Questions Economiques

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Eau et climat

 

Eau et climat

Introduction

L’eau est présente partout sur la planète sous l’une de ses trois phases : solide, liquide ou vapeur. Elle est soumise à un cycle naturel entre les différents réservoirs (océans, atmosphère, continents, glaces, sous-sol) où elle réside et séjourne pendant des durées variables.

L’eau douce, bien que d’un point de vue écologique son cycle en fait une ressource renouvelable, est une ressource épuisable dont nous dépendons pour les usages domestiques, industriels et agricoles. C’est ainsi que l’a caractérisée la Conférence internationale sur l’eau et l’environnement qui s’est tenue à Dublin en 1992 dans son principe n°1. « L’eau douce – ressource fragile et non renouvelable – est indispensable à la vie, au développement et à l’environnement. »

Cependant, son caractère épuisable tient moins à ses caractéristiques physico-chimiques propres qu’à la fragilité de son processus de reproduction naturelle. Cette fragilité est due, d’une part, aux conflits d’appropriation et d’usages engendrés par son inégale répartition sur notre globe et d’autre part aux conséquences des multiples pollutions qu’elle subit. Il existe des différences de disponibilité très importantes selon les régions du monde et des variations considérables, en termes de précipitations saisonnières et annuelles.

La majorité de l’eau sur terre est de l’eau de mer, la quantité globale d’eau douce ne représente que 2,53% du total. Sur ces 2,53%, l’eau de surface (lacs et rivières) compte pour 0,3%, les eaux souterraines pour 29,9% et les glaciers et les neiges éternelles pour 68%, le reste correspondant aux mares, zones humides, etc. Le volume global d’eau utilisable s’élève ainsi à 12 500 milliards de m3. Ce volume serait suffisant s’il était équitablement réparti.

La priorité est d’assurer l’accès à l’eau potable pour tous. A l’heure actuelle, plus d’1,1 milliard de personnes n’ont pas d’équipements leur permettant de s’approvisionner en eau et plus de 2,4 milliards n’ont pas accès à des systèmes d’assainissement. A cette problématique que beaucoup nomment crise de l’eau, s’ajoute un second problème lié aux changements climatiques.

Il est largement prouvé par des relevés d’observations et des projections climatiques que les sources d’eau douce sont vulnérables et auront à souffrir gravement du changement climatique, avec de grandes répercussions sur les sociétés humaines et sur les écosystèmes. Le GIEC[1] (Groupement d’experts Intergouvernemental sur l’Évolution du Climat) définit un changement comme « tout changement du climat dû à sa variabilité naturelle ou résultant de l’activité humaine ». Aujourd’hui il est sans équivoque que des changements climatiques dus au moins en partie aux émissions de gaz à effet de serre sont en cours et qu’ils se traduisent par une hausse globale des températures.

La fréquence des catastrophes liées à des évènements climatiques extrêmes dans le monde a augmenté de 187% dans la période 2000-2006 par rapport à la décennie précédente.

Il est vrai que les moyennes globales de réchauffement cachent des disparités régionales fortes. Dans certaines régions, l’élévation de la température moyenne pourrait être plus forte que la moyenne mondiale, et alors que les précipitations pourraient augmenter globalement dans certaines zones, elles pourraient baiser, particulièrement en été. C’est le cas de l’Europe du Sud et plus particulièrement du bassin méditerranéen, qui est considéré comme un « point chaud » du changement climatique.

Les « points chauds » sont définis comme les régions du monde les plus sensibles au réchauffement global, c’est-à-dire celles qui devraient connaître les évolutions les plus marquées en terme de températures et de précipitations moyennes et de variabilité climatique interannuelle.

En plus de leur exposition plus ou moins forte à l’aléa, certains territoires paraissent particulièrement vulnérables au changement climatique du fait des enjeux présents et de la situation déjà plus ou moins tendue du bilan ressources-demande en eau.

L’augmentation du nombre de crues et de sécheresses pose un problème aux autorités chargées de la gestion de l’eau dans le monde. Les pratiques actuelles en matière de gestion des ressources en eau ne sont probablement pas assez robustes pour pallier aux incidences négatives du changement climatique sur la fiabilité de l’approvisionnement en eau, les risques de crue, la santé, l’agriculture, l’énergie et les écosystèmes aquatiques.

Dans bien des endroits, la gestion de l’eau ne permet pas de faire face de manière satisfaisante à la variabilité climatique actuelle et partant aux dommages importants occasionnés par les inondations et les sécheresses.

Le changement climatique peut modifier la fiabilité de systèmes actuels de gestion de l’eau et des infrastructures liées à l’eau notamment du fait d’une possible modification des propriétés hydrologiques.

Se pose alors la question de savoir comment adapter la gestion de l’eau au changement climatique.

La politique menée sur ce sujet par le bassin Rhône-Méditerranée est un excellent exemple de l’adaptation au changement climatique sur la ressource en eau. A préciser que, d’après la Cinquième communication nationale de la France à la Convention Cadre des Nations Unies sur le Changement Climatique, le bassin Rhône-Méditerranée apparaît comme moyennement à fortement vulnérable aux aléas climatiques actuels.

Pour répondre à cette problématique, il faut envisager les divers impacts que le changement climatique aurait sur la ressource en eau (I). Cette étude se fera tant au regard des réserves en eau douce, qu’au regard des conséquences socio-économiques que l’état de ces stocks aura. Pour conclure, il sera indispensable d’envisager les outils et les moyens disponibles à l’adaptation au changement climatique. (II)

 I/ L’impact du changement climatique sur les ressources en eau

Les ressources en eau sont fortement touchées, tant en termes de quantité que de qualité par l’activité humaine, à savoir l’agriculture et les changements d’affectation des terres, la construction et la gestion des réservoirs, les émissions de polluants, et le traitement de l’eau et des eaux usées.

