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[Tapez un texte] MÉMOIRE Présenté par : Claire Cayla Dans le cadre de la dominante d’approfondissement : IDEA, Ingéniérie de l’Environnement : Eau, Déchets et Aménagements durables. Spécialité AGEM: Aménagement et Gestion de l’Eau et des Milieux. Stage effectué du : 01 /03/10 au 31/08/10 Chez: Energies Demain, 16 bis rue François Arago, 93100 MONTREUIL SOUS BOIS Sur le thème : Développement d’un outil de modélisation de l’offre et de la demande en eau sur le pourtour méditerranéen : Evaluation de la pertinence de l’outil et positionnement par rapport aux attentes des gestionnaires de l’eau Rapport confidentiel : Date d’expiration de confidentialité : 31/12/2011 Pour l’obtention du : DIPLÔME D’INGÉNIEUR D’AGROPARISTECH Cursus ingénieur agronome et du DIPLÔME D’AGRONOMIE APPROFONDIE Enseignant/e‐tuteur responsable de stage : Jean‐François Castell Maître de stage : François Valadier et Hugo Piqueras Soutenu le : 23/ 09/10

rapport VF 2 - SIAFEEsiafee.agroparistech.fr/.../pdf/idea-2010-conf-2012-cayla.pdf · 1.2.1 Le développement de l’outil de modélisation Energies demain a répondu à un appel

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    MÉMOIRE Présenté
par
:
Claire
Cayla


    Dans
le
cadre
de
la
dominante
d’approfondissement
:


    IDEA,
Ingéniérie
de
l’Environnement
:
Eau,
Déchets
et
Aménagements
durables.


    Spécialité
AGEM:
Aménagement
et
Gestion
de
l’Eau
et
des
Milieux.


    Stage
effectué
du
:
01
/03/10
au
31/08/10


    Chez:

Energies
Demain,
16
bis
rue
François
Arago,
93100
MONTREUIL
SOUS
BOIS


    Sur
le
thème
:


    Développement d’un outil de modélisation de l’offre et de la demande en eau sur le pourtour méditerranéen :

    Evaluation de la pertinence de l’outil et positionnement par rapport aux attentes des gestionnaires de l’eau

    Rapport
confidentiel
:
 



Date
d’expiration
de
confidentialité
:
31/12/2011


    Pour
l’obtention
du
:


    DIPLÔME
D’INGÉNIEUR
D’AGROPARISTECH


    Cursus
ingénieur
agronome


    et
du
DIPLÔME
D’AGRONOMIE
APPROFONDIE



    Enseignant/e‐tuteur

responsable
de
stage
:
Jean‐François
Castell


    Maître
de
stage
:
François
Valadier
et
Hugo
Piqueras


    Soutenu
le
:
23/
09/10


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    Introduction

    Mettre en place une gestion durable de la ressource en eau, permettant de satisfaire les besoins liés aux activités humaines, tout en préservant la qualité des écosystèmes, est un défi majeur auquel nos sociétés doivent aujourd’hui faire face.

    La situation est d’ores et déjà critique dans plusieurs bassins versants du pourtour méditerranéen où la croissance des activités économiques, les pressions démographiques et agricoles auxquelles viennent s’ajouter des utilisations nouvelles de l’eau pour le tourisme et les activités de loisirs, mènent à une surexploitation des ressources hydriques.

    La croissance de l’offre, ayant constitué la réponse traditionnelle à l’augmentation de la demande en eau, n’est plus adaptée.

    La Gestion de la Demande en Eau (GDE) est une approche qui émerge depuis une dizaine d’année, elle comprend l’ensemble des mesures visant à améliorer l’efficience d’utilisation de l’eau, afin de réduire la pression sur la ressource et de permettre la satisfaction des usages.

    C’est dans ce contexte qu’un outil permettant la modélisation de la demande en eau sur un territoire et sa mise en vis-à-vis avec les ressources disponibles à cette même échelle a été développé par le bureau d’études Energies Demain. Cet outil a été conçu dans l’objectif d’assister au mieux dans leurs prises de décisions les gestionnaires de l’eau à diverses échelles en permettant un état des lieux complet sur leur territoire, et une évaluation des différents leviers d’actions sur la demande en eau.

  • 3

    Sommaire Introduction ................................................................................................................................................. 2
Sommaire .................................................................................................................................................... 3
1.
 Contexte du développement de l’outil ..................................................................................................... 4


    1.1
 Présentation de l’entreprise de stage ................................................................................................. 4
1.1.1
 Domaine de compétence et structuration du bureau d’étude ......................................................... 4
1.1.2
 Les technologies développées par Energies Demain.................................................................. 4


    1.2
 Contexte du stage effectué ............................................................................................................... 5
1.2.1
 Le développement de l’outil de modélisation................................................................................. 5
1.2.2
 Définition de la problématique..................................................................................................... 5


    2.
 Positionnement de l’outil développé par rapport aux attentes des gestionnaires en eau sur un territoire ...... 7
2.1
 Connaître et comprendre le fonctionnement de l’outil.......................................................................... 7


    2.1.1
 La demande : une modélisation basée sur l’identification des besoins............................................. 7
2.1.2
 La ressource : une modélisation de la répartition de l’offre dans le temps....................................... 9
2.1.3
 Le lien entre la demande et la ressource : les règles d’affectation .................................................10
2.1.4
 Qu’est ce qu’un modèle ?...........................................................................................................12


    2.2
 Positionnement de l’outil par rapport aux attentes des gestionnaires de l’eau.......................................13
2.2.1
 La méthodologie développée pour l’identification des attentes ......................................................13
2.2.2
 Identification des attentes en terme: d’état des lieux, de projection, de prospective, d’implication des acteurs ................................................................................................................................................13


    3.
 Recherche d’une validation des résultats produits par l’outil de modélisation sur le bassin versant Rhône-Méditerranée ...............................................................................................................................................19


    3.1
 La méthodologie utilisée pour l’analyse critique des résultats ..............................................................19
3.1.1
 Problématique...........................................................................................................................19
3.1.2
 Les différentes étapes de la comparaison ....................................................................................21


    3.2
 Comparaison des résultats modélisés et des données de prélèvements................................................25
3.2.1
 Les prélèvements en eau pour le secteur de l’énergie ..................................................................25
3.2.2
 Les prélèvements en eau pour l’alimentation en eau potable ........................................................28
3.2.3
 Les prélèvements en eau pour le secteur agricole ........................................................................35
3.2.4
 Les prélèvements en eau pour le secteur industriel ......................................................................43
3.2.5
 Conclusions de la comparaison ...................................................................................................47


    Conclusion ..................................................................................................................................................49
Bibliographie ...............................................................................................................................................50
Annexes......................................................................................................................................................51
English summary .........................................................................................................................................59
Résumé ......................................................................................................................................................60


  • 4

    1. Contexte du développement de l’outil

    1.1 Présentation de l’entreprise de stage

    1.1.1 Domaine de compétence et structuration du bureau d’étude Fondé en 2003 par son gérant actuel Nicolas Houdan, Energies Demain est un bureau d’études spécialisé dans la planification énergétique territoriale et la quantification du CO2, qui se propose d’accompagner les territoires dans la recherche de stratégies pour une utilisation optimale et à long terme de ses ressources énergétiques.

    L’entreprise, qui compte aujourd’hui une quarantaine de personnes, a développé divers pôles de compétence : un pôle Bâtiment, un pôle Transport, un pôle Aménagements urbains et un pôle Electricité. Parallèlement à ces pôles sectoriels, un département « applications territoriales » assure la transmission de ce savoir faire auprès des clients institutionnels et des collectivités territoriales.

    1.1.2 Les technologies développées par Energies Demain Pour répondre à ce besoin de connaissance et d’aide à la décision sur des problématiques énergétiques, Energies Demain s’est spécialisé dans les techniques de modélisation territoriale de flux, ceci afin de pouvoir évaluer et planifier la capacité à diminuer la consommation d’énergie d’un territoire, dans un souci d’économies financières, de développement du territoire et de réduction des émissions de gaz à effet de serre.

    Ainsi divers modèles ont été développés, dont entre autres un outil de modélisation territorialisée et temporalisée de la demande et de l’offre d’électricité, un outil de modélisation territoriale de la mobilité, un outil de modélisation des consommations énergétiques du secteur du bâtiment, ou encore un outil d’évaluation des émissions carbone pour des projets de développement des territoires.

    Les modèles développés par le bureau d’étude sont tous basés sur les mêmes principes :

    • L’application d’une méthodologie bottom up (du bas vers le haut) afin d’assurer une reconstitution et une compréhension détaillée des besoins sur le territoire étudié.

    • La représentation des variables exogènes et de leur influence sur ces besoins. • La reconstitution des flux (des transferts). • La représentation des temporalités.

    L’ensemble de ces représentations assure une visibilité complète des cycles et un accès à tous les leviers, ce qui rend ces outils adaptés à l’aide à la décision pour les gestionnaires du territoire en permettant un état des lieux sur un territoire et une évaluation des impacts des différentes stratégies de développement envisagées.

    Le choix des contrats de l’entreprise est en partie conditionné par les objectifs de développement de ces différents modèles répondant aux enjeux environnementaux présents et futurs. La majeure partie du travail de recherche et développement de la société est autofinancée, ce qui vaut à Energies Demain le statut de « Jeune Entreprise Innovante ».

    En Automne 2009, Energies Demain a créé un nouveau pôle de compétence pour aider à répondre au défi majeur de la gestion de l’eau sur un territoire complexe. Cette même méthodologie d’identification et de reconstitution du besoin exposée plus haut a été appliquée au domaine de l’eau à travers la création d’un nouveau modèle. Ce modèle a été conçu pour répondre au mieux à la question de l’adéquation entre la demande en eau et la ressource disponible à différentes échelles territoriales et temporelles, afin d’apporter une vision

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    complète des diverses problématiques liées à la gestion de la ressource en eau et d’aider les gestionnaires du territoire dans leur prise de décisions.

