Ce mois-ci, les autorités de réglementation ont donné leur feu vert à la construction d’une ligne de transmission qui acheminerait jusqu’à New York l’électricité produite par les barrages hydroélectriques canadiens. Le plan de New York visant à mettre en place un réseau à zéro émission d’ici 2040 dépend de l’hydroélectricité, et il n’est pas le seul.
Au niveau mondial, l’hydroélectricité est la plus grande source d’énergie renouvelable. Aux États-Unis, elle représente 7 % de la production d’électricité et 37 États autorisent une certaine forme d’hydroélectricité dans le cadre de leurs normes en matière de portefeuille d’énergies renouvelables, qui fixent les exigences relatives à la quantité d’énergie renouvelable devant être utilisée pour la production d’électricité.
Alors que les États américains et les pays du monde entier s’efforcent de réduire les combustibles fossiles et de promouvoir les énergies renouvelables, l’hydroélectricité est appelée à jouer un rôle encore plus important.
Il y a juste un problème : un nombre croissant de recherches publiées au cours des deux dernières décennies ont montré que la plupart des réservoirs, y compris ceux utilisés pour l’hydroélectricité, ne sont pas exempts d’émissions.
“Les réservoirs hydroélectriques sont une source de gaz à effet de serre biogènes et, dans certains cas, peuvent atteindre les mêmes taux d’émission que les centrales thermiques”, ont constaté des chercheurs suisses dans une étude de 2016 publiée dans la revue PLoS ONE.
Émissions cachées
Malgré la réputation verte de l’hydroélectricité auprès des décideurs politiques, certains réservoirs émettent des quantités importantes de méthane, ainsi que des quantités beaucoup plus faibles d’oxyde nitreux et de dioxyde de carbone.
C’est une mauvaise nouvelle car nous avons déjà un problème de méthane. Ce gaz puissant mais à courte durée de vie a un effet de réchauffement planétaire 85 fois plus important que celui du dioxyde de carbone sur 20 ans. Si nous voulons éviter un réchauffement catastrophique, les scientifiques affirment que nous devons rapidement réduire les émissions de méthane. Mais de nouvelles données montrent qu’en dépit de cet avertissement, les émissions de méthane continuent d’augmenter à des niveaux records, malgré l’engagement pris par 100 pays de réduire de 30 % les émissions de méthane d’ici à 2030.
Le méthane peut provenir des zones humides et d’autres sources naturelles, mais la plupart des émissions proviennent de sources humaines telles que le pétrole et le gaz, les décharges et le bétail. Nous connaissons la menace que représentent ces sources depuis des années, mais les émissions provenant des réservoirs ont été largement ignorées ou sous-estimées.
Cela est dû en partie au fait que le suivi des émissions provenant des réservoirs est compliqué et très variable. Les émissions peuvent changer à différents moments de l’année ou même de la journée. Elles sont influencées par la façon dont le barrage est géré, notamment par les fluctuations du niveau d’eau, ainsi que par une multitude de facteurs environnementaux tels que la qualité de l’eau, la profondeur, les sédiments, la vitesse du vent de surface et la température.
Mais des recherches scientifiques récentes fournissent un meilleur cadre pour entreprendre cette comptabilité critique. Et les groupes environnementaux affirment qu’il est temps pour les régulateurs de s’atteler à sa mise en œuvre.
Une politique insuffisante
Aux Etats-Unis, “il n’y a pas d’obligation politique ni réglementaire d’évaluer et de déclarer les émissions des réservoirs”, déclare Kelly Catlett, directrice de la réforme de l’hydroélectricité à American Rivers.
Et c’est inquiétant, dit Daniel Estrin, avocat général et directeur du plaidoyer à Waterkeeper Alliance. “Nous pensons que l’hydroélectricité est une solution totalement fausse au problème climatique et qu’elle exacerberait vraiment de façon spectaculaire les problèmes de biodiversité de nos rivières.”
Les barrages perturbent les rivières à écoulement libre et causent une liste bien documentée de préjudices aux poissons, aux moules d’eau douce et à d’autres animaux.
Gary Wockner, directeur exécutif du groupe de défense des rivières Save the Colorado, compare la pression actuelle pour plus d’hydroélectricité à la fracturation, qui était autrefois considérée comme un “carburant de transition” à faibles émissions pour faciliter la transition entre les combustibles fossiles et les énergies renouvelables.
“Mais avec l’évolution de la science, nous savons maintenant que ce n’est pas vrai”, dit-il. “Dans certains cas, avec toutes les fuites de méthane, la fracturation peut être pire que le charbon. Et nous voici donc à nouveau dans une situation essentiellement similaire avec l’hydroélectricité, alors que la science continue d’évoluer.”
C’est pourquoi, en mars dernier, son organisation, ainsi que le détaillant de produits de plein air Patagonia et l’organisation à but non lucratif Earthjustice, ont commencé à faire pression sur les régulateurs pour qu’ils rendent davantage de comptes. Ces groupes, ainsi que plus de 100 autres signataires (y compris l’organisation mère de “The Revelator”, le Center for Biological Diversity), ont demandé à l’Agence de protection de l’environnement d’entamer une procédure de réglementation qui ajouterait les barrages et les réservoirs au programme de déclaration des gaz à effet de serre.