L’utilisation de l’eau est principalement liée aux changements démographiques, à la consommation d’aliments, à la politique économique (notamment à la tarification de l’eau, à la technologie, au mode de vie et à la perception de la valeur des écosystèmes d’eau douve par la société.

Mais il faut intégrer un autre facteur : le changement climatique. D’après le Cinquième rapport d’évaluation du GIEC, en fonction du scénario d’émissions de gaz à effet de serre considéré, la température moyenne mondiale pourrait s’élever de 1 à 6°C en 2100. En plus de l’élévation des températures, le changement climatique impliquera très probablement une intensification du cycle de l’eau, et donc des impacts importants sur les régimes de précipitations et sur les ressources en eau.

Pour comprendre comment évaluer les impacts du changement climatique sur l’eau, il est intéressant de décrire les méthodes utilisées pour identifier ces impacts (A). A la suite, il conviendra de décliner par secteur les impacts de ce changement climatique sur la ressource en eau.

 A/ Les méthodes d’étude des impacts du changement climatique sur le cycle de l’eau

  1. Les étapes d’une étude d’impacts

Afin d’anticiper les impacts possibles d’évolutions climatiques sur un territoire, une démarche descendante, dite « top-down », est généralement menée basée sur une série de modélisations. La Figure 1 résume par exemple les étapes d’une évaluation des impacts du changement climatique sur les ressources en eau et leurs usages.

Figure 1. Les étapes d’une étude d’impacts du changement climatique

Les modèles climatiques intègrent des scénarios d’émission de gaz à effet de serre, définis selon des hypothèses contrastées d’ordre social, économique, technologique et démographique.

Les variables climatiques issues des simulations par les modèles sont utilisées en données d’entrée de modèles qui schématisent le cycle hydrologique et établissent notamment un bilan intégrant les eaux de surface et les eaux souterraines, représentant les ressources disponibles.

Ces résultats peuvent ensuite être comparés à des scénarios d’évolution des demandes en eau, suivant des hypothèses sur les évolutions socio-économiques, démographiques et climatiques.

Les évènements extrêmes (sécheresse, tempêtes, inondations) peuvent éventuellement être intégrés dans les modélisations et contribuer à définir le risque lié au changement climatique sur un territoire.

Les variations de débit des cours d‘eau et par extension l’évolution des ressources en eau, sont influencées par des facteurs climatiques mais aussi par des facteurs anthropiques tels que l’occupation du sol (agriculture, urbanisation, déforestation) ou les aménagements hydrauliques (propagation des débits, relation nappe-rivière). Cela permet d’établir les modèles hydrologiques.

Il existe deux types de modèles.

Les modèles conceptuels ne cherchent pas à représenter les phénomènes physiques impliqués dans la transformation pluie-débit. Ils considèrent différents réservoirs avec des fonctions de transfert entre ces réservoirs, qui sont optimisées à l’aide d’un nombre variable de paramètres afin de reproduire au mieux les écoulements sur un territoire donné.

Les modèles physiques prennent en compte les caractéristiques du territoire modélisé (occupation du sol, végétation) pour simuler la transformation de la pluie en débits.

Le calage est la procédure d’ajustement des paramètres qui permet d’obtenir une meilleure représentation des débits. Afin d’améliorer la confiance dans les résultats des modèles sous des conditions de changement climatique, ceux-ci sont calés sur des périodes longues qui comportent une grande variabilité.

  1. Les scénarios d’émission de gaz à effet de serre

Les émissions de gaz à effet de serre (GES) sont une donnée d’entrée des modèles climatiques globaux. Elles sont influencées par des forces motrices complexes dont les évolutions futures sont incertaines.

Afin de représenter les évolutions possibles de ces forces motrices et donc des émissions et pour que les modélisations climatiques soient comparables entre elles, le GIEC a choisi de créer des scénarios d’émissions.

On retient aujourd’hui les Scénarios du Rapport Spécial, généralement appelés scénarios SRES. Ils permettent d’intégrer les différences entre pays en développement et pays développés, l’intensité carbone des énergies, les changements politiques majeurs et la mise en cohérence des différentes forces motrices. Ces scénarios SRES sont au nombre de 40 et correspondent à des évolutions contrastées des forces motrices qui influencent les émissions de GES : la démographie, l’économie, les dimensions sociales et politiques, et les progrès technologiques. Ils ont été déclinés en quatre familles : A1, A2, B1 et B2.

Scénarios A1 A2 B1 B2
Croissance démographique Lente avec maximum

au milieu du XXIe siècle

Lente et continue

 

Lente avec maximum

au milieu du XXIe

 

Plus lente que les scénarios A2 mais continue

 

Croissance économique

 

Très rapide

 

La plus hétérogène et plus faible de tous les scénarios Rapide

 

Modérée
Evolution technologique Introduction rapide de nouvelles technologies avec solutions alternatives La plus hétérogène et plus faible de tous les scénarios

 

Rapide avec introduction de technologies «propres »

 

Modérée, solutions locales ou régionales

 

Lorsque des projections climatiques sont conduites, il est donc important d’utiliser plusieurs scénarios qui couvrent un intervalle assez large d’émissions de GES.

