Cours RE - Chapitre 1 [PDF]

Zitiervorschau

Université Ibn Tofail Faculté des Sciences de Kénitra Département de Géologie Faculté des Sciences Kénitra

Cours : Les ressources en eau « Fonctionnement, gestion et protection »

Master spécialisé : Techniques d’Exploration et d’ Exploitation des Géoressources

Chapitre I

1

Fiche Technique du Cours : Intitulé: Les ressources en eau « Fonctionnement, gestion et protection » Objectifs: Acquisition des méthodes et notions fondamentales d’étude et d’analyse des eaux de surfaces et souterraines en vue de leur quantification, exploitation, gestion et protection Pré-Requis: Géologie de base, Physique, Chimie, Mathématiques et Principes de l’Analyse Numérique Evaluation: CC, Séminaires, TP, Devoirs, Mini-projets 2

Chapitre I : Présentation générale

3

UPS - L1 - MBQ – P. Bacchin L’eau : de la mer au verre

Généralité Généralités

• Les organismes vivants sont composés d’eau : • 60 à 70 % pour les êtres humains • 80 à 90 % pour les végétaux

• Sans eau, l’homme ne peut survivre au delà de quelques jours. Beaucoup de maladies sont dues à une mauvaise qualité d’eau. • Il en est de même pour les animaux et les plantes qui, en fonction de leur résistance particulière, réagissent différemment au manque d’eau.

L’eau c’est la vie … …mais ça peut aussi être la mort. Référence 1)

UPS - L1 - MBQ – P. Bacchin L’eau : de la mer au verre

Généralités Généralité

Le Monde / dimanche 23 lundi 24 mars 1997

L’eau pourrait constituer le « choc pétrolier » du XXIème siècle Le Monde / vendredi 17 mars 2000

La planète est menacée par de graves pénuries d’eau au XXIème siècle … Si les gouvernements n’améliorent pas l’exploitation des ressources actuelles pour alimenter une population mondiale qui va augmenter de 2 milliards en 25 ans, des catastrophes sont inévitables. Tel est le constat dressé par les experts du Forum qui s’ouvre vendredi 17 mars 2000 à La Haye ...

L’eau potable …

… une source (!) de conflit.

Bilan hydrique 1 Evaporation 2 Condensation et transformation 3 Neige/Glace et précipitation 4 Ruissèlement et évapotranspiration

5 Infiltration et écoulement souterraine 6 Retourne vers l’océan

- Océans: 97,5% de l’eau (eau salée) - Eau douce: 2,5% : ▪ Glaciers: 68,9% ▪ Eau de surface (lacs, réservoirs, rivières): 0,3% ▪ Eau souterraine: 30,8% QUANTITE TOTALE DE STOCK D'EAU SUR LA PLANÈTE = 1400.106 km3 6

Disponibilité de l’eau Eaux renouvelables = Pr – Ev

(Pr = précipitations Ev = évaporation)

= 110.000 – 70.000 = 40.000 km3/an Disponibilité =m3 disponibles et renouvelables / (an. Habitants) Population

m3/an/hab.

m3/jour/hab.

1950

2,5.109

16.000

44

2000

6,0.109

6.700

18

2025

8,0.109

5.000

14

2050

9,0.109

4.500

12

D’après A. Maurel 2006

7

Disponibilité de l’eau

60 % des ressources en eau naturelle du monde (40.000 km3/an) dans neuf pays : Brésil, Russie, Chine, Canada, Indonésie, ÉtatsUnis, Inde, Colombie, Zaïre.

Des disponibilités hétérogènes (en m3/habitant/an) : 2000 2025

Brésil 40.000 30.000

États-Unis 10.000 8.000

France 3.000 2.700

Mexique 2.600 1.810

Chine 1.860 1.520

Maroc 860 540

Algérie 420 270

(Des inégalités peuvent exister au niveau d’un pays. En Algérie, par exemple, 75 % de ressources renouvelables sont concentrées sur 6 % du territoire).

D’après A. Maurel 2006

8

Utilisation et demande en eau • USAGES DOMESTIQUES - Besoins individuels - Besoins de la collectivité • USAGES INDUSTRIELS - Eau de refroidissement - Eau de process • USAGES AGRICOLES

9

Utilisation et demande en eau Total km3/a MONDE

Domestique

% Industrie

Agriculture

3.462

8

22

70

AFRIQUE DU NORD PROCHE ET MOYEN ORIENT

172

7

4

89

EUROPE

260

17

AMERIQUE DU NORD

510

47

36

12

49

39

6

10

84

(USA =+ CANADA) ASIE CENTRALE

310

ET OCCIDENTALE CHINE

515

7

JAPON

140

18

D’après A. Maurel 2006

7 29

86 53

Utilisation et demande en eau

11

Utilisation et demande en eau

12

Utilisation et demande en eau

13

Eau virtuelle L’eau virtuelle associe à des biens de consommation ou intermédiaires la quantité d’eau nécessaire à leur fabrication. L’intérêt du concept d’eau virtuelle est de montrer l’importance en terme quantitatif de l’eau :

