Va t’on manquer d’eau douce ?

The Nature Letter #041 - Les indications montrant la réduction de la disponibilité en eau douce se multiplient, les actions de sauvegarde de nos réserves en eau doivent être fortement intensifiées

Il est difficile de croire que nous pourrions manquer d’eau sur la planète alors que nous expérimentons de plus en plus d’épisodes d’inondations violentes dont certaines ont fait la une de l’actualité comme, par exemple, les inondations de Valence (Espagne) l’année dernière.

C’est pourtant la réalité telle qu’elle vient d’être confirmée par une étude parue dans le journal Science Advances et qui utilise des mesures prises par les satellites du NASA’s Gravity Recovery and Climate Experiment.

Cette étude montre que si certaines parties de la planète sont plus humides, d’autres sont plus sèches et que les zones sèches et semi-arides s’étendent plus rapidement que les zones humides. Ce mouvement vers plus d’aridité s’accélère. Les surfaces sèches augmentent en surface de l’équivalent de deux fois la Californie chaque année !

La question de l’assèchement planétaire est donc un sujet qui doit nous préoccuper : le manque d’eau douce touche la disponibilité de cette ressource essentielle pour la population, la stabilité des écosystèmes et la sécurité alimentaire/énergétique.

Nous allons revenir sur les mécanismes de cet assèchement et sur les actions prioritaire à considérer pour s’adapter à cette situation et faire face à des difficultés croissantes dans certaines régions du monde.

Est-ce que la planète s’assèche ?

La réponse est oui.

Le volume global d’eau sur Terre reste constant, mais l’eau douce accessible diminue. Les glaciers et neiges fondent, les nappes phréatiques sont surexploitées, et la pollution réduit la qualité de l’eau utilisable.

Le cycle hydrologique est perturbé par le climat et par les activités humaines :

1. Certaines régions subissent des sécheresses plus fréquentes et plus longues (Méditerranée, Moyen-Orient, Afrique australe, ouest des USA).

2. D’autres connaissent au contraire des pluies plus intenses, mais souvent destructrices (inondations, ruissellement rapide sans recharge des nappes).

3. Les nappes d’eau fossiles se réduisent progressivement : des aquifères (Ogallala aux États-Unis, nappes d’Arabie, nord de la Chine) sont pompés beaucoup plus vite du aux activités humaines, notamment l’irrigation, et ils ne se rechargent pas suffisamment conduisant à un risque d’épuisement irréversible.

4. Les chercheurs du Massachusetts Institute of Technology (MIT) évaluent à 52% la part de la population mondiale qui en 2050 vivra dans stress hydrique extrême.

Beaucoup de régions du monde comme le montre la carte ci-dessous s’assèchent fonctionnellement, même si le total d’eau terrestre reste inchangé.

Quels sont les défis posés par cette aridité croissante ?

Nous voyons les grands défis suivants :

1. Des tensions sociales et géopolitiques : l’accès à l’eau risque de devenir une source majeure de tensions géopolitiques et sociales.

2. La corrélation forte entre les besoins en énergie et en eau : produire de l’eau (dessalement, pompage profond) consomme beaucoup d’énergie ; lier la transition énergétique et hydrique est donc crucial.

3. La gestion délicate du couple innovation et sobriété : la technologie peut aider mais elle met en jeu des ressources supplémentaires et génère des impacts sur la planète. La réduction de la demande et la protection des écosystèmes restent les leviers les plus efficaces.

Quelles sont les technologies et les actions fondamentales pour répondre à cette évolution ?