  1. Construction des scénarios climatiques

Les modèles climatiques présentent des biais qui peuvent être mesurés en comparant les simulations sur des périodes passées pour lesquelles on dispose de données d’observations.

Ainsi, pour construire des scénarios climatiques à un horizon donné, il est d’abord nécessaire de considérer la différence entre les variables température et précipitation simulée sur la période présente et celles simulées sur la période future étudiée. On peut ensuite appliquer ces variations à des valeurs observées.

Cette méthode sous-tend donc l’hypothèse que les biais des modèles climatiques sont indépendants du climat.

Par la suite, on considèrera simplement les variations de température et de précipitations entre une période de référence représentant le climat présent et la période future étudiée.

  1. La cascade d’incertitudes

A chaque étape des études d’impact « top-down », des incertitudes liées soit à la modélisation soit au caractère imprévisible des évolutions démographiques et socio-économiques, doivent être prises en compte.

 – Les scénarios d’émissions

Les scénarios d’émissions de gaz à effet de serre sont tous aussi probables les uns que les autres. Leur utilisation permet de tester l’impact sur le climat de différents modes de développement, mais aussi l’effet du climat ainsi modifié sur un monde donné. Du fait même du choix de ces scénarios d’émissions, les projections climatiques ne peuvent être comprises que comme une image de ce qui pourrait être le climat si le monde suivait certains modes de développement.

Il faut aussi considérer les incertitudes inhérentes à la modélisation dans ces scénarios.

 -Les modèles climatiques

Les modèles climatiques présentent des biais que l’on peut repérer en comparant des simulations sur des périodes passées avec les observations. Ces biais sont variables selon le modèle, la région et le phénomène considérés. Les modèles différent aussi entre eux par leur sensibilité aux concentrations atmosphériques de gaz à effet de serre.

Pour faire face à ces incertitudes, la plupart des études utilisent les simulations de plusieurs modèles climatiques. Ceci permet de donner une fourchette des évolutions possibles du climat sous un scénario d’émissions donné. Elles représentent des combinaisons physiquement réalistes entre les différentes variables climatiques (températures, vitesse du vent, humidité, précipitations, etc.

-Les méthodes de descente d’échelle

Les projections climatiques doivent être régionalisées. C’est ce que l’on appelle les méthodes de descente d’échelle. Deux formes sont utilisées.

Les méthodes statistiques se fondent sur l’hypothèse que les relations entre climat global et climat local sont stationnaires. Ces relations sont déterminées à partir de climats observés et sont appliquées aux sorties des simulations de modèles globaux.

Les méthodes dynamiques sont basées sur la conception de modèles régionaux qui peuvent être couplées à des modèles globaux.

Cette méthode est source d’incertitude non-négligeable. On utilise souvent les deux méthodes. La résolution des modèles régionaux peut être trop faible pour déterminer des impacts sur l’hydrologie.

-Les modèles d’impacts

Les études d’impacts illustrent la sensibilité d’un système (hydrologie, littoral, production agricole, etc.) à des variations du climat, qui résultent elles-mêmes des émissions anthropiques de gaz à effet de serre.

Quelque soit le type d’impact étudié, les modèle comportent des biais, repérables sur les simulations de période passée. Ces biais peuvent être minimisés grâce au processus de calage validation, mais les simulations ne sont jamais optimales.

Ainsi pour les modèles hydrologiques, certains phénomènes sont peu ou pas pris en compte par les modèles. C’est le cas de l’impact de l’occupation du sol sur l’évapotranspiration et les mécanismes de transformation pluie-débit.

 5.  Lecture et analyse des projections.

Selon le glossaire du GIEC, le climat «se réfère à une description statistique fondée sur la moyenne et la variabilité de grandeurs pertinentes sur des périodes allant de quelques mois à des milliers, voire des millions d’années. » La période type de définition d’un climat est de 30 ans.

Lorsque des projections de changement climatique sont effectuées à un horizon donné, par exemple 2050, il s’agit donc d’une description statistique de la simulation de 20 à 30 années fictives centrées sur les années 2050.

Ainsi, une projection climatique donnée « à l’horizon 2050 » n’illustrerait en aucun cas la valeur des températures, précipitations et autres variables climatiques de l’année 2050.

Dans une perspective d’adaptation au changement climatique, les incertitudes constituent un nouvel élément de risque, qui peut certes être réduit dans le temps grâce aux avancées de la recherche mais qui persistera nécessairement.

Dans le cadre de la définition d’une politique d’adaptation, la prise en compte de cette dispersion entre modèles est indispensable afin d’éviter le risque de « maladaptation ». Les projections issues des différents scénarios et modèles peuvent être considérées comme un ensemble de futurs possibles qui permettent d’encadrer les stratégies d’adaptation.

De nombreuses simulations de changement climatique sont effectuées au niveau global, européen et national.

Au niveau mondial, les simulations avec les modèles globaux sont coordonnées dans le cadre du programme CMIP (Coupled Model Intercomparison Project).

Au niveau européen, des projections régionalisées ont été coordonnées dans les projets PRUDENCE puis ENSEMBLES. Ce dernier a abouti à la création d’une base de données de projections climatiques régionalisées.

Après avoir exposé les méthodes d’études d’impact du changement climatique sur la ressource en eau, il nous faut aborder ces derniers par secteur.

 B/ Les impacts du changement climatique par secteur

Il est largement prouvé par des relevés d’observations et des projections climatiques que les sources d’eau douce sont vulnérables et auront à souffrir gravement du changement climatique (1), avec de grandes répercussions sur les sociétés humaines et sur les écosystèmes (2).