    1.2 Contexte du stage effectué

    1.2.1 Le développement de l’outil de modélisation Energies demain a répondu à un appel d’offre lancé en été 2009 par l’Ambassade de l’Eau, en se proposant d’appliquer au domaine de l’eau la méthodologie développée par l’entreprise dans les autres secteurs, afin de concevoir un outil de reconstitution de la demande en eau sur les bassins versants du pourtour méditerranéen mise en vis-à-vis avec les ressources disponibles à cette même échelle.

    Crée en 2006, L’Ambassade de l’Eau est une association loi de 1901 travaillant sur les problématiques de l’eau en Méditerranée, articulée autour de plusieurs pôles : sensibilisation, éducation et information. En Avril 2010 a eu lieu la conférence interministérielle sur la « Stratégie pour l’eau en Méditerranée », organisée dans le cadre de l’Union pour la Méditerranée, l’objectif pour l’Ambassade de l’Eau et pour le bureau d’étude étant de présenter au cours de la réunion technique de cette conférence une première version de l’outil, ainsi que des résultats sur trois bassins versants test : le bassin Rhône-Méditerranée en France, le Bassin Nahr el Kab au Liban, et le bassin du Sebou au Maroc.

    Le développement de l’outil de modélisation a donc commencé en octobre 2009, les différentes phases de développement ont été ponctuées par des réunions régulières avec les membres du comité de pilotage réuni par l’Ambassade de l’Eau, composé de représentants des Agences de Bassin françaises, de membres du MEEDEM (Ministère de l’Ecologie, de l’Energie, du Développement durable et de la Mer) et de l’ONEMA (Office National de l’Eau et des Milieux Aquatiques) et également de représentants de Véolia et de Suez. Ces réunions permettaient d’avoir le retour d’avis d’experts sur les choix méthodologiques adoptés par le bureau d’étude et de valider les différentes étapes du développement de l’outil.

    1.2.2 Définition de la problématique J’ai commencé mon stage chez Energies Demain au début du mois de Mars 2010, j’ai rejoint l’équipe en charge du développement de l’outil de modélisation, constituée d’un ingénieur agronome, d’un ingénieur généraliste et d’un ingénieur informatique assurant la traduction des savoir-faire par la structuration des données et le développement des interfaces d’entrée et de sortie.

    J’ai donc rejoint le pôle au milieu de la première phase de développement de l’outil, les deux premiers mois de mon stage ont été dédiés à la compréhension de la méthodologie adoptée, passant par la rédaction d’une partie de la note méthodologique accompagnant l’outil, à la validation de certaines hypothèses et à la recherche et à l’implémentation de données dans le modèle pour les trois bassins versants tests.

    Ma participation à divers comités de pilotage et à la présentation de l’outil lors de la réunion technique de l’interministérielle de l’UpM dans le cadre de la « Stratégie pour l’eau en Méditerranée », ont été des étapes importantes qui m’ont permis de saisir les enjeux liés à la poursuite du développement de l’outil et de comprendre la valeur ajoutée que pouvait représenter la méthodologie développée pour son application dans le domaine de la gestion de l’eau. Suite à cette première présentation, les retours reçus ont permis au pôle en charge de la conception de l’outil d’entamer une phase de réflexion sur les utilisations possibles de l’outil et ses futurs axes de développement.

    Il s’est donc agi dans un premier temps d’identifier plus clairement les attentes des gestionnaires de l’eau à travers une analyse des questions actuellement en débat autour de la

  • 6

    compréhension de la demande en eau sur un territoire. La première partie de ce rapport présente le résultat de cette réflexion et l’évaluation des possibilités d’application d’un tel outil dans les pays du pourtour méditerranéen, notamment en France. Cette recherche ayant pour objectif de positionner plus clairement l’outil face aux attentes des gestionnaires en eau et de donner des pistes de réflexion quant aux potentialités d’amélioration de l’outil.

    Dans un deuxième temps il s’est agi de chercher à valider les résultats produits par l’outil. La seconde partie du rapport répond donc à la nécessité de consolider et de critiquer les résultats produits sur un territoire test. Le territoire retenu a été celui du bassin Rhône-Méditerranée pour lequel on dispose de données de prélèvements des Agences de l’Eau, qui permettent d’effectuer une comparaison avec les résultats de la modélisation des prélèvements.

  • 7

    2. Positionnement de l’outil développé par rapport aux attentes des gestionnaires en eau sur un territoire

    2.1 Connaître et comprendre le fonctionnement de l’outil

    Cette partie constitue une synthèse de la méthodologie développée dans le modèle, cette description est assez brève et a pour but d’exposer dans les grandes lignes comment sont effectuées la reconstitution de la demande en eau et des ressources disponibles sur le territoire étudié. L’objectif de cette description est de bien saisir l’originalité de la méthode qui sera ensuite mise en valeur dans la seconde partie qui développe les utilisations possibles de l’outil par les gestionnaires d’eau.

    2.1.1 La demande : une modélisation basée sur l’identification des besoins

    2.1.1.1 La reconstitution des volumes prélevés par les différents secteurs

    L’approche utilisée est celle d’une reconstitution «par le bas» de la demande en eau sur le territoire pour chacun des cinq grands secteurs utilisateurs d’eau identifiés: l’agriculture, l’industrie, le tertiaire le résidentiel, et l’énergie. La méthodologie « bottom-up » utilise des informations disponibles à l’échelle la plus fine possible (par exemple à la maille communale dans le cas de la France) afin reconstituer le besoin en eau sur le périmètre étudié.

    La reconstitution de la demande en eau dans chaque secteur prend en compte :

    • Des déterminants finaux par secteur : le nombre d’hectares de cultures irriguées pour l’agriculture, le niveau de production pour l’industrie, le nombre d’employés pour le tertiaire, le nombre d’habitants par catégorie de logement pour le résidentiel, le nombre de mégawatt produits pour l’énergie.

    • Des consommations unitaires : chacun des déterminants finaux peut être associé à trois consommations unitaires en eau : une consommation « éco », une « normale » et une « haute », en fonction de la technologie utilisée. Par exemple, dans le cas de l’agriculture la demande en eau pour un certain type de culture diffère selon le mode d’irrigation (gravitaire, aspersion ou goutte à goutte), dans le cas de la production d’énergie la demande en eau dépend du mode de refroidissement de la centrale (système fermé ou ouvert), dans le cas de la demande résidentielle le besoin en eau d’un lave-linge ou d’une douche varie également selon le type de technologie utilisée.

    • Des taux d’équipement : les taux d’équipement permettent de définir pour chaque

    déterminant final la part des consommations qui se fait en « éco », « normal » ou « haut ». On peut par exemple définir sur une région la part de maïs qui est irrigué par aspersion ou par gravité, ou bien encore la part de logements équipés d’une piscine.

    • Des taux d’activité : les taux d’activité permettent de répartir la demande sur l’année en fonction de l’activité du secteur, de la production d’énergie, de la présence des résidents permanents et saisonniers, des dates de plantation des cultures.

  • 8

    • Des facteurs exogènes : Certains facteurs exogènes comme la température, la pluie ou la pression sont également pris en compte dans la modélisation de la demande en eau. Ces facteurs modifient les consommations unitaires de certains procédés comme l’irrigation des cultures.

    Figure 1 : Méthode générale de reconstitution de la demande

    Cette méthodologie se distingue d’une approche « par le haut » qui s’appuierait sur la seule désagrégation de données sur les volumes prélevés. Ces données sur les volumes prélevés servent pour le calage de l’outil, mais la méthodologie utilisée permet ensuite de s’en affranchir, afin notamment de pouvoir mener des études prospectives fines sur les évolutions des nombreux paramètres qui sont à l’origine de cette demande.

    De plus, les résultats produits par l’outil permettent d’avoir accès:

    • Aux volumes de la demande, calculés à partir des besoins en eau sur le territoire

    • Aux volumes prélevés pour satisfaire cette demande, qui intègrent les pertes dues aux fuites des réseaux d’adduction d’eau potable.

    • Aux volumes consommés, il s’agit des volumes qui après usage ne sont pas restitués

    au cycle de l’eau continentale. Les coefficients de consommation diffèrent selon les usages.

    • Aux volumes rejetés, qui ne sont pas consommés et sont donc de nouveau affectés

    aux ressources après un éventuel passage par les stations de traitement.

    Figure 2: Distinction entre les différents volumes calculés

  • 9

    2.1.1.2 La répartition de la demande dans le temps

    L’outil offre une répartition de la demande dans le temps, les bilans sont effectués par mois.

    Cette temporalisation est essentielle dans le cadre d’une gestion fine de la ressource en eau sur un territoire. En effet, sur un bilan à l’échelle annuelle, la ressource peut être globalement suffisante mais inégalement répartie. Il faut donc pouvoir identifier les périodes de crise où les différents usages ne peuvent être tous satisfaits simultanément. La question se pose d’autant plus dans le contexte méditerranéen, caractérisé par un régime hydrologique à très forte variabilité saisonnière (étiages d’été sévères et crues extrêmes), et, où la demande en eau pour l’agriculture et le tourisme augmente fortement en été, quand la disponibilité de la ressource est la plus faible.

    2.1.1.3 La territorialisation de la demande

    En ce qui concerne la territorialisation de la demande, l’outil s’adapte au niveau de connaissance disponible. Si les déterminants finaux qui permettent de reconstituer la demande en eau sont disponibles à la maille communale, alors l’évaluation de la demande en eau pourra se faire à cette échelle de précision. Si l’utilisateur souhaite obtenir la demande en eau sur un territoire plus large, celle-ci sera constituée de l’agrégation des demandes des communes qui le constituent. On peut ainsi remonter à l’échelle de tout un bassin versant, voire même de l’ensemble d’un pays.

