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Article technique
08. juillet 2024

Traduction automatique - texte original en allemand


Changement climatique

Les eaux souterraines - un trésor pour l'avenir et une assurance-vie

Les coordonnées de l'hydrologie suisse changent fondamentalement avec le réchauffement climatique. Les rivières et les lacs sont nettement plus touchés que les nappes phréatiques. Les eaux souterraines revêtent donc une importance croissante pour la gestion des eaux en Suisse, en particulier pendant les périodes de sécheresse. L'article montre pourquoi nous devrions fondamentalement repenser notre gestion de ce trésor souterrain.
Klaus Lanz 

Les études menées dans le cadre du projet Hydro-CH2018 de l'OFEV ont montré que les eaux souterraines sont beaucoup moins touchées par les changements induits par le réchauffement climatique que les eaux de surface. Il est donc important de préserver autant que possible l'intégralité de cette ressource en eau résiliente au climat, mais néanmoins vulnérable, de la protéger contre les changements néfastes et de garantir son utilisabilité. Ce n'est souvent pas le cas aujourd'hui. Pour illustrer l'importance croissante des eaux souterraines, esquissons d'abord les changements profonds qui affectent les systèmes hydrologiques de la Suisse.

Modifications hydrologiques profondes

La Suisse se dirige vers une zone climatique plus chaude et plus sèche

Selon Hydro-CH2018 [1], vers 2060, la moyenne à long terme des précipitations annuelles sera similaire à celle d'aujourd'hui. Toutefois, elles se répartiront très différemment au cours de l'année. Il y aura plus de précipitations en hiver et nettement moins en été, les pluies seront plus violentes et les phases de sécheresse plus longues. Et bien sûr, il y aura toujours des années plus sèches et plus humides, c'est-à-dire que les précipitations annuelles fluctueront autour de la moyenne pluriannuelle.

Mais ce sont les températures plus élevées à l'avenir, tout au long de l'année, qui provoqueront le véritable bouleversement du régime hydrologique de la Suisse. En effet, elles perturbent le rythme hydrologique de base habituel de l'espace alpin : la formation hivernale d'une couche de neige à haute altitude et sa fonte progressive en été. De plus, des températures plus élevées en été accélèrent l'évaporation des sols et entraînent un assèchement global du paysage et de la végétation. Les rivières et les lacs se réchauffent de plusieurs degrés, ce qui modifie fondamentalement les conditions de vie des organismes aquatiques.

L'été 2022 a montré de manière exemplaire à quel point l'alimentation des rivières et des lacs alpins dépend de la neige. Cet été a été chaud et sec, précédé en outre d'un hiver peu enneigé - une combinaison encore jamais vue ces derniers temps. La sécheresse n'a donc pas pu être compensée par l'eau de fonte des montagnes comme lors des étés secs précédents, et le manque d'eau dans les rivières a encore aggravé la pénurie estivale. Même la fonte record des glaciers au cours de l'été caniculaire de 2022 n'a de loin pas pu remplacer la neige manquante (lors d'une année moyenne, environ 2% de l'eau du Rhin à Bâle provient des glaciers, 39% de la neige) [2].

Les conditions de l'été et de l'automne 2022 donnent un aperçu de l'hydrologie future de la Suisse: si les températures continuent à augmenter, les précipitations tomberont davantage sous forme de pluie en hiver et s'écouleront directement. Il y aura donc beaucoup moins de neige stockée. En été et en automne, il n'y aura donc plus de réserve de neige significative (Fig. 1).

Moins d'eau dans les rivières

Cela a des conséquences directes sur la quantité d'eau dans les rivières en été et en automne. Les mesures climatiques prises par la communauté mondiale font ici une grande différence. Comme le climat mondial évolue actuellement le long d'une voie située entre les scénarios RCP 2.6 (Accord de Paris) et RCP 8.5 (aucune mesure), il faut s'attendre à des réductions de débit qui se situent entre les deux scénarios. Pour les rivières du Plateau, cela signifie en été et en automne une baisse du volume d'eau d'au moins 20% par rapport à la période de référence 1981-2010, dans les régions alpines, la baisse est nettement plus importante (Fig. 2). Ces chiffres s'appliquent, il faut le noter, à des débits moyens sur de longues années, ce qui signifie que certaines années, les débits peuvent diminuer bien plus fortement encore. Une année extrêmement pauvre en eau comme 2022 pourrait être la norme dès 2060.

