Séminaire « Les sciences de la vie et de la Terre au XXIème siècle »

Le point de vue du chercheur : les problèmes de l'eau dans le monde

Ghislain de Marsilly, membre de l'académie des sciences, professeur de géologie à l'université Paris-VI

Le cycle de l'eau

Le cycle de l'eau que nous connaissons aujourd'hui et que certains d'entre vous enseignent, n'est pas celui qui était en vigueur jusqu'au XVIIIe siècle. Le cycle de nos anciens était le cycle per descensum qui postulait que l'eau s'infiltre de la mer dans les terres, se réchauffe, se dessale et remonte dans les sources.

Le cycle réel est un cycle per ascensum : l'eau s'évapore depuis les continents et les océans. L'évaporation des océans représente 425 000 kilomètres cubes par an, celle des continents représente 71 000 kilomètres cubes par an. Sur ces 496 000 kilomètres cubes annuels, 385 000 retombent sur les océans et 111 000 sur les continents. Sur ces 111 000 kilomètres cubes, 71 000 s'évaporent et constituent l'eau verte qui alimente naturellement toute la végétation en l'absence d'irrigation. Il reste enfin 40 000 kilomètres cubes d'eau qui s'écoulent et se répandent dans l'environnement sous forme de crues et d'écoulements lents principalement souterrains, le reste constituant la fusion des glaces polaires.

Une demande liée à l'agriculture

Pour récupérer les crues, il faut construire des barrages. Alors qu'en Europe et dans les pays développés les barrages ont mauvaise presse - les barrages noient des villages, des paysages, des cultures - de nombreux chantiers de ce type vont être entrepris dans les pays du Sud. Si certains déplorent que le barrage d'Assouan ait noyé des antiquités et la civilisation nubienne, les Égyptiens s'en félicitent. L'alimentation en eau servant à irriguer la plaine du Nil a été stable depuis que le barrage existe. Ce barrage a évité des crues dévastatrices et a permis de supporter deux sécheresses.

La demande en eau est très liée à l'irrigation des cultures (60 % de la demande). Nous ne mourrons pas de soif sur cette planète, mais nous mourrons de faim ! L'industrie utilise peu d'eau et la consommation domestique représente 10 à 12 % de la consommation totale.

L'eau d'irrigation s'évapore et une grande partie retourne dans l'atmosphère. En revanche, dans l'industrie, l'eau qui refroidit une centrale n'est pas consommée par cette dernière qui la réchauffe légèrement et la restitue. De la même manière, l'eau domestique peut être dépolluée et restituée.

Analyse prospective

On estime globalement que 13 000 kilomètres cubes d'eau par an sont récupérables. Apparemment, la situation n'est pas tendue. Cependant, la répartition des ressources en eau est extrêmement hétérogène. Les précipitations sont quasi inexistantes dans les zones désertiques, elles sont moyennes dans les zones tempérées - environ 750 millimètres par an - et extrêmement fortes dans les zones tropicales - plus de 2 mètres par an. En cas de réchauffement climatique, il pleuvra davantage dans les zones tropicales et la ceinture désertique va se déplacer vers le nord. En Europe, il pleuvra davantage en Norvège et moins en Espagne. Pour la France le point neutre - celui au nord duquel les pluies diminueront et au sud duquel elles s'accroîtront - se situe à Lyon, à plus ou moins 1 000 kilomètres près !

Aucune prévision sérieuse ne peut être faite quant aux effets du réchauffement sur les extrêmes. En effet, le cycle de l'eau se gère par les moyennes. Avec l'aggravation de l'effet de serre, ces extrêmes devraient s'accentuer, les crues et les sécheresses devraient être plus importantes que celles que nous connaissons. Toutefois, les statistiques sur les observations actuelles ne permettent pas de le démontrer et les spécialistes du climat sont très indécis. Pour ma part, je pense que les aléas climatiques vont devenir plus importants et que des famines vont se produire. L'ensemble des eaux douces constitué par les lacs, les mers intérieures, l'humidité de l'air et du sol représente un volume faible. Les seules réserves importantes sont les glaciers et les eaux souterraines. Les Nations unies estiment que, compte tenu de l'augmentation démographique d'ici à 2025, le Moyen-Orient, l'Afrique du Nord et l'Inde connaîtront des problèmes graves. En revanche, la Chine ne devrait pas subir de pénurie d'eau trop importante.

Plusieurs solutions envisageables

Le recyclage des eaux

Le recyclage des eaux utilisées pour les usages urbains et industriels est une solution déjà communément mise en œuvre.

