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Comprendre le cycle de l'eau pour la préserver

Comprendre le cycle de l’eau pour mieux agir à sa protection

Par C. l'air du temps
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Notre planète « bleue » est la seule planète du système solaire à posséder de l’eau liquide à sa surface. Une caractéristique fondamentale qui a joué un rôle majeur dans l’apparition et le développement de la vie. C’est une ressource indispensable au monde vivant, mais connaissons-nous réellement le cycle de l’eau ?

Fait surprenant, à l’échelle du globe, l’eau circule depuis des milliards d’années en circuit fermé, entre ciel, terre et mer. Cela signifie que son volume reste globalement stable. Mais la totalité de cette eau n’est pas exploitable en eau douce ou potable. Et elle est aujourd’hui soumise à rude épreuve car la population mondiale s’accroît et nos usages de cette ressource aussi.

Depuis 2010, l’accès à l’eau potable et à l’assainissement est reconnu par l’ONU comme un droit humain fondamental. Or, ce droit fait aujourd’hui défaut. Pour préserver cette précieuse ressource absolument nécessaire au vivant, il est important de comprendre comment fonctionne le cycle de l’eau. C’est pour cela qu’on vous propose une exploration en détail de son parcours et des problématiques qui y sont liées.

Le saviez-vous ?

1.

97,2 % de l’eau sur Terre se trouve sous forme salée dans les mers et océans et donc 2,8% sous forme d’eau douce.

2.

3/4 de l’eau douce est sous forme de glace soit 2,1 % de l’eau de la Terre.

3.

1/4 de l’eau douce est liquide soit 0,7 % de l’eau de la Terre.

4.

Depuis 1920, alors que la population mondiale s’est multipliée par 4, notre consommation d’eau a été multipliée par 6

5.

L’eau que nous consommons est destinée à 3 usages principaux : 70% l’agriculture, 20% l’industrie et 10% la consommation domestique

6.

La moyenne mondiale de consommation d’eau par habitant est de 137 litres par jour mais la répartition est très inégale au niveau mondial

7.

30% de la population mondiale n’a pas accès à l’eau potable en toute sécurité

8.

60 % de la population mondiale n’a pas accès à un service d’assainissement géré en toute sécurité

9.

L’eau de surface constitue 0,02% de la masse de la Terre (soit une sphère de 700kms de diamètre)

10.

Le manteau de la Terre pourrait contenir de 1 à 10 fois cette quantité sous formes d’éléments (hydrogène, oxygène) dans la lave, les minéraux…

Les cycles de l’eau

En France, comme dans de nombreux pays « riches », l’eau est accessible en permanence. Pratique : on ouvre le robinet et ça coule, à volonté. Sa disponibilité immédiate en a fait une ressource banalisée. Mais d’où vient cette eau que nous utilisons au quotidien ? Il existe en réalité deux cycles de l’eau. Le grand, naturel, à l’échelle du globe et le petit, qui concerne la domestication de l’eau par l’homme. Bien les comprendre permet de mieux protéger cette ressource précieuse.

Le GRAND CYCLE de l’eau sur Terre

Ah ! Ils sont bien loin nos exposés d’école sur le cycle de l’eau… Ce qu’on appelle le grand cycle de l’eau est le mouvement perpétuel de l’eau sous tous ses états, à l’échelle du globe. Comme évoqué en introduction, l’eau circule depuis des milliards d’années en circuit fermé avec un volume qui reste globalement stable. Une récente étude publiée dans la revue Science démontre qu’elle était présente dès la création de la Terre.

Le grand cycle se décompose en 4 étapes : évaporation, précipitations – évapotranspiration, ruissellement, infiltration.

Présente à 72 % de la surface du globe, elle est un des éléments fondamentaux de notre planète que l’on retrouve sous plusieurs formes. Liquide (cours d’eau, océans…), solide (neige, glace…) ou gazeuse (vapeur d’eau).

C’est toujours la même eau qui circule et se transforme en permanence dans l’atmosphère, à la surface et dans le sous-sol de notre Terre.