Les débits annuels en 2022 (hiver 2021/22 peu enneigé, été chaud et sec) donnent une idée de l'ampleur de la réaction des rivières alpines suisses aux changements climatiques. Au sud des Alpes, le débit d'eau a diminué de moitié (Tab. 1).

Cours d'eau Déviation par rapport à la période normale 1991-2020 en pourcentage
Aar (Brugg) -22
Reuss (Mellingen) -27
Limmat (Zurich) -22
Ticino (Bellinzona) -52
Tresa (Ponte Tresa) -56
Inn (Martina) -31
RhĂ´ne (Porte du Scex) -6
Suisse hydrologique -28

Tab. 1 Changement en pourcentage des débits des rivières suisses sur l'ensemble de l'année 2022 [3].

Les lacs sont également concernés

Lorsque les cours d'eau ne peuvent être que peu approvisionnés en eau pendant les périodes de sécheresse, les regards se tournent souvent vers les réserves d'eau des lacs. Pourtant, ces derniers sont également touchés par les phases de chaleur et de sécheresse. Dans le cas des lacs régulés, cela ne devient visible que lorsque le débit minimal requis du lac et l'évaporation ne sont plus couverts par les apports et que le niveau d'eau baisse. Mais bien avant que le niveau ne baisse, de grands changements se produisent déjà dans un lac en cas de manque d'afflux: Le débit ralentit et, avec lui, le renouvellement de l'eau du lac. En combinaison avec des températures de l'air plus chaudes, cela conduit à une stratification plus stable de l'eau du lac et - puisque la stratification ne permet pas à l'oxygène de parvenir en profondeur - à un manque d'oxygène en profondeur, dangereux pour les organismes aquatiques [4].

Des conditions comme celles de 2022 devraient se produire plus souvent à l'avenir, ce qui aura également des conséquences sur la gestion des lacs. Comme le débit des cours d'eau en aval ne doit pas descendre en dessous de valeurs minimales définies (fonctionnement des centrales au fil de l'eau, dilution des eaux usées), le niveau des lacs baisse lorsque l'apport d'eau est insuffisant et que l'évaporation est élevée. Dans de telles situations, tout prélèvement d'eau a un effet supplémentaire sur le niveau du lac. A première vue, les effets sont minimes - sur le lac de Zurich, les usines d'eau potable prélèvent environ 0,5 cm d'eau par jour. Mais si la phase de sécheresse dure plusieurs semaines, ces prélèvements se font sentir.

Les grands lacs de Suisse abritent certes une énorme réserve d'eau, mais seule une petite partie est disponible. Dans la plupart des lacs, un abaissement de 50 cm suffit à poser des problèmes à la navigation et à assécher les zones d'eau peu profonde, qui constituent un habitat indispensable pour les poissons. Sur le lac de Zurich, les 50 cm supérieurs correspondent à un volume de 44 millions de mètres cubes, soit 1,1% du volume total. Contrairement à ce que l'on pense souvent, les lacs sont certes une grande ressource en eau, mais pas inépuisable, surtout en période de sécheresse.

Les eaux souterraines deviennent une ressource en eau centrale

Comme le montrent les paragraphes précédents, les cours d'eau et les lacs ne pourront plus servir de ressource en eau illimitée à l'avenir lors de périodes de sécheresse prolongées. Les eaux souterraines se retrouvent donc au centre de l'attention, car elles sont beaucoup moins influencées par les changements climatiques. Certes, le recul des cours d'eau en été diminue également l'alimentation des nappes phréatiques dans les graviers des vallées des rivières alpines et du Plateau. Mais si les débits plus élevés prévus pour les mois d'hiver se maintiennent, ils pourront ensuite se rétablir. L'alimentation par les précipitations devrait également peu changer, car la recharge des nappes phréatiques a lieu principalement pendant les mois d'hiver, pour lesquels on s'attend à une tendance à l'augmentation des précipitations. Mais surtout, en raison de l'épaisseur des réserves, les eaux souterraines constituent une réserve d'eau bien plus fiable que les eaux de surface - même si leur recharge devait temporairement diminuer lors de longues périodes de sécheresse.