    Dans le cas où les informations nécessaires à l’évaluation de la demande ne sont disponibles qu’à une échelle plus large, l’évaluation de la demande se fera alors de façon générale sur cette maille territoriale, mais sans avoir la possibilité de zoomer. Les taux d’activité des différents secteurs peuvent également être territorialisés afin de prendre en compte les spécificités de chaque territoire.

    2.1.2 La ressource : une modélisation de la répartition de l’offre dans le temps

    2.1.2.1 Calcul de la pluie efficace

    Pour chacun des territoires traités, l’offre en eau est calculée à partir des précipitations tombant sur le territoire, qui vont alimenter les eaux de surface, par ruissellement et les eaux souterraines par infiltration.

    Dans un premier temps, le modèle utilise les données mensuelles de précipitation sur le territoire pour calculer les précipitations efficaces. Dans notre cas, elles correspondent au volume des précipitations qui reste disponible à la surface du sol, après soustraction des pertes par évapotranspiration, l'évapotranspiration correspondant à la quantité d'eau totale transférée du sol vers l'atmosphère par évaporation au niveau du sol et par transpiration des plantes.

    A partir de ces précipitations efficaces mensuelles on cherche à déterminer quelle est la fraction de cette eau qui va s’infiltrer et recharger les nappes et quelle est celle qui va ruisseler et alimenter les eaux de surface. Pour la France, il existe un indice développé par le Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) : l’Indice de Développement et de Persistance des Réseaux (IDPR), qui évalue de manière indirecte la capacité intrinsèque du sol à laisser infiltrer ou ruisseler les eaux de surface.

  • 10

    2.1.2.2 La recharge des nappes

    Le but de la modélisation des eaux souterraines est d’obtenir une quantité d’eau prélevable dans les nappes par mois sur un territoire donné. Pour cela, il convient d’avoir accès à la recharge mensuelle des nappes, qui dépend du type de nappe, de sa superficie et de la quantité d’eau qui s’infiltre.

    A noter que le modèle ne prend pas en compte les échanges entre les nappes et les rivières.

    Les limites des nappes sont localisées au moyen de cartographie SIG. On considère que la quantité d’eau qui recharge une nappe est celle qui s’infiltre mensuellement sur la surface considérée, le volume qui s’infiltre étant calculé en appliquant l’IDPR sur la pluie efficace du mois considéré.

    L’infiltration de l’eau de pluie n’est pas l’unique source d’alimentation des nappes, s’y ajoute l’infiltration des pertes des réseaux de distribution d’eau et celle des surplus de l’eau d’irrigation.

    Chaque mois n, un bilan de la nappe est effectué et reporté au mois suivant, c'est-à-dire :

    Bilan du mois (n)=Infiltration du mois (n)-Demande du mois (n)+Bilan du mois (n-1)

    Le bilan du premier mois d’étude est nul quand les données ne sont pas disponibles.

    2.1.2.3 L’alimentation des rivières

    Les ressources en eau de surface sont constituées des rivières et des lacs, ils sont alimentés en eau soit naturellement par le ruissellement de l’eau de pluie efficace sur les sols, soit par des apports anthropiques. Ici encore on ne considère pas les échanges avec les nappes.

    Le volume ruisselant est calculé en appliquant l’IDPR au volume mensuel de pluie efficace.

    Les rivières sont également alimentées par les rejets d’eau après certains usages.

    2.1.3 Le lien entre la demande et la ressource : les règles d’affectation

    Dans le modèle, des règles d’affectation sont définies qui précisent, selon l’usage et le territoire, la part prélevée dans telle ou telle ressource mais également la destination des rejets de la demande dans les différentes ressources, ceci afin de chercher à reconstituer un cycle.

    Pour chaque type d’usage, la demande est répartie entre les eaux superficielles, les nappes et le réseau d’eau potable respectivement associés au territoire sur lequel la demande est générée. Le réseau d’eau potable allant lui-même puiser dans les nappes et les eaux superficielles.

    Pour chaque secteur, la répartition de la demande entre les différentes ressources est très variable, et peut être modifiée en fonction des informations disponibles et des ressources accessibles dans chaque territoire.

  • 11

    Les rejets d’eau sont également affectés aux ressources du territoire suivant le schéma suivant :

    Figure 4: Schéma d’affectation des rejets aux ressources

    Figure 3 : Schéma d'affectation des demandes aux ressources

  • 12

    Figure 5: Schéma global de fonctionnement du modèle

    2.1.4 Qu’est ce qu’un modèle ? Un modèle est conçu pour chercher à expliquer un phénomène complexe, et développe une représentation simplifiée de la réalité afin d’aider à la compréhension de ce phénomène. Cette représentation permet de mieux comprendre un état mais aussi prévoir l’effet de la variation de différents paramètres sur cet état.

    Lors de la conception du modèle il faut dégager ce qui est essentiel du superflu au regard de la question que l’on se pose, pour obtenir une représentation de la réalité qui soit simplifiée mais qui permette de répondre au mieux aux objectifs fixés.

    Le modèle doit ensuite être évalué au regard de la réponse à ces objectifs, et ne doit être utilisé qu’en sachant pourquoi il a été conçu.

    C’est la reconstitution de la demande en eau à partir des besoins identifiés sur le territoire qui constitue un des principaux apports du modèle qui est ici présenté et en fait un outil innovant permettant une compréhension fine des différents facteurs à l’origine de cette demande. Sa vocation est principalement à comprendre et à expliciter cette demande, afin de pouvoir par la suite mettre en évidence les leviers d’actions sur lesquels il est permis d’influer.

    La méthodologie développée pour la reconstitution de l’offre en eau ne prend pas en compte les échanges entre nappes et rivières ni les phénomènes extrêmes, comme un épisode de pluie violent, puisque l’on considère des volumes de pluie mensuels. Il est important de rappeler que l’outil développé n’a pas été conçu pour modéliser des comportements hydrologiques fins et il n’a pas pour vocation le dimensionnement d’infrastructures (barrages, protections contre les inondations). L’objectif de la reconstitution de la ressource est d’avoir une répartition de l’offre en eau sur l’année et ainsi de permettre une visualisation du déficit hydrique par une mise en vis à vis avec la demande en eau.

    Lors du développement d’un modèle, il est également nécessaire d’avoir un regard critique sur les résultats obtenus, un modèle qui cherche à restituer l’observé doit être testé afin de vérifier que les résultats restent proches de la réalité.

    L’analyse critique des résultats obtenus pour la reconstitution de la demande sera développée dans la troisième partie de ce rapport, à travers une comparaison avec des données de prélèvements mesurées pour les différents secteurs.

  • 13

    2.2 Positionnement de l’outil par rapport aux attentes des gestionnaires de l’eau

    2.2.1 La méthodologie développée pour l’identification des attentes

    • Il s’est agi, dans un premier temps, d’étudier les attentes des gestionnaires de l’eau à diverses échelles, afin d’identifier les différentes problématiques qui doivent être traitées et aux quelles l’outil développé permettrait de répondre. Cette analyse du besoin a été orientée plus spécifiquement au cas de la France, à travers l’étude de documents réglementaires tels que les documents d’objectif des Schémas Directeurs d’Aménagement et de Gestion des Eaux (Rhône-Méditerranée novembre 2009), le guide d’élaboration des Schéma d’Aménagement et de Gestion des Eaux (MEEDAT juillet 2008) et l’analyse des grandes orientations définies par la Directive Européenne Cadre sur l’eau.

    • Une fois ces attentes identifiées, il a fallu les synthétiser et développer un argumentaire qui mette en valeur les intérêts de l’outil afin de montrer en quoi son utilisation permet de répondre à ces attentes.

    • Enfin cette phase de recherche s’est achevée par l’identification de quelques axes pertinents pour le futur développement de l’outil afin de fixer des objectifs clairs et en adéquation avec les besoins identifiés.

    2.2.2 Identification des attentes en terme: d’état des lieux, de projection, de prospective, d’implication des acteurs

    Face à la croissance des activités économiques et à l’évolution des pressions démographiques et agricoles, les efforts de mobilisation des ressources en eau atteignent à plus ou moins long terme leurs limites tant physiques qu’économiques. D’autant plus qu’à ces usages traditionnels de l’eau viennent s’ajouter des utilisations nouvelles pour le tourisme et les activités de loisirs, qui mènent à une exploitation des ressources hydriques de plus en plus poussée. De plus, ces évolutions sont à intégrer dans un contexte de changement climatique, qui affecte la répartition des ressources en eau dans le temps et dans l’espace.

    Dans certains bassins la situation est d’ores et déjà difficile, et les éléments de prévision laissent prévoir une intensification des prélèvements et donc un aggravement du déficit. Les pressions croissantes sur la ressource sont telles qu’actuellement elles exigent une stratégie d’adaptation aux périodes de pénuries pour assurer le respect des principaux usages. La connaissance fine et prospective de l'adéquation entre la demande et l'offre en eau présente et future est, dès lors, déterminante pour le devenir des territoires.

    Dans la recherche de l’atteinte de cet équilibre, il apparaît essentiel de porter les efforts sur la maîtrise de la demande en eau, afin de pouvoir réguler et alléger en amont la pression sur la ressource. Il s’agit d’adopter une nouvelle approche de la gestion de l’eau accordant une place plus importante à la compréhension et à la maitrise de la demande sur un territoire, avant d’envisager l’exploitation de nouvelles ressources. Cette nouvelle politique d’une gestion intégrée et durable de l’eau selon une approche par la demande séduit de plus en plus, comme en témoigne le séminaire du Plan Bleu « Gestion de la demande en eau en Méditerranée, progrès et politiques » qui s’est tenu en 2007. (Plan Bleu, Décembre 2007)

    C’est dans ce contexte que le modèle développé trouve toute son utilité car les outils conventionnels de modélisation se focalisant sur l’offre ne sont aujourd’hui pas aptes à

  • 14

    répondre aux questions qui peuvent se poser en termes de gestion de la demande en eau sur un territoire.

