Un épisode de sécheresse a généralement pour origine un déficit en précipitations (ou une augmentation de l'évapotranspiration) sur une longue période (sécheresses météorologiques), ce qui entraîne une réduction de l'infiltration et de l'humidité du sol (sécheresses agricoles) et, par conséquent, une réduction du ruissellement direct, des écoulements souterrains et des débits (sécheresses hydrologiques). Cette traduction d’une condition météorologique anormale en une sécheresse agricole et / ou hydrologique est définie en recherche comme une "propagation de la sécheresse". Elle implique des processus météorologiques et hydrologiques non linéaires : interactions entre déficits de précipitations, dynamique de la végétation, évapotranspiration excessive, dynamique des écoulements, activités humaines.
La majorité des études récentes attribuent au changement climatique une tendance croissante aux sécheresses météorologiques, agricoles comme hydrologiques.
Wenhua Wan et 7 collègues ont testé le couplage entre des modèles climatiques et des modèles hydrologiques pour analyser l'évolution possible de ces sécheresses au cours du 21e siècle, cela à l'échelle globale. Ils préviennent que ce travail reste préliminaire et indicatif en raison de la complexité des interactions, notamment dans les modèles hydrologiques et dans le couplage aux projections des activités humaines.
Voici le résumé de la recherche par les auteurs :
"Cette étude examine les effets du changement climatique et de la gestion de l'eau, y compris l'irrigation agricole, les prélèvements d'eau et la régulation des réservoirs, sur les futures sécheresses météorologiques, agricoles et hydrologiques, et leurs connexions. L'analyse est basée sur les simulations de quatre modèles hydrologiques globaux forcés avec les projections de cinq modèles climatiques globaux pour la période historique 1971-2000 et la période future 2070-2099, avec et sans gestion de l'eau. Trois indices de sécheresse unifiés, l’indice normalisé de précipitation, l’indice normalisé d’humidité du sol et l’indice normalisé de débit, sont adoptés pour représenter respectivement les sécheresses météorologiques, agricoles et hydrologiques.
L'analyse suggère que les changements de la sécheresse pour cause climatique se renforcent, mais dans des directions différentes pour les trois types de sécheresse, tandis que les changements induits par la gestion de l'eau dans les sécheresses agricoles et hydrologiques sont plus cohérents dans l'espace et les simulations. Globalement, les activités de gestion de l’eau réduisent la durée et l’intensité des sécheresses agricoles d’un ordre de grandeur environ, tout en augmentant celles des sécheresses hydrologiques jusqu’à 50%. Une analyse à l'échelle du bassin révèle que plus l'intensité de l'irrigation est élevée, plus les changements dus à la sécheresse induits par la gestion de l'eau seront importants. En raison des activités de gestion de l'eau dans certaines régions, les périodes de retour de sécheresses agricoles extrêmes (en termes de gravité) peuvent passer de 100 à 300 ans, voire plus, alors que des sécheresses hydrologiques typiques d'une durée de 100 ans sont susceptibles de se produire plus souvent dans les régions situées en latitudes 25°N–40°N et 15°S–50°S.
Cette étude fournit une vision globale de la modification de la sécheresse dans l'Anthropocène, ce qui contribuera à améliorer les stratégies d'adaptation aux futures sécheresses."
Dans le détail, la projection confirme une aggravation des sécheresses dans la plupart des régions (dont la France), cela de manière d'autant plus marquée que les émissions de carbone augmentent (les RCP 2,6 et 8,5 désignent des hypothèses de forçages radiatifs par effet de serre de 2,6 et 8,5 W/m2 en 2100):
"Bien qu'en moyenne, les précipitations à l'échelle mondiale soient plus importantes au siècle prochain, cependant, en raison de la répartition inégale spatio-temporelle des précipitations et des influences humaines, les trois types de sécheresse s'intensifient, en particulier dans les régions peuplées. Comparativement, les changements dans la structure de la sécheresse sont beaucoup plus importants pour le RCP8.5 que pour le RCP2.6, ce qui peut être attribué à l'inégalité croissante des précipitations, accompagnée d'une température plus élevée et de taux d'évaporation plus élevés."Ce tableau donne les tendances de la durée, intensité et sévérité des trois types de sécheresse, pour les 2 hypothèses d'émissions carbone. Les valeurs sont en pourcentages. La colonne Nat-hist/hist indique comment l'effet climatique seul augmente les effets des sécheresses par rapport à la situation de fin de 20e siècle. La colonne Hum-nat/nat indique comment la poursuite de la gestion actuelle de l'eau seule augmente (ou baisse) les effets des sécheresses par rapport à une situation où nous stopperions des prélèvements à leur niveau actuel.
