L'eau en montagne & changement climatique

L'EAU EN MONTAGNE
Une nouvelle gouvernance imposée par le changement climatique

Les régimes hydrauliques de tous les grands fleuves européens, venant des montagnes, sont en train de se modifier. À quelques semaines des États généraux de l'eau en montagne, organisés à Megève du 22 au 24 septembre, Jean-François Donzier détaille les problématiques.

Jean-François DONZIER

Tous les grands fleuves européens, l’Èbre, le Rhône, le Pô, le Rhin, le Danube, la Vistule, etc., et leurs principaux affluents prennent leur source en montagne et ont un régime principalement nivo-glaciaire, caractérisé par, d'ue part, des précipitations sous forme de neige pendant la période froide, permettant une limitation naturelle des écoulements et donc des inondations en automne et en hiver, et, d'autre part, un déstockage pendant la période chaude, avec la fonte des neiges et des glaciers, permettant d'alimenter les étiages estivaux, principalement en aval, dans les grandes plaines européennes.

Les montagnes apportent aujourd’hui une contribution essentielle aux débits de tous ces grands fleuves européens, de 34 % du débit annuel total du Rhin, 41 % de celui du Rhône jusqu’à 53 % du débit du Pô, soit en moyenne de 2 à 6 fois plus que leur surface relative par rapport à celle de chacun des bassins. Ainsi par exemple, même si seulement 11 % du bassin du Rhin se trouve dans les Alpes, celles-ci assurent donc 34 % du débit annuel, mais surtout plus de 50 % du débit en été, lorsque l’eau est particulièrement demandée, notamment par les agriculteurs irrigants, et que les précipitations sont faibles. Aujourd’hui, entre le printemps et l’été, la fonte des neiges et des glaciers des Alpes françaises représente environ 15 000 milliards de m3 par an qui viennent en soutien d’étiage.

En période de sécheresse en plaine, ce serait une catastrophe pour des régions entières que le "robinet" des eaux de montagne se tarisse. Or, la Commission européenne a déjà identifié 33 bassins qui sont affectés par des pénuries d’eau.  Ils couvrent une superficie de 460 000 km2, soit 10 % de celle de l’Union Européenne et 83 millions d’habitants y résident soit 16,5 % de la population de l’UE.

La Commission européenne estime que le nombre de régions de l’UE et de populations touchées par la sécheresse a augmenté de + 20 % et que 17 % de la population européenne ont souffert de sècheresse plus ou moins marquées entre 1976 et 2006. L’une des plus grandes sécheresses est survenue en 2003 affectant plus de 100 millions d’européens et le tiers du territoire de l’UE, causant plus de 8 700 milliards d’euros de pertes à l’économie.

Les montagnes sont les châteaux d'eau de l'Europe

Elles jouent un rôle stratégique dans la gestion de l’eau douce.  Les précipitations sont très variables d’une zone à l’autre : par exemple en France, elles sont de plus de 2 000 mm/km2 dans les Alpes du Nord contre seulement 650 mm/km2 dans les Alpes du Sud.

Mais, les montagnes européennes sont d’ores et déjà parmi les premières victimes du changement climatique. Les rapports du GIEC – Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat, de l’Agence européenne de l’environnement de Copenhague, de la Commission européenne, de la Convention alpine à Vienne et du Groupe interministériel sur l’impact du changement climatique sont alarmants. La température moyenne  des Alpes a augmenté en un siècle de plus du double du réchauffement terrestre global, soit de + 1,5 °C à 2,0 °C alors que celle de la Terre s’est élevée en moyenne de + 0,74 à + 0, 81 °C et celle de l’Europe de + 1,2°C.  Les modèles projettent une augmentation de température dans les Alpes d’ici à 2100 comprise entre + 2,6 et + 3,9 °C. Le réchauffement pourrait être significativement plus élevé en haute montagne pour atteindre + 4,2 °C au dessus de 1 500 mètres.

1994, 2000, 2002 et 2003 ont été les années les plus chaudes et les plus sèches depuis 500 ans…

Aujourd’hui, il y a encore 5 150 glaciers dans les Alpes, couvrant quelque 2 909 km2. Or, les glaciers alpins, qui ont déjà perdu entre 20 et 30 % de leur volume depuis 1980, pourraient encore régresser de 30 à 70 % de leur volume d’ici à 2050 ; quasiment tous les plus petits d’entre eux auraient alors disparus !  Les glaciers des Pyrénées ont perdu 80 % de leur surface depuis 1850 et ceux des Alpes 40 % en moyenne. Les langues glaciaires remontent en altitude de 60 à 140 mètres pour seulement une augmentation de  + 1 °C de température.