Adour garonne

Le PETIT CYCLE de l’eau : sa domestication par l’homme

Histoire

Depuis toujours, l’homme a cherché à s’approvisionner en eau potable notamment en restant près d’une source directe (lac ou rivière). Avec l’accroissement de la population et la sédentarisation, il a imaginé transporter cette eau de son point de prélèvement à son point de consommation. Ainsi les Egyptiens, les Japonais ont imaginé – dès l’Antiquité – des canalisations en bambou, en argile ou même en métal. Mais ce sont les Romains qui furent les plus grands architectes de réseaux de distribution d’eau notamment avec leurs aqueducs.

Au XIXe siècle, les découvertes de Pasteur font le lien entre microbes et eau. A sa suite, le XXe siècle fera de l’amélioration de la qualité de l’eau un défi de santé publique. Avec notamment la création d’un système pour capter, traiter et distribuer l’eau, domestiquant ainsi son usage. En 1902, la loi relative à la santé publique – toujours en vigueur – oblige pour la première fois les communes à respecter un certain nombre de mesures en matière de qualité de l’eau. Les critères d’une eau sans risque pour la santé sont définis aujourd’hui par l’Organisation Mondiale de la Santé (OMS) et, plus près de nous, par l’Union Européenne. Elles sont actualisées régulièrement.

Distribution et assainissement

Au final, l’arrivée de l’eau courante dans les maisons est assez récente. C’est en effet à la fin des années 1980 que la quasi-totalité des Français bénéficie de l’eau courante à domicile.

Avant d’écrire cet article, nous pensions – certainement comme certain.e.s d’entre vous – que l’eau usagée évacuée de nos maisons (eaux usées et eaux grises) était récupérée, nettoyée puis réinjectée dans le circuit d’eau potable. Et bien nous avions TOUT FAUX.

En réalité, il existe aujourd’hui en France deux réseaux d’eau distincts :

  • la DISTRIBUTION d’eau potable. L’eau potable est puisée dans la nature, traitée et acheminée jusqu’à notre réseau domestique ;
  • l’ASSAINISSEMENT. Les eaux usées sont collectées, acheminées dans des stations d’épuration où elles sont dépolluées avant d’être renvoyées dans le milieu naturel ;

Notre consommation quotidienne d’une eau de qualité repose donc sur la préservation des milieux naturels car elle y est à la fois puisée et réinjectée. Malheureusement aujourd’hui, en France ou à l’échelle mondiale, l’activité humaine impacte gravement les milieux naturels.

Infographie sur le petit et grand cycle de l'eau

INEGALITE de la répartition de l’eau sur Terre

Répartition géographique

La ressource en eau est un sacré paradoxe. En effet, bien que massivement présente sur Terre, notre planète « bleue » est avant tout, la planète de l’eau salée. L’eau douce ne représente, quant à elle, que 2,8%. Et elle pourrait venir à manquer dans certaines régions du globe avec le réchauffement climatique et la consommation humaine qui s’accélère. Les glaces et les neiges permanentes représentent 2,1%, l’eau douce disponible 0,7%. Ainsi « au final, l’homme ne peut utiliser que moins d’1% du volume total d’eau présent sur Terre ». Une moyenne, qui plus est ne correspond pas exactement à la répartition géographique réelle de l’eau sur la Terre.

Accès à l’eau potable

L’accès à l’eau potable est également très inégal. En Europe, l’OMS estime « que 14 personnes décèdent chaque jour à la suite d’une maladie diarrhéique due à la mauvaise qualité de l’eau et de l’assainissement, ainsi qu’au manque d’hygiène. »

Au niveau mondial, la consommation d’eau par habitant est estimée à 137 litres par jour. Néanmoins il ne s’agit là que d’une moyenne qui cache d’énormes écarts de consommation. Ecarts entre les pays, entre les populations les plus riches (les plus consommatrices) et les plus pauvres, entre les zones résidentielles et les zones rurales, où l’accès à l’eau potable n’est pas assuré par un réseau de distribution sécurisé. Selon l’UNICEF, cela concernerait 1,1 milliard de personnes au niveau mondial.

Et ces pénuries d’eau ou difficultés d’accès à l’eau potable sont largement accentuées par le changement climatique dont les conséquences touchent majoritairement des zones qui rencontrent déjà des difficultés d’accès à l’eau.