Extrait de Wan et al 2018, art cit, cliquer pour agrandir.
Cette carte montre l'exemple de l'évolution des intensités de sécheresses agricoles et hydrologiques, selon les deux scénarios 2.6 et 8.5, avec ou sans évolution de la gestion humaine de l'eau.
Extrait de Wan et al 2018, art cit, cliquer pour agrandir.
Les auteurs concluent à la nécessité d'un partage des eaux fondés sur de bonnes anticipations :
"Cette étude souligne l’importance des activités de gestion de l’eau dans le contexte des changements climatiques futurs, en plus de la réduction des émissions de gaz à effet de serre. L'évolution spatio-temporelle et la propagation des sécheresses ont souvent un impact important sur les systèmes intégrés d'eau, d'énergie et d'alimentation. Par exemple, l'atténuation des sécheresses agricoles (eg via le détournement de l'eau des canaux ou des réservoirs en amont) peut être bénéfique pour la sécurité alimentaire, mais entraîner une réduction du débit des rivières en aval, mettant ainsi en péril la sécurité de l'énergie et de l'eau. L'évolution et la propagation des sécheresses peuvent également franchir les frontières des pays et des régions, entraînant ainsi des conséquences politiques. Par exemple, la demande excessive en eau dans les pays en amont peut déclencher des sécheresses hydrologiques dans les pays en aval. En effet, non seulement le changement climatique, mais les activités de gestion de l’eau affecteront fondamentalement les caractéristiques et l’évolution des futures sécheresses météorologiques, agricoles et hydrologiques, qui auront de profondes influences socio-économiques et politiques. Par conséquent, nous recommandons que des stratégies de gestion de l'eau appropriées soient prises en compte dans la modélisation de la gestion de la sécheresse et de l'atténuation de ses effets."Discussion
Le partage des eaux entre les activités humaines, mais aussi entre le besoin humain et celui des milieux aquatiques naturels, est déjà un enjeu majeur et cette tendance devrait s'accentuer dans le siècle à mesure que s'installe une plus forte incertitude climatique. Pour être résilientes, nos sociétés devront être capables d'affronter des amplitudes thermiques et hydrologiques incluant des épisodes extrêmes. S'il reste une première approximation globale par modèles à améliorer, le travail de Wenhua Wan et de ses collèges a le mérite de montrer que la sécheresse agricole et la sécheresse hydrologique doivent être pensées ensemble. Leur étude suggère aussi in fine que la baisse des émissions de gaz à effet de serre par hausse des productions d'origine renouvelable non carbonée reste la première urgence du moment : un scénario à fort émission de gaz à effet de serre (RCP 8.5) produirait des effets nettement plus difficiles à gérer.
Dans une campagne contre la construction de barrages et retenues, France Nature Environnement a présenté ainsi ce travail de Wan et al : "Une étude publiée en 20181 dans le Journal of Geophysical Research montre que ces aménagements humains pourraient certes réduire la sécheresse agricole de 10 % mais conduiront à une augmentation de l’intensité des sécheresses sur l'ensemble du bassin à hauteur de... 50 %." (site FNE, version consultable du 17/08/2019)
Comme on le voit, la lecture attentive de la référence citée par FNE ne raconte pas tout à fait la même histoire. Une baisse d'un ordre de grandeur (un facteur 10) n'est pas une baisse de 10% : l'étude de Wan et al confirme bien l'efficacité possible de la lutte contre les sécheresses agricoles. Les sécheresses induites par le changement climatique seul seront de toute façon plus marquées, donc se pose d'une manière ou d'une autre la question de nos choix de gestion et d'abord de la prévention des émissions carbone. Savoir si la gestion humaine de l'eau aggravera les sécheresses hydrologiques reste une question ouverte et largement liée à l'intensité locale des besoins en irrigation. Enfin, cette recherche est muette sur la question des barrages de retenues et de leur répartition optimale dans un bassin versant : retenir toute l'eau à l'amont aurait forcément des effets négatifs à l'aval, mais répartir des retenues sur le bassin peut être plus intéressant. Au demeurant, c'était le cas en France jadis, les cartes anciennes montrant un grand nombre de petites retenues présentes dans toutes les vallées, certainement à but premier piscicole, mais aussi avec des effets probables de réserve d'eau. Bien entendu, du fait de sa consommation d'eau et de la hausse attendue du coût de cette eau, le modèle agricole est le premier concerné par une réflexion sur l'avenir des usages. C'est aussi le cas du tourisme continental en été, les rivières et plans d'eau voyant de fortes affluences.
