L’énergie et l’eau : étude des interactions à grande échelle, quelques implications à moyen et long terme

Dans cet article sont abor­dés quelques points d’in­te­rac­tion entre les usages de l’éner­gie et ceux de l’eau aux dif­fé­rentes échelles : échelle locale (sys­tèmes tech­niques, ins­tal­la­tions, col­lec­ti­vi­tés), échelles ter­ri­to­riales (col­lec­ti­vi­tés, États), échelle globale.

L’an­née 2003 ayant été à la fois celle du débat sur l’éner­gie (loi d’o­rien­ta­tion sur l’éner­gie) et celle des débats pré­pa­ra­toires de la loi sur l’eau, il appa­raît oppor­tun de rap­pe­ler ici quelques élé­ments de contexte, simi­li­tudes et aspects spé­ci­fiques de l’éner­gie et de l’eau.

Dans le domaine de l’éner­gie, le pro­to­cole de Kyo­to contri­bue à orien­ter le contexte inter­na­tio­nal, euro­péen et fran­çais : des actions de maî­trise et de sto­ckage des émis­sions de CO₂, de maî­trise des éner­gies, de recours à davan­tage d’éner­gies renou­ve­lables ou à plus faible conte­nu en car­bone seront indis­pen­sables pour réduire les risques liés au réchauf­fe­ment cli­ma­tique. En effet le déve­lop­pe­ment des pays du Sud repo­se­ra néces­sai­re­ment sur un accrois­se­ment des besoins éner­gé­tiques, d’une ampleur variable selon l’ef­fi­ca­ci­té des solu­tions adop­tées mais assu­ré­ment sgnificative.

Dans le domaine de l’eau, le som­met de Johan­nes­burg en 2002, ayant fait le constat de dés­équi­libres impor­tants dans l’ac­cès à l’eau et aux ser­vices d’as­sai­nis­se­ment, fixe pour 2015 l’ob­jec­tif de divi­ser par deux le nombre actuel de per­sonnes n’ayant pas accès à l’eau et à l’as­sai­nis­se­ment (2,4 mil­liards d’ha­bi­tants). En Europe et en France, dans le sens de la Direc­tive cadre sur l’eau, seront étu­diées après l’é­tat des lieux de 2004 les mesures à prendre pour réta­blir le » bon état éco­lo­gique » des masses d’eau à l’ho­ri­zon 2015.

Par­mi les ques­tions d’a­ve­nir à l’é­che­lon natio­nal, on note les décli­nai­sons et les impli­ca­tions locales de ces pro­blèmes aux dif­fé­rentes échelles, en par­ti­cu­lier les démarches de déve­lop­pe­ment local (concer­ta­tion, éva­lua­tion, concep­tion, mise en œuvre…) :

dans le domaine de l’éner­gie : par exemple, pour mettre en œuvre les solu­tions d’éner­gies renou­ve­lables ou décen­tra­li­sées (éolien, bois-énergie),

• dans le domaine de l’eau : par exemple, pour déve­lop­per les démarches et les ins­tru­ments ter­ri­to­riaux : éla­bo­ra­tion et mise en œuvre des sché­mas d’a­mé­na­ge­ment et de ges­tion de l’eau (SAGE),
• dans le champ des inter­ac­tions éner­gie-eau : des actions de mise en œuvre locale néces­si­te­ront une meilleure connais­sance géné­rale des cou­plages iden­ti­fiés actuel­le­ment ou à moyen et long terme. Le rôle de l’hy­dro­élec­tri­ci­té doit éga­le­ment être évo­qué tant il relève à la fois des choix de poli­tique éner­gé­tique, de poli­tique de l’eau, et des orien­ta­tions prises en matière d’a­mé­na­ge­ment du territoire.

Matrice des interactions énergie et eau

La mobi­li­sa­tion des res­sources éner­gé­tiques et celle des res­sources en eau sont étu­diées ici de façon conjointe et symé­trique, dans une matrice des inter­ac­tions à grande échelle. La matrice est construite (figure 1) par l’es­ti­ma­tion des flux aux dif­fé­rentes étapes de la mobi­li­sa­tion des res­sources (c’est-à-dire : extrac­tion, trans­for­ma­tion, trans­port, dis­tri­bu­tion, conver­sion de l’éner­gie…), en com­bi­nant des don­nées sta­tis­tiques exis­tantes de flux (consom­ma­tions d’éner­gie, pré­lè­ve­ments d’eau, etc.) et des para­mètres et ren­de­ments tech­niques moyen­nés à grande échelle. Elle per­met d’é­va­luer de nou­velles don­nées à grande échelle, avec davan­tage un sou­ci de cohé­rence et de lisi­bi­li­té que la recherche d’une finesse de pré­ci­sion. Ces don­nées tra­duisent les cou­plages » eau pour l’éner­gie » et » éner­gie pour l’eau » par sec­teurs d’ac­ti­vi­té (résidentiel/tertiaire, indus­trie, agriculture).