La question de l’utilisation d’eau potable pour l’hygiène

Au vu des enjeux précités d’inégale répartition et de manque au niveau mondial, on peut légitimement se poser la question de l’utilisation de l’eau potable pour l’hygiène dans les pays occidentalisés. Les solutions d’habitats économes en eau mettent ainsi en place des toilettes sèches (pour rappel, la chasse d’eau pèse pour un tiers dans notre usage de l’eau potable). Mais également des systèmes de douches économes en eau et en énergies.

Disponibilité en eau douce dans le monde

Les impacts de l’activité humaine sur le cycle de l’eau

Malgré son mouvement perpétuel depuis des milliards d’années, le cycle de l’eau est aujourd’hui menacé par l’activité humaine. Même si la quantité d’eau est quasiment la même qu’au temps des dinosaures, les humains sont, eux, beaucoup plus nombreux. Et ils ont surtout inventé l’agriculture, l’industrie et le tourisme mondialisés, des secteurs d’activités très impactants. A noter que, dans le monde, en moyenne, 22% de l’empreinte eau d’un individu est située dans un pays différent de celui où il réside.

Agriculture

L’agriculture – qui concerne comme évoqué plus haut 70% de la consommation d’eau douce de la planète – a un impact colossal sur le cycle de l’eau. Entre 1961 et 2009, alors que les terres cultivées ont augmenté de 12%, l’irrigation des terres a connu une augmentation de +117% ! Mais sur le terrain, des actions alternatives sont possibles. Notamment en favorisant des cultures demandant peu d’eau. Ensuite, en basculant vers des pratiques agricoles plus respectueuses comme l’agro foresterie qui préserve les sols et la biodiversité. De notre côté, en tant que consommateur, on peut responsabiliser au maximum son assiette. L’outil Waterfootprint estime l’empreinte hydrique moyenne mondiale par aliment. On découvre ainsi que celle du bœuf est de 15400 litres/kg, celle d’une tasse de café 130 litres et celle du maïs 1220kg/litre.

Industrie

Dans le secteur de l’industrie, le textile est quant à lui très consommateur d’eau potable. 93 Millions m3/an d’eau sont utilisés par l’industrie textile soit 4% des prélèvements d’eau potable largement imputables à la culture du coton (1/4 de la production textile). Waterfootprint estime notamment qu’un tshirt en coton nécessite 2700 litres d’eau au total. On se rend ainsi compte que la façon dont sont produits aujourd’hui nos biens de consommation a un impact direct sur les ressources en eau.

Gaspillage

L’OMS estime qu’un individu a besoin de 20 à 50 litres d’eau par jour pour vivre décemment. 100 litres par jour pour vivre confortablement. Au-delà, on parle donc de gaspillage d’eau. Pour exemple, un français va utiliser 150 litres d’eau (eau visible) par jour (toilettes, vaisselle, douches, brossage dents…) soit 4% de ses besoins ! Cependant, il aura besoin de plus de 4000 litres d’eau (eau non visible/virtuelle) par jour pour fabriquer tout ses biens de consommation (alimentation, transport, textile, matériel technologique…) soit 96 % de ses besoins !! En comparaison, la consommation d’eau domestique par un.e habitant.e des Etats-Unis, du Japon ou du Canada est supérieure à 250 litres par jour, alors qu’en Afrique Subsaharienne, on considère qu’un habitant consomme 10 à 20 litres par jour.

Pollution

L’activité humaine au niveau individuel mais également par l’industrie qui produit les biens de consommation pollue le cycle de l’eau. A l’échelle domestique, les produits d’hygiène et d’entretien que nous utilisons rejettent – en fonction de leur composition – perturbateurs endocriniens, produits chimiques et autres éléments toxiques pour les milieux naturels via le cycle de l’eau. Mais les biens que nous consommons, le secteur du bâtiment, de l’industrie ont un impact considérable sur le cycle de l’eau à la fois par la production directe mais également par les produits rejetés. 