    L’étude des documents d’orientation des politiques de gestion de l’eau en France et en Europe montre qu’une gestion intégrée et durable de la ressource en eau doit passer par une connaissance fine des usages de l’eau sur le territoire considéré. Ainsi les gestionnaires s’accordent sur quatre principaux points, qui sont des étapes essentielles à une meilleure connaissance du territoire :

    • La réalisation d’un état des lieux sur le territoire considéré (comprendre le problème) • La projection des tendances (énoncer des images futures) • L’analyse prospective (élaborer des scénarios volontaristes et évaluer leurs effets) • L’implication des différents acteurs

    (Voir : Annexe 1, Annexe 2 et Annexe 3)

    La partie suivante cherche à valoriser l’outil développé au regard de ces quatre principaux objectifs.

    2.2.2.1 Réalisation d’un état des lieux : mieux connaître pour mieux gérer

    L’utilisation de l’outil permet une reconstitution de la demande territorialisée et temporalisée incluant tous les secteurs demandeurs d’eau, ce qui permet de réaliser un état des lieux complet sur le territoire étudié.

    Les résultats produits permettent de comprendre comment est générée la demande en eau, donnent une synthèse quantitative de ce bilan et permettent une comparaison de l’importance relative du besoin en eau des différents secteurs.

    Le développement de cette reconstitution de la demande sur un territoire permet donc un état des lieux qui donne une vision globale répondant aux questions suivantes : Quelle quantité, à quels moments, sur quelle partie du territoire et pour quels usages ?

    D’autre part, la mise en vis à vis de la demande avec l’offre disponible met clairement en évidence les problèmes de gestion de l’eau sur le territoire : Quels sont les moments où la demande est supérieure à l’offre, quels sont les conflits d’usage à gérer, quelle ressource est mobilisée pour quels usages.

    Pour quelles utilisations ?

    - Pour structurer la collecte des données et des connaissances existantes sur le périmètre étudié.

    - Pour mettre en évidence les enjeux de gestion de l’eau sur le territoire, en intégrant tous les secteurs qui peuvent avoir un impact sur la ressource.

    L’utilisation de l’outil s’avère donc pertinente au cours des étapes d’état des lieux et de diagnostic global nécessaires à l’élaboration des SDAGE ou des SAGE.

    L’outil peut également aider à apporter des réponses aux questions de maîtrise des prélèvements qui peuvent se poser dans le cadre de la rédaction du Règlement des SAGE. Dans certains contextes les SAGE vont en effet chercher à définir des règles pour la répartition des volumes d’eau à prélever entre les différentes catégories d’utilisateurs à partir du volume disponible des masses d’eau et ainsi définir des priorités d’usage sur la ressource en eau.

  • 15

    Jusqu’à présent, les études proposées par les bureaux d’études pour la réalisation d’un état des lieux dans le cadre de l’élaboration d’un SAGE offrent juste un bilan à une année n. Mais dans le cadre de l’utilisation d’un outil comme celui développé, on a la possibilité d’affiner cet état des lieux au fur et à mesure que de nouvelles données sont disponibles, on peut également actualiser d’année en année les paramètres à l’origine de la demande, et ainsi permettre un suivi dans le temps des évolutions du territoire.

    2.2.2.2 Quantification des impacts des évolutions futures : Projection

    « Pour mieux anticiper les problèmes à venir, la collectivité doit mettre au point des scenarii d’évolution, évaluer les effets potentiels des évolutions prévisibles, ce qui suppose de travailler à la source des questions, à traiter par une approche multidisciplinaire. » SDAGE Rhône Méditerranée.

    Dans le cadre de la réflexion sur les grandes orientations de la politique de l’eau sur un territoire, il faut d’abord pouvoir se projeter dans l’avenir et être capable d’évaluer l’évolution probable des usages de l’eau au regard de la tendance globale d’évolution des différents secteurs préleveurs.

    Sur un bassin versant donné, l’outil proposé permet simuler l’évolution de la demande et de l’offre en eau grâce à l’intégration des grandes tendances qui s’imposeront dans le futur en terme :

    • de croissance démographique • d’évolution des activités économiques : augmentation du tourisme, des activités de

    loisir, recul de l’industrie • d’évolution de l’occupation des sols : modifications de l’agriculture • d’évolutions technologiques : mise au point de technologies plus performantes

    d’utilisation de l’eau, moins de fuite dans les réseaux • d’impacts des évolutions climatiques sur la demande agricole et sur les ressources • de mise en œuvre des mesures en cours ou programmées (Directive Cadre sur l’Eau,

    Eaux Résiduaires Urbaines, Directive Nitrate).

    Lors de l’étape d’état des lieux sur le territoire, les différents déterminants de la demande sont rentrés dans le modèle pour pouvoir la constituer. Il est ensuite possible de faire varier ces déterminants en fonction des évolutions prévisibles, pour pouvoir mesurer l’impact de ces changements sur la demande globale en eau.

    L’outil développé offre donc une vision systémique du problème qui envisage une gestion de la ressource en eau intégrée dans le développement du territoire dans son ensemble

    Pour quelles utilisations ?

    - Pour identifier les tendances lourdes qui s’imposeront dans le futur en termes de pression sur la ressource sur le territoire.

    - Pour l’élaboration de scénarios « tendanciels », qui seraient des scenarios sans politique volontariste de l’eau, afin d’évaluer les conséquences si « rien de plus qu’aujourd’hui n’est entrepris » et si les dynamiques externes (économiques, démographiques, etc.) se poursuivent à l’identique.

  • 16

    2.2.2.3 Elaboration de scénarios alternatifs : Prospective

    Une fois définies les grandes tendances d’évolution qui s’imposeront au système, il est alors possible d’envisager des scénarios alternatifs voire des effets de rupture. Il s’agit ici de réfléchir à la mise en place de vraies politiques volontaristes et d’évaluer leurs impacts.

    On cherchera donc à définir sur quels leviers de la demande il est possible d’agir et à quantifier les effets de ces changements grâce à la modélisation.

    Les leviers d’actions sur la demande peuvent être :

    • Des leviers technologiques : Optimisation des équipements et de leur fonctionnement, mise en œuvre de techniques d’irrigations plus efficaces, réduction des fuites dans les réseaux, programmes de recyclage de l’eau (l’analyse des potentialités de recyclage de l’eau est indissociable d’une compréhension fine de la demande, puisque l’eau usée est une ressource qui est générée par la demande, il s’agit même de la seule ressource en eau qui croît avec la demande).

    • Des orientations de développement du territoire : changement des cultures agricoles, développement d’un tourisme plus raisonné.

    • Des leviers pédagogiques : sensibilisation des utilisateurs aux économies d’eau et à une utilisation plus rationnelle de la ressource.

    • Des leviers réglementaires : établissement de priorités d’usage sur la ressource, limitation des consommations en période sensible

    Il est alors nécessaire de pouvoir quantifier et comparer les effets des différents scenarios envisagés afin d’évaluer l’efficacité des stratégies d’action. Implémenter ces scénarios dans un même outil permet de les quantifier en utilisant la même méthodologie de calcul, ce qui les rend plus facilement comparables.

    2.2.2.4 Une base pour la concertation

    Afin de formaliser les différentes stratégies de gestion de l’eau possibles sur un territoire, les documents d’objectifs insistent sur le fait que les scénarios élaborés doivent être issus de la concertation. Il est essentiel d’impliquer les acteurs locaux dans l’élaboration du plan de gestion, car ils disposent d’une part d’une capacité d’expertise technique et d’une connaissance de leur territoire indispensable pour définir des objectifs pertinents, et d’autre part, l’atteinte ou non des objectifs fixés reposera pour une bonne part sur ces acteurs.

    Des ateliers de « prospective participative » sont mis en place dans le cadre de projets qui cherchent à engager les parties prenantes importantes dans la réflexion sur les plans alternatifs d'action et de leurs implications. Il s’agit de construire une vision prospective du territoire en intégrant tous les acteurs impliqués, même ceux sortant du champ direct de l’eau, pour ne pas se priver de leviers d’action efficaces qui peuvent exister au travers d’autres politiques sectorielles.

    Pour quelles utilisations ?

    - Pour servir de soutien à l’élaboration de scénarios alternatifs

    - Pour quantifier les effets des différentes politiques envisagées

  • 17

    2.2.2.5 Conclusion et axes de développement de l’outil à envisager

    La nécessité d’accorder une importance à la gestion de la demande en eau pour permettre un développement durable du territoire est aujourd’hui bien intégrée par les pays du sud du pourtour méditerranéen. Ce sont en effet ces pays, qui connaissent encore un développement important, qui se retrouvent dans la nécessité de trouver rapidement des solutions pour faire face à l’aggravement du déficit hydrique qui menace de plus en plus leur développement. Ce sont donc eux qui sont le plus aptes à reconnaître rapidement l’utilité du déploiement d’un tel outil sur leurs territoires. Cependant l’implémentation de l’outil sur ces territoires fait face à la difficulté du recueil des données nécessaires à la réalisation d’un état des lieux pertinent qui doit servir de base à la recherche de solutions pour gérer la demande en eau. L’outil offre toutefois l’avantage de permettre une structuration des données, on sait quelles sont les informations à recueillir pour générer une vision d’ensemble de la demande en eau par les différents secteurs.

    Si cette approche séduit d’entrée de jeu les gestionnaires du territoire dans les pays du pourtour méditerranéen qui sont directement concernés par les problématiques quantitatives, ce n’est pas encore le cas de la France.