Les sources proches de la surface et directement dépendantes des précipitations dans les régions de montagne sont plus menacées. Si elles sont alimentées en grande partie par la fonte des neiges, leur débit diminue nettement en été et en automne. Un indice de la vulnérabilité de nombreuses sources est la statistique de l'eau potable pour l'année 2022. Selon celle-ci, la part d'eau de source dans l'approvisionnement a drastiquement diminué, passant de 40% les années précédentes à 34% [5]. Dans la plupart des cas, le manque de contribution des sources a été remplacé par un pompage accru des eaux souterraines - un autre indice de l'importance croissante de ces dernières.

Manque de garantie des ressources en eau souterraine

Dans les conditions climatiques prévues pour le milieu et la fin du siècle, les eaux souterraines deviendront donc une ressource en eau déterminante, en particulier lors des phases chaudes et sèches. Compte tenu de son énorme importance stratégique pour la gestion de l'eau, la question se pose de savoir si la gestion actuelle des eaux souterraines est encore appropriée. Quatre évolutions suscitent des doutes.

Pollution

De grandes parties de nos eaux souterraines, en particulier sur le Plateau et dans les grandes vallées alpines, sont chargées de polluants et ne peuvent plus être utilisées directement comme eau potable:

  • La protection des eaux souterraines a longtemps Ă©tĂ© nĂ©gligĂ©e malgrĂ© des prescriptions lĂ©gales strictes.
  • Il manque une vue d'ensemble de l'ampleur de ce problème. Il n'existe actuellement aucune reprĂ©sentation cartographique des ressources en eaux souterraines qui ne sont actuellement pas (ou plus) utilisables comme eau potable.
  • La possibilitĂ© d'assainir et de rĂ©activer les nappes phrĂ©atiques polluĂ©es n'est encore guère considĂ©rĂ©e comme une option, malgrĂ© la sĂ©cheresse croissante et la pĂ©nurie d'eau saisonnière.
Une protection insuffisante

Les surfaces nécessaires à la protection des eaux souterraines ne sont toujours pas suffisamment garanties par l'aménagement du territoire [6]:

  • MĂŞme les zones de protection, relativement limitĂ©es en surface, n'ont pas Ă©tĂ© partout prĂ©servĂ©es des activitĂ©s polluantes, de nombreux captages productifs ont donc dĂ» ĂŞtre abandonnĂ©s.
  • Le manque de protection concerne a fortiori les zones d'alimentation beaucoup plus vastes, vĂ©ritable base de l'approvisionnement futur en eau souterraine propre.
  • MalgrĂ© leur importance existentielle pour la sĂ©curitĂ© de l'approvisionnement en eau potable, la politique et l'administration continuent d'agir avec beaucoup de retenue dans la limitation des activitĂ©s et des substances dangereuses pour les eaux souterraines.
Conflits d'utilisation

Les conflits d'utilisation entraînent la perte de captages d'eau souterraine:

  • Dans le canton d'Argovie, l'eau du lac de Hallwil devrait remplacer l'eau souterraine, car l'exĂ©cution des zones de protection correspondantes n'a pas Ă©tĂ© possible.
  • La stratĂ©gie du canton de Zurich en matière d'eau potable, qui prĂ©voit Ă  l'avenir une infiltration Ă  grande Ă©chelle de l'eau du Rhin, pourrait Ă©galement favoriser l'abandon des captages locaux d'eau souterraine.
Les réseaux d'eau

Les stratégies de mise en réseau conduisent à l'abandon des nappes phréatiques:

De vastes réseaux d'eau se développent depuis des années, notamment sur le Plateau suisse, afin de pouvoir échanger de l'eau par des conduites de liaison. Cela est utile pour que les zones d'approvisionnement voisines puissent s'entraider en cas d'urgence. Mais cela entraîne souvent l'abandon des captages d'eau souterraine «redondants» ou «non rentables». Ces gisements perdent leur protection et ne seront plus disponibles à l'avenir pour l'eau potable.