Nous pouvons identifier les grandes axes suivants :

1. Réduire la demande en eau :

   1. Avec une agriculture intelligente (70 % de la consommation mondiale d’eau) :

      1. L’irrigation goutte-à-goutte, les capteurs d’humidité, l’agriculture de précision.

      2. Les cultures résistantes à la sécheresse (sélection génétique, CRISPR, agroécologie).

   2. Avec une Industrie plus économe en eau :

      1. Le recyclage de l’eau issu de processus industriel.

      2. La mise en place de boucles fermées.

      3. L’utilisation de solvants alternatifs.

      4. La réduction de la demande en eau des « datacenters » grâce à l’amélioration des techniques de refroidissement.

   3. Avec un environnement urbain (Bâtiments et villes) plus rigoureux sur l’utilisation de l’eau :

      1. Les équipements économes.

      2. La récupération d’eau de pluie.

      3. Les systèmes “greywater” (réutilisation des eaux grises).

2. Protéger et restaurer les ressources naturelles :

   1. La restauration des zones humides, les tourbières et les forêts qui agissent comme “éponges naturelles”.

   2. La recharge artificielle des nappes : l’infiltration contrôlée avec des bassins ou l’injection d’eau traitée.

   3. La gestion intégrée des bassins versants pour éviter l’érosion et maximiser l’infiltration.

   4. La mise en place d’infrastructure de stockage (réservoirs, barrages, retenues).

3. Produire de nouvelles ressources en eau douce :

   1. Le dessalement (surtout en zones côtières arides) :

      1. Les technologies avancées (osmose inverse à faible énergie, membranes nano-technologiques, dessalement solaire).

      2. Le couplage avec les énergies renouvelables pour réduire l’empreinte carbone.

   2. La réutilisation des eaux usées (potable indirecte/directe) : déjà en place à Singapour, Californie, Israël.

   3. La capture d’eau atmosphérique : les prototypes utilisant des matériaux hygroscopiques, énergie solaire ou éolienne.

4. L’utilisation de technologies de suivi et gouvernance :

   1. La télédétection par satellites (missions GRACE de la NASA) pour suivre les nappes et sécheresses.

   2. Les capteurs IoT pour surveiller les réseaux d’eau urbains (réduction des fuites, qui représentent parfois 30-40 % des pertes).

5. La mise en place de politiques publiques :

   1. la tarification progressive de l’eau

   2. la régulation de l’extraction des nappes

   3. la coopération transfrontalière (ex. bassin du Nil, Mékong).

Quelles sont les applications potentielles dans les grandes régions du monde ?

Ces grands priorités peuvent se déployer dans les grandes zones géographiques, qui manquent déjà d’eau douce, selon les modalités suivantes :

1. L’Asie du Sud :

   1. La réforme de l’irrigation : systèmes goutte à goutte, irrigation de précision, collecte des eaux de ruissellement.

   2. La gestion durable des nappes : interdire / réguler pompages excessifs, recharge artificielle.

   3. Le traitement et réutilisation des eaux usées.

   4. La politique foncière et aménagement du territoire pour éviter expansion non viable sans eau.

   5. La prévision climatique, surveillance des ressources, données satellitaires.

2. L’Afrique subsaharienne :

   1. Le renforcement des infrastructures de base (réservoirs, barrages, réseaux de distribution).

   2. Le captage des eaux de pluie (petits barrages, citernes, agriculture conservatrice).

   3. Les techniques agroécologiques : paillage, agroforesterie, cultures résistantes.

   4. La réutilisation des eaux grises et traitement local.

   5. Le financement et investissements publics/ONG pour améliorer capacité locale (gestion de l’eau, éducation).

3. La Méditerranée / sud de l’Europe :

   1. Le dessalement & transfert d’eau dans les zones littorales / côtières.

   2. L’amélioration de la gestion des réservoirs, régulation des usages agricoles (réduction des cultures très gourmandes en eau).

   3. La politique d’urbanisme pour limiter l’imperméabilisation des sols, favoriser infiltration.

   4. La rénovation des réseaux pour réduire pertes (fuites).

   5. Le stockage saisonnier (réservoirs, barrages), recharge des nappes, collecte d’eau de pluie.

4. Zones arides/USA-Mexique etc.

   1. L’amélioration de l’efficacité de l’usage agricole (irrigation moderne).

   2. La préservation des surfaces de neige / glace, restauration écologique pour ralentir l’évaporation.

   3. L’utilisation de technologies de refroidissement efficientes dans l’industrie et pour les infrastructures critiques.

   4. La politique de quotas / droits d’eau stricts, tarification.

   5. Le recyclage et réutilisation des eaux, captage atmosphérique si possible.

Nous pouvons citer quelques exemples concrets d’initiatives et d’investissements en cours :

1. Le Maroc : les plans actuels pour construire plusieurs usines de dessalement, extension de barrages, transferts d’eau interrégionaux.