Par exemple, pour un pays et pour un sec­teur d’ac­ti­vi­té don­né, on éva­lue d’a­près les sta­tis­tiques dis­po­nibles les flux d’eau pré­le­vés (eau de sur­face, eau sou­ter­raine) et uti­li­sés. L’é­tude som­maire du pano­ra­ma des tech­niques mises en œuvre per­met d’é­va­luer les consom­ma­tions éner­gé­tiques asso­ciées à chaque étape.

La syn­thèse des résul­tats est don­née dans le tableau 1. La com­pa­rai­son des situa­tions indi­vi­duelles des pays étu­diés dans cet article montre des dif­fé­rences mar­quantes entre les pays déve­lop­pés (France, États-Unis) et les pays en déve­lop­pe­ment (Ara­bie Saou­dite, I^nde, Chine).

La dépen­dance en eau pour l’éner­gie appa­raît la plus forte pour les pays déve­lop­pés, sans tou­te­fois que les condi­tions hydro­lo­giques et éco­no­miques n’en­gendrent, pour l’ins­tant, de contraintes inadmissibles.

Bien que ces pays majo­ri­tai­re­ment tem­pé­rés ne soient pas défi­ci­taires en eau, le niveau de déve­lop­pe­ment de leurs infra­struc­tures éner­gé­tiques déter­mine une forte mobi­li­sa­tion des res­sources en eau. L’es­sen­tiel de ces pré­lè­ve­ments est lié au refroi­dis­se­ment des cen­trales ther­mo­élec­triques, à com­bus­tible fos­sile ou nucléaire. L’hy­dro­élec­tri­ci­té, quant à elle, n’a pas voca­tion à être comp­ta­bi­li­sée dans cette éva­lua­tion des cou­plages, pour plu­sieurs raisons :

• cette source d’éner­gie ne compte pas par­mi les usages » consom­ma­teurs » de l’eau (Mar­gat, 2000),
• son déve­lop­pe­ment est sou­vent asso­cié à la créa­tion de res­sources nou­velles (rete­nues),
• la seule consom­ma­tion d’eau à étu­dier serait la part d’é­va­po­ra­tion des rete­nues : consi­dé­rant que ce flux d’é­va­po­ra­tion est pris sur un écou­le­ment qui serait » per­du » sans la pré­sence de la rete­nue, il a sem­blé plus juste de ne pas en tenir compte (débats du Groupe eau-éner­gie, Com­mis­sa­riat géné­ral du Plan, 2000–2002)

La dépen­dance en éner­gie pour la mobi­li­sa­tion de l’eau est par­ti­cu­liè­re­ment forte dans les pays du Sud étu­diés. Plu­sieurs rai­sons à cela :

• le niveau des pré­lè­ve­ments d’eau est très impor­tant, en pre­mier lieu pour les besoins d’ir­ri­ga­tion. Lorsque la moi­tié de l’eau d’ir­ri­ga­tion pro­vient de res­sources sou­ter­raines (cas de l’Inde), cela génère une dépen­dance extrê­me­ment forte à l’éner­gie élec­trique (Goos­sens et Bon­net, 2004) ;
• cette dépen­dance va crois­sant à mesure que les besoins s’am­pli­fient et se reportent de plus en plus sur des res­sources plus coû­teuses en éner­gie (res­sources sou­ter­raines, trans­fert de res­sources lointaines),
• le niveau de consom­ma­tion éner­gé­tique par habi­tant des pays du Sud étu­diés, signi­fi­ca­ti­ve­ment plus faible que celui des pays déve­lop­pés, contri­bue à expli­quer ce poids rela­tif de l’ap­pro­vi­sion­ne­ment en eau,
• cepen­dant, les ser­vices publics de l’eau (appro­vi­sion­ne­ment en eau potable et assai­nis­se­ment) sont très insuf­fi­sam­ment déve­lop­pés dans les pays du Sud – sou­vent moins de 10 % à 20 % de la popu­la­tion des­ser­vie en assai­nis­se­ment par exemple.

