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L'eau en montagne & changement climatique

Mots clés : changement climatique, eau, montagne, États généraux, Megève
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Dossier de
Jean-François DONZIER
  
July 2010
Index du dossier
1. Les montagnes, châteaux d´eau de l´Europe
2. Les montagnes, zones de risques naturels
3. Une compétition de plus en plus vive entre les usages de l´eau
4. Une qualité des eaux et des milieux aquatiques en baisse
5. L´importance stratégique des lacs de montagne
6. L´adaptation de la gestion de l´eau aux effets du changement climatique, une urgence mondiale
7. Les États généraux de l´eau en montagne
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L’IMPORTANCE STRATÉGIQUE des lacs de montagne

 

Il y a 27 lacs dans les Alpes françaises, dont neuf sont naturels (9) notamment les 5 plus grands lacs – Léman, Annecy, Le Bourget, Paladru, Aiguebellette, qui avec une superficie de 660 km2 représentent un volume de 94 000 milliards de m3 et 18 sont artificiels (18) pour une superficie de 88 km2 et une capacité seulement de 3 800 milliards de m3, dont 1 300 milliards pour le seul lac de Serre-Ponçon.

Le rôle des lacs alpins pour fournir de l’eau en aval en période sèche va être de plus en plus important, mais aussi limité par des capacités relativement réduites et par la défense des intérêts des populations qui vivent sur leurs rives. Un grand nombre de lacs naturels ont déjà été régulés depuis longtemps pour garantir des niveaux compatibles avec les activités qui se sont développées sur leurs rives et aussi déjà avec les intérêts de l’aval.

Les lacs artificiels ont une capacité de retenue de 1 800 milliards de m3 dans le bassin du Rhin, 1 900 milliards de m3 dans le bassin du Danube et 5 200 milliards de m3 dans celui du Rhône. Ramenés aux débits continus annuels ces capacités de stockage ne représentent que  57m3/seconde sur 1 060 m3/seconde de débit moyen annuel du Rhin à Bâle, 60 m3/seconde sur 1 940 m3/seconde du débit moyen du Danube à Vienne et 165 m3/seconde sur 1 700 m3/seconde du débit moyen du Rhône à Beaucaire….

Si ces volumes de stockage ne sont pas négligeables, ils ne peuvent jouer qu’un rôle très limité pour équilibrer ces débits moyens d’une année sur l’autre : ils ont cependant une importance primordiale dans la régulation de la production électrique (énergie propre), dans la garantie d’approvisionnement en eau à l’étiage et dans le maintien de débits écologiques minimaux. Cependant, vu le petit nombre de sites encore potentiellement équipables, il faut avant tout miser sur l’optimisation des réservoirs existants et sur de nouvelles installations de pompage de régulation, si tant est que cela soit compatible avec la Directive cadre sur l’eau. Les lacs ne pourront donc jouer qu’un rôle "d’atténuateur" et les populations d’aval devront prioritairement trouver la solution à leurs problèmes par une régulation de leur propre demande.

L’eau est également une richesse économique de la montagne.

Dès le Moyen Âge en Europe, les moulins à eau ont permis l’installation dans les hautes vallées de l’industrie, notamment des métaux, renforcée dès le début du 20ème siècle par la proximité de l’hydroélectricité (aciers spéciaux, aluminium, chimie du carbone, etc.). Traditionnellement, les activités manufacturières dans les zones de montagne se sont localisées à proximité des sources d'énergie et des ressources minières, ou bien s’appuient sur un savoir-faire local développé grâce à la pluriactivité agricole.

L’eau de montagne est une source stratégique de production d’énergie électrique en Europe. Dans les Alpes, un grand nombre de sites ont déjà été équipés depuis un siècle et produisent l’électricité, qui est utilisée non seulement dans les pays alpins, mais qui est également exportée bien au-delà par le réseau européen. La production hydroélectrique a une importance déterminante en période de pointe de consommation. Il y a 554 usines de plus de 10 mégawatts dans les Alpes, correspondant à un total de 45 883 MW, dont 128 usines en France correspondant à 12 552 MW et 9 000 MW en dehors du cours du Rhône lui-même.