L'INRA et Irstea ont publié en 2016 une expertise collégiale sur l'effet cumulé des retenues. Les chercheurs français y soulignaient le besoin de connaissance, car les modèles hydrologiques ne sont pas toujours convergents et les données empiriques sont encore rares. De plus, la gestion future de l'eau se fera bassin par bassin en fonction des données fines sur l'eau, les sols, la végétation, les besoins humains, les écosystèmes aquatiques et, dans le cas particulier des retenues, leur nature exacte (retenues collinaires, grands barrages réservoirs, plans d'eau déconnectés du lit mineur, plans d'eau sur lit mineur). L'hypothèse d'une meilleure recharge des nappes par restauration de zones humides est aussi à envisager par bassin : l'idée est bonne, mais elle dépend de l'incision des lits mineurs, de la dynamique de crue, de la disponibilité du foncier en lit majeur, du taux réel de recherche des nappes... toutes choses qui sont à étudier avant d'y voir une solution fiable et à échelle des besoins. On ne peut donc pas accepter que les uns ou les autres mettent en avant "la science" sur la question de la construction future des retenues, car nous n'avons pas en réalité d'assertion scientifique forte sur le bilan coût-bénéfice. Pour les retenues qui existent déjà, on peut douter de l'intérêt de les détruire dans une période aussi incertaine sur l'avenir hydrique, climatique et énergétique de nos sociétés. Hélas, l'Etat français a pour le moment choisi cette option au nom de la "continuité écologique".
Certains ne jurent que par les solutions fondées sur la nature, d'autres réclament des constructions de barrages partout où un besoin est exprimé. La solution ne sera probablement pas unique ni systématique, elle devra être fondée sur des faits et des preuves, des expérimentations avec des évaluations précises, des concertations locales visant à construire des compromis. Il nous faut surtout éviter des postures de principe confinant au dogmatisme et des choix mal informés ne tenant pas compte de l'ensemble des attentes sociales sur l'eau.
Référence : Wan W et al (2018), A holistic view of water management impacts on future droughts: A global multimodel analysis, JGR Atmosphere, 123, 11, 5947-5972
Illustration en haut : Lit de la rivière Doubs complètement asséché, fin octobre 2018. Maisons-du-Bois-Lièvremont. CC Espirat
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Vous citez l'expertise collégiale sur l'effet cumulé des retenues, qui souligne le besoin d'amélioration de la connaissance. Concernant le point particulier des impacts cumulés des retenues sur l'hydrologie, la conclusion de cette expertise comprend la phrase suivantes : "L'impact de réseaux de retenues sur l'hydrologie est démontré et quantifié dans toutes les études, qu'elles s'appuient sur l'observation ou la modélisation. Ces impacts se traduisent par une réduction du débit moyen, mais aussi des débits d'étiage, de crue, ainsi que de la variabilité annuelle des débits. Des impacts sur les nappes et les zones humides sont également relevés, et ces impacts se prolongent jusqu'aux estuaires et à la mer".
RépondreSupprimerSauf erreur de compréhension de ma part, cela indique bien que les retenues ont globalement un effet négatif sur l'hydrologie des bassins versants...
Suivi par ces deux paragraphes :
Supprimer"Cependant, l’intensité des impacts est assez variable, d’une part sur un même bassin, en fonction de la variation des conditions climatiques d'une année à l'autre, les diminutions des débits étant systématiquement plus importantes les années sèches que les années humides, et d’autre part, d’un bassin à l’autre. La variabilité entre deux bassins, même situés dans des contextes climatiques et géologiques similaires peut s’expliquer par la différence d’équipement en retenues des bassins, leur situation dans le bassin, et/ou par leur utilisation.