2. La Jordanie : le projet Aqaba-Amman Water Desalination and Conveyance Project (dessalement et conduites pour transporter l’eau de la mer Rouge jusqu’à Amman).

3. Les projets de restriction des cultures gourmandes en eau dans des régions arides pour libérer de l’eau pour d’autres usages. Le Maroc a restreint les cultures de type melon dans certaines zones.

Ces efforts exigent que l’eau douce soit considérée comme une ressource précieuse pour laquelle les prix, les réglementations et les incitations doivent permettre de rentabiliser les investissements nécessaires à sa conservation et utilisation sobre.

Comment les Start-ups & innovateurs se mobilisent ?

Les entrepreneurs se mobilisent progressivement dans les domaines de l’eau prioritaires. Nous pouvons en donner quelques exemples :

1. Eaux pluviales, réutilisation décentralisée & contrôle :

   1. StormHarvester — contrôle prédictif des réseaux pluviaux/bassins via météo/IA (Irlande/R.-U.).

   2. Epic Cleantec — réutilisation sur site des eaux grises/noires dans les immeubles (US).

   3. Greyter Water Systems — réutilisation d’eaux grises résidentiel/tertiaire (Canada).

2. Irrigation de précision / capteurs / optimisation agricole :

   1. SupPlant — irrigation pilotée par IA & capteurs, conseils déficit contrôlé (Israël).

   2. CropX — sondes de sol + plateformes d’irrigation/ET (Israël/US).

   3. Arable — stations météo/ET de parcelle pour irrigation & stress hydrique (US).

   4. Saturas — capteurs micro-tensiométriques (tige) pour pilotage fin (Israël).

3. Eau industrielle/anti-gaspillage :

   1. WINT Water Intelligence — détection de fuites & arrêt automatique (industrie/bâtiments).

   2. KETOS — monitoring qualité & analytics en continu (industrie/agri).

   3. Pani Energy — optimisation IA d’unités d’osmose/désalinisation & réutilisation.

4. Data centers : refroidissement “water-lean” :

   1. ZutaCore — direct-to-chip bi-phase sans eau (HyperCool).

   2. Iceotope — refroidissement liquide de précision (réduction eau jusqu’à ~96 % annoncée).

   3. Submer — immersion cooling modulaire (financements 2024-2025 ; objectif “zéro eau sur site”).

   4. LiquidStack — immersion bi-phase et unités de distribution de liquide 10 MW.

5. Recharge gérée des nappes (MAR) & infiltration territoriale :

   1. INOWAS / AGREEMAR (UE, programme) — outils & cadres de gouvernance MAR pour collectivités (plateformes de projets).

Les efforts des start ups dans ces domaines de l’eau nous semblent intéressants mais ils restent néanmoins insuffisants pour avoir un impact réel sur la situation d’ensemble.

En conclusion, nous retenons donc que les rapports scientifiques nous démontrent que de nombreuses régions dans le monde s’assèchent rapidement et qu’il est critique d’intensifier les efforts d’adaptation à cette situation :

1. Les solutions pour économiser et conserver l’eau douce sont bien connus.

2. Les plans et les investissements des acteurs publics doivent néanmoins s’intensifier pour permettre cette adaptation en créant l’environnement incitatif pour que les acteurs économiques se mobilisent (prix , investissements publics, réglementations).

3. La recherche et la technologie doivent fortement s’intensifier dans ces domaines avec de nouvelles startups mais aussi des projets à grande échelle qui devront être lancés.

Nous suivrons l’évolution de l’adoption de ces plans publics et des solutions technologiques de sauvegarde de notre eau douce si précieuse et nous vous rendrons compte dans de prochains articles.

Bonne semaine

Philippe

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