et de la pollution chimique qui prend sa source dans l’agriculture, dans les pratiques des ménages et dans l’industrie, est également importante à considérer.

Les tarifs concernant l’eau doivent refléter les coûts réels de l’eau, par l’internalisation de toutes les externalisations, y compris les coûts environnementaux et du maintien des ressources. Par-dessus tout, l’AEE souligne la nécessité d’intégrer l’utilisation de l’eau, de l’énergie et des terres cultivables pour définir les limites ordinaires de la durabilité à l’intention de tous les utilisateurs.

  La vision d’une ressource en eau efficace et écologiquement durable pour l’Europe en 2050

La Commission européenne a élaboré une feuille de route pour une Europe efficace pour les ressources en 2011 contenant la vision suivante :
« En 2050, l’économie de l’Union Européenne a augmenté d’une manière qui respecte les contraintes des ressources et les limites planétaires, contribuant ainsi à la transformation de l’économie mondiale. Notre économie est compétitive, inclusive et fournit un niveau de vie élevé avec beaucoup moins d’impacts sur l’environnement. Toutes les ressources sont gérées de façon durable, des matières premières à l’énergie, à l’eau, à l’air, aux terres cultivables et aux sols cultivés. Les étapes du changement climatique ont été atteintes, tandis que la biodiversité et les services écosystémiques, qu’elles sous-tendent, ont été protégés, valorisés et pratiquement rétablis ».

La directive cadre sur l’eau (de 2000) comprend la spécification d’un « bon état » des composantes biologiques, chimiques, physico-chimiques et hydromorphologiques de ses ressources en eau.

Le concept de « flux environnementaux » est pris en compte dans la définition de la sécurité de l’eau pour les écosystèmes et il spécifie la quantité, la qualité, et le calendrier des débits d’eau nécessaires pour maintenir l’eau douce, les écosystèmes estuariens et littoraux, ainsi que les services qu’ils fournissent. La mesure et le maintient des flux environnementaux sont importants pour la protection, pour l’amélioration de ces écosystèmes et afin de promouvoir une utilisation durable de l’eau.

  Amélioration de l’efficacité de l’eau dans l’agriculture

L’agriculture compte pour environ un tiers de la consommation totale d’eau en Europe, mais celle-ci peut atteindre 80% dans certaines régions du sud de l’Europe. Bien que l’eau d’irrigation soit en partie retournée vers les nappes souterraines, on estime qu’une quantité de 70% est généralement consommée pour la croissance des plantes et sous forme de pertes par évapotranspiration avec retour dans l’atmoshpère.

L’efficacité de l’irrigation peut être sensiblement améliorée en passant des canaux de distribution ouverts aux réseaux de canalisations sous pression. Potentiellement, cela pourrait réduire les prélèvements d’eau de 25% à travers l’Europe. L’efficacité de l’application sur le terrain peut également être améliorée, en passant de l’arrosage ’à la raie’ entre les sillons de culture, qui a une efficacité d’environ 55%, à d’autres équipements : soit avec des gicleurs qui permettent une efficacité de 75%, soit, mieux encore, avec des systèmes d’irrigation ‘goutte à goutte’ qui ont une efficacité de 90%.

Cependant, l’efficacité d’une irrigation accrue peut n’entraîner aucun changement ou même une augmentation de l’utilisation de l’eau et les gains d’efficacité peuvent tout simplement conduire à une extension de la superficie irriguée, comme dans la région de Valence en Espagne, où un triplement de la superficie irriguée a été suivi d’une amélioration de l’efficacité de l’utilisation de l’eau. Une politique de tarification adéquate de l’eau peut éviter cela.

Des modifications apportées dans les pratiques agricoles peuvent réduire la consommation d’eau des cultures. Les cultures à racines profondes comme la vigne, la luzerne et le sorgho peuvent mettre à profit l’humidité dans le sol, dans les couches profondes, et elles sont en mesure de mieux faire face en cas de stress hydrique.

Les cultures diffèrent également dans leur période de pic de la demande en eau. Le maïs, par exemple, a une demande de pointe en eau en été, lorsque le stress hydrique est à son maximum. Mais, par ailleurs, le colza, le blé d’hiver et l’orge d’hiver ont des exigences d’eau qui sont au maximum en automne et en hiver plutôt qu’en été. Les semis précoces permettent de réduire la demande durant la partie la plus chaude de l’année. Le réglage de l’intensité de l’irrigation selon le type de culture, le stade de croissance, le type de sol et la pluviométrie a déjà produit des économies d’eau de plus de 10% en Crète.

La pratique de la réutilisation des eaux usées est de plus en plus mise en œuvre en Europe et elle est particulièrement bien implantée en Espagne, en Italie, à Chypre et en Grèce. Le recyclage de l’eau revient beaucoup moins cher que le dessalement et il permet également d’éviter les rejets directs à la mer. À Chypre, l’objectif de réutilisation pour 2014 est d’environ 28% de la demande en eau agricole de l’année 2008.

