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L’atmosphère contient environ 13 000 km3 de vapeur d’eau, dont une partie peut être captée par l’ensemencement des nuages et la collecte d’eau dans le brouillard et la brume. Des communautés isolées au Chili, au Maroc et en Afrique du Sud utilisent des filets à mailles verticales pour récolter le brouillard depuis plus de 100 ans, et il existe des sites viables pour la récolte du brouillard sur tous les continents. Les progrès réalisés dans le domaine des matériaux et des connaissances indigènes ont permis de développer des modèles très productifs, relativement peu coûteux et respectueux de l’environnement pour collecter de l’eau potable – plus de 20 litres par jour de brouillard dense pour chaque mètre carré de filet. Pour un coût global de moins de 250 dollars par mètre carré de maille pendant plus d’une décennie, quelque 75 000 litres par mètre carré sont produits pour un coût de seulement 33 cents par litre. Crédit : Aqualonis
Les experts détaillent l’abondance de diverses “sources d’eau non conventionnelles”.
L’exploitation d’une partie de ces sources peut aider à répondre aux besoins mondiaux en eau douce qui augmentent rapidement.
Les experts en eau de l’ONU et de ses partenaires affirment qu’il est temps d’augmenter l’exploitation des diverses et abondantes sources d’eau non conventionnelles de la Terre – les millions de kilomètres cubes d’eau dans les aquifères profonds terrestres et marins, dans les icebergs et le brouillard, dans les cales à ballast de milliers de navires, et ailleurs.
Un nouveau livre, Ressources en eau non conventionnellespublié par Springer et rédigé par des experts de l’Institut pour l’eau, l’environnement et la santé de l’Université des Nations Unies (UNU-INWEH), de l’Institut pour la gestion intégrée des flux de matières et des ressources de l’UNU (UNU-FLORES) et de l’Organisation des Nations Unies pour l’alimentation et l’agriculture (FAO), indique que ces ressources potentielles peuvent aider une grande partie de la population mondiale sur quatre qui est confrontée à des pénuries d’eau pour la consommation, l’assainissement, l’agriculture et le développement économique.
S’appuyant sur les informations et les données les plus récentes et sur les contributions de scientifiques, de praticiens et d’experts de renom du monde entier, l’ouvrage présente le potentiel de différents types de ressources en eau non conventionnelles – l’exploitation des nappes phréatiques profondes en mer et sur terre, par exemple, la réutilisation de l’eau, le transport physique de l’eau vers des zones où elle est rare, etc.
Vladimir Smakhtin, directeur de l’UNU-INWEH, déclare : “Avec l’aggravation du changement climatique et l’augmentation de la population mondiale, les pénuries d’eau constituent une menace majeure pour le développement humain et la sécurité, ce qui rend cette analyse des ressources en eau non conventionnelles à la fois opportune et importante.”
“L’exploitation du potentiel des sources d’eau non conventionnelles pourrait profiter à des milliards de personnes”, déclare le directeur adjoint de l’UNU-INWEH, Manzoor Qadir, principal éditeur du livre. “Ces sources seront essentielles pour construire un avenir dans les zones arides”.
Basé sur les informations et les données les plus récentes, et avec des contributions de scientifiques, d’experts et de praticiens renommés dans le monde entier, le livre présente le potentiel de différents types de ressources en eau non conventionnelles – l’exploitation des eaux souterraines profondes offshore et onshore, par exemple, la réutilisation de l’eau, le déplacement physique de l’eau vers les zones en manque d’eau, et plus encore. Crédit : Springer
Le livre décrit six grandes catégories de sources d’eau non conventionnelles :
1) Récolter l’eau de l’air avec l’ensemencement des nuages et les collecteurs de brouillard.
On estime que l’atmosphère contient 13 000 km3 de vapeur d’eau, dont une partie peut être captée par l’ensemencement des nuages et la collecte d’eau dans le brouillard et la brume. (Un kilomètre cube d’eau équivaut au volume de 400 000 piscines olympiques, et la demande mondiale annuelle en eau douce est estimée aujourd’hui à environ euros.4 600 km3 – comparable au volume du lac Michigan en Amérique du Nord, ou 1,7 fois celui du lac Victoria en Afrique).
Ensemencement des nuages ou amélioration de la pluie
Dans les bonnes conditions, l’ensemencement des nuages peut augmenter les précipitations jusqu’à 15 %, et des études montrent que l’amélioration des précipitations peut fonctionner avec des rapports coût-bénéfice raisonnables. En réponse aux pénuries d’eau et à d’autres besoins sociétaux, un nombre croissant de pays prévoient de mettre en place un système d’amélioration des précipitations.