A l'avenir, la probabilité de périodes de sécheresse extrêmes augmentera, par exemple si plusieurs années de sécheresse se succèdent ou si les hivers peu enneigés suivis d'un manque d'eau de fonte de neige se multiplient. Afin de pouvoir faire face à de telles situations, la gestion de l'eau doit pouvoir recourir de manière aussi illimitée que possible à des eaux souterraines propres. Toutes les évolutions qui limitent durablement leur disponibilité doivent donc être considérées d'un œil critique, quelle qu'en soit la cause.

La plus haute priorité pour les eaux souterraines

L'indifférence de la société à l'égard des eaux souterraines et de leur exploitabilité durable est surprenante compte tenu de leurs énormes avantages pour la gestion de l'eau. C'est un système vulnérable, mais bien mieux protégé contre la pollution que les rivières et les lacs, plus résilient aux extrêmes climatiques, disponible localement presque partout et, de plus, un puissant réservoir d'eau interannuel, quantitativement plus important que les barrages hydroélectriques. Mais comment rompre l'indifférence et revaloriser les eaux souterraines en tant que garantes de l'eau de demain ?

Les cinq points suivants sont des piliers stratégiques pour redonner la priorité absolue aux eaux souterraines.

Visibilité, données, connaissances générales
  • La condition prĂ©alable Ă  une Ă©valuation solide de l'Ă©tat des eaux souterraines est l'Ă©tablissement de «cartes de disponibilité» qui rendent visibles sur l'ensemble du territoire les quantitĂ©s utilisables durablement et leur aptitude qualitative Ă  servir d'eau potable.
  • Les cantons devraient dĂ©terminer et publier qui utilise combien d'eaux souterraines, afin d'identifier les concurrences avec l'approvisionnement en eau potable ou entre d'autres utilisations et de pouvoir les aborder Ă  titre prĂ©ventif.
La protection des eaux souterraines, une tâche transversale
  • La protection des eaux souterraines doit se voir accorder une plus grande prioritĂ© dans l'exĂ©cution et l'amĂ©nagement du territoire.
  • Les activitĂ©s et substances dangereuses pour les eaux souterraines doivent ĂŞtre systĂ©matiquement interdites au moins dans les zones de protection et les aires d'alimentation, mais si possible aussi au-delĂ .
  • Les interventions de gĂ©nie civil susceptibles de remettre en question l'exploitation de nappes phrĂ©atiques entières (par exemple, les infrastructures souterraines Ă©tendues telles que Cargo sous terrain) devraient ĂŞtre Ă©vitĂ©es. 
Assainissement et réactivation des nappes phréatiques polluées
  • Dans la mesure du possible, il convient de prĂ©server les captages et, pour les nappes polluĂ©es, de rĂ©tablir la qualitĂ© et donc l'exploitabilitĂ© des eaux souterraines (assainissement, rĂ©activation).
  • Des exceptions aux obligations lĂ©gales en matière de zones de protection devraient ĂŞtre possibles, pour des raisons stratĂ©giques, lĂ  oĂą le remplacement de l'eau potable est disproportionnellement coĂ»teux (par ex. avec surveillance automatique de la qualitĂ© en temps rĂ©el ou traitement).
  • La garantie de ressources en eaux souterraines permettant l'approvisionnement en eau potable mĂŞme en cas de sĂ©cheresse extrĂŞme et prolongĂ©e devrait ĂŞtre une prioritĂ© absolue pour les cantons.