Ces ser­vices, comp­tant actuel­le­ment pour une part assez faible de la dépen­dance éner­gé­tique, pour­raient en se déve­lop­pant accroître signi­fi­ca­ti­ve­ment le besoin éner­gé­tique asso­cié. En ce sens, les choix tech­no­lo­giques auront sans doute une impor­tance pri­mor­diale : entre dif­fé­rentes filières de col­lecte et de trai­te­ment des effluents et des boues rési­duaires, l’im­pact éner­gé­tique et envi­ron­ne­men­tal peut varier signi­fi­ca­ti­ve­ment. Ces notions de choix tech­no­lo­giques sont par ailleurs tout à fait d’ac­tua­li­té, en France, dans les options col­lec­tives à prendre en milieu rural ou rur­bain (assai­nis­se­ment col­lec­tif ou autonome).

Quelques implications à moyen et long terme

Quelques consi­dé­ra­tions tech­niques sont abor­dées briè­ve­ment à l’ap­pui de réflexions pros­pec­tives à moyen et long terme.

S’agissant de l’impact sur l’eau de différentes filières énergétiques, il convient de distinguer trois situations.

1) Les aspects liés à l’ex­trac­tion et au trai­te­ment des ressources

Selon les don­nées dis­po­nibles et les esti­ma­tions de ce tra­vail, l’ex­trac­tion des res­sources est, dans la moyenne des situa­tions ren­con­trées, une étape qui peut requé­rir de l’eau (c’est-à-dire récu­pé­ra­tion assis­tée du pétrole, raf­fi­nage) ou éven­tuel­le­ment réduire cer­taines res­sources poten­tielles (l’ex­haure des mines cor­res­pond aux nappes pro­fondes éva­cuées pour per­mettre l’ex­ploi­ta­tion minière). Les volumes mis en jeu res­tent, actuel­le­ment, net­te­ment infé­rieurs à ceux impli­qués dans le refroi­dis­se­ment des cen­trales ther­mo­élec­triques, au contraire des effets pol­luants pou­vant, eux, être supé­rieurs. Cette ques­tion est for­te­ment dépen­dante de la confi­gu­ra­tion des gise­ments exploi­tés. L’é­va­lua­tion pour des res­sources fos­siles non conven­tion­nelles (c’est-à-dire sables et schistes bitu­mi­neux) pré­sente actuel­le­ment de grandes incertitudes.

2) La conversion en électricité par des installations centralisées de forte puissance, de l’ordre de 1 GWe

Sur l’exemple d’une tranche » moyenne » en France de 1 GWe, la pro­duc­tion d’une puis­sance élec­trique de 1 GWe néces­site, avec un ren­de­ment ther­mo­dy­na­mique de 33 %, l’é­va­cua­tion de 2 GWth sous forme de cha­leur rési­duaire. En cir­cuit ouvert cette puis­sance cor­res­pond, avec un échauf­fe­ment de l’eau de 11 °C, à un débit voi­sin de 40 m³.s^-1 ou envi­ron 1 Gm³ par an. Les refroi­dis­se­ments en cir­cuit fer­mé (tour aéro­ré­fri­gé­rante) se suf­fisent d’en­vi­ron 2 Mm³ par an, à condi­tion de dis­po­ser d’une eau de bonne qua­li­té néces­si­tant le plus sou­vent un trai­te­ment pous­sé. Plu­sieurs remarques impor­tantes sont à noter ici :