A notre connaissance, aucune étude ne s'attache à répondre à la question de la pertinence d'indicateurs simples, notamment en lien avec la densité de retenues, pour évaluer l'impact des retenues, la plupart des études se focalise sur un bassin particulier, sans objectif de corréler les impacts à des indicateurs. Ainsi, il n’y a pas de trace d’indicateur élaboré, comme par exemple la comparaison des précipitations efficaces par rapport au volume des retenues. Une première analyse globale à partir de l'ensemble des études de cas suggère que la densité de retenues seule n’est pas un critère suffisant pour quantifier l’impact hydrologique. Pour autant, la question reste ouverte compte tenu du faible effectif de cas d'études disponibles."
On ne fait pas des politiques publiques centralisées avec préconisation générale sur la base d'un faible effectif d'études disponibles et d'une forte variabilité des réponses locales. Espérons qu'on le comprenne en écologie comme ailleurs, même si cela déplaît aux discours simplistes.
Certes, il est utile d'affiner la connaissance, de faire des études, de créer des indicateurs, etc... Mais il semble quand même que, contrairement à une idée largement propagée par vous même (cf votre surprenant appel à témoignages sur le thème "continuité et assecs") et par d'autres, l'impact des retenues sur l'hydrologie est globalement négatif, et probablement plus négatif encore lorsque les années sont sèches. Dans la perspective d'un réchauffement climatique qui semble inéluctable, on peut donc supposer que multiplier les retenues en prétendant qu'on va ainsi lutter contre les effets dudit réchauffement, à la fois sur les milieux et sur les usages, est une fausse bonne idée, voire même une vraie mauvaise idée.
SupprimerMême si évidemment les retenues ne sont pas la seule cause des problèmes hydrologiques, et la diminution de leur densité la seule solution à ces problèmes.
Supprimer une retenue et ses diversions (biefs) a de l'intérêt pour la quantité d'eau si et seulement si dans le même temps vous restaurez le lit majeur afin de permettre des inondations et créations de ZH naturelles. Sinon, vous faites le chantier standard des casseurs bas du front : on pète la chaussée et on s'en va, on se retrouve juste avec un lit mineur davantage incisé dans son chenal, un écoulement plus rapide et moins de rétention d'eau au fil de l'année. C'est cela que nous documentons et cela correspond à une hydrologie assez simple à comprendre. Le rapport Bernard signalait déjà dans les années 1990 que la plupart des ZH ayant survécu aux politiques actives de drainage et calibrage pendant 200 ans sont des ZH artificielles. Les étangs, biefs, plans d'eau en font partie. Leur gestion est améliorable (ombrage pour limiter l'insolation directe, écoulement de fond pour de l'eau plus fraîche etc. ; la recherche a aussi montré qu'une prairie humide peut s'évaporer plus rapidement qu'un étang, donc on dit beaucoup de bêtises et généralités à ce sujet, justement par défaut d'analyse au cas par cas.)
SupprimerAprès, la construction de nouvelles retenues est un autre débat. Il est complexe et comme le montre cette recherche ici commentée, il y a risque d'augmenter les sécheresses hydrologiques si l'on intensifie les usages pour pallier les sécheresses agricoles. Les auteurs de l'expertise collégiale soulignent que les travaux trop rares ne discernent pas toujours l'effet purement hydrologique de la retenue de l'effet anthropique lié à l'usage de la retenue (la hausse du prélèvement quantitatif, y compris au-delà du surplus liés au réservoir). Wan et al questionnent aussi cela, dans leur modèle à maille grossière mais utile pour cerner les questions de recherche.
Quant à tous les discours que l'on entend sur les "solutions fondées sur la nature", ils restent des slogans tant qu'on n'a pas précisé la manière dont on va assurer la recharge de nappe au fil de l'an, le foncier que cela demande, le taux de recharge que cela garantit, le coût que cela induit et l'acceptabilité sociale que cela rencontre. L'ingénierie écologie est tout à fait légitime mais c'est d'abord une ingénierie, on attend d'elle des résultats tangibles et pas des déclarations un peu floues ou des généralisations de cas isolés et peu étudiés dans la durée.
