09/09/2020

Ne diabolisons pas les retenues d'eau par des discours simplistes

A la suite de l'article polémique de Christian Amblard dans le Monde contre les retenues d'eau, que nous avions recensé, nous avons reçu une tribune de Patrick Hurand, ingénieur général des Ponts, des eaux et des forêts retraité (X-Gref), ancien directeur de l'ingénierie à la Compagnie d'aménagement des Coteaux de Gascogne. Patrick Hurand a consacré des années de carrière à l'analyse hydrogéologique des bassins, à la gestion de leurs étiages et à la conception de schémas de préservation de la ressource en eau. Il déplore l'émergence d'une vision simpliste, binaire et souvent caricaturale sur les retenues d'eau, en appelant à un débat informé et fondé sur des données dans chaque bassin. Nous publions cette tribune, qui sera également diffusée aux décideurs publics de bassin en charge de l'adaptation au changement climatique. 

Face à la sécheresse, les retenues d'eau artificielles, une solution à très court terme?....ça se discute!

Patrick Hurand
ingénieur général honoraire des Ponts, des eaux et des forêts

(Télécharger en pdf)

Avec la canicule et la sécheresse, les médias se sont intéressés à la politique de création de retenues demandée avec insistance par la profession agricole. Le «débat» a été lancé à la matinale de France Inter, le 3 août 2020, par l'interview d'Emma Haziza, docteur de l'école des Mines de Paris, hydrologue et présidente fondatrice de Mayane, «centre de recherche-action visant à apporter des solutions stratégiques pour la résilience des territoires face au risque inondation». Il a été suivi par un article paru dans le Monde daté du 8 août 2020 sous le titre «Face à la sécheresse, les retenues d'eau artificielles, une solution à très court terme». La teneur du discours est la même: «tout le monde connaît les impacts négatifs de la création de retenues sur l'environnement. Mais, sans même parler de ça, nous, scientifiques, nous contestons formellement l'efficacité de ce type de solution qui n'augmentent pas la ressource en eau disponible». La «démonstration» s'appuie sur deux types d'arguments:

  • les retenues génèrent d'énormes pertes par évaporation;
  • elles diminuent la réalimentation des nappes.

La conclusion se veut universelle et applicable à tout type de projet. Elle a le «mérite» de la simplicité et peut facilement servir «d'éléments de langage» aux politiques qui sont déjà sur la même longueur d'ondes. Le présent article n'a pas la prétention d'être aussi facilement compréhensible. Il va rentrer dans le détail, s'intéresser aux aspects techniques ce qui est souvent considérer comme ennuyeux et inintéressant par un média grand public. Mais il va s'efforcer de répondre, exemple à l'appui, à ces 2 arguments. Les problèmes de ressources en eau se résolvent au cas par cas en essayant de trouver les meilleures solutions. Tout au plus, avec l'expérience, peut on dégager une typologie des cas rencontrés qui permet d'orienter la recherche dans la bonne direction.  Mais une chose est sûre: il n'y a pas de vérité universelle et à tout slogan du type « les barrages sont nocifs pour l'environnement» ou «pas une goutte d'eau à la mer», on peut toujours trouver des contre-exemples:

  • Parmi les plus belles rivières à truites du monde, on  trouve les «tails water» américaines, comme la Missouri, la Madison ou la Big Horn dans le Montana, toutes situées à l'aval de gros barrages hydroélectriques,dans des zones où en l'absence de barrages il n'y aurait aucun salmonidé. En France, la Dordogne à l'aval d'Argentat, donc à l'aval de toute la chaîne des barrages hydroélectriques de la Dordogne est une magnifique rivière à truites et à ombres.
  • Le slogan lancé par Hassan II «pas une goutte d'eau à la mer», s'il a permis à ses débuts de lancer la politique de création de barrages, indispensable au pays, a conduit à réaliser les projets selon les seuls critères des barragistes (on équipe les bons sites) sans se soucier de la position des sites par rapport aux besoins. Compte tenu du niveau d'équipement actuel, il a atteint ses limites.