    L’approche y reste encore très orientée vers la gestion qualitative de la ressource, avec notamment l’objectif d’atteinte du bon état des masses d’eau pour 2015 imposée par la DCE. Cependant les questions de l’évaluation qualitative des masses d’eau rejoignent celles de la quantité, il semble en effet peu pertinent d’évaluer la qualité de l’eau sur un territoire sans avoir en tête les volumes d’eau qui sont concernés par cette qualité, qu’il s’agisse de la qualité nécessaire à la satisfaction des différents usages ou la qualité de l’eau rejetée après usage. A noter cependant que même si cette approche est encore peu appliquée sur le terrain (il existe très peu d’études qui analysent les problématiques de gestion de l’eau sous cet angle et encore moins d’outils), l’évolution des politiques publiques témoigne d’une volonté croissante de gérer les situations de pénurie en eau en organisant mieux la gestion de l’eau sur le plan quantitatif.

    D’autre part, l’intégration de la maille territoriale « bassin versant DCE» dans la méthodologie développée permet d’inscrire pleinement l’outil dans les attentes des gestionnaires qui envisagent tous la gestion de la ressource à cette échelle. Enfin, il est essentiel de noter l’avantage d’un déploiement de l’outil sur le territoire français, pour lequel des données précises et pertinentes sont accessibles et exploitables.

    Pour quelles utilisations ?

    - La complémentarité de l’expertise technique et des qualités pédagogiques de l’outil permet de s’en servir comme support pour des ateliers de prospective participative afin de stimuler la réflexion des acteurs et de faciliter leur engagement.

    - Pour répondre aux attentes de la DCE, qui stipule clairement que les acteurs de l’eau doivent participer activement à toutes les étapes d’élaboration des plans de gestion et qui souligne également l’importance qu’il faut accorder à l’intégration des questions de gestion de l’eau dans le développement d’ensemble du territoire.

  • 18

    Axes de développement de l’outil à envisager :

    • Construire des indicateurs pour évaluer les scenarii envisagés et pouvoir les comparer de façon pertinente.

    • Développer l’approche économique. Une fois que l’on a bien identifié les leviers d’action sur la demande, et que l’on a évalué leurs résultats en terme quantitatifs, il faut chercher à les évaluer économiquement. Cette approche est nécessaire pour compléter les choix des politiques à mener. L’approche économique peut également servir à l’évaluation des « services rendus par les écosystèmes » demandés par la DCE qui, au-delà de savoir « quelle quantité pour quels usages » demande aussi une évaluation économique de ces services.

    Suite à cette première phase de réflexion, cherchant à mettre en valeur la pertinence de la méthodologie adoptée au regard des attentes identifiées dans le domaine de la gestion de l’eau, il est apparu nécessaire dans un deuxième temps de chercher une validation des résultats de modélisation de la demande produits sur un territoire test. La partie suivante propose donc une analyse critique des résultats modélisés sur le bassin Rhône-Méditerranée.

  • 19

    3. Recherche d’une validation des résultats produits par l’outil de modélisation sur le bassin versant Rhône-Méditerranée

    Le territoire choisi afin de consolider et de critiquer les résultats de la modélisation est celui du bassin Rhône-Méditerranée. Ce territoire a été retenu car on dispose pour ce bassin versant des données de prélèvements des Agences de l’Eau qui permettent d’effectuer une comparaison avec les résultats de la modélisation de la demande obtenus par l’intermédiaire de l’outil.

    Cette partie cherche donc à évaluer les résultats et à identifier les axes de développement nécessaires pour aller plus loin et être plus pertinent dans la réponse aux questions propres à chaque secteur.

    3.1 La méthodologie utilisée pour l’analyse critique des résultats

    3.1.1 Problématique

    3.1.1.1 La complexité du choix d’une échelle pertinente pour la comparaison

    La méthodologie mise en œuvre dans l’outil permet une reconstitution de la demande en eau sur un territoire à partir d’un croisement entre des données de déterminants d’activité, issues principalement de recensements INSEE1 et Agreste2 , et des consommations unitaires d’eau, issues de la bibliographie ou calculées.

    Cette approche est différente de celle adoptée habituellement qui, pour évaluer les besoins en eau sur un territoire se base sur les données de prélèvements des Agences de l’Eau et non pas sur une reconstitution du besoin.

    Les résultats de reconstitution de la demande en eau issus du modèle se basent sur des informations disponibles à une échelle administrative (des données de recensement de la population, des données d’emploi, des surfaces agricoles par commune etc… ) on obtient donc en sortie une demande en eau pour chaque commune dont on peut déduire les prélèvements.

    Les données de prélèvements de l’Agence de l’Eau sont également localisées à la commune, cependant, un prélèvement effectué sur une commune sert rarement à satisfaire les besoins en eau de cette seule commune et il est difficile d’évaluer précisément la destination de ces prélèvements. D’autre part, on compte de nombreuses communes qui ne disposent d’aucun point de prélèvement sur leur territoire et qui vont donc chercher hors de leurs limites administratives la ressource nécessaire pour satisfaire leurs besoins en eau. Il n’est donc pas possible de comparer simplement commune à commune les données modélisées et les volumes prélevés.

    1 Institut National de la Statistique et des Etudes Economiques

    2 Institut de la statistique, de l’évaluation et de la prospective agricole

  • 20

    La figure suivante illustre le problème sur le sous bassin versant « Côtier-Ouest », on peut observer sur la première carte les résultats de la modélisation des prélèvements en eau potable par commune et sur l’autre carte la localisation des communes où un prélèvement en eau potable est effectivement recensé par l’Agence de l’Eau.

    secteur de l’eau potable

    Pour pouvoir effectuer une comparaison pertinente, il faut pouvoir trouver une échelle à laquelle la somme des prélèvements modélisés est comparable à la somme des prélèvements mesurés.

    Figure 6: Localisation des prélèvements modélisés et des données de prélèvements de l'Agence de l'Eau par commune, secteur de l’eau potable

  • 21

    3.1.1.2 L’incertitude des données de prélèvements de l’Agence de l’Eau

    Les volumes prélevés chaque année en France pour satisfaire les besoins des activités humaines sont connus grâce aux redevances perçues par les Agences de l’eau. Les Agences émettent chaque année un fichier qui recense tous les points de prélèvements sur leur territoire et associe à chacun : des informations sur les volumes prélevés et la grande catégorie d’usage associée (eau potable, agriculture, industrie, énergie).

    Dans la suite du document on parlera de la BD AdE (Base de Données de l’Agence de l’Eau) pour désigner ce fichier (Annexe 4, Annexe 5)

    La comparaison des sorties de l’outil avec les données de prélèvements cherche à valider les résultats produits par l’outil et à identifier les potentielles sources d’erreur. Pour cela il faut avoir accès à des données sur les prélèvements effectifs qui soient fiables et au plus proche de la réalité afin d’évaluer et/ou de caler au mieux l’outil.

    Or, les Agences de l’eau préconisent d’utiliser avec prudence les données qu’elles fournissent sur les prélèvements en eau (Direction Données et Redevances mai 2010) (Food and Agriculture Organization of the United Nations janvier 2009). Elles recommandent notamment de bien prendre en considération le manque de précision pour ces volumes prélevés pour certains secteurs. En effet, du fait de l’obligation pour les usagers depuis 1992 de disposer d’un compteur volumétrique, les prélèvements sont relativement bien connus pour les usages en eau potable, industrie et refroidissement des centrales. Pour l’irrigation en revanche, malgré cette obligation, le taux de comptage reste très faible et une part importante des volumes (47% en 2006) est estimée de manière forfaitaire et non pas mesurée. Il faut donc être vigilant quand on utilise ces données.

    3.1.2 Les différentes étapes de la comparaison

    3.1.2.1 Le choix de l’échelle et de l’année d’étude

    Lorsqu’il s’agit de gestion de la ressource en eau, il est admis depuis longtemps en France (loi sur l’eau de 1964) que cette gestion doit se faire à une échelle hydrique cohérente, celle du bassin versant3. Cette approche a été reprise et confirmée au niveau européen pour la mise en place de la Directive Cadre Européenne sur l’Eau (DCE).

    L’échelle retenue pour la comparaison est donc celle du bassin versant. Il est important de valider l’outil à cette échelle car c’est celle qui est utilisée pour la mise en place de plans de gestion de la ressource en eau à travers des documents de planification tels que les SDAGE et les SAGE à une échelle plus locale. Et c’est toujours à cette échelle que sont définies les masses d’eau DCE pour lesquelles le bon état écologique doit être atteint pour 2015.

    C’est donc dans un objectif de cohérence avec les politiques de gestion de l’eau sur le territoire que cette échelle de comparaison pour la validation des résultats produits par l’outil a été choisie.

    3 Un bassin versant est une portion de territoire délimitée par des lignes de crête, dont les eaux alimentent un exutoire commun.

    Avant de commencer la comparaison avec les sorties du modèle, il faut pour chaque secteur bien connaître ce à quoi correspondent les données de prélèvements et quelle est leur fiabilité.

  • 22

    Le bassin Rhône-Méditerranée est divisé en 9 commissions territoriales de bassin, ces commissions géographiques permettent aux membres concernés d’analyser des questions relatives à leur territoire, il s’agit de la première échelle de division en sous bassin du bassin Rhône Méditerranée. Le territoire peut être ensuite divisé en 16 autres sous bassins versants, échelle à laquelle se fera la comparaison.

    L’analyse est faite pour les résultats de l’année 2006, car c’est pour cette dernière que les données entrées dans le modèle pour la réalisation de l’état des lieux sont les plus pertinentes (recensement agreste 2006, INSEE 2006, NAF 2006, données météo 2006).

  • 23

    Figure 7: Les 9 commissions territoriales du bassin Rhône Méditerranée

    Figure 8: Les 16 sous bassins versants du bassin Rhône Méditerranée

    Source cartographie : http://www.rhone-mediterranee.eaufrance.fr/gestion/dce/telechargements-sdage.php

  • 24

    3.1.2.2 Schéma de la méthodologie développée

    La même méthodologie est appliquée pour traiter chacun des 4 grands secteurs préleveurs d’eau : l’énergie, l’eau potable, l’agriculture, et l’industrie.