-Besoins physiologiques

4 litres/jour/personne

-Besoins domestiques

40 à 400 litres/jour/personne

-Besoins alimentaires

2.000 et 4.000 litres/jour/personne

« Consommer un kilogramme de blé, c’est aussi, dans les faits, consommer le millier de litres d’eau qu’il a fallu pour faire pousser cette céréale. Manger un kilogramme de bœuf, c’est aussi consommer les 13 000 litres d’eau qui ont été nécessaires pour produire cette quantité de viande »

Daniel Zimmer, directeur du Conseil mondial de l’eau, Forum mondial de l’eau de 2003 à Kyōto 14

Eau virtuelle et agriculture

15

Eau virtuelle et industrie Industrie

eau virtuelle en m3

Raffinage d’1 tonne de pétrole Distillation d’1 tonne d’alcool

10 100

Fabrication d’1 tonne pâte à papier

250

Fabrication d’1 tonne d’acier

270

Fabrication d’1 tonne de fibres synthétiques

5.000

D’après J. DELÉAGE 1999

16

Risque de pénurie SEUIL DE PAUVRETÉ OU DE TENSION

SEUIL DE PÉNURIE

Ressources par habitant  1000 m3/an (tous usages confondus) Indice d’exploitation > 50 % (*)

Ressources par habitant  500 m3/an Indice d’exploitation  100 % (*)

(*) indice d’exploitation = quantités d’eau prélevées ressources disponibles

2000 2025

Brésil États-Unis 40.000 10.000 30.000 8.000

D’après A. Maurel 2006

France 3.000 2.700

Mexique 2.600 1.810

Chine 1.860 1.520

Maroc 860 540

Algérie 420 270

17

Risque de pénurie

Ressources en eaux renouvelables m3/an/habitant

20000

Monde Afrique

15000

Asie Grand Moyen Orient

10000

5000

0 1950

2000

2025

Des régions entières vont atteindre le seuil de tension D’après A. Maurel 2006

Risque de pénurie

Stress hydrique Stress hydrique en 2040

Concept de Stress = hydrique

Quantité d’eau prélevé par rapport au % de ressources disponibles

20

Composition de l’eau

21

Problème de qualité 1 –DU A DES PROBLÈMES DE POLLUTION : - Rejets d’eaux usées domestiques ou industrielles non traitées : Microorganismes (bactéries, virus) Métaux lourds (traitements de surface) Médicaments (antibiotiques, oestrogènes, …) - Pollution des sols par l’agriculture ou l’industrie Nitrates Métaux lourds Pesticides (atrazine) 2 –DU A DES PHÉNOMÈNES NATURELS : Nitrates au Maroc Fluor dans le sud algérien Arsenic au Bengladesh 3- DU A DES SOUS PRODUIT DE TRAITEMENT : Trihalométhane résultant de l’action chloration de l’eau Coagulant introduit pour accroître la taille des espèces

Risques pour La santé Diminution des ressources disponibles

22

Normes eau de boisson

L’eau est un facteur de fatalité

Inondations à Guelmim, 2014

La crue à Traroudant, 2019 (mortalité et destruction)

Inondations à à Beni Mellal, 2019

24

Stratégies générales Accroître l’offre Construire des barrages,Aménagement hydrauliques, des unités de dessalement, développer la réutilisation … Maîtriser la demande Réduire la consommation de l’agriculture par l’amélioration des techniques d’irrigation

(70 % de l’usage)

Augmenter la qualité Limiter la pollution Mettre au point des techniques de traitement plus fiables Mettre au point des techniques d’analyses des polluants Poursuite des réformes réglementaires et institutionnelles

LES RESSOURCES E N E A U AU MAROC

26

Climat et potentiel ressources en eau Le climat est en général semi aride à aride

▪ 1960 : 2560 m3/hab./an ▪ 2008 : 730 m3/hab./an ▪ 2020 : 520 m3/hab./an

Répartition territoriale des R.E

28

Evolution des RE

Ressources en eau au Maroc en m3/habitant/an 2000 1500 Stress

1000

Hydraulique

500 0 1970

1980

1990

2000

2010

2025 29

Etat des Ressources en eau de surface Evolution des apports en eau de surface au Maroc (Mrd m3)

30

Etat des Ressources en eau de surface 1961-1970

Sécheresses fréquentes: Depuis 1950, +40 périodes de sécheresse enregistrées

1991-2000 1991-2000

10 périodes très sèches généralisées à l’ensemble du pays inondations fréquentes: Inondations graves en milieu urbain et rural avec des dégats matériel et humains

31

Etat des Ressources en eau de surface Au cours des 35 dernières années, plus de 20 périodes de sécheresses ont été enregistrées avec des années où la sécheresse a été généralisée à l’ensemble du pays ▪ les déficits pluviométriques dépasse parfois 60% ▪ les durées de sécheresse longue pouvant atteindre 5 ans voire plus