• les pré­lè­ve­ments pour le refroi­dis­se­ment en cir­cuit ouvert sont inté­gra­le­ment res­ti­tués à la res­source natu­relle d’o­ri­gine, sans dégra­da­tion autre qu’un échauf­fe­ment ther­mique. Le pré­lè­ve­ment admis­sible par un cours d’eau, notam­ment en période d’é­tiage, doit être dimen­sion­né par rap­port au débit dis­po­nible : seuls les cours d’eau impor­tants peuvent assu­rer le refroi­dis­se­ment de grandes centrales ;
• en exploi­ta­tion, le pré­lè­ve­ment et par consé­quence la pro­duc­tion d’une cen­trale sont sus­cep­tibles d’être réduits en fonc­tion de la tem­pé­ra­ture de l’eau, afin de res­pec­ter une tem­pé­ra­ture limite de rejet au milieu natu­rel. Ces condi­tions peuvent être ren­con­trées quelques semaines par an (Bous­quet et al. 2003). Elles sont péna­li­santes quand la demande élec­trique d’é­té est forte (cli­ma­ti­sa­tion, irri­ga­tion), par exemple aux États-Unis, en pour­tour médi­ter­ra­néen, ain­si qu’en France de plus en plus : la cani­cule de 2003, notam­ment, a créé un effet d’en­traî­ne­ment avec le taux d’é­qui­pe­ment en cli­ma­ti­seurs, déjà très sen­sible sur les puis­sances appe­lées sur le réseau électrique ;
• les pré­lè­ve­ments en lit­to­ral (eau de mer) ne sont pas comp­ta­bi­li­sés, une implan­ta­tion lit­to­rale n’é­tant pas contrainte en termes de res­sources en eau. À l’in­verse, cer­tains pays arides n’ont pas d’autre alter­na­tive que d’im­plan­ter en lit­to­ral des cen­trales de grande puis­sance. Cette contrainte peut influen­cer for­te­ment la capa­ci­té d’élec­tri­fi­ca­tion de cer­tains pays en déve­lop­pe­ment, en par­ti­cu­lier en zone rurale ;
• les ren­de­ments ther­mo­dy­na­miques des cen­trales, allant de 33 % (réac­teur REP) à 38 % (cen­trale ther­mique conven­tion­nelle) et jus­qu’à 55 % (tur­bine à gaz en cycle com­bi­né), déter­minent le besoin en puis­sance de refroi­dis­se­ment des conden­seurs. Toute tech­no­lo­gie amé­lio­rant signi­fi­ca­ti­ve­ment le ren­de­ment se tra­duit par une dépen­dance moindre à la res­source en eau.

3) La production d’électricité par des systèmes sans eau

Les sys­tèmes de pro­duc­tion d’élec­tri­ci­té sans eau sont de deux natures :

• les tech­no­lo­gies ther­miques de faible puis­sance uni­taire (par exemple de l’ordre de 1 MWe), notam­ment en pro­duc­tion décen­tra­li­sée reliée au réseau élec­trique, génèrent une cha­leur rési­duaire suf­fi­sam­ment modeste pour être éva­cuée par un échange avec l’air exté­rieur. En par­ti­cu­lier, les sys­tèmes en cogé­né­ra­tion, récu­pé­rant une frac­tion impor­tante de la cha­leur rési­duaire, néces­sitent peu de refroidissement ;
• les tech­no­lo­gies non ther­miques, comme l’éo­lien ou dans une moindre mesure le solaire pho­to­vol­taïque, n’ont aucun besoin de refroidissement.

Sur les ques­tions pros­pec­tives en matière d’eau pour l’éner­gie, on peut noter briè­ve­ment quelques faits sty­li­sés à moyen et long terme :

• l’exis­tence d’une grande dif­fé­rence d’im­pact entre les alter­na­tives à moyen et long terme incite à mieux prendre en consi­dé­ra­tion le cri­tère » eau » dans les pro­jets éner­gé­tiques. Cette ques­tion poten­tiel­le­ment limi­tante dans l’élec­tri­fi­ca­tion de cer­tains pays en déve­lop­pe­ment devra à l’a­ve­nir être sys­té­ma­ti­que­ment prise en compte dans les poli­tiques éner­gé­tiques des États considérés ;
• pour cer­tains sec­teurs d’ac­ti­vi­té, en par­ti­cu­lier l’ha­bi­tat et le ter­tiaire, les échelles d’in­ter­ven­tion les plus opé­ra­tion­nelles (bâti­ment, patri­moine, quar­tier) seront sans doute celles de la mise en œuvre d’ap­proches tech­niques opti­males en eau et en éner­gie, par exemple avec des sys­tèmes décen­tra­li­sés, des uni­tés de cogé­né­ra­tion, des tech­no­lo­gies de type pile à com­bus­tible… Ces approches ne peuvent être envi­sa­gées à grande échelle que dans des dyna­miques de déve­lop­pe­ment fort (créa­tion d’in­fra­struc­tures) ou de renou­vel­le­ment lourd ;
• enfin, la prise en compte des cou­plages éner­gie-eau, allant jus­qu’aux res­sources mobi­li­sées, intro­duit des élé­ments nou­veaux dans la notion de déve­lop­pe­ment durable : dura­bi­li­té des res­sources en eau, dura­bi­li­té des res­sources en éner­gie, effi­ca­ci­té globale.