  1. L’impact sur les stocks en eau douce

Le réchauffement observé pendant plusieurs décennies a été relié aux changements survenus dans le cycle hydrologique à grande échelle, notamment l’augmentation de la teneur en vapeur d’eau de l’atmosphère, la modification de la configuration, de l’intensité et des extrêmes des précipitations, la diminution de la couverture neigeuse et la fonte des glaces accrue, ainsi que la modification de l’humidité du sol et du ruissellement. Les changements dans les précipitations sont très variables à l’échelle spatiale et d’une décennie à l’autre.

Au cours du XXème siècle, la fréquence des épisodes de fortes précipitations a augmenté dans la plupart des régions.

Au niveau mondial, la superficie des terres considérées comme très sèches a plus que doublé depuis les années 1970. Le volume d’eau stocké dans les glaciers de montagne et la couverture neigeuse de l’hémisphère Nord a considérablement diminué. On a observé des décalages dans les variations saisonnières du débit des rivières alimentées par la fonte des glaciers et de la neige et dans les phénomènes liés à la glace dans les rivières et les lacs

Les simulations des modèles climatiques pour le XXIe siècle s’accordent à prévoir une augmentation des précipitations dans les latitudes élevées et une partie des tropiques, et une diminution dans certaines régions subtropicales et aux latitudes moyennes inférieures. Le débit moyen annuel des cours d’eau et la disponibilité en eau devraient augmenter ou diminuer corrélativement à ces changements dans le volume des précipitations.De nombreuses régions semi-arides et arides (par exemple, le bassin méditerranéen, l’ouest des États-Unis d’Amérique, le sud de l’Afrique et le nord-est du Brésil) sont particulièrement exposées aux incidences du changement climatique et devraient voir leurs ressources en eau diminuer en conséquence.

D’après les projections du modèle SAMM, développé spécialement pour la région méditerranéenne, la température moyenne annuelle sur le bassin Rhône-Méditerranée pourrait s’élever de 3 à 5°C à l’horizon 2080. Les projections s’accordent sur une baisse généralisée des précipitations. Les précipitations baisseraient nettement pendant les mois d’été (de mai à août).

L’augmentation de l’intensité et de la variabilité des précipitations devrait augmenter les risques de crue et de sécheresse dans plusieurs régions. En même temps, le pourcentage de la superficie terrestre soumis à une sécheresse extrême à un moment donné devrait augmenter, venant s’ajouter à la tendance à la sécheresse prévue pour l’intérieur des terres pendant l’été.

L’eau stockée dans les glaciers et la couverture neigeuse devrait diminuer au cours du siècle, réduisant ainsi la disponibilité en eau pendant les périodes chaudes et sèches dans les régions alimentées en eau de fonte des principales chaînes montagneuses, où vit actuellement plus du sixième de la population mondiale.

Il semblerait que la fonte des glaciers pourrait impacter la morphologie des cours d’eau. Cet impact reste pour le moment peu connu. Néanmoins, on peut considérer qu’avec la fonte des glaciers, une charge solide plus abondante pourrait être disponible sur les versants.

Autre problématique, celle liée à l’évolution de la recharge, des lignes d’eau, et la salinisation de certaines zones du fait de l’élévation du niveau marin. L’infiltration de l’eau dans le sol et donc la recharge des nappes dépendent directement des précipitations et de l’évapotranspiration. D’autres paramètres influent également sur l’infiltration, comme l’intensité des précipitations, la couverture végétale, le type de sol, etc. Les eaux souterraines paraissent donc sensibles au changement climatique. Elles sont particulièrement vulnérables aux sécheresses. En effet, la moindre disponibilité des eaux de surface induirait une multiplication des forages et une augmentation des volumes prélevés dans les aquifères. Les changements de variabilité et d’intensité des précipitations pourraient avoir une influence significative sur la recharge.

Au niveau mondial, les impacts négatifs du changement climatique sur les systèmes d’eau douce à venir devraient l’emporter sur les avantages.

  1. Les répercussions sur les sociétés humaines et l’écosystème

 – Disponibilité en eau

À l’horizon 2050, la superficie des terres sujettes à un stress hydrique[2] croissant en raison du changement climatique devrait être plus du double de celle des terres soumises à un stress hydrique décroissant. Les régions où le ruissellement est appelé à décroître seront confrontées à une réduction nette de la valeur des services fournis par les ressources en eau. Une augmentation du ruissellement annuel dans certaines régions devrait entraîner une augmentation de l’approvisionnement total en eau. Cependant, dans de nombreuses régions, cet avantage sera probablement contrebalancé par les effets négatifs de la variabilité accrue des précipitations et des variations saisonnières du ruissellement sur l’approvisionnement en eau, la qualité de l’eau et les risques d’inondation.

De plus, l’élévation du niveau de la mer devrait étendre les zones de salinisation des eaux souterraines et les estuaires, ce qui entraînera une diminution de la disponibilité en eau douce pour l’homme et les écosystèmes dans les zones côtières.

-Impacts sur les usages de l’eau

L’eau agricole est l’usage qui semble être le plus sensible aux évolutions climatiques. Ainsi, la hausse des températures et la baisse des précipitations pourraient induire une hausse de la demande en eau d’irrigation de 10%. Toute baisse de précipitations se répartira entre une baisse de la restitution au milieu (impact hydrologique) et une baisse de l’évapotranspiration réelle (impact agricole).

A partir des années 2050, en France, des sécheresses agricoles inhabituelles par leur expansion géographique et par leur intensité pourraient apparaître. C’est le constat du projet ClimSec qui s’est attaché à produire des projections aux horizons 2020, 2050 et 208° sur l’évolution des sécheresses météorologiques et agricoles en France.