    Figure 9: Schéma de la méthodologie utilisée pour la comparaison

    Il est important de signaler que l’objectif de cette comparaison n’est pas de chercher à caler exactement pour un secteur les résultats au cas du bassin Rhône-Méditerranée pour que les résultats obtenus épousent au mieux la réalité sur ce bassin. L’idée étant plutôt de se servir de cette comparaison pour analyser la pertinence de l’outil et son échelle possible d’application ainsi que d’identifier où sont les principales erreurs et quels seraient les investissements nécessaires pour se rapprocher au mieux de la réalité.

  • 25

    3.2 Comparaison des résultats modélisés et des données de prélèvements

    3.2.1 Les prélèvements en eau pour le secteur de l’énergie

    Dans le bassin Rhône Méditerranée, l’énergie est le principal secteur préleveur d’eau (65%). De grandes quantités d’eau sont en effet nécessaires au refroidissement des centrales thermiques. L’eau est en général prélevée directement dans une rivière puis rejetée après utilisation.

    3.2.1.1 La reconstitution des prélèvements en eau du secteur de l’énergie

    Afin de reconstituer les prélèvements en eau du secteur de l’énergie, chaque centrale thermique est localisée sur le territoire et caractérisée par le nombre et la puissance des réacteurs qui la constitue.

    Par exemple, la centrale nucléaire du Bugey dans le bassin versant du Haut-Rhône est constituée de 2 réacteurs de 900MW fonctionnant en système fermé et 2 réacteurs de 900MW fonctionnant en système ouvert.

    On distingue les réacteurs fonctionnant en système ouvert et les réacteurs fonctionnant en système fermé. En système ouvert, les débits nécessaires au refroidissement sont importants mais il n’y a pas de consommation d’eau par évaporation, en système fermé les débits nécessaires sont plus faibles mais une part importante de l’eau (37%) est consommée par évaporation.

    
 Volume
d’eau
prélevé
 Volume
d’eau
consommé


    Refroidissement
en
système
ouvert
 40
à
50
m3/s
pour
un
réacteur
de
900
MW
 1%
du
volume
prélevé


    Refroidissement
en
système
fermé
 4
m3/s
pour
un
réacteur
de
900
MW
 37%
du
volume
prélevé


    Figure 10: Prélèvements et consommations d'eau selon le mode de refroidissement des centrales thermiques.

    Ainsi, en partant de la production des centrales thermiques identifiées sur le bassin Rhône-Méditerranée, on reconstitue les prélèvements en eau du secteur de l’énergie, ces prélèvements sont ensuite affectés à la commune sur laquelle se situe la centrale.

    Puis, ces volumes prélevés sont répartis sur l’année en fonction du taux d’activité des centrales par mois.

    3.2.1.2 Comparaison avec les données de prélèvements de l’Agence de l’eau

    • Les données de prélèvements de l’Agence de l’Eau

    Les prélèvements associés à chaque centrale thermique sont bien identifiés dans la BD AdE et sont connus avec précision puisqu’ils sont mesurés à 100% par compteurs. Etant donné la fiabilité des volumes mesurés et la facilité d’identifier ces prélèvements dans la BD AdE la comparaison avec les prélèvements modélisés est pertinente (ce qui ne sera pas forcément le cas pour les autres secteurs).

  • 26

    • Comparaison à l’échelle de l’ensemble du bassin versant Rhône Méditerranée

    Sur l’ensemble du bassin versant les prélèvements modélisés pour le refroidissement des centrales thermiques sont 1,5 % plus faibles que ceux effectivement mesurés dans la BD AdE pour l’année 2006. (12 675 millions de m3 contre 12 870).

    • Comparaison à l’échelle de la commune

    Pour chacune des communes où une centrale a été identifiée, il est possible de comparer les données modélisées et les données de prélèvement. (Le secteur de l’énergie est le seul secteur pour lequel cette comparaison est possible à l’échelle de la commune, dans l’état actuel d’exploitation de la BD AdE).

    Erreur=(prélèvement-modélisation)/prélèvement

    Figure 11: Tableau de comparaison par commune des données modélisées et des prélèvements pour le secteur de l'énergie

    Analyse du tableau:

    En faisant la moyenne des pourcentages d’erreur en absolu, on obtient 4.4% d’erreur par commune.

    La somme des volumes « mal affectés » est de 458 Mm3, ce qui ne représente que 3,6% du volume de prélèvements total.

    • Comparaison à l’échelle des 16 sous bassins versants

    La comparaison peut donc se faire facilement par commune, tout comme il est possible d’aggréger les données pour obtenir des résultats par bassin versant. (Annexe 6)

    La moyenne par bassin versant des pourcentages d’erreur en absolu est de 4,2 %

    Code
Insee
de
la


    Commune


    Prélèvements
2006
en
Mm3


    Résultats
modélisés
2006
en
Mm3


    Erreur
en
%
Erreur
en
Mm3


    01390
 3044
 2819
 7,4%
 225


    07076
 511
 544
 ‐6,6%
 ‐34


    26324
 5195
 5093
 2,0%
 102


    30012
 136
 149
 ‐9,8%
 ‐13


    30081
 359
 366
 ‐1,9%
 ‐7


    38139
 36
 37
 ‐0,9%
 0


    38425
 3590
 3667
 ‐2,1%
 ‐77


    Totaux
 12870
 12675
 1,5%
 195


  • 27

    Figure 12: Comparaison par bassin versant, secteur de l'énergie

    3.2.1.3 Conclusion de la comparaison pour ce secteur et avantages du modèle

    La méthodologie utilisée pour la reconstitution des prélèvements en eau pour le secteur de l’énergie donne donc des résultats satisfaisants.

    Elle permet surtout d’aller plus loin qu’un simple recensement des prélèvements, en donnant une information sur les volumes consommés d’une part et sur la répartition des prélèvements dans le temps d’autre part.

    Ainsi on remarque que si l’énergie est un grand poste de prélèvement d’eau en Rhône-Méditerranée, les volumes consommés in fine sont eux relativement faibles, de plus la demande est plus faible en été, période durant laquelle la ressource est la moins abondante.

    Il est cependant important de garder à l’esprit que le refroidissement des centrales est localement à l’origine d’importantes modifications du régime ou de la qualité thermique des eaux.

    Figure 13: Résultats modélisés de la répartition sur l’année 2006 des prélèvements et des consommations d'eau pour le secteur de l'énergie

  • 28

    3.2.2 Les prélèvements en eau pour l’alimentation en eau potable

    3.2.2.1 La reconstitution des prélèvements en eau pour le secteur de l’eau potable

    Dans le modèle, les prélèvements en eau potable correspondent à la somme des prélèvements pour le résidentiel et pour le secteur tertiaire. Ces deux types de prélèvements sont reconstitués de la manière suivante :

    • Pour le secteur résidentiel :

    La reconstitution de la demande utilise comme déterminant final le nombre d’habitants par type de logement par commune. On distingue deux types de logement : Maison et Appartement.

    Le besoin en eau de chaque habitant d’un habitat type est divisé en consommations unitaires associées à différents postes de demande : Douche, WC, lave-linge, lave-vaisselle, cuisine, jardin, piscine… Chacun de ces postes de demande peut être associé à 3 types de consommations : une consommation « éco », une « normale » et une « haute ». La part des consommations unitaire qui se fait en « éco », « normal » ou « haut » dépend des taux d’équipement des logements considérés.

    Cette demande en eau est ensuite répartie sur l’année en intégrant le taux de présence des habitants par mois.

    • Pour secteur tertiaire :

    La reconstitution de la demande utilise comme déterminant final le nombre d’employés par secteur du tertiaire. Les secteurs d’activités sont divisés selon la Nomenclature des Activités Françaises (codes NAF), l’INSEE fournit le nombre d’emplois par commune par secteur.

    Pour chacun des secteurs, une consommation unitaire est associée à chaque employé.

    Cette demande en eau est ensuite répartie sur l’année en intégrant le taux d’activité des différents secteurs.

    • Intégration des pertes en eau du réseau de distribution d’eau potable

    On considère qu’en additionnant la demande en eau pour le tertiaire et celle pour le résidentiel, on obtient la demande en eau potable sur le territoire. Pour estimer à partir de cette demande les prélèvements qui sont effectués, on augmente cette demande pour prendre en compte les pertes dues aux fuites des réseaux d’adduction d’eau potable.

    La moyenne nationale française de 20% de pertes sur les volumes prélevés a été utilisée. Ce pourcentage a été appliqué au volume de la demande modélisée pour obtenir l’estimation du volume prélevé sur le territoire.

  • 29

    3.2.2.2 Comparaison avec les données de prélèvements de l’Agence de l’Eau

    • Les données de prélèvements de l’Agence de l’eau

    La BD AdE permet de localiser les points où des prélèvements à destination de la « distribution publique » sont effectués, on peut estimer que ces volumes sont connus avec une assez bonne précision, puisque 90% des volumes prélevés ont été mesurés par compteur.

    On ne peut cependant pas faire la distinction entre l’eau prélevée à destination du secteur résidentiel et celle à destination du secteur tertiaire. Il n’y a pas non plus d’indications précises sur la destination géographique des prélèvements.

    Ces volumes étant comptabilisés au point de prélèvement, donc mesurés en amont des pertes liées aux fuites des réseaux de distribution, il faut les comparer avec les données de « prélèvements » modélisées et non pas avec les résultats de modélisation de la demande.

    • Comparaison à l’échelle de l’ensemble du bassin Rhône-Méditerranée

    Sur l’ensemble du bassin versant, les prélèvements modélisés pour l’eau potable sont de 6% supérieurs aux volumes prélevés renseignés dans la BD AdE pour l’année 2006. Ce qui correspond à une différence de 110 Mm3/an.