Ces ques­tions doivent éga­le­ment être posées dans une pers­pec­tive de chan­ge­ment cli­ma­tique.

Comme le montrent cer­tains exemples (géné­ra­li­sa­tion de la cli­ma­ti­sa­tion, coût éner­gé­tique crois­sant de res­sources en eau plus rares ou plus inéga­le­ment répar­ties, etc.), une ten­dance au réchauf­fe­ment, vrai­sem­bla­ble­ment assor­tie d’une insta­bi­li­té cli­ma­tique plus forte, peut engen­drer une dyna­mique d’en­traî­ne­ment com­plexe impli­quant une plus forte consom­ma­tion éner­gé­tique, géné­ra­trice d’é­mis­sions de CO₂, de pos­sibles pro­blèmes d’a­dé­qua­tion entre la demande en eau et les res­sources, et les équi­libres cli­ma­tiques géné­raux. Ces ten­dances, encore dif­fi­ciles à pré­voir à des échelles locales ou régio­nales (Plan­ton, 2002), seraient sus­cep­tibles de rendre le sys­tème eau-éner­gie glo­ba­le­ment plus contraint, plus instable et vrai­sem­bla­ble­ment plus com­plexe à exploiter.

Le rôle de l’hydroélectricité

Bien que l’hy­dro­élec­tri­ci­té ne compte pas par­mi les cou­plages consom­ma­teurs d’eau, la rela­tion entre les res­sources en eau, l’a­mé­na­ge­ment et le déve­lop­pe­ment d’in­fra­struc­tures de sto­ckage, et la pro­duc­tion hydro­élec­trique doit cepen­dant être abor­dée pré­ci­sé­ment pour décrire les inter­ac­tions sous-jacentes. La situa­tion de l’hy­dro­élec­tri­ci­té étant for­te­ment dis­pa­rate sui­vant les régions du monde, il convient de bien défi­nir l’é­chelle prin­ci­pale d’in­té­rêt dans cet article. Nous foca­li­sons notre atten­tion sur l’é­chelle mon­diale, afin de ne pas cir­cons­crire la ques­tion autour de cer­tains pays déjà presque plei­ne­ment équi­pés en ouvrages hydro­élec­triques – la France en est un des meilleurs exemples.

1) Le poten­tiel tech­nique est éva­lué (cf. tableau 2), d’a­près les com­pi­la­tions du Conseil mon­dial de l’éner­gie (WEC), à plus de 14 400 TWh par an, ce qui cor­res­pond sen­si­ble­ment à la pro­duc­tion mon­diale actuelle d’élec­tri­ci­té de toutes ori­gines (hydrau­lique, nucléaire, éner­gies fos­siles). C’est une frac­tion d’un poten­tiel théo­rique maxi­mal, dont la mise en œuvre serait irréa­liste, esti­mé à plus de 40 000 TWh/an. La pro­duc­tion hydro­élec­trique mon­diale repré­sente, quant à elle, en 2003, avec 2 630 TWh, envi­ron 16 % de l’élec­tri­ci­té géné­rée, et sen­si­ble­ment autant que la pro­duc­tion électronucléaire.

2) Le poten­tiel éco­no­mique tient compte de contraintes sup­plé­men­taires, pou­vant être liées à l’é­loi­gne­ment géo­gra­phique, à la varia­bi­li­té des débits et à leur concor­dance avec une demande élec­trique, et bien enten­du aux coûts des ouvrages par rap­port aux béné­fices qu’ils génèrent. Les ouvrages concer­nés sont, de façon sim­pli­fiée, de trois types principaux :

• usines au fil de l’eau : impli­quant des amé­na­ge­ments pou­vant se suc­cé­der le long de cours d’eau, ces équi­pe­ments per­mettent de tur­bi­ner l’eau en conti­nu (en France, envi­ron 5 000 à 6 000 heures par an) pour ali­men­ter la base de la courbe de charge,
• usines d’é­clu­sée : avec des rete­nues de faible hau­teur, le long des cours d’eau, ces ouvrages per­mettent d’in­ter­ve­nir sur le débit en tur­bi­nant en fonc­tion de la demande du réseau,
• grands bar­rages : ces rete­nues de grandes dimen­sions ont un objec­tif de sto­ckage impor­tant. Asso­ciées, en mon­tagne, avec de fortes hau­teurs de chute, elles per­mettent de mobi­li­ser très rapi­de­ment des puis­sances impor­tantes et sont, de ce fait, uti­li­sées pour répondre ponc­tuel­le­ment aux brusques appels de puis­sance sur le réseau (c’est-à-dire pointes hiver­nales en France).