Erosion, imperméabilisation des sols

Outre l’impact sur la captation des GES, la déforestation, les incendies, l’exploitation industrielle des forêts ont des conséquences sur l’érosion des sols. Or un sol érodé, trop imperméabilisé par la bétonisation des villes ou fatigué par de mauvais traitements n’est plus en capacité de jouer son rôle majeur dans le cycle de l’eau. L’infiltration se fait plus alors difficilement et les sols assument mal le rôle de filtre et de nettoyage de milliers de km3 d’eau chaque jour. 

Infographie sur le stress hydrique en 2025

L’eau et le réchauffement climatique

Dans son rapport de 2014, le groupe international d’experts du GIEC prévoit – dans son scénario le plus pessimiste – une augmentation des températures moyennes à la surface de la planète qui pourrait atteindre 4,8°C à l’horizon 2100 par rapport à la période préindustrielle.

Ce réchauffement climatique a un impact direct sur le cycle de l’eau. En effet, avec l’augmentation des températures, on retrouve plus de vapeur d’eau dans l’atmosphère et moins d’eau à l’état « liquide » disponible. Ce qui signifie que la quantité d’eau qui alimente les cours d’eau ou s’infiltre dans le sous-sol diminue. Ce qui entraîne une baisse du débit des rivières et un appauvrissement des nappes phréatiques. Sans parler des phénomènes extrêmes qui vont être de plus en plus fréquents et de plus en plus puissants. Pluies violentes, inondations, longues périodes de sécheresse qui vont perturber inévitablement l’accès à l’eau.

Stress hydrique

La surface de la Terre affectée par la sécheresse a été multipliée par 2 en 30 ans. Aujourd’hui, 17 pays, soit ¼ de la population mondiale, font face à une situation de stress hydrique grave (moins de 500 m3/an/pers) et 12 métropoles dans le monde sont aujourd’hui menacées de pénurie d’eau potable. L’OMS estime que d’ici 2025, plus de la moitié de la population mondiale vivra dans des régions soumises au stress hydrique.

Pour faire face et palier à ces pénuries, l’homme a mis en place plusieurs solutions techniques qui soulèvent néanmoins des questions. Les prélèvements des eaux souterraines ont été multipliés par 3 en 50 ans et fournissent la moitié de la consommation d’eau potable mais cette « course au pompage » engendre d’importants impacts économiques, environnementaux et sociaux.  Dans le monde, 6862 barrages permettent notamment de constituer des réserves d’eau mais il a été démontré que l’augmentation des capacités de stockage aggrave par ailleurs les effets de la sécheresse en aval des barrages. Autre trouvaille : le dessalement de l’eau de mer. Près de 16 000 usines de dessalement sont en activité dans 177 pays. Mais cette solution pose des questions : la saumure et les produits chimiques issus du processus, la consommation en énergies et l’émission de gaz à effet de serre.

Agir pour le cycle de l’eau

Le cycle de l’eau à l’échelle du globe est donc à la fois assez simple à comprendre dans son mouvement perpétuel. Mais plus difficilement compréhensible quand on regarde les problématiques liées au manque et à l’inégalité de la répartition de l’eau. Problématiques accentuées par le changement climatique. Il apparaît ainsi évident qu’en tant qu’individus, nous ne pourrons résoudre à nous seul.e.s l’ensemble de ces problématiques. Néanmoins, il est possible d’agir à son niveau pour préserver le cycle de l’eau.

Voici quelques pistes :

Aviez-vous connaissances de ces notions autour du cycle de l’eau ?

N’hésitez pas à partager vos réactions !

Merci à l’Agence de l’eau Adour Garonne, qui par son soutien, a permis la rédaction de cet article

Pour aller plus loin

Adour Garonne

Agence de l’eau // L’agence de l’eau Adour Garonne – établissement public de l’État – a pour missions de lutter contre la pollution, de protéger les eaux du bassin Adour-Garonne

Infographie cycle de l'eau

Infographie // Le site qqf propose une infographie récapitulative sur les enjeux autour du cycle de l’eau. C’est dynamique et très parlant !

Podcast écologie Terre au Carré

Podcast // La Terre au Carré sur France Inter propose dans son émission du 19/10/20 de revenir sur les origines de l’eau sur Terre grâce notamment à l’étude des météorites.

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