L'exploitation de type minier des eaux souterraines

En Libye par exemple, il existe des aquifères très importants d'eau douce dans le Sahara. Il s'agit d'eaux "fossiles", c'est-à-dire qui se sont rechargées pendant une période plus humide du Quaternaire, il y a 5 000 ou 6 000 ans. Une conduite de 4 mètres de diamètre amène cette eau du désert vers la côte. Le colonel Kadhafi estime ces réserves à 35 000 kilomètres cubes et considère que la Libye dispose de suffisamment d'eau pour les 20 000 prochaines années. C'est peu probable, car de nombreux problèmes se poseront d'ici là.

L'exploitation des sources sous-marines

La Mortola, au large de Menton, est une source sous-marine. La technologie mise en œuvre par la société Nymphea Water pour récupérer l'eau de cette source suscite des espoirs. L'exploitation des ressources pétrolières produit 70 millions de barils par jour. Or le pétrole extrait est mélangé avec de l'eau en quantité égale. Il est donc possible de produire autant de barils d'eau que de barils de pétrole. Cela représenterait 4 kilomètres cubes par an. Le pétrole se trouvant dans les zones arides, cette ressource présente un intérêt évident. Cette eau chargée de sels et d'hydrocarbures n'est pas directement utilisable. Elle est déposée, à titre expérimental pour l'instant, dans des bâches en plastique mises au soleil, desquelles elle s'évapore. L'évaporation est ensuite condensée sur des parois froides et l'eau douce est récupérée.

Les barrages

Le barrage des Trois Gorges, en Chine, est le plus important en termes de quantité d'eau stockée : 39 kilomètres cubes. Sa construction a nécessité le déplacement de 3 millions de personnes. Il produit autant d'électricité que 3 centrales nucléaires. Le problème de l'eau est indissociable de l'habitude alimentaire des Chinois. En effet, ces derniers qui étaient de grands consommateurs de riz commencent dorénavant à manger plus de viande. Or, si pour produire 1 tonne de riz il faut 30 tonnes d'eau, pour produire 1 tonne de viande, il en faut dix fois plus. Le choix de régime alimentaire des Chinois et des Indiens - dont beaucoup sont végétariens - aura donc une incidence majeure sur leurs futurs problèmes de l'eau.

Les centrales de désalinisation

Londres va construire une centrale de désalinisation d'eau de mer pour alimenter la ville. Cette technologie est consommatrice d'énergie dont la combustion participe à l'effet de serre. Il convient donc d'être conscients des effets pervers de cette solution.

Le transport des icebergs

Certains ont envisagé de déplacer les icebergs vers les zones ayant besoin d'eau. Pour ce faire, l'iceberg, qui peut mesurer 100 mètres de haut et 300 mètres de large, est emballé dans une "jupe" en plastique ouverte en bas et en haut. Le tout est tiré par bateau au travers des océans. L'eau douce qui fond durant le trajet repousse l'eau de mer et est pompée à destination. Le coût énergétique de ce transport n'est pas très important, probablement supportable et comparable, voire inférieur à celui du dessalement.

L'eau virtuelle

Il faut 1 000 mètres cubes d'eau pour produire 1 tonne de blé et dix fois plus pour produire 1 tonne de viande. L'eau virtuelle est une solution pour les pays en expansion démographique situés dans des zones arides. Cette solution consiste à exporter vers ces pays la nourriture produite sous les climats tempérés. Certains pensent que la Sibérie, avec les changements climatiques annoncés, pourrait ainsi devenir le grenier à blé de l'Afrique. Le problème de la contrepartie - ces pays doivent payer la nourriture importée - n'a pas encore trouvé de solution.

La sélection végétale ou les OGM

Un spécialiste de l'Inra considère qu'il n'est pas possible de résoudre le problème de la faim dans le monde grâce aux OGM car l'absorption de CO2 est régie par l'évaporation des stomates. Il n'est donc pas envisageable de produire de façon significative davantage de végétaux avec beaucoup moins d'eau.

Références suggérées

Comptes rendus Géoscience de l'académie des sciences, tome 337, fascicules 1-2, janvier- février 2005, numéro thématique spécial "Eaux Continentales", Gh. de Marsily, rédacteur invité, Elsevier, 296 pages, 24 articles.


Actes du séminaire national - Les sciences de la vie et de la Terre au XXIème siècle : enjeux et implications 15 et 16 décembre 2004

Mis à jour le 15 avril 2011
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