Ce programme exige actuellement que 8 000 installations déclarent leurs émissions de gaz à effet de serre, mais aucune n’est une centrale hydroélectrique ou un autre réservoir. Les États-Unis comptent actuellement 90 000 barrages, dont 2 500 produisent de l’hydroélectricité.
“De la même manière que nous exigeons des centrales électriques au charbon et au gaz naturel qu’elles déclarent leurs émissions, je pense que nous devrions exiger des systèmes hydroélectriques qu’ils déclarent les leurs”, a déclaré Mark Easter, un responsable de l’Agence européenne pour l’environnement.chercheur associé à l’Université d’État du Colorado, qui étudie les émissions de gaz à effet de serre et soutient la pétition.
Des preuves croissantes et de meilleures méthodes
Il est désormais difficile d’éluder la question des émissions des réservoirs si l’on veut sérieusement réduire les gaz à effet de serre.
Les premières études sur le sujet ont été menées au Canada et au Brésil dans les années 1990. Les recherches se sont poursuivies dans les années qui ont suivi, et une étude réalisée en 2000 a été la première à porter un regard plus global sur la question. En 2013, une autre étude a révélé que 10 % des réservoirs ont des facteurs d’émission supérieurs aux émissions de dioxyde de carbone équivalentes des centrales à gaz
La question a fait un grand bond dans la conscience du public en 2016, lorsque les principaux médias ont repris une étude sur les émissions mondiales des réservoirs publiée dans… “Bioscience” qui a révélé que les recherches antérieures avaient sous-estimé les émissions de méthane, dont nous savons maintenant qu’elles sont le deuxième plus grand contributeur au changement climatique.
Les chercheurs ont exhorté les décideurs du monde entier à en prendre note et ont conclu que les réservoirs mondiaux représentent un peu moins d’une gigatonne d’équivalents de dioxyde de carbone par an, soit environ 1,3 % de toutes les émissions mondiales.
Ils ont également averti que leurs chiffres sous-estiment encore probablement les émissions des réservoirs. La plupart des études analysent les émissions sur une période de 100 ans, mais le méthane a un impact beaucoup plus important à court terme. Il existe également de multiples voies permettant au méthane d’atteindre l’atmosphère à partir des réservoirs, dont certaines n’ont pas été prises en compte dans leurs recherches, mais qui pourraient être des contributeurs majeurs dans certains endroits.
Lorsque des zones sont inondées pour créer un réservoir, des microbes décomposent la matière organique immergée, un processus qui peut entraîner des émissions de méthane, de dioxyde de carbone et d’oxyde nitreux en fonction de la chimie de l’eau et d’autres facteurs. Un manque d’oxygène déclenche la production de méthane.
Les premières études ont suivi la libération du méthane lorsqu’il se diffusait à partir de la surface des réservoirs. Mais des recherches récentes ont montré que le méthane peut également remonter à la surface de façon sporadique, un processus qui est renforcé lorsque le niveau des réservoirs est abaissé. De nouveaux outils acoustiques ont facilité la capture de ces flux variables. D’autres émissions peuvent se produire en aval après le passage de l’eau dans les turbines des barrages, qui tirent généralement l’eau des parties les plus profondes et les plus riches en méthane d’un réservoir.
“Les chercheurs d’une étude réalisée en 2021 et axée sur l’élaboration d’un nouveau cadre pour le calcul des émissions des réservoirs, appelé outil G-res, ont constaté que la quantité de méthane qui s’échappe des réservoirs ou qui est émise juste en aval des réservoirs était beaucoup plus importante que ce que l’on savait auparavant.
En tenant compte de ces facteurs, ils ont constaté que les réservoirs mondiaux émettent environ 29 % de plus d’émissions de gaz à effet de serre par zone que ce qui avait été calculé auparavant.
Selon l’étude, les émissions de méthane sont plus préoccupantes dans les climats tropicaux où la biomasse est plus abondante et les températures plus élevées. Mais d’autres recherches ont révélé que les climats plus tempérés comme les États-Unis ne sont pas non plus à l’abri du problème.
Une étude de 2014 sur un réservoir de l’Ohio, dirigée par Jake J. Beaulieu, scientifique de l’EPA, a révélé que les réservoirs des latitudes moyennes peuvent avoir des émissions de méthane comparables à celles des tropiques. “Nous estimons que le CH4 [methane] Nous estimons que les émissions de CH4[methane]provenant des réservoirs agricoles pourraient être une composante importante des émissions anthropiques de CH4 aux États-Unis”, ont écrit les chercheurs.
Six ans plus tard, Beaulieu et d’autres chercheurs ont découvert que les émissions de méthane provenant des réservoirs de l’Ohio constituaient la quatrième source de méthane d’origine humaine de cet État. Cela s’explique par le fait que les nutriments sont continuellement entraînés dans les réservoirs depuis le bassin versant en amont. Dans les réservoirs situés à proximité d’aménagements et d’exploitations agricoles, le ruissellement des nutriments peut provoquer la prolifération d’algues, ce qui entraîne une augmentation de la production de méthane.