La nature est trop belle, trop diverse pour que ces slogans puissent s'appliquer à la diversité des cas qu'on peut rencontrer.  Pour donner un avis pertinent, il faut hélas se donner du mal et travailler.

Le lac de Puydarrieux (Natura 2000) fait partie de l'hydrosystème du canal de la Neste qui  permet de mobiliser 220 millions m3 d'eau par an au service des territoires de Gascogne. Photo Patrice Bon, CC BY-SA 4.0.


Une retenue fait-elle perdre beaucoup d'eau par évaporation ?

Une des premières choses qu'apprend l'hydrologue débutant c'est que:

P= R+I+ETR

où P désigne la pluie, R le ruissellement, I l'infiltration et ETR l'évapotranspiration réelle.

R+I constituent la ressource en eau RE (celle qui est renouvelable ie qui peut faire l'objet d'une exploitation durable). Toute l'hydrologie est ainsi basée sur l'équation: 

RE = P-ETR.

Lorsqu'on fait une retenue, on crée une perte de ressource par évaporation. Mais comme la surface noyée par une retenue était très rarement occupée préalablement par un parking, il y avait avant la création de la retenue une évapotranspiration. La perte de ressource en eau imputable au projet correspond à la différence Evaporation – Evapotranspiration et non à l'évaporation. Comment chiffrer cette différence?

On peut faire référence, comme dans l'article du Monde, à des études américaines faisant état de pertes de 40 à 60% du volume de la retenue. Aucune raison de mettre en doute les résultats d'une telle étude. En revanche, on peut regretter qu'il ne soit pas précisé où ces résultats ont été obtenus. Supposons que les études aient été menées en Arizona ou au Nevada. On comprendra aisément que l'évaporation est beaucoup plus forte qu'en France et que surtout, l'évapotranspiration de quelques cactus n'a rien à voir avec celle d'une forêt française. Recherchons donc des données en France.

Si on a facilement accès aux données d'évapotranspiration, les données d'évaporation sont moins fréquentes. Une recherche sur Internet a permis de trouver un intéressant travail de thèse intitulé «L'évaporation dans le bilan hydrologique des retenues du centre de la France (Brenne et Limousin)» réalisé par Mohammad Aldomany dans le cadre de l'université d'Orléans. Une campagne de mesure sur l'un des étangs lui ont permis de comparer les résultats expérimentaux aux formules mathématiques les plus usuelles permettant de calculer l'évaporation, permettant ainsi de déterminer la meilleure formule de calcul de l'évaporation. Les ordres de grandeur sont voisins. L'auteur conclut que l'évaporation est sensiblement égale à l'évaporation d'une chênaie et que suivant les sites, l'impact de la retenue peut être positif ou négatif, mais toujours faible. Pascal Bartout, maître de conférence à l'université d'Orléans, a quant à lui montrer qu'en Sologne l'évapotranspiration estivale des joncs ou des gazons est de 1,35 à 1,5 fois supérieur à l'évaporation des étangs. En conclusion, sous nos climats, les retenues n'ont en général pas d'impact négatif sur les ressources en eau. On peut donc s'étonner que des scientifiques osent prétendre le contraire. On est en droit d'attendre de la communauté scientifique qu'elle apporte des éléments objectifs et incontestables de nature à éclairer et à apaiser le débat sur la politique de création de retenues. Il est décevant de la voir souffler sur les braises en utilisant sa crédibilité scientifique pour tenir des propos militants.

Prise d'alimentation de la rivière Gers sur le canal de la Neste, Macao10, CC BY-SA 4.0


Le stockage dans les retenues se fait-il au détriment de la recharge des nappes ?

Cette affirmation est fausse dans la majorité des cas qu'on peut rencontrer en France. Deux types de cas doivent être clairement distingués.

1) Rivières coulant sur des terrains imperméables (celles des Coteaux de Gascogne comme le Gers, la Baïse...) ou sur une nappe alluviale (Adour). On stocke de l'eau qui serait, dans sa quasi intégralité, partie à la mer . 