Évo­lu­tion sur 1900–2000 du ratio pro­duc­tion hydrolélectrique/potentiel tech­nique pour deux agré­gats de pays : Europe – États-Unis et Asie Paci­fique, Amé­rique latine, Moyen-Orient et Afrique (Cai et al., 2004).

Le poten­tiel éco­no­mique mon­dial est éva­lué à envi­ron 8 000 TWh par an. Cette valeur, envi­ron 55 % du poten­tiel tech­nique, dénote une consi­dé­rable marge de pro­gres­sion appa­rente, puisque la pro­duc­tion actuelle pour­rait encore, dans des condi­tions éco­no­miques satis­fai­santes, être mul­ti­pliée par trois. Dans de nom­breux pays déve­lop­pés (France, États-Unis, Suède…) ce poten­tiel a été presque com­plè­te­ment atteint par un amé­na­ge­ment pro­gres­sif dont la durée a par­fois dépas­sé un siècle. L’es­sen­tiel du poten­tiel se trouve dans les pays en déve­lop­pe­ment, dont l’en­jeu éner­gé­tique est bien la satis­fac­tion de ser­vices éner­gé­tiques de plus en plus déve­lop­pés dans des condi­tions sou­te­nables aux sens éco­no­mique, social et envi­ron­ne­men­tal. Alors que les pays indus­tria­li­sés ont prin­ci­pa­le­ment déve­lop­pé leur hydro­élec­tri­ci­té dans la seconde moi­tié du XX^e siècle, pour atteindre un palier qui cor­res­pond très sen­si­ble­ment au poten­tiel éco­no­mi­que­ment exploi­table, les pays en déve­lop­pe­ment semblent au début d’un accrois­se­ment dont l’am­pleur n’est pas encore déter­mi­née. La figure 2, qui com­pare en ce sens deux grands agré­gats de pays, le montre bien.

3) Les aspects envi­ron­ne­men­taux appellent une dis­cus­sion pré­cise, tant ils ont fait l’ob­jet depuis une quin­zaine d’an­nées de contro­verses et d’op­po­si­tions fortes. Dans ces débats s’op­posent (Lacoste, 2004) :

• la posi­tion de cer­tains envi­ron­ne­men­ta­listes, majo­ri­tai­re­ment anglo-saxons, foca­li­sant leur atten­tion sur les impacts envi­ron­ne­men­taux et sociaux des amé­na­ge­ments sur les milieux natu­rels et les popu­la­tions (popu­la­tions dépla­cées lors de la créa­tion de rete­nues de grande exten­sion). Ces posi­tions se retrouvent notam­ment dans les éva­lua­tions de l’As­so­cia­tion World Com­mis­sion of Dams,
• la posi­tion du sec­teur de l’hy­dro­élec­tri­ci­té et de par­ti­sans, dans le domaine éner­gie-envi­ron­ne­ment, des formes d’éner­gies renouvelables.

Il est indis­pen­sable de pré­ci­ser la notion d’im­pact envi­ron­ne­men­tal, en la distinguant :

• . des concur­rences d’u­sage sur la res­source en eau (SER, 2004),
• de la fonc­tion pay­sa­gère et de la fonc­tion d’a­mé­na­ge­ment du territoire.

Les impacts sociaux, quant à eux, sont loin d’être négli­geables lors de très grandes réa­li­sa­tions. Leur trai­te­ment équi­table repose en fait sur la juste indem­ni­sa­tion des popu­la­tions dépla­cées : le Cana­da, par exemple, a ver­sé une indem­ni­té et une rente annuelle à des popu­la­tions affec­tées par la créa­tion d’une rete­nue. Des pays moins démo­cra­tiques ne pra­tiquent pas de poli­tique aus­si équitable.