L’impact sur les rendements des cultures pluviales doit également être considéré car s’il est trop fort de nouvelles demandes pourraient apparaître pour l’irrigation.

Impacts sur les coûts et les autres aspects socio-économiques de l’eau douce

Le changement climatique entraîne des coûts supplémentaires pour le secteur de la distribution d’eau, par exemple en raison des variations des niveaux d’eau qui affectent les infrastructures de distribution d’eau, ce qui peut entraver l’élargissement des services de distribution à davantage de personnes. Il en résulte alors des répercussions socioéconomiques et des coûts de suivi plus importants, en particulier dans les zones où la prévalence du stress hydrique a également augmenté en raison des changements climatiques.

Si l’approvisionnement en eau douce doit être remplacé par de l’eau dessalée à cause du changement climatique, le coût du changement climatique inclura alors le coût moyen de dessalement, qui avoisine actuellement 1,00 dollar des États- Unis/m3 pour l’eau de mer et 0,60 dollar des États-Unis/m3 pour les eaux saumâtres.

Les incidences des crues et des sécheresses pourraient être tempérées par des investissements appropriés en matière d’infrastructures et par des réformes de la gestion de l’eau et de l’utilisation des terres. Néanmoins, la mise en œuvre de telles mesures engendrera des coûts (US Global Change Research Program, 2000).

-Impacts sur les écosystèmes d’eau douce

Les évolutions de la température de l’eau, de l’hydrologie et de la morphologie auront des impacts sur les écosystèmes aquatiques. Les évolutions de température peuvent avoir des effets sur les relations de prédation dans le réseau trophique. Elles peuvent également mener à des modifications des cycles biologiques. En effet, chaque composante d’un cycle biologique est associée à un domaine thermique optimal.

Une hausse de courte durée des maxima peut mener à des extinctions rapides et ciblées, tandis qu’une hausse durable des maxima peut être la cause de modifications dans la composition des peuplements.

-Impact sur la santé humaine

L’augmentation de la température des eaux et les variations des phénomènes extrêmes[3], notamment les crues et les sécheresses, devraient influencer la qualité de l’eau et aggraver de nombreuses formes de pollution aquatique (sédiments, nutriments, carbone organique dissous, organismes pathogènes, pesticides et sel) ainsi que la pollution thermique, avec d’éventuelles conséquences néfastes sur les écosystèmes, la santé publique, la fiabilité des systèmes de distribution d’eau et les coûts d’exploitation

Le Programme conjoint de surveillance de l’Organisation mondiale de la santé (OMS) et du Fonds des Nations Unies pour l’enfance (UNICEF) estime actuellement à 1,1 milliard de personnes (17 % de la population mondiale) la population dépourvue d’un accès aux ressources en eau, l’accès étant défini comme la disponibilité d’au moins 20 litres d’eau par personne et par jour à partir d’ une source d’ eau améliorée, dans un rayon d’ un kilomètre.

Les changements des extrêmes climatiques sont susceptibles d’entraîner des incidences graves sur la santé. Le manque d’eau pour l’hygiène est actuellement responsable d’une morbidité significative dans le monde entier.

Des changements dans la quantité et la qualité de l’eau attribuables au changement climatique devraient influencer la disponibilité, la stabilité et l’utilisation des aliments ainsi que l’accès à ces derniers. Ceci devrait entraîner une diminution de la sécurité alimentaire et une vulnérabilité accrue des cultivateurs dans les zones rurales pauvres, en particulier dans les régions tropicales arides et semi-arides et dans les méga- deltas asiatiques et africains.

Impact sur le fonctionnement et l’exploitation des infrastructures hydraulique

Le changement climatique influence le fonctionnement et l’exploitation des infrastructures hydrauliques existantes, notamment pour la production d’énergie hydroélectrique, les ouvrages de protection contre les inondations, les systèmes de drainage et d’irrigation, ainsi que les pratiques de gestion de l’eau. Les effets pervers du changement climatique sur les systèmes d’eau douce amplifient les conséquences d’autres contraintes comme l’accroissement de la population, les modifications de l’activité économique, le changement d’affectation des terres et l’urbanisation.

Les impacts du changement climatique sur les ressources en eau étant exposés, il est important de comprendre comment s’adapter à ces modifications aux conséquences graves pour notre société.

 II/ Les moyens disponibles à l’adaptation au changement climatique.

Les pratiques actuelles en matière de gestion des ressources en eau ne sont probablement pas assez robustes pour pallier aux incidences négatives du changement climatique sur la fiabilité de l’approvisionnement en eau, les risques de crue, la santé, l’agriculture, l’énergie et les écosystèmes aquatiques. Dans bien des endroits, la gestion de l’eau ne permet pas de faire face de manière satisfaisante à la variabilité climatique actuelle et, partant, aux dommages importants occasionnés par les inondations et les sécheresses. Une première étape qui consisterait à améliorer l’intégration des informations sur la variabilité climatique actuelle dans la gestion de l’eau faciliterait l’adaptation aux incidences du changement climatique sur le long terme. Les facteurs climatiques et non climatiques, tels que l’augmentation de la population et les dommages potentiels, accentueraient les problèmes dans l’avenir.

