le cycle de l’eau et la gestion préventive des ressources en eau c. mouvet lde

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

C. Mouvet

LdE

6 février 2008 Colloque CFDT Eau I 2

Qu’est-ce que la ressource en eau ?

EAURESSOURCE

USAGE

Matière première

« Mobiliser la ressource en eau »« Partager la ressource en eau »

USAGE

Activité humaine EAURESSOURCE

EAU Milieu Aquatique

Environnement liquide

« Protéger la ressource en eau »« Milieu récepteur »


Premier volet

La problématique QUANTITATIVE


Quelques chiffres clés du cycle de l’eau

Consommation moyenne /hab/an (ts usages) = 100 m3 = 0,0000001 Mm3

Eau sur la terre est en cycle

fermé. Pas de perte, pas de

création, que des transformations !


Le cycle de l’eau n’est pas celui du pétrole

EauPotable

EauUsée

JoursHeures

SemainesAnnées

CONSERVATION

DE

LA

MASSE


Millions

d’années

Pétrole

Semai

nesBiomasse

CO2Années

Pétrole

Le cycle de l’eau n’est pas celui du pétrole

Biomasse

Millions

d’années


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 : 33,1 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 %


Situation en France par rapport à l’Europe

Source : IFEN


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


Prévenir ou guérir ?

• Il faut choisir…

PREVENTIF CURATIFPROTECTION 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


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


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


Solutions de Gestion Collective : gestion volumétrique de la nappe de Beauce

Prélèvements maximum : (Millions de m3/an)Agriculture : 450Industrie : 80Eau potable : 20


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 20Habitat : 10 à 1 000Industrie : très élevé.


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

Evolution des consommations d'eau potable (environ 4 millions d'habitants)

300

310

320

330

340

350

360

370

380

390

1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007

Vo

lum

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mill

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)

Echantillon : Région Parisienne, Nord, Dijon, Bordeaux, Marseille


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

Cost euro / m3 saved or replaced

0

1

2

3

4

5

6

7

8

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10

2 s

pe

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Ind

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Individual Solutions

Collective Solutions

marginal production cost

marginal cost for consumer


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 Ribousur 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

0

1

2

3

4

0% 20% 40% 60% 80% 100%

débit classés (% du temps)m

3/s

Evre

Moine


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).


Second volet

La problématique QUALITATIVE


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


•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

Bilan qualitatif des ressources en eau en France


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


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


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


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

0

20

40

60

80

100

10 100 1000 10000

Flux d'N entrant (kg/ha/an)

% d

'éli

min

atio

n

N total Différentes formes d'N NO3

r2 = 0.3534


Exemple de succès d’actions préventives


Exemple de délai de réponse aux actions préventives qualitatives

72 mois de suivi – 135 échantillons

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

27/1

0/19

99

09/0

2/20

00

24/0

5/20

00

06/0

9/20

00

20/1

2/20

00

04/0

4/20

01

18/0

7/20

01

31/1

0/20

01

13/0

2/20

02

29/0

5/20

02

11/0

9/20

02

25/1

2/20

02

09/0

4/20

03

23/0

7/20

03

05/1

1/20

03

18/0

2/20

04

02/0

6/20

04

15/0

9/20

04

29/1

2/20

04

13/0

4/20

05

27/0

7/20

05

Pes

tici

de

(µg/

L)

atrazine DEA

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


Entre préventif et curatif dur : la chimie verte, ex. le procédé Bi’Eau à Aubergenville

Avant Bi’Eau

Seine

Usine eau

potable

Forages de production

Recharge

ArtificielleAmmonium

Fer

NitratesRisques dePollution




Traitement

Boues


Avec Bi’Eau- Arrêt des pompages en Seine- Renforcement de la recharge artificielle - Réduction boues et traitements

Seine

Forages de productionsecondaire

Usine eau

potable

Recharge

Artificielle

Forages de productionprimaire

Entre préventif et curatif dur : la chimie verte, ex. le procédé Bi’Eau à Aubergenville


Résultats de Bi’Eau à Aubergenville

NITRATES (mg/litre)

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

1971

1972

1973

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1987

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1991

1992

1993

1994

1995

1996

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1998

1999

2000

2001

2002

2003

2004

2005

2006

AUBERGENVILLE - USINE AUBERGENVILLE REFT - REFOULEMENT AUBER

Démarrage duprocédé Bi ’Eau

-20%

NITRATES (mg/litre)

0

5

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1973

1974

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1979

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1981

1982

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1987

1988

1989

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

2001

2002

2003

2004

2005

2006

AUBERGENVILLE - USINE AUBERGENVILLE REFT - REFOULEMENT AUBER

Démarrage duprocédé Bi ’Eau

-20%

15

20

25

30

35

09/12/2006 27/06/2007 13/01/2008

2007


Avant de conclure…

L’eau virtuelle ????


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)

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 5 000

Bois 900


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 »


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


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


Prix de l’eau en France et ses composantes

le cycle de l’eau et la gestion préventive des ressources en eau c. mouvet lde

Documents