Les trois prin­ci­paux impacts envi­ron­ne­men­taux pro­pre­ment dits, tels qu’ils sont rete­nus par la World Com­mis­sion of Dams, portent sur :

• la dis­pa­ri­tion de forêts et d’ha­bi­tats natu­rels, de zones humides, et la baisse de popu­la­tion de cer­taines espèces animales,
• la perte de bio­di­ver­si­té aqua­tique et de zones de pêche en amont et en aval, la modi­fi­ca­tion d’é­co­sys­tèmes flu­viaux, estua­riens et marins, ain­si que la perte du trans­port solide favo­rable aux fonc­tions agri­coles des plaines allu­viales en aval,
• des impacts cumu­lés sur la qua­li­té de l’eau, les crues natu­relles et la com­po­si­tion des espèces lorsque plu­sieurs bar­rages ont été amé­na­gés sur le même cours d’eau.

Un qua­trième impact poten­tiel, celui de l’é­mis­sion de gaz à effet de serre (méthane issu de la dégra­da­tion anaé­ro­bie de la matière orga­nique des éco­sys­tèmes ter­restres inon­dés), ne semble pas résis­ter à une ana­lyse quan­ti­ta­tive, n’é­tant vrai­sem­bla­ble­ment que très rare­ment significatif.

Dans l’ab­so­lu, ces trois impacts sont bien réels. Des amé­lio­ra­tions tech­niques (Cous­ton, 2003) sont déve­lop­pées et des mesures ins­ti­tu­tion­nelles (Cavitte et al., 2003) sont prises pour en amoin­drir les effets, sans pour autant les annu­ler totalement :

• passes à pois­son, pié­geage-trans­port (« ascen­seurs ») : sur la Dor­dogne, par exemple, ces dis­po­si­tifs per­mettent le pas­sage de plu­sieurs dizaines de mil­liers de pois­sons migra­teurs par an (Cavitte et al., 2003), mais le » ren­de­ment » du trans­fert, bien que supé­rieur à 75 % sur un ouvrage, devient glo­ba­le­ment plus faible quand plu­sieurs ouvrages suc­ces­sifs doivent être franchis,
• tur­bines amé­lio­rées, rédui­sant la mor­ta­li­té de pois­sons pou­vant pas­ser dans le sens amont-aval à tra­vers la turbine,
• dis­po­si­tifs d’in­jec­tion d’air à la tur­bine, favo­ri­sant l’oxy­gé­na­tion de l’eau déver­sée dans le milieu aval : les eaux pro­fondes d’une rete­nue sont fré­quem­ment pauvres en oxy­gène, comme dans de nom­breuses confi­gu­ra­tions de lacs natu­rels. Leur déver­se­ment peut per­tur­ber l’é­co­sys­tème de cer­tains cours d’eau aval, les ren­dant moins pro­pices à la vie ani­male si ces mesures cor­rec­tives ne sont pas mises en place,
• les modes de ges­tion des rete­nues : cer­tains modes, expé­ri­men­tés actuel­le­ment, per­mettent de main­te­nir le trans­port solide en aval des ouvrages (Cavitte et al., 2003).

Mais il nous semble que cette ana­lyse se doit, pour s’a­vé­rer plus per­ti­nente, d’être com­plé­tée par une appré­cia­tion rela­tive des impacts, en comparaison :

• des impacts d’autres amé­na­ge­ments et d’autres acti­vi­tés sur les cours d’eau et les éco­sys­tèmes aqua­tiques (navi­ga­bi­li­té, rejets pol­luants, etc.),
• des impacts d’autres formes de pro­duc­tion d’électricité.

Ce n’est qu’a­vec une bat­te­rie de cri­tères de com­pa­rai­son, pre­nant en compte la dimen­sion com­plexe des amé­na­ge­ments hydrau­liques, qu’une éva­lua­tion objec­tive et dépas­sion­née peut être envi­sa­gée. Il y a là matière à des sujets de recherche très concrets à l’in­ter­face de plu­sieurs dis­ci­plines pour contri­buer à éclai­rer les déci­sions d’a­mé­na­ge­ment. Un des aspects les plus dif­fi­ciles à prendre en compte est bien enten­du la voca­tion mul­tiple des rete­nues, créées en pre­mier lieu dans les pays en déve­lop­pe­ment pour les usages d’ir­ri­ga­tion, indis­pen­sables à l’a­li­men­ta­tion, depuis plu­sieurs dizaines d’an­nées, de plus de 2 mil­liards d’ha­bi­tants, et pour la régu­la­tion de crues par­fois dévas­ta­trices. La pro­duc­tion hydro­élec­trique est ain­si sou­vent vue comme un sous-pro­duit, à l’im­pact mar­gi­nal faible, de ces amé­na­ge­ments prioritaires.