Les options d’adaptation conçues pour garantir un approvisionnement en eau dans des conditions moyennes et de sécheresse exigent l’intégration de stratégies aussi bien côté demande que côté offre. Les premières permettent d’améliorer le rendement hydraulique, par un recyclage de l’eau par exemple. Le recours accru à des incitations économiques, notamment l’utilisation d’instruments de mesure et d’ajustement des prix, pour encourager la conservation de l’eau et le développement de marchés de l’eau, ainsi que la mise en œuvre d’un commerce virtuel de l’eau, permettraient d’envisager des économies d’eau et la réaffectation de l’eau à des usages largement plus valorisés. Les stratégies côté offre impliquent généralement des augmentations de la capacité de stockage, du captage des cours d’eau et des transferts d’eau. La gestion intégrée des ressources en eau fournit un cadre important pour l’élaboration de mesures d’adaptation au travers des systèmes socioéconomiques, environnementaux et administratifs. Pour être efficaces, les approches intégrées doivent être effectuées aux échelles adéquates.

Les mesures d’atténuation peuvent réduire l’ampleur des incidences du réchauffement mondial sur les ressources en eau et, ainsi, réduire les besoins d’adaptation. Cependant, si les projets ne sont pas localisés, conçus et gérés de manière durable, ces mesures peuvent avoir des effets secondaires extrêmement négatifs, à savoir une augmentation des besoins en eau pour les activités de boisement ou reboisement ou les cultures de production de bioénergie.

Ainsi pour définir une politique de gestion de l’eau adaptée au changement climatique, il faut dans un premier temps définir les niveaux de vulnérabilité (A) afin d’établir un plan d’adaptation qui pour être efficace doit être localisé (B).

A/ Définir les zones de vulnérabilité forte pour mieux s’adapter

Le sujet du changement climatique est abordé à travers trois étapes pour pouvoir s’adapter. Dans un premier temps, un bilan des connaissances scientifiques sur les impacts du changement climatique sur le bassin se propose d’identifier les phénomènes qui auront une incidence sur la gestion de l’eau. A la suite de ce bilan, une étude sur la vulnérabilité des territoires au changement climatique dans le domaine de l’eau sera établit incluant une cartographie de ces vulnérabilités. En dernier lieu, des mesures de gestion seront prises pour permettre l’adaptation.

  1. Définition de la vulnérabilité

Les définitions de la vulnérabilité sont multiples. Le GIEC définit la vulnérabilité au changement climatique comme le « degré par lequel un système risque d’être affecté négativement par les effets du changement climatique sans pouvoir y faire face ». Il s’agit donc du croisement entre l’exposition et la sensibilité au changement climatique.

L’exposition correspond aux variations climatiques auxquelles le système est exposé. Elle varie donc en fonction de la régionalisation des scénarios climatiques et des modèles climatiques et d’impacts utilisés.

La sensibilité représente les caractéristiques d’un territoire donné qui le rendent plus ou moins fragile vis-à-vis d’une exposition donnée.

La vulnérabilité des territoires ainsi qualifiée exprime une certaine urgence et un degré d’effort à consentir pour permettre l’adaptation au changement climatique.

Sur les territoires qualifiés de fortement vulnérables au changement climatique, il devient urgent de mettre en œuvre les mesures de gestion disponibles favorisant l’adaptation au changement climatiques.

  1. Enjeu de la vulnérabilité

Les résultats de l’étude de vulnérabilité devront être accompagnés d’une proposition de «boîte à outils » précisant ces mesures existantes pour l’adaptation selon les enjeux, au sein du SDAGE, des textes réglementaires ou des plans territoriaux d’aménagement (schéma régional climat-air-énergie SRCAE, schéma régional de cohérence écologique SRCE, plans climat-énergie territoriaux PCET, etc.). Des indicateurs de suivi pourront également être proposés pour aider à la mise en œuvre de l’adaptation.

Les indices de vulnérabilité sont construits pour poser un diagnostic « point de départ » à la réflexion sur l’adaptation. Ils n’ont pas vocation à évoluer en tant que tels, en influençant les critères qui les constituent. C’est la mise en œuvre de mesures d’adaptation qui diminuera la vulnérabilité.
Des études locales et/ou thématiques pourront permettre, par la suite, d’établir un diagnostic plus poussé des sensibilités : type d’agriculture en place, gouvernance locale ou plans de gestion existants qui pourraient faciliter l’adaptation, etc.

L’étude de la vulnérabilité implique des jugements de valeur sur les paramètres pris en compte et sur le niveau de vulnérabilité que l’on associe à leurs valeurs. Il faut donc veiller à rester le plus transparent possible sur les hypothèses prises et exposer clairement les facteurs explicatifs du niveau de vulnérabilité de chaque territoire.

B/ Mise en place d’un plan national d’adaptation au changement climatique

Après avoir défini les zones de vulnérabilité, il est essentiel de mettre en place des mesures pour limiter les impacts du changement climatique.

  1. Le plan national d’adaptation décliné sur le bassin Rhône-Méditerranée

En France, en juillet 2011, la ministre de l’écologie a lancé le plan national d’adaptation au changement climatique (PNACC). Il a pour objectif de proposer des mesures concrètes et opérationnelles, pour préparer la France à faire face et à tirer parti de nouvelles conditions climatiques. Il porte sur cinq années, de 2011 à 2015.

Ce plan national aborde l’ensemble des mesures à lancer, tant en termes de connaissance que d’actions à conduire sur les différents secteurs potentiellement touchés par la question du changement climatique (eau, agriculture, santé, risques naturels, biodiversité…) selon certains principes : améliorer la connaissance des impacts du changement climatique sur les ressources en eau et des impacts de différents scénarios possibles d’adaptation, se doter d’outils efficaces de suivi des phénomènes de déséquilibre structurel, de rareté de la ressource et de sécheresse, dans un contexte de changement climatique, développer les économies d’eau et d’assurer une meilleure efficience de l’utilisation de l’eau au niveau de chaque usager, etc.