Si le total annuel des précipitations ne devrait pas varier beaucoup, par contre leur répartition saisonnière sera fortement modifiée, avec une augmentation en hiver et au printemps – les précipitations tombant alors de plus en plus sous forme de pluie plutôt que de neige –, et une forte diminution de ces précipitations en été. On observerait une diminution du nombre de jour de couverture de neige de 40 % au nord-ouest des Alpes et de 70 % au sud-est. Les chutes de neiges se réduiraient de - 36 %  en moyenne et de - 20 % au dessus de 1 500 mètres ; la fonte des neiges pourrait se produire deux mois plus tôt ; il n’y aurait quasiment plus de chutes de neige en dessous de 500 à 600 mètres d’altitude… La hauteur annuelle moyenne des chutes de neige est passée en 20 ans de 4,20 mètres à 3,30 mètres à Saint-Martin-de-Belleville en Savoie, la température moyenne augmentant dans le même temps de + 2 °C dans le massif de Belledonne.

Le seuil de températures au-delà duquel les précipitations tombent sous forme de pluie, et non de neige, a une importance critique. L’augmentation des températures, et la transformation consécutive de précipitations neigeuses en pluies, va avoir une influence sensible sur le ruissellement et le stockage de l’eau en altitude, et donc sur les débits restitués en été. Ces modifications affecteront certes les montagnes elles-mêmes, mais auront des répercutions, tout autant et peut-être encore plus, pour les régions situées en aval.

Avec la diminution de l’enneigement et la fonte des glaciers, les régimes hydrauliques de tous les grands fleuves européens, venant des montagnes, sont en train de se modifier. Les débits des grands fleuves européens de régime nivo-glaciaire seront sensiblement modifiés : si, dans un tout premier temps, les dédits glaciaires d’été vont augmenter avec l’accélération de la fonte des glaciers, au contraire, on observerait d’ici 2100 une augmentation en moyenne de + 20 % des débits en hiver, mais une réduction de - 17% au printemps et jusqu’à - 55 % des débits en été, surtout au centre et au sud des Alpes. Le niveau des aquifères pourrait aussi baisser de  - 25 % dans les Alpes du Sud.  La fréquence et l’intensité des inondations en automne, hiver et printemps, ainsi que des sécheresses estivales vont singulièrement augmenter. Les autres conséquences du changement climatique en montagne seront :

• une forte érosion, des glissements de terrains, de gros charriages de sédiments ;
• une dégradation de la qualité des rivières ;
• une augmentation de la température de l’eau. 

La modification de la flore et de la faune montagnardes en général et des écosystèmes aquatiques en particuliers pourra à moyen terme remettre en cause les critères descriptifs du "bon état écologique" définis pour les masses d’eau correspondantes dans l’application de la DCE…

La production hydroélectrique pourrait se trouver réduite de 15 % ; le refroidissement des centrales thermiques et nucléaires en piémont et en plaine sera plus difficile ; la navigation fluviale devra s’adapter à de moindres tirants d’eau… La compétition entre les usages de l’eau se fera plus vive, notamment :

• avec la généralisation de la production de neige de culture, qui deviendra indispensable aux 666 stations de ski alpines actuelles pour assurer une saison d’hiver convenable ;
• avec le développement de l’irrigation, pour faire face à une plus forte évapotranspiration des végétaux.

Il est indispensable d’identifier très rapidement ces changements et leurs conséquences, bassin par bassin, et d’initier d’ores et déjà les programmes d’actions nécessaires pour s’adapter en amont, comme dans les plaines en aval, en temps utile.

L’Europe compte de nombreuses chaînes de montagnes, dans la plupart des pays européens, mis à part le Danemark, les Pays-Bas, Malte et les pays baltes (étude NORDREGIO de janvier 2004). Les cordillères espagnoles, les Pyrénées, les Alpes, les Balkans, les Carpates, dans l’Union Européenne élargie, les zones de montagne couvrent en moyenne 35,5 % du territoire total et plus de 90 % en Norvège ou en Suisse. 94,3 millions d’Européens vivent en montagne.

Ces montagnes d’Europe sont vitales pour les populations du continent, à de nombreux égards ; elles ont été décrites comme étant "la colonne vertébrale écologique de l’Europe".

Dans les zones méditerranéennes, notamment dans la péninsule ibérique, l’Italie du Sud, la Grèce et les Balkans ou la Côte d’Azur, l’eau de montagne est une ressource stratégique pour l’eau potable, pour le développement, indispensable en particulier de l’irrigation, voire du tourisme. En France, rappelons-nous que l’eau des Alpes du Sud – Durance / Verdon, transférée par le canal de Provence ou le canal de Marseille, sécurise la desserte en eau brute de Marseille et de toute la région côtière jusqu’à Toulon !