Pour les rivières de Gascogne dont les nappes d'accompagnement sont quasi inexistantes, c'est évident. Dans le cas de l'Adour, dont la nappe est importante, le problème doit être regardé de plus près. La recharge de la nappe par le fleuve se fait uniquement en période de crue principalement par submersion du lit majeur. Le reste du temps s'est plutôt la nappe qui réalimente le fleuve. L'infiltration dépend de la hauteur de submersion dans le lit majeur. Prenons deux cas concret:

  • le barrage d'Escaunets sur le Louet, affluent rive gauche de l'Adour, intercepte un bassin versant de 20km2, le bassin versant de l'Adour au droit de cette confluence est de l'ordre de 900km2. L'impact de la retenue en période de remplissage sur les débits de l'Adour est donc de l'ordre de 2%.
  • Le barrage de l'Arrêt Darré, situé sur un petit affluent rive gauche de l'Arros, intercepte un bassin versant d'une cinquantaine de km2. Le Bassin versant de l'Adour à la confluence avec l'Arros est quant à lui de 2200 km2. L'impact cumulé des 2 retenues sur les débits l'Adour est donc aussi de l'ordre de 3%.

Résumons: l'impact du remplissage des retenues sur la recharge de la nappe ne concerne que la fraction du remplissage qui s'effectue pendant les périodes de crues. Il est de l'ordre de 3% sur les débits donc à peine plus de 2% sur les niveaux. On parle donc d'un impact de quelques centimètres. A titre de comparaison l'exploitation des gravières dans la lit de l'Adour dans les années 70-80 a provoqué par érosion régressive un enfoncement du lit du fleuve pouvant atteindre par endroit plusieurs mètres, limitant par la même occasion considérablement les submersions du lit majeur.

Il est raisonnable de conclure que l'impact du remplissage des retenues sur la recharge de nappe est négligeable . L'eau qu'on a stockée serait donc partie à la mer. Dans ce cas là, le problème de l'évaporation ne se pose même pas puisque l'eau était perdue de toute façon.

Ce résultat n'est peut être pas transposable à tous les cas de figure. Par expérience, on peut dire qu'il est très représentatif de la problématique qu'on va rencontrer sur de nombreux bassins versants. En tout cas, puisqu'il suffit d'un contre-exemple pour montrer qu'une loi est fausse, il est largement suffisant pour infirmer les conclusions présentées dans l'article du Monde.

2) Rivières coulant au-dessus d'une nappe phréatique, qu'elles alimentent quasiment en permanence par leurs pertes. On peut citer:

  •  la Conie qui alimente ou draine la nappe de la Beauce, 
  • la Tardoire et son affluent le Bandiat en Charente qui après avoir pris naissance sur la frange Ouest du Massif Central se perdent dans le karst de la Rochefoucault pour ne rejoindre la Charente qu'en période de crue,
  • le bassin du Tensift dans la région de Marrakech. Les affluents rive gauche (N'Fis, Ourika, Rdat, Ghighaya...) y drainent les eaux du Haut Atlas (qui culmine à plus de 4000m) avant de s'infiltrer dans la nappe du Haouz. Les données issues du Plan Directeur d'Aménagement Intégré des Ressources en Eau du Tensift permettent de bien quantifier les phénomènes. Le débit moyen des rivières à l'entrée de la nappe du Haouz est de 15m3/s ce qui représente un apport annuel de 450hm3. La nappe du Haouz, quant à elle, a une recharge annuelle 470hm3 décomposés en apport pluviométrique pour 80hm3, apports extérieurs 20hm3, infiltration des oueds 130hm3, retours d'irrigation 240hm3. Comme les retours d'irrigation correspondent à des irrigations gravitaires par submersion, elles-mêmes alimentées par prélèvement sur les cours amont des oueds cités, ce sont 370hm3 sur les 450 qui s'infiltrent dans la nappe soit plus de 80% du flux. Avec des prélèvements qui dépassent largement les 500hm3, la nappe du Haouz est surexploitée et son niveau baisse d'année après année.