“Les réservoirs qui drainent des bassins versants soumis à des niveaux élevés de charge en nutriments, comme l’application d’engrais sur les terres cultivées, ont tendance à avoir des taux d’émission de méthane plus élevés que les réservoirs qui drainent des bassins versants non développés “, a expliqué M. Beaulieu dans un courriel adressé à ” The Revelator “.
Cette découverte signifie également que nous pouvons nous attendre à ce que les émissions de méthane des réservoirs augmentent avec le changement climatique. Les eaux plus chaudes produisent davantage d’algues, et l’augmentation des tempêtes et du ruissellement enverra davantage de nutriments dans les rivières et les bassins de retenue créés par les barrages. Cela crée un cercle vicieux : plus d’algues, plus d’émissions de méthane et plus de réchauffement.
Une préoccupation mondiale
Le travail effectué par les scientifiques pour faire progresser les méthodes utilisées pour calculer les émissions de gaz à effet de serre provenant des réservoirs permet de prendre des mesures concrètes. Et cela arrive à un moment critique.
Les gouvernements et les services publics ont prévu des milliers de nouveaux barrages dans le monde. Et beaucoup d’entre eux seraient construits dansles zones tropicales et subtropicales susceptibles d’avoir les émissions les plus importantes.
“Ce qui pourrait vous inquiéter, c’est le fait qu’il y a des booms de construction d’hydroélectricité en Amérique du Sud, en Asie du Sud-Est, en Europe de l’Est et en Afrique”, explique Tonya DelSontro, professeure adjointe à l’Université de Waterloo et coauteure de l’étude “Bioscience” de 2016. “Si vous construisez ces grandes surfaces d’eau pour les réservoirs, alors nous augmenterions les émissions”.
Une chose qui pourrait aider est l’action du Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat. Un rapport de 2006 du GIEC sur le changement climatique comprenait une annexe “qui donnait une méthode grossière pour estimer les gaz à effet de serre provenant des réservoirs”, explique Yves Prairie, écologiste aquatique et titulaire de la chaire UNESCO sur le changement environnemental global à l’Université du Québec à Montréal. “Mais comme elle figurait en annexe, elle n’a jamais été adoptée officiellement comme méthode et les pays n’ont pas eu à déclarer leurs émissions de gaz à effet de serre provenant des réservoirs.”
Cependant, les nombreuses recherches scientifiques menées depuis – notamment l’outil G-res développé par Prairie et ses collègues – ont conduit le GIEC à adopter en 2019 une nouvelle méthode qui s’inspire de ces avancées. On s’attend à ce que les pays soient bientôt tenus de déclarer leurs émissions de réservoirs dans leurs inventaires annuels de gaz à effet de serre, dit-il.
Action des États-Unis
Wockner, qui a lancé la pétition auprès de l’EPA, espère que le comptage et la déclaration des émissions commenceront bientôt aux États-Unis également.
“Ensuite, vous pourrez commencer à parler de ce qu’il faut faire”, dit-il. “Comment réglementer les émissions ou comment les arrêter ?”.
Il faudra peut-être des mois avant que l’EPA ne réponde à leur pétition, et même alors, elle pourrait décider de ne pas agir. Bien que Beaulieu rapporte que l’agence travaille déjà sur la question sous d’autres angles, notamment en menant une enquête nationale sur les émissions de gaz à effet de serre des réservoirs américains.
Ce projet de quatre ans, qui devrait s’achever l’année prochaine, ” améliorera notre compréhension de la variation des taux d’émission de gaz à effet de serre des réservoirs “, dit-il.
L’EPA a également inclus les réservoirs dans son inventaire national des gaz à effet de serre pour la première fois dans un rapport récemment publié.
C’est une nouvelle prometteuse. “Les émissions doivent être pleinement prises en compte dans l’inventaire américain des gaz à effet de serre et évaluées dans le contexte de la conformité réglementaire “, déclare M. Easter.
Le fait de mettre ces informations sur les émissions à la disposition d’autres agences les aiderait à prendre des décisions quant à l’autorisation de nouveaux barrages, à la suppression ou au renouvellement des licences des barrages existants, et contribuerait à une compréhension plus complète de l’impact environnemental des barrages. Elles pourraient également éclairer l’action d’États comme New York, qui prévoient de renforcer leur portefeuille d’énergies propres grâce à l’hydroélectricité.
“Le fait de disposer d’un processus scientifique évalué par les pairs pour le suivi des émissions aiderait non seulement les exploitants de barrages, mais aussi les organismes de réglementation et le public”, explique M. Easter. “De cette façon, ils peuvent comprendre où sont les problèmes – et où ils ne le sont pas – pour pouvoir prendre des décisions éclairées sur le maintien de ces systèmes ou sur la nécessité de trouver des alternatives.”