Déficit RE de surface > 60% par rapport à la normale 1982-1983

1994-1995 M oulouya ziz/guir Draa Souss/M ass Tensift O. Er Rbia Bou Regreg Sebou Tangérois Loukkos C. M édit

-100

-80

-60

-40

-20

M oulouya ziz/guir Draa Souss/M ass Tensift O. Er Rbia Bou Regreg Sebou Tangérois Loukkos C. M édit -100

0

-80

1999-2000

-80

-60

-40

-20

-40

-20

0

2000-2001 M oulouya ziz/guir Draa Souss/M ass Tensift O. Er Rbia Bou Regreg Sebou Tangérois Loukkos C. M édit

-100

-60

0

M oulouya ziz/guir Draa Souss/M ass Tensift O. Er Rbia Bou Regreg Sebou Tangérois Loukkos C. M édit

1

-100

-80

-60

-40

-20

0

20

40

32

Assèchement des lacs naturels Dayat Aoua Fés

Pendant les années sèches

Pendant les années humides

33

Etat des Ressources en eau de surface

34

Etat des Ressources en eau de surface

35

Etat des Ressources en eau de surface Erosion des sols et envasement des barrage

Forte dégradation des sols : Envasement des barrages ▪ 23 Millions ha touchés par l’érosion ▪ Perte par envasement:75 Mm3/an ▪ Perte totale cumulée:1 200 Mm3 sur 17 Milliards m3.

36

Etat des Ressources en eau souterraines Bonne connaiss.

Moy. Connaiss

Superficielles 48

80%

20%

Profondes

20%

80%

Nappes

Nbr.

32

Carte des principales nappes

37

Etat des Ressources en eau souterraines Mobilisation des RE souterraines

38

Etat des Ressources en eau souterraines Surexploitation des nappes

39

Etat des Ressources en eau Pollution Domestique Pollution Industrielle

Pollution Agricole

RESSOURCES EN EAU

Déversements Accidentels

Pollution Minière Déchets Solides

PRINCIPALES SOURCES DE POLLUTION

40

Etat des Ressources en eau Pollution des ressources en eau ▪ 600 Mm3 d’eaux usées domestiques rejetées sans épuration (Taux d’épuration < à 10%) ▪ 3.3 Millions d’Équivalent Habitant rejetés sans épuration par les industries ▪ Pollution des nappes par les pesticides et les nitrates Mm3/an

Volume d’eau usée

41

Etat des Ressources en eau Pollution des ressources en eau (IMPACTS) ➢ Dégradation de la qualité des eaux ➢Impacts

économiques : 4.5 milliards de Dh/an de coût de dégradation ➢Impacts

sanitaires : développement des maladies hydriques (choléra, fièvre typhoïde, l’hépatite virale épidémique); ➢Impacts environnementaux :déséquilibre des systèmes

aquatiques,…. ➢ Augmentation du coût de la production de l’eau potable ➢ Arrêts prolongés des stations de traitement de l’eau 12% 8% REPARTITION DES ARRETS

Mortalité de poisson

Chlorures MES

DE LA STATION de KBM

80%

M. Organiques

42

Etat des Ressources en eau Faible valorisation de l’eau mobilisée

▪ Retards des équipements hydroagricoles ▪ Pertes d’eau dans les réseaux et à la parcelle: Faiblesse de l’efficience des systèmes d’irrigation (Irrigation gravitaire 80%)

43

Axes stratégiques et Actions prioritaires

44

Gestion intégrée des Ressources en eau

45

Gestion intégrée des Ressources en eau

46

Gestion intégrée des Ressources en eau

47

Gestion intégrée des Ressources en eau

48

Gestion intégrée des Ressources en eau

49

Gestion intégrée des Ressources en eau

50

Gestion intégrée des Ressources en eau

51

Gestion intégrée des Ressources en eau Exemple de modélisation 2D de l’inondation

Gestion intégrée des Ressources en eau Malgré un contexte difficile (une ressource rare et peu valorisée, menacée par les changements climatiques, et la pollution; et une demande croissante), le Maroc a réussi à satisfaire la demande en eau et à soutenir son développement socio-économique avec un réel succès grâce à une gestion efficace du secteur de l’eau

La nouvelle stratégie du secteur de l’eau permettra le soutien du développement du Maroc dans la durée, en satisfaisant les besoins de la croissance économique d’accompagner les grands chantiers engagés et en nous protégeant face aux futurs défis.

53

Gestion intégrée des Ressources en eau GRANDES REALISATIONS ▪ Mobilisation des eaux de surface : 125 grands barrages avec une capacité totale de 17 Milliards de m3 ▪ Développement de l’irrigation à grande échelle : 1.5 millions ha dont 2/3 sont équipés par les pouvoirs publics ▪ AEP (Alimentation en Eau Potable) urbaine : desserte totale avec 92% de branchements individuels contre 52% en 1970 ▪ AEP rurale : taux de desserte 2008 # 85% contre 14% en 1990

54

Gestion intégrée des Ressources en eau OUTILS SCIENTIFIQUES & TECHNIQUES

55

Fin:

ère 1

partie

56