En Allemagne, 60 % de la production hydroélectrique vient de la seule Bavière où il y a 4 210 installations dont 762 dans les Alpes. Si l’on ne retient que les installations supérieures à 50 mégawatts, on ne compte plus dans les Alpes françaises que 19 grands barrages, 6 usines de basse chute, 6 en continue sur les rivières et 4 ouvrages de compensation. La "Chaîne de la Durance" permet par exemple de mobiliser 2000 mégawatts en quinze minutes environ, soit l’équivalent de 1,5 à 2 tranches nucléaires ! Les Alpes produisent 20 terrawattheures/an soit 4% de la production électrique française de 535 TWH/an, dont 12 % sont d’origine hydraulique. Si cela peut paraitre minime il faut se rappeler que ce potentiel est stratégique car il peut être mobilisé en période de pointe de consommation.

La Loi sur l’eau de 2006 introduit de nouvelles règles concernant la limitation de l’impact écologique et les débits réservés, qui devront être appliquées avant 2014. Dans le bassin du Rhône presque tous les sites aménageables  sont déjà aménagés : un seul projet est déposé dans la Romanche pour remplacer 6 ouvrages de basse chute par un seul aménagement de haute chute. L’amélioration des installations existantes devrait permettre d’augmenter la production de + 2 TWH/an dans le bassin du Rhône.

Dans les Alpes dans leur ensemble, on estime qu’il n’existe plus que quelques rares sites qui soient encore aménageables sans causer des dommages supérieurs à leur intérêt pour la production. Dans d’autres régions de montagne, de nombreux sites ont également été équipés pour l’installation de groupes hydrauliques, mais un grand nombre de sites sont encore équipables potentiellement dans le monde. La construction et l’exploitation des usines hydroélectriques causent indiscutablement des dommages aux rivières et aux zones humides, mais produisent sans  émission de gaz à effet de serre.

Les coûts environnementaux sont souvent très élevés. Parmi les conséquences répertoriées, on peut citer les effets sur les quantités de sédiments charriés ou sur le renforcement de l’érosion ou la dégradation de la biodiversité le long des berges, ou encore des modifications du microclimat et des phénomènes d’eutrophication au sein des réservoirs. Dans tous les cas il sera nécessaire d’augmenter les exigences écologiques pour minimiser les effets et protéger les dernières rivières naturelles. Ces mesures devront être envisagées au niveau du bassin tout entier et pas seulement sur le seul site d’aménagement, dans le cadre d’un schéma directeur, et intégrer aussi les petites installations et les microcentrales.

Pour ces raisons, pour toute la France, un accroissement  seulement 13,4 TWH/an, soit 19 %, des capacités de production d’électricité hydraulique, serait possible dans l’avenir, principalement avec l’amélioration des sites existants déjà. Le ministère chargé de l’écologie et de l’énergie prévoit en France un objectif d’amélioration de  + 3TWH/an pour l’hydroélectricité d’ici à 2020.

Les zones de montagne jouent un rôle crucial dans l’alimentation électrique, particulièrement en matière de centrales hydrauliques, mais dans certains pays également avec d’autres types de centrales électriques. En Autriche, en Belgique, en Suisse, en Grèce et en Suède, toutes les centrales électriques hydrauliques sont situées dans des massifs de montagne ; cette proportion est également importante dans d’autres pays (Allemagne et Roumanie : 80 % ; Italie : 60 %). Cette tendance n’est guère surprenante étant donné que les chaînes de montagne offrent les conditions topographiques nécessaires (hauteurs de chutes) pour exploiter ce type de centrales.

Cependant, si l’on examine d’autres formes de production d’énergie, quelque 50 % de l’ensemble des centrales électriques fonctionnant au gaz, au pétrole et au charbon en Autriche sont situées dans des zones de montagne ; en Grèce la part s’élève à quelque 75 %, et en Bulgarie à environ 80 %. Des centrales nucléaires sont également situées dans des zones de montagne : deux sur trois en Suisse, six sur dix en Espagne. Une des raisons de cette implantation est la disponibilité d’eau de refroidissement.