L’extraction illégale de l’eau, en particulier dans les nappes souterraines est très répandue dans certaines régions d’Europe. Un suivi est nécessaire et il doit être accompagné d’amendes ou de pénalités suffisantes pour avoir un effet dissuasif.

 L’efficacité de l’utilisation de l’eau des réseaux d’eau publics et des réseaux industriels

Environ 20% des prélèvements d’eau à travers l’Europe fournissent des systèmes d’eau publics, bien que des variations importantes existent entre les pays. Les contributions majeures à l’efficacité peuvent provenir des eaux usées, notamment des ‘eaux grises’ et de la réutilisation des eaux pluviales, ainsi que de la réduction des fuites dans les réseaux d’approvisionnement et de distribution.

Les fuites dans les conduites d’eau constituent généralement la composante la plus importante de la perte de la distribution, et les fuites dans les égouts peuvent contaminer les eaux souterraines, alors qu’elles pourraient être utilisées pour l’irrigation ou pour la consommation.

L’industrie peut adopter des techniques telles que la recirculation de l’eau dans les systèmes de refroidissement, par l’amélioration des méthodes de nettoyage et d’entretien, et avec des régimes combinés avec l’introduction de compteurs d’eau. Le projet dans la ville espagnole de Saragosse et dans le village olympique de Londres démontrent ce qui peut être accompli en la matière.

Des dispositifs d’économie d’eau et de produits sont maintenant disponibles pour les ménages, comme les toilettes à faible volume de chasse d’eau, les appareils lave-linge et lave-vaisselle avec une efficacité améliorée de l’eau, et des équipements de douches avec des économiseurs d’eau. L’utilisation des eaux grises provenant des bains, des douches, des lavabos et des machines à laver, peut être couplée avec un usage pour les toilettes et pour l’arrosage des jardins ; ces pratiques peuvent également offrir des économies substantielles en eau.

  De l’eau et de l’énergie

En 2010, l’hydroélectricité a fourni 16% de l’électricité en Europe et 67% de toute l’électricité de source renouvelable, plus de 85% sont produits par de grandes centrales hydroélectriques. Les installations hydroélectriques sont susceptibles d’avoir des impacts environnementaux importants. Les barrages et les centrales hydroélectriques sur les rivières ont entraîné d’importantes modifications physiques de beaucoup de rivières et de lacs en Europe. L’hydroélectricité peut gêner la migration des animaux en amont et en aval, et modifier le débit d’eau et les sédimentations, ce qui entraîne des répercussions importantes sur les écosystèmes. Jusqu’à présent, il n’existe pas de méthodes et d’indicateurs convenus pour évaluer ces impacts.

En Europe, la production d’eau douce par dessalement de l’eau de mer correspond à environ un dixième de la capacité mondiale et l’Espagne, qui est le plus grand utilisateur, prévoit encore une expansion majeure.

Une question clé est la décharge de sel, soit sous forme de saumure ou de déchets solides provenant du processus de dessalement, qui inclut d’autres produits chimiques utilisés en pré-traitement, ainsi que le nettoyage de la membrane. La saumure est plus lourde que l’eau de mer normale, elle se propage le long du littoral, sur les fonds marins, et elle menace les organismes sensibles tels que la plante marine Posidonia oceanica.

Le dessalement de l’eau de mer consomme beaucoup d’énergie. La séparation du sel de l’eau nécessite théoriquement 1.06kWh / m3, et de l’énergie supplémentaire est nécessaire pour le prétraitement et le traitement de l’eau. L’AEE signale que les technologies utilisables pour atténuer les impacts du dessalement en sont encore à leurs balbutiements, et le dessalement de l’eau de mer ne devrait être envisagé qu’après que toutes les autres mesures d’économie d’eau aient été mises en œuvre.

  Réduction de la pollution à la source

Si les sources sont polluées, des mesures intenses de traitement peuvent être nécessaires, telles que l’échange d’ions pour éliminer les nitrates et le charbon actif pour éliminer les résidus de pesticides, techniques qui sont toutes les deux relativement gourmandes en énergie. Par conséquent, la réduction de la pollution à la source est l’option préférée.

Au Royaume-Uni, la gestion des bassins versants en amont est de plus en plus considérée comme une approche durable pour l’amélioration de la qualité de l’eau consommable, car elle réduit l’énergie nécessaire et les coûts du traitement de l’eau pour sa potabilisation. Une mise en œuvre réussie implique des partenariats entre les entreprises de l’eau, les ONG telles que les associations concernées par les cours d’eau et les agriculteurs locaux. La tourbe, les sols et les engrais naturels sont conservés sur les terres et la gestion des boues est améliorée.