Il faut aussi tenir compte de ce que plus de 50 % des fleuves (150), lacs (50) et aquifères (170) sont transfrontaliers dans les Alpes et que leur gestion rationnelle ne peut être assurée que de façon conjointe et intégrée par l’ensemble des pays riverains, comme l’impose désormais la Directive cadre européenne sur l’eau – DCE.

Un phénomène commun à tous les massifs du monde

Tous les grands fleuves du monde et leurs principaux affluents prennent leur source en montagne.

L’Himalaya est, après l’Arctique et l’Antarctique, le premier réservoir d’eau douce continental de la planète et alimente les principaux fleuves asiatiques : le Gange, l’Indus, le Brahmapoutre, le Salouen, le Sutlej, le Mékong, le Chang Jiang (Yangtsé), le fleuve Jaune, qui d’ailleurs sauf le Gange prennent tous leur source sur le plateau tibétain en Chine. Ensemble ces fleuves contribuent à l’alimentation en eau de plus de deux milliards d’habitants…

Un rapport de la Banque asiatique de développement estime que plus de 1,6 milliard de personnes seront affectés par l’impact sur l’eau du changement climatique dans le massif Hindu-Kush-Himalaya. Si à l’est du massif, c’est encore la mousson qui assure la majorité des écoulements des fleuves, à l’ouest du massif, la fonte estivale des glaces représente aujourd’hui plus de 50 % du débit de l’Indus à cette saison.  Or, on estime qu’au cours des cinquante dernières années, les glaciers du plateau tibétain ont perdu 82 % de leur superficie et que les deux tiers d’entre eux pourraient avoir disparu en 2050. La masse totale de glace pourrait avoir diminué de 70 % d’ici la fin du siècle.

Le World Glacier Monitoring Service – WGMS, confirme dans son dernier rapport annuel que les glaciers du monde continuent à fondre à un taux rapide et historiquement inédit et précise que ceux situés à des altitudes relativement faibles dans les Andes, les Alpes et les Pyrénées sont immédiatement menacés.

L’aménagement, le développement et la protection des montagnes sont donc des enjeux considérables à l’échelle mondiale, notamment pour la régulation des ressources en eau douce.

Les zones de montagne couvrent 24 % de la surface terrestre des continents et 26 % de la population mondiale environ y habite si l’on inclut celle qui vit à proximité immédiate en piémont ou dans les basses vallées. Mais, une proportion bien plus importante de la population mondiale dépend des biens et services fournis par ces zones, en particulier l’eau, qui peut être vitale pour l’agriculture, les communautés et les industries situées à des centaines, voire à des milliers de kilomètres de ces montagnes. Dans les zones de montagne, de faibles changements climatiques à l’échelle mondiale peuvent  entraîner des bouleversements majeurs pour les conditions environnementales locales. Il est fort probable que ceux-ci auront des répercussions considérables sur  l’agriculture et la sylviculture, mais aussi sur le régime des eaux.

Les écosystèmes de montagne sont des indicateurs très sensibles des changements climatiques. Les montagnes se caractérisent par une grande variabilité climatique et les conditions changent rapidement et sur de faibles distances ; il existe de nombreux microclimats selon la pente et l’altitude, l’exposition au soleil et aux vents dominants et bien d’autres facteurs. Du fait de la difficulté d’accès et de la faible densité de population, souvent de leur localisation en zones frontalières, la collecte des informations hydrométéorologiques y reste insuffisante et parfois encore inexistante.

C’est pourquoi, compte tenu de leur rôle stratégique pour la gestion de l’eau, l’Organisation météorologique mondiale a recommandé de développer un réseau plus dense d’observation dans ces zones de montagne qu’elle désigne aujourd’hui comme "la plus noire des boîtes noires du cycle hydrologique mondial" ! – Blackest of the black boxes in the World Hydrological Cycle

Il faut se donner très vite les moyens d’élaborer les scenarii permettant de comprendre mieux les évolutions et d’aider à faire les arbitrages et d’objectiver les choix qui vont s’imposer à tous. Selon le GIEC, le manque d’eau pourrait concerner entre 1 100 et 3 200 milliards de personnes dans le monde d’ici la fin du siècle si les températures devaient augmenter de 2 à 3 °C… Les zones touchées par la sécheresse vont s’étendre et dans ces conditions il devient prioritaire de concevoir des stratégies efficaces d’adaptation au risque de sécheresse.