Effectivement, c'est complexe, et qui prétendrait que la suppression systématique de toutes les retenues serait nécessaire et suffisante pour régler les problèmes hydrologiques aurait tort.
SupprimerEt effectivement la question des retenues est indissociable de la question des usages, et l'expertise scientifique collective souligne ce point. Il n'en reste pas moins que, malgré toutes les incertitudes, cette expertise indique que l'effet cumulé des retenues est globalement négatif sur l'hydrologie, en particulier en période sèche. L'argument de l'intérêt des retenues pour préserver la ressource d'un point de vue quantitatif est donc, globalement, faux.
A l'aune de ce constat, votre appel à témoignages "continuité et assecs" me semble très curieux, et à des années lumières de la rigueur scientifique que vous brandissez comme un étendard.
Nous sommes une association, pas un laboratoire de recherche.
Supprimer"L'argument de l'intérêt des retenues pour préserver la ressource d'un point de vue quantitatif est donc, globalement, faux" : non, pour les raisons énoncées ci-dessus. Et comme le disent Wan et al, cela dépend des usages, si vous irriguez énormément c'est négatif, sinon cela peut compenser des sécheresses hydrologiques. Vous continuez de faire une généralité indue, c'est problématique cette manière de pensée. La réforme de la bureaucratie et de l'expertocratie est un préalable à la discussion, ces manières de trancher sur de l'information limitée sont bien trop 20e siècle.
Vous n'êtes certes pas un laboratoire de recherche (un ministère non plus, d'ailleurs), mais vous pointez en permanence, articles scientifiques à l'appui, ce que vous considérez comme des contre-vérités scientifiques. Quand la science va à l'encontre de vos arguments (parce qu'il s'agit de ça, en l'occurrence, quoi vous expliquiez), vous êtes incapables de le reconnaître. Ce n'est pas surprenant, évidemment, même si c'est exactement ce que vous reprocher à la bureaucratie et l'expertocratie de faire...
RépondreSupprimerQuoi qu'il en soit, nous attendons avec impatience les conclusions que vous ferez de votre appel à témoignages sur "continuité et assecs". Si on en croit l'étude que vous citez brièvement plus haut, vous devriez plutôt faire un appel à témoignages sur "prairies humides et assecs"...
"Vous n'êtes certes pas un laboratoire de recherche (un ministère non plus, d'ailleurs), mais vous pointez en permanence, articles scientifiques à l'appui, ce que vous considérez comme des contre-vérités scientifiques."
SupprimerNous nuançons sur un sujet où la bureaucratie de la biodiversité, les lobbies environnementalistes et pêcheurs tendent à tenir des propos un peu trop définitifs et plus encore à "oublier" (opportunément pour eux) plein d'approches scientifiques possibles de l'objet rivière ou de l'objet vivant. Sans parler des approches citoyennes qui n'ont de toute façon pas à obéir à la science comme à une religion.
Ce n'est donc pas vérité versus contre-vérité, c'est complexité et nuance.
"Quand la science va à l'encontre de vos arguments (parce qu'il s'agit de ça, en l'occurrence, quoi vous expliquiez), vous êtes incapables de le reconnaître."
Pourquoi? Si la science dit qu'une succession de retenues baisse ou lisse le débit de la rivière sur un bassin (le point que vous soulevez au départ), nous pouvons parfaitement l'admettre.
La question est pour nous de voir avec les riverains, propriétaires et habitants d'un bassin ce que l'on veut préserver et optimiser :
- des habitats différents donc certains artificiels
- divers usages dérivés de l'eau (irrigation, énergie, loisir, eau potable)
- de la biodiversité du profil "naturel" de la rivière
- de la recharge de nappes
- de la gestion d'événements extrêmes (crues, assecs)
- des héritages culturels et paysagers
- etc.
et d'essayer de voir comment tout cela se répond sur un bassin versant, comment on peut affecter le "capital eau" que reçoit le bassin dans l'année à partir des précipitations.
En gros c'est que ce doivent faire les SAGE, on veut juste que cela se fasse sans dogmes pré-établis qui limitent la réflexion, sans flou avec une absence de mesures préalables (hydrologiques, biologiques et autres).