On se retrouve dans une situation inverse de la précédente puisque l'eau de ces rivières s'infiltre quasiment tout le temps sauf en période de crues. Il convient donc de faire très attention avant de s'engager dans des projets de stockage dans de tels cas pour 2 raisons (qui n'ont rien à voir avec les pertes par évaporation):

  • efficacité du projet: si les 4/5èmes de l'eau stockée se serait de toute façon infiltrée, le volume «utile» de la retenue est en gros égal à 1/5ème de sa capacité; le prix de revient du m3 utile est donc égal à 5 fois celui du m3 stocké: ça peut commencer à faire cher.
  • problème de répartition de l'eau: dans le cas du Haouz, si on fait des retenues on va augmenter les prélèvements amont (tout ceux qui étaient alimentés par des séguias prélevant au fil de l'eau sur la partie pérenne des cours d'eau cités plus haut) par effet mécanique de la régularisation des débits. La réalimentation de la nappe va être considérablement impactée d'où nécessité de baisser drastiquement les prélèvements en nappe ou, cas le plus probable, voir s'aggraver la surexploitation de la nappe.

En France, il n'y a pas, à ma connaissance, de projets de ce type dans les cartons. En tout cas, ça fait 40 ans que le projet «Tardoire» a été abandonné. Au Maroc, en revanche, sous la double pression du manque d'eau et de l'idée solidement ancrée que tout projet qui limite les pertes à la mer est bon à prendre, il n'est pas impossible qu'un jour ou l'autre se réalise un nouveau projet sur un des affluents du Tensift.

*

Le changement climatique va bouleverser les conditions de vie des générations futures. Limiter le réchauffement de la planète à 1,5°C passe par une prise de conscience collective dont nous ne prenons malheureusement le chemin : chacun devra faire des efforts et pas seulement les autres. Même si on réussit à le limiter, il faudra vivre avec ce réchauffement et donc s'adapter. Les projections les plus optimistes prévoient que dans un siècle les conditions climatiques du Sud de la France correspondront à celles du sud de l'Espagne. Est-il raisonnable de penser que l'agriculture française pourra maintenir son niveau de production sans qu'on compense la baisse des ressources en eau estivales par des stockages des eaux excédentaires hivernales? Ou alors faut-il accepter que dans un contexte de croissance de la population mondiale et donc de la demande alimentaire on s'en remette à d'autres pays pour couvrir une partie de nos besoins? Allons-nous délocaliser une partie de production agricole au Brésil comme nous l'avons fait pour notre production industrielle avec la Chine ? Pour relever ces défis, on aura besoin de gens compétents et motivés car la tâche sera rude. Il faudra trouver des solutions aux problèmes posés et non des boucs émissaires. Pour se faire on aura besoins d'experts qualifiés et compétents. Mais on aura aussi besoin qu'ils puissent travailler sereinement dans un contexte social apaisé. Ceci suppose que les médias jouent leur rôle d'information sans esprit partisan. Quand on voit aujourd'hui un journal comme le Monde, qui fut naguère un journal d'information, se transformer en journal d'opinion., cela n'incite guère à l'optimisme.

Moins on a d'eau, plus les solutions efficaces sont difficiles à trouver et plus il faut être vigilant sur les impacts. Cela passe par une compréhension fine des hydrosystèmes concernés et une quantification précise des impacts des solutions proposées. Aujourd'hui on a tendance à considérer les données hydrologiques et climatiques du passé comme représentatives de l'avenir. Avec le changement climatique, il faudra prendre en compte cette instabilité des données. Tout cela ne pourra être obtenu qu'au prix d'expertises pointues, projet par projet. Bien loin des avis globaux et simplificateurs! N'oublions pas cette phrase du philosophe Francis Bacon : «On ne commande à la nature qu'en lui obéissant».

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