Récolte du brouillard
Les communautés isolées du Chili, du Maroc et de l’Afrique du Sud utilisent des filets à mailles verticales pour récolter le brouillard depuis plus de 100 ans, et il existe des sites viables pour la récolte du brouillard sur tous les continents. Les progrès réalisés dans le domaine des matériaux et des connaissances indigènes ont permis de mettre au point des modèles très productifs, relativement peu coûteux et respectueux de l’environnement pour recueillir de l’eau potable – plus de 20 litres par jour.jour de brouillard dense pour chaque mètre carré de maille. Pour un coût global de moins de 250 $ par mètre carré de maille, pendant plus d’une décennie, quelque 75 000 litres par mètre carré sont produits à un coût de seulement 33 cents par litre.
2) Dessalement
Chaque jour, le dessalement fournit plus de 100 millions de mètres cubes d’eau, ce qui permet de subvenir aux besoins d’environ 5 % de la population mondiale. Ce volume devrait doubler d’ici 2030, tandis que les coûts diminueront de 50 %. Les nouveaux développements dans le domaine du dessalement en feront probablement la ressource non conventionnelle d’approvisionnement en eau la moins coûteuse au monde, en particulier dans les pays à faible revenu où la production d’eau dessalée est encore loin d’être une réalité.
Si le dessalement est aujourd’hui gourmand en énergie, des technologies innovantes telles que les membranes renforcées par des nanoparticules et l’osmose directe permettent de réduire les apports énergétiques de 20 à 35 %. Parallèlement, le dessalement produit d’énormes quantités de saumure, un polluant de plus en plus préoccupant là où il est déversé. De nouvelles technologies permettant d’extraire les sels, le magnésium et d’autres métaux de la saumure pour obtenir des produits commercialement viables pourraient compenser le coût de la production d’eau dessalée au cours de la prochaine décennie.
3) Réutiliser l’eau
Eaux usées municipales
Les systèmes avancés de traitement des eaux usées municipales offrent une source d’eau tout en protégeant les eaux douces de surface et souterraines de haute qualité.
Aujourd’hui, environ 70 % des eaux usées municipales sont traitées dans les pays à revenu élevé, mais ce chiffre tombe à seulement 8 % dans les pays à faible revenu. Le volume annuel d’eaux usées municipales non traitées est estimé à 171 km².3La plupart de ces eaux sont déversées dans l’environnement, ce qui réduit la qualité de l’eau dans de nombreuses régions du monde.
Les eaux usées traitées sont de plus en plus utilisées pour recharger les aquifères souterrains qui fournissent de l’eau potable dans un certain nombre de pays. Les eaux usées traitées fournissent 25% de l’approvisionnement en eau potable de Windhoek, en Namibie, et répondent à 40% de la demande de Singapour. San Diego, en Californie, et d’autres villes américaines obtiennent également une partie de leur eau potable de cette manière, tandis qu’Israël et d’autres pays utilisent les eaux usées traitées pour répondre à près d’un quart de leurs besoins en eau agricole.
L’acceptation de la réutilisation des eaux usées par la population et les décideurs politiques reste un défi.
Eaux de drainage agricole
Seulement 1/5e de toutes les terres cultivées sont irriguées mais elles produisent 40 % de la nourriture mondiale. Par rapport à l’agriculture pluviale, l’agriculture irriguée est, en moyenne, au moins deux fois plus productive par unité de terre car elle permet d’intensifier la production et de diversifier les cultures. Et il est possible de produire encore plus de nourriture avec la même quantité d’eau en améliorant la conservation et la réutilisation des eaux de drainage de l’agriculture irriguée. Cette dernière nécessite une attention et une gestion particulières, car l’eau de drainage sera toujours plus saline que l’eau d’irrigation dont elle est issue.
Les cultures tolérantes au sel et les nouvelles variétés permettent de plus en plus de cultiver dans des eaux salines. Les cycles et les mélanges sont des options de gestion clés où un champ utilise l’eau de drainage irriguée d’un autre, puis un troisième utilise cette eau de drainage mélangée à de l’eau douce. L’eau et le sel provenant du drainage super-salin peuvent être récoltés par évaporation solaire.
4) Exploiter les eaux souterraines douces et saumâtres en mer et sur terre.
Le volume d’eau souterraine renouvelable pourrait atteindre 5 millions de km.3bien qu’une grande partie de cette eau ait tendance à être saumâtre (salée). Les fonds marins près des côtes contiennent des volumes considérables d’eau douce à saumâtre.