 

Limiter ou mettre fin aux utilisations concurrentes
  • L'eau potable devrait avoir la prioritĂ© sur les autres utilisations de l'eau.
  • Lorsque l'approvisionnement en eau potable est concurrencĂ© en termes de quantitĂ©, les autres utilisations (irrigation, industrie) doivent rĂ©duire leur consommation d'eau souterraine ou se tourner vers des ressources alternatives comme l'eau de pluie ou les eaux usĂ©es traitĂ©es.
  • Assurer la recharge des nappes phrĂ©atiques sur l'ensemble du territoire
  • Il faut davantage de rĂ©tention d'eau dans l'ensemble du paysage (slow water, «paysage Ă©ponge»), d'une part pour prĂ©venir la sĂ©cheresse des sols et de la vĂ©gĂ©tation, d'autre part pour assurer la recharge des nappes phrĂ©atiques.

 

Un appel Ă  l'action plutĂ´t qu'une conclusion

A l'avenir, nous aurons besoin de quantités supplémentaires d'eau potable propre lors d'étés chauds et secs, et la plupart de ces eaux proviendront des nappes phréatiques. D'autres utilisations feront également de plus en plus appel aux eaux souterraines. Pourtant, la société et la politique n'ont pas encore pris conscience de l'importance existentielle de ce trésor souterrain. Pour garantir l'approvisionnement en eau potable, les eaux souterraines ont besoin de:

  • protection prĂ©ventive
  • amĂ©nagement du territoire adĂ©quat
  • stratĂ©gies de planification solides

La Suisse doit réaliser que les eaux souterraines sont son principal trésor aquatique - bien avant les glaciers, les rivières et les lacs. La politique, l'administration, la population et les autres utilisateurs d'eau doivent préserver ce trésor, le protéger de la pollution et l'utiliser avec parcimonie et en connaissance de cause. Il convient de noter que l'initiative populaire «Pour la sécurité alimentaire», lancée récemment, reprend cet objectif: elle demande que l'eau potable soit inscrite à l'article 104a Cst. comme élément de la sécurité alimentaire. Littéralement, elle demande «la préservation des ressources en eaux souterraines pour la production durable d'eau potable» - une disposition qui donnerait aux eaux souterraines la priorité nécessaire [7].

En même temps, cela permettrait de tenir compte d'un principe directeur que l'OFEV avait déjà formulé en 2008 dans une publication sur les eaux souterraines de Suisse [8]: «La disponibilité sur tout le territoire d'eaux souterraines pouvant être utilisées sans traitement est un avantage concurrentiel de la Suisse qui se chiffre en milliards.» Au vu des effets climatiques extrêmes prévisibles, il faudrait ajouter, en l'état actuel des choses: et leur assurance-vie dans le climat du futur.

 

Bibliographie

[1] OFEV (2021): Hydro-CH2018 Rapport de synthèse, Berne, 134 pages

[2] Stahl, K. et al. (2016): Parts d'écoulement issues de la fonte des neiges et des glaciers dans le Rhin et ses affluents dans le contexte du changement climatique. Commission internationale pour l'hydrologie du bassin du Rhin (CHR), rapport n° I-25

[3] Lustenberger, F. et al. (2023): Bilan hydrologique de la Suisse en 2022. Eau Energie Air, 115e année, cahier 2, p. 80-83

[4] Jane, S. F. et al. (2021): Désoxygénation généralisée des lacs tempérés. Nature, 594(7861), 66-70

[5] Freiburghaus, M. (2024): SVGW Trinkwasserstatistik 2022

[6] Lanz, K. (2021): Les effets du changement climatique sur la gestion des eaux en Suisse. Etude réalisée dans le cadre du projet Hydro-CH2018 de l'OFEV. Evilard, 376 pages

[8] Initiative populaire fédérale «Pour une alimentation sûre - par le renforcement d'une production indigène durable, davantage de denrées alimentaires d'origine végétale et une eau potable propre (Initiative pour l'alimentation)»

[9] OFEV (2008): Gestion des eaux souterraines en Suisse. Lignes directrices de l'Office fédéral de l'environnement, Berne, 42 pages

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