La digestion anaérobie permet à l’énergie d’être récupérée sous la forme de biogaz à partir des eaux usées et des boues, ce qui rend les cultrures des plantes partiellement ou complètement indépendantes des apports pour l’agriculture. En fait, la digestion anaérobie offre beaucoup plus de possibilités. Depuis 2005, l’ISIS a fait la promotion de cette technique en tant qu’élément clé d’une « économie circulaire » qui recycle les déchets organiques en éléments fertilisants et en énergie, tout en récupérant l’eau et en assurant la prévention de la pollution de l’environnement (voir les rapports les plus récents [3, 4] Sustainable Agriculture, Green Energies and the Circular Economy, SiS 46* ; Sustainable Agriculture and Off-Grid Renewable Energy, SiS 51) **.
* Version en français : "L’écologisation de la Chine : L’agriculture durable, les énergies vertes et l’économie circulaire" par le Dr. Mae-Wan Ho. Traduction et compléments de Jacques Hallard ; accessible sur http://isias.transition89.lautre.ne...
** Version en français : "Une agriculture durable et des énergies renouvelables avec électricité hors réseau" par le Dr Mae-Wan Ho. Traduction et compléments de Jacques Hallard : acessible sur http://isias.transition89.lautre.ne...
La réduction de l’utilisation intensive des engrais chimiques et des pesticides dans l’agriculture est très importante, car la pollution qui résulte de l’agriculture reste une cause majeure de la qualité médiocre de l’eau dans certaines parties de l’Europe [2].

La relation entre l’azote et la production agricole en Europe est surveillée par l’estimation des excédents d’azote - l’équilibre entre l’azote ajouté à la terre et de l’azote enlevé par les récoltes - et de la production agricole en termes de valeur ajoutée brute (VAB).

Les résultats montrent clairement qu’une réduction substantielle de l’apport d’azote est compatible avec la croissance économique agricole. Il y a beaucoup de place pour une utilisation plus efficace des engrais et des pesticides. La directive sur les pesticides (UE 2009) impose aux États membres d’établir des plans d’action nationaux de réduction des dangers, des risques et de la dépendance sur les produits chimiques de protection des végétaux. Les phosphates sont la principale cause de l’eutrophisation en eau douce, et l’utilisation du phosphore d’une manière plus efficace est par conséquent recommandable dans la plans de fertilisation en agriculture, par ailleurs, la récupération du phosphore à partir des flux de déchets constitue également des mesures primordiales à mettre en oeuvre.

Des réductions substantielles dans l’utilisation des pesticides ont été réalisées avec peu ou aucun impact sur ​​la rentabilité ou la productivité par le biais, par exemple, d’une modification de la rotation des cultures et des dates de semis, ainsi que la sélection de variétés plus résistantes aux ravageurs et l’aménagement de bandes tampons le long des cours d’eau (voir [5] ] How Famers Can Protect Water Quality, Replenish the Aquifers & Save the Soil, SIS 57) *.
* Version en français "Comment les agriculteurs peuvent protéger la qualité de l’eau, reconstituer les aquifères et sauvegarder les sols" par le Dr. Mae-Wan Ho. Traduction et compléments de Jacques Hallard ; accesible sur http://isias.transition89.lautre.ne...
Il y a de solides arguments en faveur de la suppression des engrais chimiques et des pesticides, tout en opérant un changement à l’échelle européenne en faveur de l’agriculture biologique, ce qui économise de l’énergie, évite des émissions de carbone, et protège ainsi les écosystèmes hydrologiques et aquatiques (voir [6] Food Futures Now * Organic * Sustainable * Fossil Fuel Free , ISIS publication). Mais l’EEE (l’Espace Economique Européen) est encore bien loin de recommander cette option fondamentale.

Le partenariat européen pour l’eau a lancé le Water Stewardship Programme, un ‘Programme d’intendance de l’eau’ avec les normes correspondantes pour le management afin de réduire la consommation de l’eau et des produits chimiques dans l’industrie [2].

Plusieurs secteurs industriels, qui sont de gros consommateurs d’eau, ont amélioré leur gestion par le traitement sur le site et par la réutilisation de l’eau en vue d’améliorer la réutilisation des produits chimiques. Le résultat en a été des rendements de production plus élevés et des déchets réduits au minimum, et la rentabilité a été en conséquence améliorée.

Dans le projet [australien] ProWater, [7] le traitement et la réutilisation des eaux usées, le pré-traitement physico-chimique conventionnel et un post-traitement technologiquement avancé, ont permis de retirer 62% des agents tensioactifs et 98% des colorants. La consommation d’eau douce a ainsi été réduite de 40%. Les coûts d’investissement ont été remboursés au bout de 5 ans d’activités dans ces conditions.