    Prélèvements
modélisés
pour
l’eau
potable
sur
l’ensemble
du
bassin
Rhône
Méditerranée


    Données
de
prélèvements
de
l’Agence
de
l’Eau
sur
le
bassin
Rhône


    Méditerranée


    Prélèvements
pour
le
résidentiel
:









945,9
Mm3/an


    Prélèvements
pour
le
tertiaire
:




924,7
Mm3/an


    Total
des
prélèvements
modélisés
pour
le
secteur
de
l’eau
potable
:

























1
870,6
Mm3/an


    Prélèvements
pour
la











«
distribution
publique
»
:


    1
760,4
Mm3/an


    Figure 14: Comparaison sur l'ensemble du bassin des résultats modélisés et des données de prélèvements pour le secteur de l'eau potable

    La modélisation donne donc un résultat satisfaisant à l’échelle de tout le bassin.

    • Comparaison à l’échelle de la commune

    Sur les 7 533 communes que compte le bassin, seules 3 200 possèdent au moins un point de prélèvement en eau pour la « distribution publique », alors que la modélisation donne un prélèvement en eau potable pour chacune des communes.

    La comparaison entre les prélèvements modélisés à la commune et les données de prélèvements de l’Agence de l’Eau ne peut donc pas se faire commune à commune, puisque 57% des communes vont puiser en dehors de leurs limites administratives leur eau potable.

    Pour pouvoir faire cette comparaison par commune, il faudrait analyser chacune des données de prélèvements de la BD AdE en fonction du nom du maître d’ouvrage : lorsqu’une commune est en régie le nom du Maire de la commune exploitante peut être renseigné, il est donc possible d’affecter le prélèvement, mais dans le cas d’une délégation de service public seul le nom du délégataire est renseigné (Lyonnaise des Eaux, SAUR…) et l’affectation n’est alors plus évidente.

    Pour comparer les données modélisées et les données de prélèvements sans rentrer dans le détail de l’analyse des 3 200 points de prélèvements, on regroupe ensemble les communes appartenant à un même sous bassin versant.

  • 30

    • Comparaison à l’échelle des 16 sous bassins versants

    A cette échelle on remarque que la surestimation constatée à l’échelle de l’ensemble du bassin Rhône-Méditerranée est inégalement répartie. On observe en effet une sous estimation pour certains bassins versants (5) et une surestimation pour d’autres (11).

    On remarque en particulier deux sous bassins pour lesquels l’adéquation est très mauvaise :

    - le sous bassin de la Durance (DU_13), pour lequel volumes prélevés sont 3 fois supérieurs aux volumes calculés

    - le sous bassin correspondant à la zone d'activité Marseille, Toulon et littoral (LP_16) pour lequel la demande modélisée est 8 fois supérieure aux prélèvements recensés.

    Figure 15: Comparaison par bassin versant, secteur de l'eau potable

    L’amplitude de ces deux différences porte à croire qu’un volume important de prélèvements effectués dans le bassin DU_13 vont satisfaire une demande qui se trouve hors du bassin, et que la demande générée sur le bassin LP_13 va chercher hors de ses limites les ressources nécessaires à la satisfaction de sa demande. D’autre part le fait que ces deux bassins soient voisins va dans le sens de cette hypothèse

    Après analyse des indications sur les maîtres d’ouvrages des prélèvements sur le bassin de la Durance, on peut repérer dans le bassin DU_13 deux principaux points de prélèvement qui alimentent des canaux allant transporter l’eau en dehors du bassin versant de la Durance :

    • Le Canal de Marseille : Le prélèvement se fait dans le bassin versant DU_13, mais va alimenter la ville de Marseille située dans le bassin versant LP_16.

    • Le Canal de Provence : Le prélèvement se fait dans le bassin versant DU_13, mais une partie de l’eau prélevée alimente la ville de Marseille située dans le bassin versant LP_16.

    • On repère également le barrage de Carcès, situé dans le bassin versant LP_15, mais qui alimente de la ville de Toulon, située dans le bassin versant LP_16.

  • 31

    A partir de ces informations, il est possible de « corriger » les données de prélèvements afin d’affecter à chaque bassin les prélèvements qui servent à satisfaire sa propre demande.

    Figure 17: Illustration des transferts inter-bassins pour l'alimentation en eau potable

    Cette réaffectation permet de repartir sur de bonnes bases pour réaliser la comparaison: on estime alors que les données de prélèvements regroupées au sein de chaque bassin correspondent bien à ce que l’on a cherché à modéliser dans le bassin. On peut alors chercher à expliquer d’où viennent les différences pour caler plus précisément la modélisation.

    Ouvrages
identifiés
 Réaffectation
de
volume


    Canal
de
Marseille
 145,2
Mm3
de
DU_13

LP_16


    Canal
de
Provence
 48
Mm3
de
DU_13
LP_16


    Barrage
de
Carcès
 22
Mm3
de
LP_15

LP_16


    Figure 16: Réaffectation des volumes de prélèvements pour l'eau potable

    Canal de

    Marseille

    Canal de

    Provence

    Barrage de Carcès

    Marseille

    Toulon

    BV DU_13

    BV LP_15

    BV LP_16

  • 32

    Analyse du graphique (Annexe 7)

    La moyenne par bassin versant des pourcentages d’erreur en absolu est de 18,5%

    10 bassins sont en surestimation (dont 3 à moins de 10% d’erreur), avec un volume moyen d’erreur de 21,5 Mm3.

    6 bassins sont en sous estimation (dont 3 à moins de 10% d’erreur), un volume moyen d’erreur de 17,4 Mm3

    Figure 19: Sous estimation et surestimation des prélèvements en eau potable par bassin

    Pour chercher à expliquer plus précisément d’où peuvent provenir les différences observées, il est nécessaire d’obtenir des informations plus précises sur les deux composantes de la reconstitution des prélèvements en eau potable : la reconstitution de la demande (basée sur le besoin des utilisateurs) et les pertes en eau du réseau de distribution. Il faut pour cela chercher d’autres sources de données que celle de l’Agence de l’Eau.

    Figure 18: Comparaison par bassin versant, secteur de l'eau potable, après réaffectation

    Sur cette carte il apparaît une corrélation géographique entre bassins versants surestimés regroupés au nord et bassins versants sous estimés, localisés au sud

  • 33

    Pour la première composante, on peut exploiter les données issues de l’enquête statistique "Eau et assainissement dans les collectivités locales" 2004, MEEDEM. Cette enquête donne accès à un volume d’eau moyen distribué et livré par an par habitant dans chaque région de France (l’enquête est basée sur « les volumes d’eau facturé au tarif domestique » par région). En appliquant la moyenne régionale par habitant pour chacune des communes, on obtient une estimation des volumes livrés par bassin versant.

    Il faut néanmoins savoir que ces données ne permettent toujours pas de distinguer les volumes à destination du secteur résidentiel de ceux à destination du tertiaire.

    Modélisation demande eau potable en m3/an

    Bassin Versant

    Type d'erreur (dans la

    comparaison/donnes BD AdE)

    Demande totale/hab

    Dont demande

    résidentielle /hab

    Dont demande

    tertiaire/hab

    Estimation du volume total d’eau potable

    distribuée /hab, en m3/an

    % d’erreur

    SA_03 surestimé 100,6 50,2 50,4 65,1 -54%

    DO_02 surestimé 106,9 50,1 56,8 62,4 -71%

    SA_01 surestimé 102,8 50,1 52,7 63,9 -61%

    ID_10 surestimé 93,8 50,2 43,6 71,6 -31%

    SA_04 surestimé 89,8 50,3 39,5 67,8 -33%

    RM_08 surestimé 88,6 50,1 38,5 70,3 -26%

    HR_06 surestimé 103,2 50,7 52,5 70,3 -47%

    CO_17 surestimé 110,5 50,3 60,2 89,7 -23%

    ID_09 surestimé 135,2 50,5 84,7 71,1 -90%

    AG_14 surestimé 92,0 50,3 41,7 80,2 -15%

    DU_13 sous estimé 104,3 50,4 53,9 113,6 8%

    DU_11 sous estimé 82,2 50,3 31,9 109,0 25%

    HR_05 sous estimé 85,5 50,3 35,2 67,9 -26%

    LP_16 sous estimé 83,4 50,2 33,2 113,7 27%

    DU_12 sous estimé 191,2 50,8 140,4 113,7 -68%

    LP_15 sous estimé 106,3 50,4 55,8 113,7 7%

    écart type 26,5 0,2 26,4 21,0

    moyenne 104,8 50,3 54,4 84,0

    Figure 20: Comparaison des volumes d’eau distribués par habitant et de la modélisation de la demande en eau potable par habitant.

  • 34

    Analyse du tableau:

    Pour les bassins versants pour lesquels les prélèvements sont surestimés, c’est bien la demande en eau qui est surestimée.

    Pour les bassins versants pour lesquels les prélèvements sont sous estimés, c’est également la demande en eau qui est sous estimée, sauf pour le cas des bassins HR_05 et DU_12, on remarque pour ce dernier une modélisation de la demande tertiaire par habitant bien plus élevée que la moyenne, due à une erreur d’entrée de données pour la commune de Briançon.

    Concernant la modélisation de la demande résidentielle, le volume par habitant varie très peu d’un bassin versant à l’autre (écart type de 0,2 m3/an/hab). Pour une territorialisation fine des consommations d’eau par habitant, la structuration du modèle permet de prendre en compte : les caractéristiques de l’habitat (type de logement, équipement intérieur et extérieur) et les caractéristiques de la géographie locale (fluctuations annuelles de la température et de la pluviométrie). Cependant, dans l’état actuel d’entrée des données pour la constitution de l’état des lieux, ces facteurs ont été peu territorialisés, ce qui explique la faible variation observée.