Afin d’assurer une réponse adaptée dans le domaine de l’eau face aux enjeux du changement climatique pour le bassin, le préfet coordonnateur de bassin et le président du comité de bassin Rhône-Méditerranée ont pris l’initiative en 2011 de lancer un plan de bassin d’adaptation au changement climatique. Ils ont été rejoints dans cette initiative par l’ensemble des présidents de conseils régionaux du bassin. Ce plan doit permettre une déclinaison territoriale adaptée du PNACC, d’élaborer les éléments de stratégie à intégrer dans le futur SDAGE 2016-2021 et d’assurer une première mise en œuvre des mesures d’adaptation dans le cadre du 10ème programme de l’agence de l’eau « Sauvons l’eau ».

Le plan de bassin reprend les objectifs du PNACC et traite des enjeux spécifiques à la gestion de l’eau dans le bassin Rhône-Méditerranée. Il vient en complément des différents Schémas Régionaux Climat Air Énergie (SRCAE) et des Plans Climat Energie Territoriaux (PCET), qui doivent inclure des études de vulnérabilité et des initiatives d’adaptation dans différents secteurs. C’est pourquoi le plan de bassin apporte des éléments détaillés sur le volet eau. Il a vocation à constituer une référence pour ce domaine.

  1. Le panel de mesures pour faire face au changement climatique

Pour intégrer la question de l’adaptation au changement climatique, chaque projet devra être envisagé au regard de certains critères : économiser, éviter la mal-adaptation[4], préserver les potentialités actuelles et futures des ressources et des milieux, et retenir l’eau dans les territoires.

Il convient en priorité de basculer d’une gestion traditionnelle par l’offre (mobiliser plus d’eau) vers une gestion par la demande (maîtriser les besoins) qui constitue le fondement de l’action d’adaptation face au changement climatique, pour l’enjeu de la disponibilité en eau.

-Optimiser les usages domestiques de l’eau

Il faut généraliser les Schémas directeurs d’alimentation en eau potable, sécuriser les approvisionnements pour satisfaire l’usage d’eau destinée à la consommation humaine ne privilégiant la diversification. Une baisse des consommations devra être observée notamment en équipant en dispositifs hydro-économes la totalité des bâtiments publics. La performance des réseaux d’eau destinée à la consommation humaine devra être améliorée pour passer de 65% de rendement à 85% d’ici 2030.

Sur le plan agricole, touristique et énergétique, il conviendra d’augmenter la performance des réseaux d’irrigation et rendre l’agriculture moins dépendante en eau. Il faudra repenser l’occupation de l’espace notamment en exigeant des projets d’Unités Touristiques Nouvelles (UTN) qui intègrent des enjeux du changement climatique.

-Optimiser les usages économiques de l’eau

Le but est de réduire l’assèchement des sols. Des mesures seront pris en ce sens pour préserver ou améliorer la réserve utile du sol en agissant sur les itinéraires techniques et les pratiques culturales et en préservant les propriétés naturelles des sols et en réduisant le drainage.

Dans le plan national, est privilégiée la réinfiltration pour favoriser la rétention d’eau en compensant notamment la hauteur de 150% l’imperméabilisation en zone urbaine par la création de dispositifs d’infiltration et de réduction du ruissellement. De l’autre côté, il faut restaurer l’hydrologie fonctionnelle, la connectivité et la morphologie des cours d’eau.

  1. Le suivi du plan

Les acteurs sur les territoires seront plus à même de faire face aux changements qu’ils ne sont pas isolés ni dispersés, mais regroupés et organisés, afin de porter ensemble les actions d’adaptation. Il s’agit de réunir les conditions et les moyens d’un « agir ensemble », aux échelles pertinentes de territoire et d’usages notamment en encourageant la gestion collective de l’irrigation ou en systématisant les instances d’échange et de concertation pour le partage de l’eau.

Le comité du bassin a mis en place un groupe de travail sur le changement climatique et la gestion quantitative, animé par l’agence de l’eau et la DREAL-délégation de bassin.

Conclusion

Malgré certaines incertitudes, les impacts du changement climatique apparaissent de façon évidente dans de nombreuses régions, et certains effets sont d’ailleurs déjà visibles.

La gestion quantitative par la maîtrise de la demande en eau devrait donc certainement prendre une importance croissante. Dans ce contexte il apparaît indispensable d’acquérir une meilleure connaissance des prélèvements et des consommations nettes (volumes en jeu, localisation, délais de retour au milieu, etc.) afin de cibler de manière efficace et objective les mesures à prendre.

Malgré ces projections de baisse généralisée de la ressource en eau, on a pu noter que les débits élevés et l’impact des crues ne devraient pas baisser, et pourraient même s’aggraver. La gestion de ce risque ne doit donc pas être oubliée, et un suivi attentif du développement des connaissances sur ce sujet est nécessaire.

Les incidences du changement climatique ne concernent pas uniquement la gestion quantitative de l’eau. A la lecture des impacts possibles sur l’hydrologie, le lien entre la quantité et la qualité de l’eau apparaît renforcé, et la question des rejets devra certainement être réévaluée.