Au large des côtes
Il y a de grandes quantités (estimées à 300 000-500 000 km²) d’eau douce.3) d’eau dans des aquifères situés à faible profondeur sur les plateaux continentaux du monde entier. Ces aquifères se trouvent à moins de 100 km des côtes et ont été créés il y a des millions d’années, lorsque le niveau de la mer était beaucoup plus bas.
Il y a environ 3 000 ans, les Syriens de l’Antiquité ont placé un entonnoir inversé au-dessus d’une source sous-marine en mer pour fournir environ 1 500 litres par seconde à la ville de Tyr. Dans les années 1970, les forages d’exploration au large de la côte est des États-Unis ont permis de découvrir peu de pétrole ou de gaz, mais de grandes quantités d’eau douce ou saumâtre. Aujourd’hui, de nouvelles méthodes d’exploration électromagnétique marine fournissent des images détaillées des eaux douces offshore. Ces images, combinées aux technologies de forage horizontal, peuvent permettre la production de volumes d’eau douce économiquement significatifs pouvant être pompés à terre pendant au moins 30 ans. À ce jour, aucune ressource d’eau douce offshore n’a été exploitée.
Ressources d’eau souterraine saumâtre continentale côtière
Des aquifères intérieurs profonds contenant de l’eau saumâtre ou salée dans des volumes estimés à des millions de kilomètres cubes. La diminution des sources d’eau douce peu profondes a entraîné une croissance exponentielle des eaux saumâtres.usines de dessalement par osmose inverse pour l’eau potable à travers les États-Unis. En Israël et en Espagne, l’eau dessalée produite à partir d’eau saumâtre est également utilisée pour la production de cultures à haute valeur ajoutée.
La réduction des coûts élevés impliqués peut être réalisée en utilisant des levés électromagnétiques pour trouver des sources d’eau douce / saumâtre relativement abondantes et en y localisant des installations de dessalement. L’amélioration de l’efficacité de ces installations permettra une utilisation plus large de l’eau dessalée en agriculture. Notamment, les aquifères souterrains profonds peuvent contenir de l’eau saumâtre chaude qui peut d’abord être utilisée pour le chauffage géothermique dans les serres et les installations d’aquaculture, puis être dessalée, ce qui réduit les coûts globaux.
5) Capture à micro-échelle de l’eau de pluie qui autrement s’évaporerait.
Dans les environnements secs, plus de 90% de l’eau de pluie est généralement perdue par évaporation et ruissellement de surface. La collecte de l’eau de pluie par micro-captage offre une occasion unique de capter l’eau pour la production agricole et les besoins locaux. Il s’agit d’une pratique ancienne qui fait appel à un large éventail de techniques allant de la collecte sur les toits et dans les citernes aux systèmes agricoles et paysagers, y compris les crêtes de contour, les digues, les petits bassins de ruissellement et les bandes.
Même dans les régions très sèches, la collecte de l’eau de pluie sur les trois quarts du terrain et son utilisation sur le quart restant peut souvent fournir beaucoup d’eau pour l’abreuvement du bétail et la production d’arbustes.
Remorquage d’icebergs. Crédit : Nicholas Sloane, Southern Ice Forum.
6) Déplacement physique de l’eau vers des zones où l’eau est rare dans les cales à ballast des navires, ou remorquage d’icebergs.
Eau de ballast
Les navires transportent environ 90 % des marchandises échangées dans le monde et déversent quelque 10 milliards de tonnes d’eau de ballast (10 km²).3) chaque année. En vertu de la Convention internationale sur le contrôle et la gestion des eaux de ballast et sédiments des navires, tous les navires d’une jauge brute égale ou supérieure à 400 doivent disposer d’options de traitement à bord pour dessaler les eaux de ballast, éliminer les organismes aquatiques envahissants et les composés chimiques malsains, et être utilisables pour d’autres activités économiques telles que l’irrigation. Cette eau pourrait être vendue aux villes portuaires des régions arides.
Une étude a estimé que les pétroliers et les navires de gaz naturel liquéfié (GNL) accostant dans la ville portuaire d’Abu Dhabi, aux Émirats arabes unis, pourraient transférer leurs eaux de ballast vers une usine de traitement des eaux à terre. Les ports disposant d’installations de dessalement à terre pourraient également vendre de l’eau de ballast traitée.