  Une meilleure information pour la gestion de l’eau

Le UN System of Environmental-Economic Accounting for Water, le système des Nations Unies de comptabilité économique et environnementale pour l’eau (SCEE-W, Division de statistique, 2007) a adopté, en tant que cadre normatif provisoire, un document qui comprend les tableaux des ressources physiques et de l’utilisation, qui analysent l’origine de l’eau prélevée par les secteurs économiques, les transferts au sein des secteurs économiques, et les retours vers les terres et les rivières. Le cadre associe des informations physiques et monétaires, ce qui permet d’analyser ensemble et conjointement les questions de politique environnementale et de politique économique..

À la suite d’une décision prise par le Comité d’experts sur la comptabilité économique environnementale en juin 2011, les actifs et les problèmes de qualité de l’eau seront abordés dans le deuxième volume du SCEE-W. L’eau sera mesurée dans les comptes du capital naturel, en se concentrant sur le service d’approvisionnement de l’eau, la sécurité d’accès pour les usages humains et environnementaux basée sur les probabilités à long terme et les effets de la consommation d’eau sur les services écosystémiques et sur les infrastructures environnementales.

L’AEE, Agence Européenne de l’Environnemment est actuellement en train de procéder au développement de cette approche - ecosystem capital water accounts (ECWA), une comptabilisation du capital naturel pour les écosystèmes hydriques et hydrologiques - et elle rendra ses conclusions à la Commission Européenne pour soutenir le développement du ‘Schéma directeur pour protéger les ressources en eau de l’Europe’ programmé au cours de l’été 2012.

Alors que les rapports SCEE-W concernent les secteurs économiques, les rapports de la ‘ecosystem capital water accounts (ECWA)’ traitent des écosystèmes terrestres.

  Évaluation de l’empreinte de l’eau et de l’analyse du cycle de vie

L’évaluation de l’empreinte eau [en anglais Water footprint assessment (WFA)] est le volume total d’eau douce utilisé pour produire des biens et des services. Il divise le total en trois composantes : bleu (le volume de surface et des eaux souterraines utilisées), vert (le volume d’eau de pluie utilisé) et des eaux grises (le volume d’eau douce nécessaire pour diluer et assimiler les polluants à des concentrations de fond naturelles et des normes existantes pour la qualité de l’eau ambiante).

L’évaluation de l’empreinte eau est désormais également utilisée afin de déterminer la durabilité environnementale, sociale et économique. « L’eau virtuelle » est le volume d’eau douce utilisée pour produire les marchandises échangées internationalement. Cela représente l’eau contenue dans les produits commercialisés.

L’analyse de l’eau virtuelle dans les cultures exportées et importées en Espagne, par exemple, a montré que l’Andalousie utilise de grandes quantités d’eau dans ses exportations de pommes de terre, de légumes et d’agrumes, alors que le pays importe des céréales et d’autres plantes cultivées qui ont des besoins en eau inférieurs.

Le cycle de vie complet d’un produit ou d’un service qualifié « du berceau à la tombe » comprend l’extraction des matières de la terre, la transformation, la production et les assemblages qui sont nécessaires à la création des produits finis ou des services, ainsi que le transport, l’utilisation par les consommateurs, et finalement l’élimination des produits déchets engendrés.
L’analyse du cycle de vie (ACV) a été utilisée pour évaluer l’efficacité de la dépollution et des liens avec la consommation d’énergie dans le traitement des eaux usées, révélant ainsi l’inconvénient potentiel sur l’environnement des procédures qui peuvent apparaître bénéfiques.

Un grand nombre d’études d’ACV cherchent à optimiser l’efficacité des différentes composantes du système des eaux usées, telles que le traitement des boues d’épuration et leur élimination, l’extraction et la récupération du phosphore, ainsi que différentes technologies qui peuvent faciliter le recyclage des eaux usées. L’analyse du cycle de vie a également été appliquée à différentes technologies de distribution d’eau potable, et aussi à travers les systèmes d’approvisionnement et de gestion des eaux usées.

Le système de gestion de l’eau européenne définit des stratégies durables de gestion des eaux en réponse à l’échelle du bassin versant pour les utilisateurs d’eau européens, y compris les industriels et les agriculteurs. Ce système comprend une ligne directrice et des normes standards, et des listes de contrôle pour les utilisateurs privés de l’eau afin de les guider vers une utilisation durable de l’eau, de la gestion et de la gouvernance. Il est très complémentaire des outils de comptabilité de l’eau, des pratiques durables avec des retours et il prend en compte les politiques de l’Union Européenne, y compris la directive cadre sur l’eau.

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 Définitions et compléments

Pour une utilisation durable de l’eau

 Traduction, définitions et compléments :

Jacques Hallard, Ing. CNAM, consultant indépendant.
Relecture et corrections : Christiane Hallard-Lauffenburger, professeur des écoles.
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