Enfin, en com­pa­rai­son avec d’autres formes de pro­duc­tion élec­trique, comme les cen­trales à char­bon for­te­ment repré­sen­tées dans les pays en déve­lop­pe­ment les plus peu­plés (Chine, I^nde…) il faut noter que la réa­li­sa­tion de tout le poten­tiel éco­no­mique revien­drait à mul­ti­plier par trois la pro­duc­tion mon­diale annuelle, ce qui évi­te­rait un recours à 1 200 Mtep d’éner­gies non renou­ve­lables (tableau 2). Cela évi­te­rait d’é­mettre 1,65 GtC par an ou 6 GtCO₂ par an, soit plus de 20 % des émis­sions mon­diales actuelles de CO₂, toutes éner­gies confon­dues. Les ouvrages hydro­élec­triques, ne géné­rant pas d’é­mis­sions gazeuses, ont en outre une durée de vie de l’ordre d’un siècle, et four­nissent dura­ble­ment une éner­gie bon mar­ché, abor­dable en exploi­ta­tion pour les pays du Sud.

En conclu­sion, à l’é­chelle glo­bale, il est sou­vent consi­dé­ré comme sage que les stra­té­gies éner­gé­tiques reposent sur toutes les formes d’éner­gie dis­po­nibles, néces­sai­re­ment asso­ciées à l’é­co­no­mie et à la maî­trise de l’éner­gie, dans un » mixte » opti­mal au sens des trois piliers du déve­lop­pe­ment durable : éco­no­mie, social, envi­ron­ne­ment. Sur la ques­tion des inter­ac­tions eau-éner­gie, les enjeux iden­ti­fiés, en par­ti­cu­lier dans les pays du Sud, incitent à mieux étu­dier cet aspect pour davan­tage le prendre en compte, jus­qu’à l’a­na­lyse des stra­té­gies pos­sibles au croi­se­ment des poli­tiques de l’eau et de l’éner­gie. Sur la ques­tion des grands ouvrages hydrau­liques, il ne faut pas oublier que notre pla­nète est déjà for­te­ment amé­na­gée, sur­tout et en par­ti­cu­lier dans les pays déve­lop­pés, dans les­quels les popu­la­tions se satis­font bien du bilan coûts-béné­fices que pro­curent des réa­li­sa­tions par­fois cen­te­naires. Les iti­né­raires de déve­lop­pe­ment des pays du Sud, sans pour autant devoir répé­ter cer­taines erreurs de l’his­toire des pays déve­lop­pés, sont éga­le­ment sou­mis à d’autres contraintes (res­sources éco­no­miques, vitesse d’é­vo­lu­tion). Ils ne peuvent être appré­ciés qu’a­vec les cri­tères valables pour les socié­tés déve­lop­pées dont, glo­ba­le­ment, de nom­breux besoins vitaux sont satis­faits depuis plu­sieurs décen­nies. Les enjeux de déve­lop­pe­ment éco­no­mique et éner­gé­tique, d’a­li­men­ta­tion, d’ap­pro­vi­sion­ne­ment en eau sont tels que les choix doivent repo­ser sur une ana­lyse à la fois glo­bale, objec­tive et cen­trée sur les aspects les plus pertinents.

Cet article reprend quelques résul­tats de tra­vaux, cités en réfé­rence, effec­tués par X. GOOSSENS et J.-F. BONNET dans le cadre du groupe » Eau-Éner­gie » du Com­mis­sa­riat géné­ral du Plan, pré­si­dé par Jean AUDOUZE (rap­por­teur : Alain AYONG-LE-KAMA) ain­si que ceux de recherches plus récentes.
Les auteurs remer­cient les membres du groupe Eau-Éner­gie (2000−2003), ain­si que Michel COLOMBIER (IDDRI) qui avait contri­bué à l’ap­proche de dif­fé­rentes pro­blé­ma­tiques dans ce cadre.

Jean-Fran­çois BONNET,
maître de confé­rences TREFLE-uni­ver­si­té Bor­deaux 1,
et direc­teur de l’Institut du Déve­lop­pe­ment local (Agen).
Alain AYONG-LE-KAMA,
pro­fes­seur d’économie, uni­ver­si­té de Gre­noble 2,
et conseiller scien­ti­fique, Com­mis­sa­riat géné­ral du Plan.
Sté­phane CAI,
vice-pré­sident stra­té­gie-mar­ke­ting, Alstom Hydro.

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