Manifestement, l’approvisionnement en électricité est un des rôles majeurs des zones de montagne à travers l’Europe. Mais, avec le changement climatique, la production hydroélectrique, pourrait se trouver réduite de - 15 %
. La Suisse estime que par rapport à l’année 1990, sa production hydroélectrique devrait baisser  de - 7 % en 2035, - 11 % en 2050 et - 22 % en 2100 du fait du changement climatique et prévoit la nécessité d’introduire plus de flexibilité dans l’exploitation des chaines d’ouvrages, notamment en été.

Le refroidissement des centrales thermiques et nucléaires en piémont et en plaine sera plus difficile du fait de l’augmentation de la température de l’eau des rivières dans lesquelles elles s’approvisionnent. Pour l’énergie thermique les marges de progrès sont faibles en matière de refroidissement des centrales et il y aura donc un risque en cas de canicules de ne plus pouvoir respecter les normes actuelles de température maximales de l’eau des rivières. Il faudra vraisemblablement réexaminer les règles de fonctionnement de nos grandes réserves hydroélectriques par chaînes d’ouvrages au vu des nouveaux enjeux énergétiques et des besoins de soutien accru des étiages en plaines.  On risque en tout cas de connaître des conflits d’usage accrus avec l’hydroélectricité.

Cependant avec le développement de la climatisation en été et une moindre utilisation du chauffage électrique en hiver, nous risquons aussi de voir se produire un pic de consommation électrique  en été à un moment ou le rendement des centrales et du réseau  est moins efficace. Cette moindre efficience des systèmes de refroidissement se retrouvera aussi dans l’industrie.

Les aménagements hydroélectriques en montagne permettent en quelque sorte un stockage d’électricité "virtuelle" quand il y a des surplus de production en Europe et de produire quand la demande augmente : ils fonctionnent comme des "accumulateurs", notamment bien sur pour les installations de "compensation par pompage". Leur rôle devient de plus en plus important pour l’équilibre du système européen de distribution d’électricité.

Les "eaux-vives" deviennent aussi un nouveau "gisement" pour l’économie des sports et des loisirs –  rafting, canyoning, canoë-kayak, nage en eau-vive, etc. – qui sont autant de créneaux pour les stations touristiques de montagne, comme à Megève, où un projet ambitieux de revalorisation va permettre de développer la fréquentation d’été. Avec le changement climatique le tourisme d’été devrait voir sa fréquentation augmenter dans les montagnes européennes. Mais à l’inverse il y a un risque évident pour l’avenir  du tourisme hivernal.

On estime que la rentabilité des aménagements de domaines skiables est assurée par 100 jours d’enneigement par an et que cette limite se situe dans les Alpes entre 1 200 et 1 300 mètres d’altitude. Pour chaque degré d’augmentation de température, cette limite pluie/neige remonte de 150 mètres d’altitude. À la fin du siècle, il pourrait ne plus y avoir au sud-est des Alpes que 11 jours d’enneigement  en hiver et 4 jours au printemps ; au sud-ouest des Alpes on tomberait à 40 jours d’enneigement en hiver et 28 jours au printemps. À 700 mètres d’altitude, un réchauffement de + 1 °C entrainerait une réduction de 30 jours de l’enneigement. Pour un réchauffement de + 4 °C la durée d’enneigement serait réduite de  50 % à 2 000 mètres et de - 95 % en dessous de 1 000 mètres !

Dans toutes les Alpes il n’y a déjà que 599 stations de ski sur un total de 666 qui sont encore naturellement skiables. Avec un réchauffement de  + 1 °C il n’y en aurait plus que 500 et seulement 404 pour un réchauffement de + 2 °C…  Il y a 143 domaines skiables dont l’enneigement est fiable dans les Alpes françaises : il n’y en aurait plus que 123 avec un réchauffement de 1 °C, 96 avec + 2 °C et seulement 55 pour un réchauffement de + 4 °C !

En France, la montagne accueille chaque année 20,8 millions de touristes français et 2,9 millions de touristes étrangers, représentant 175 millions de nuitées, soit un potentiel économique considérable.

Enfin, il n’est plus nécessaire de parler du marché désormais mondial des eaux minérales et thermales, dont la plupart des sources sont en montagne ou à leur piémont immédiat.