La biodiversité représente aussi un enjeu considérable à prendre en compte. Les zones humides constituent notamment des milieux particulièrement vulnérables au changement climatique, même si les connaissances au sujet des impacts possibles restent modestes. Enfin, les projections de modification des aires de répartition des espèces aquatiques montrent qu’il sera nécessaire de considérer l’évolution des cortèges d’espèces causée par le climat et ses conséquences sur les référentiels des indicateurs de bon état.

Il ressort également de cette synthèse que le bon état des eaux s’impose comme un pré requis indispensable pour faire face aux impacts du changement climatique. Toute mesure qui permettrait d’améliorer la résilience des milieux aux pressions va dans le sens d’une adaptation au changement climatique.

Enfin, bien que les incertitudes soient très élevées sur l’évolution des facteurs d’érosion et de submersion marine, on peut avancer que les risques devraient s’aggraver sur le littoral.

Les impacts du changement climatique seront donc marqués, et nécessiteront une adaptation des politiques de gestion de l’eau afin de réduire la vulnérabilité des territoires.

L’incertitude ne peut cependant plus être considérée comme un facteur de blocage à l’adaptation au changement climatique.

Malgré la dispersion de certaines projections, les connaissances actuelles permettent dès à présent d’entamer la réflexion sur une politique d’adaptation. L’incertitude doit être intégrée dans cette politique, elle peut être considérée comme un risque inhérent à la prise de décision en situation de non stationnarité. Les projections issues des modèles climatiques et d’impacts permettent d’encadrer l’ensemble des futurs possibles sous changement climatique, il s’agit ensuite de s’orienter vers des mesures résilientes et robustes.

En prenant en compte l’incertitude, un seuil de risque acceptable peut être défini collectivement, et différentes options d’adaptation peuvent être évaluées pour trouver des alternatives robustes, c’est-à-dire qui se comportent bien dans une large gamme des futurs possibles, plutôt que de manière optimale dans un scénario donné.

Les mesures structurantes et impactantes sur le long terme devront être évaluées avec prudence afin d’éviter le risque de « maladaptation », qui aboutirait à terme à une vulnérabilité accrue au changement climatique.

Le changement climatique implique des évolutions qui pourraient se poursuivre sur le long voire le très long terme.

L’adaptation va donc au-delà d’un ajustement à une tendance évaluée ou à un nouvel équilibre du système climatique, il s’agit d’évoluer vers une gestion plus adaptative de la ressource et des usages de l’eau, qui privilégie des systèmes résilients et des solutions robustes.

Bibliographie

Ouvrages et revues

Amigues J.P., B. Debaeke, G. Lemaire, et al. (éd), 2006. Sécheresse et agriculture. Réduire la vulnérabilité de l’agriculture à un risque accru de manque d’eau. Expertise scientifique collective, synthèse du rapport. INRA (France), 72 p.

Buisson, L., 2009. Poissons des rivières françaises et changement climatique: impacts sur la distribution des espèces et incertitudes des projections. Thèse de Doctorat. Université de Toulouse, 282 p.

Comité de bassin Rhône-Méditerranée et Corse, 2009. « Schéma Directeur d’Aménagement et de Gestion des Eaux ».

Dumont, B., D. Pont, G. Carrel, 2007. Quelles sensibilités biologiques face au réchauffement dans les cours d’eau français métropolitains? in Congrès 2007 de l’ASTEE: Compte rendu. 86ème Congrès de l’ASTEE (2007, Barcelone).

Lenôtre, N. et R. Pedreros, 2006. Impact du changement climatique sur le littoral. Géosciences 3, 36−43.

Ministère de l’Ecologie, de l’Energie, du Développement Durable et de la Mer, 2009. Cinquième Communication Nationale à la Convention Cadre des Nations Unies sur les Changements Climatiques. France.

Sites internet

GIEC : www. Ipcc.ch – voir le document technique VI sur le changement climatique et l’eau

Agence de l’eau Rhône Méditerranée Corse : www.eaurmc.fr – voir rapport sur les impacts du changement climatique dans le domaine de l’eau sur les bassins Rhône-Méditerranée et Corse – Bilan des connaissances

 Notes

[1] Le GIEC a pour mission « d’évaluer (…) les informations d’ordre scientifique, technique et socio-économique qui nous sont nécessaires pour mieux comprendre les fondements scientifiques des risques liés au changement climatique d’origine humaine, cerner plus précisément les conséquences possibles de ce changement et envisager d’éventuelles stratégies d’adaptation et d’atténuation ».

[2] Le stress hydrique est un concept qui permet de décrire la manière dont les populations sont exposées à un risque de pénurie d’eau

[3] On parle d’évènements extrêmes lorsque les variables climatiques dépassent un seuil proche des valeurs observées les plus hautes ou les plus basses. Ce seuil peut être défini à partir d’une intensité (température supérieure à 40°C par exemple) ou d’une fréquence d’occurrence (évènements ayant une période de retour de 10, 20 ou 30 ans par exemple.

[4] La mal-adaptation est une situation où la vulnérabilité aux aléas climatiques se trouve paradoxalement accrue

Rédigé par vroox idans Thèmes et Commentaire (1)

Un commentaire

  1. Commentaire by Vincent Verdier on 5 mars 2015 at 12 h 34 min

    Chacun devrait ressentir une part de responsabilité face à cette planète, car il faut savoir que nous n’en héritons pas de nos parents, nous l’empruntons à nos enfants. Nous devrions prendre conscience que gaspiller nos ressources inutilement aujourd’hui pourra nous coûter cher demain. Chacun devrait ressentir une part de responsabilité face à cette planète, car il faut savoir que nous n’en héritons pas de nos parents, nous l’empruntons à nos enfants.

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