    A noter, que d’autres facteurs tels que les caractéristiques du ménage (son revenu, sa composition, son niveau de vie) ainsi que le mode de facturation influent aussi sur les consommations unitaires d’eau et que ces facteurs ne sont pas encore pris en compte par le modèle.

    En ce qui concerne la seconde composante de la modélisation, l’estimation des pertes en eau du réseau, on peut encore utiliser les données issues de l’enquête "Eau et assainissement dans les collectivités locales", qui permettent de calculer un pourcentage de perte par habitant pour chaque région. En utilisant ce ratio par habitant pour chacune des communes on obtient une estimation des pertes par bassin versant (Annexe 8).

    On remarque que ces pertes sont, de façon générale, plus élevées que la moyenne nationale de 20% qui a été uniformément appliquée pour la modélisation.

    Figure 21: Pourcentage de fuite par bassin versant

  • 35

    3.2.2.3 Conclusion de la comparaison pour ce secteur et avantages du modèle

    La méthodologie utilisée pour la reconstitution de la demande du secteur de l’eau potable donne une image fidèle des volumes totaux prélevés dans les différents bassins versants, qui permet de les comparer entre eux et de comparer les résultats pour ce secteur avec les autres.

    Il est intéressant de voir à quel point on se rapproche de la réalité alors même que la territorialisation n’est pas optimisée. Ainsi, si l’on devait répondre à des questions très spécifiques au secteur de l’eau potable, il serait possible d’affiner les résultats de la modélisation (la place pour les données d’entrée est déjà intégrée dans le modèle, et les données de prélèvements peuvent servir au calage des territoires au cas par cas). Il serait même possible d’aller encore plus loin en utilisant ce qui a été fait chez Energies Demain dans les secteurs du bâtiment et de l’électricité : en intégrant une typologie plus fine de l’habitat, une typologie des ménages, et une reconstitution plus poussée des taux d’équipements.

    La méthodologie développée permet d’autre part d’aller plus loin qu’un simple recensement des prélèvements, en donnant une information sur les volumes consommés d’une part et la répartition des prélèvements dans le temps d’autre part. Le fait que la demande en eau ait été reconstituée par l’agrégation de consommations unitaires fines permet également de faire de la prospective non seulement sur l’évolution du nombre d’habitants, mais aussi sur modification des taux d’équipements des ménages et des consommations unitaires par poste.

    Enfin, on peut signaler qu’un graphique tel que celui obtenus Figure 15 donne une information utile pour la gestion de l’eau à l’échelle de l’ensemble du bassin Rhône-Méditerranée, car elle permet d’identifier les déséquilibres sur un bassin versant entre les prélèvements sur ce bassin et la demande en eau sur son périmètre.

    3.2.3 Les prélèvements en eau pour le secteur agricole

    3.2.3.1 La reconstitution des prélèvements en eau pour le secteur agricole

    Pour l’irrigation des cultures, la reconstitution des prélèvements en eau se décompose en deux étapes. On commence par reconstituer la demande en eau, en s’appuyant sur un bilan agro-climatique mensuel pour chaque type de culture irriguée identifié sur le territoire. On cherche ensuite à évaluer à partir de cette demande la quantité d’eau qui sera effectivement prélevée, en intégrant l’efficience des différents modes d’irrigation.

    • Application de la méthode développée par la FAO pour la détermination de la demande en eau des cultures irriguées (Food and Agriculture Organization janvier 2009)

    La détermination de la demande en eau des cultures se décompose en trois étapes :

    1. Calcul de l’évapotranspiration potentielle (ETP) à partir des données climatiques mensuelles de la région

    L’ETP représente l’évapotranspiration standard définie par Penman : quantité d’eau transpirée par unité de temps par une végétation courte et verdoyante recouvrant complètement le sol, de hauteur uniforme et ne manquant jamais d’eau. Elle se calcule à partir de la formule de Penman-Montheith et des données climatiques de la région.

    Pour la modélisation, les données météorologiques mensuelles pour le calcul de l’ETP ont été rentrées à l’échelle départementale, pour l’année 2006.

    2. Calcul de l’évapotranspiration maximale (ETM) par culture et par mois

    ETM = Kc*ETP

  • 36

    où Kc est le coefficient cultural, qui est fonction du type de culture et de son état végétatif.

    Les coefficients culturaux et dates de plantation des cultures utilisés sont ceux de la FAO.

    Dans la modélisation, l’ETM est assimilée au besoin total en eau des cultures.

    3. Calcul du bilan hydrique (BH) agro-climatique mensuel

    On cherche à déterminer la quantité d’eau à apporter aux cultures en complément des précipitations afin de couvrir les pertes subies par le végétal par évapotranspiration et assurer la croissance de la plante.

    BH = Précipitations - ETM

    - Si BH0 ; on est en situation de déficit hydrique et BH représente alors la demande en eau des cultures non satisfaite par les précipitations, cette demande servira ensuite de base à l’estimation des prélèvements en eau pour l’irrigation.

    • Modélisation des prélèvements pour l’irrigation

    Pour estimer la quantité d’eau prélevée pour l’irrigation, lorsque BH>0, on divise cette demande en eau par l’efficience du système d’irrigation (une efficience de 80% signifie que sur 100m3 prélevés pour l’irrigation, 80 m3 servent effectivement à satisfaire la demande en eau de la plante).

    On considère trois modes d’irrigation (Ingénieurs sans Frontières 2003)

    L’irrigation gravitaire : Elle se fait par écoulement de surface, sous simple effet de la gravité. L’eau est apportée par ruissellement au moyen de canaux et de rigoles. Il s’agit du mode d’irrigation le plus ancien, mais c’est aussi celui qui est le moins efficient.

    L’irrigation par aspersion : Technique d’irrigation sous pression qui consiste à reproduire la pluie. C’est la technique d’irrigation la plus répandue en France

    L’irrigation localisée : Technique la plus moderne et la plus économe en eau. L’eau circule dans des tuyaux souples de petit diamètre disposés à la surface du sol et munis de dispositifs « égoutteurs » qui apportent l’eau au pied des végétaux. Les systèmes les plus répandus sont le goutte à goutte (pour le maraîchage) et le micro jet (indiqué pour l’arboriculture).

    Les

    Les surfaces irriguées par type de culture et par commune sont issues du recensement Agreste 2006. En ce qui concerne le mode d’irrigation, la seule indication disponible donne par département la part des superficies irriguée selon les trois modes d’irrigation. Cette information ne permet pas d’affecter un mode d’irrigation à chaque type de culture. On applique donc ce pourcentage pour toutes les cultures du département.

    Mode
d’irrigation
 Goutte
à
goutte
 Aspersion
 Gravitaire


    
Classe
d’efficience
rencontrée
dans
la
bibliographie


    
80‐90%
 70‐80%
 40‐60%


    
Efficience
choisie
dans
la
modélisation


    
85%
 70%
 50%


    Figure 22: Valeurs d'efficiences des différents modes d'irrigation utilisées dans la modélisation

  • 37

    Figure 23: Répartition des superficies irriguées en fonction du mode d'irrigation

    La Figure 23 présente le résultat de la modélisation de la demande en eau des cultures par bassin versant (variabilité en fonction des paramètres climatiques et du type de culture). On a également représenté les volumes apportés par bassin versant pour l’irrigation des cultures (variabilité en fonction de la demande des cultures et du mode d’irrigation). La différence entre les deux représente la part de l’eau qui n’est pas consommée par évapotranspiration et va donc s’infiltrer ou ruisseler.

    Figure 24: Demande en eau des cultures et apports par l’irrigation (résultats 2006 issus de la modélisation)

  • 38

    L’outil de modélisation permet de détailler le résultat pour un type de culture en particulier, par exemple pour le maïs :

    Figure 25: Variation par bassin versant de la demande en eau et des prélèvements pour l'irrigation par hectare de maïs grain

    Toutefois, la modélisation des prélèvements en eau présente certaines limites, nécessaires à rappeler avant de commencer la comparaison avec les données de prélèvements :

    Pour la reconstitution de la demande en eau :

    Les données météorologiques sont mensuelles et à la maille départementale.

    Le bilan réalisé est agro-climatique, les paramètres pédologiques, qui permettraient d'estimer la réserve en eau utile du sol, ne sont donc pas pris en compte.

    Pour la reconstitution des prélèvements :

    La modélisation considère que lorsqu’une demande en eau est générée sur un territoire, celle-ci induit automatiquement un prélèvement en eau. Ce qui, bien entendu, ne correspond pas toujours à la réalité, parfois les prélèvements ne sont pas faits, même si la plante en a besoin.

    3.2.3.2 Comparaison avec les données de prélèvements de l’Agence de l’Eau

    • Les données de prélèvement de l’Agence de l’eau

    La BD AdE permet de localiser les points où des prélèvements pour l’irrigation sont effectués et donne les volumes prélevés associés.

    Cependant, contrairement au cas de l’eau potable et de l’eau utilisée pour le refroidissement des centrales thermiques, les volumes renseignés ne sont pas connus avec la même précision. Il existe en effet différents modes de comptages :

  • 39

    - Un comptage par compteur : dans ce cas les volumes sont mesurés et peuvent être considérés comme fiables.

    - Un comptage par forfait : Lorsque le point de captage n’est pas équipé d’un compteur, les volumes prélevés ne sont pas mesurés mais estimés sur la base des superficies irriguées déclarées par les exploitants agricoles. Ce mode de détermination est imparfait, comme le montre l’étude « Les prélèvements d’eau en France en 2001 » (Institut Français de l'Environnement mars 2004). D’une part les surfaces déclarées sont peu fiable et d’autre part les forfaits établis ne correspondent pas aux besoins des plantes et aux conditions climatiques. La loi sur l’eau de 1992 a normalement rendu obligatoire dans un délai de 5 ans l’installation de compteur, mais malgré cela, beaucoup d’explo