Icebergs
Les plus de 100 000 icebergs de l’Arctique et de l’Antarctique qui fondent dans l’océan chaque année contiennent plus d’eau douce que la consommation mondiale. La récolte d’icebergs pour l’eau douce a longtemps été discutée mais n’a pas été considérée comme pratique. Cependant, des icebergs sont remorqués pour fournir de l’eau aux 700 habitants de Qaanaaq, au Groenland. Le remorquage d’icebergs est effectué à Terre-Neuve-et-Labrador pour éviter les collisions avec les plates-formes pétrolières et gazières offshore, ainsi que pour l’eau douce et d’autres utilisations.
Le remorquage d’icebergs sur de longues distances n’a jamais été tenté en raison de la perte importante de volume d’eau et de la rupture potentielle de la glace pendant le remorquage. Cependant, une analyse de la faisabilité financière du remorquage d’icebergs jusqu’au Cap, en Afrique du Sud, suggère qu’il s’agit d’une option économiquement intéressante si les icebergs à remorquer sont suffisamment grands, c’est-à-dire 125 millions de tonnes. Selon les études, le fait d’envelopper les icebergs dans un filet, puis dans un méga-sac, empêcherait probablement la rupture et réduirait la fonte. D’autres défis se posent cependant, notamment la transformation d’un iceberg en eau potable à destination et les impacts environnementaux.
Commentaires supplémentaires
Vladimir Smakhtin, Directeur, UNU-INWEH (inweh.unu.edu)
“Le fait est que les approches conventionnelles d’approvisionnement en eau qui reposent sur les chutes de neige, les précipitations et le ruissellement des rivières ne suffisent pas à répondre à la demande croissante en eau douce dans les régions où l’eau est rare. La pénurie d’eau devrait s’intensifier dans des régions comme le Moyen-Orient et l’Afrique du Nord (MENA), qui compte 6 % de la population mondiale mais seulement 1 % des ressources mondiales en eau douce. Le changement climatique ajoute à cette complexité, en créant des incertitudes et des sécheresses prolongées, principalement dans les zones arides.”
“Les pays en manque d’eau ont besoin de repenser radicalement la planification et la gestion des ressources en eau, en incluant l’exploitation créative d’un ensemble croissant de ressources en eau viables mais non conventionnelles pour la production alimentaire, les moyens de subsistance, les écosystèmes, l’adaptation au changement climatique et le développement durable.”
Manzoor Qadir, Directeur adjoint, UNU-INWEH
“La pénurie d’eau est classée parmi les 5 premières en termes d’impacts sur les moyens de subsistance et le bien-être humain. D’ici 2030, les besoins annuels en eau de l’humanité dépasseront les réserves durables actuelles. de 40%, selon une analyse,et près de la moitié des pays (87 sur 180) devraient manquer d’eau d’ici 2050.”
“Le temps est venu pour l’humanité d’exploiter les sources d’eau non conventionnelles largement sous-utilisées. Notre livre souligne toutefois que les politiques nationales de l’eau et les plans d’action visant à exploiter ces sources nécessiteront d’abord des évaluations locales des compromis environnementaux. Dans de nombreux endroits, il faudra pour cela renforcer la capacité institutionnelle et humaine à évaluer les utilisations potentielles des sources d’eau non conventionnelles, notamment par des analyses de coûts complètes. Des mécanismes de financement novateurs seront également nécessaires.”
Edeltraud Guenther, co-rédacteur du livre et directeur, UNU-FLORES (flores.unu.edu)
“La raréfaction de l’eau est désormais reconnue comme une cause majeure de conflits, de troubles sociaux et de migrations et, dans le même temps, l’eau est de plus en plus considérée comme un instrument de coopération internationale pour parvenir à un développement durable. Lors de l’exploitation de ressources en eau non conventionnelles, nous nous concentrons souvent uniquement sur les coûts des actions. Mais nous devons également calculer les coûts de l’inaction et explorer les possibilités de transférer ou de transférer les coûts à d’autres parties prenantes, aux consommateurs ou au gouvernement. Il est nécessaire d’exploiter et d’évaluer de manière durable toutes les options disponibles dans les zones où l’eau est rare, car la pression continue de s’exercer sur des ressources en eau limitées.”
Sasha Koo-Oshima, co-rédacteur du livre et directeur adjoint de la FAO des Nations unies (fao.org)
“Les pressions croissantes sur les ressources en eau exigent une nouvelle ère de gestion de l’eau, qui s’attaque aux obstacles à une gestion efficace de l’eau et garantit que l’eau sous toutes ses formes est surveillée et comptabilisée, y compris sa valeur pour l’alimentation, les écosystèmes et la santé, et son rôle dans le soutien de la sécurité alimentaire et des besoins fondamentaux de l’humanité et du développement économique.”
