Les pressions sur l’eau, face ignorée de la transition énergétique

Emmanuel Hache

Emmanuel Hache, Économiste et prospectiviste, IFP Énergies nouvelles
Charlène Barnet, Économiste, IFP Énergies nouvelles
Gondia Sokhna Seck, Spécialiste en modélisation et analyse des systèmes énergétiques, IFP Énergies nouvelles

La question des matériaux utilisés pour produire les technologies bas carbone (batteries, éoliennes, panneaux solaires, véhicules électrifiés, etc.) est fondamentale, et largement commentée. Celle de la consommation en eau nécessaire à l’extraction des minerais et la fabrication de ces technologies est beaucoup moins abordée, alors qu’elle est pourtant essentielle.

On parle en effet des pressions sur l’eau dans le cadre des usages agricoles, de l’élevage et plus particulièrement de la production de viande, mais peu quand il s’agit du déploiement des technologies bas carbone. Dans un monde de plus en plus contraint par la ressource hydrique, cet enjeu va pourtant devenir incontournable, et l’est d’ailleurs déjà dans certaines régions.

Aux effets connus du réchauffement climatique sur le cycle de l’eau(1) s’ajoutent les pressions anthropiques croissantes(2) exercées sur les ressources en eau : entre 1900 et 2010, les prélèvements au niveau mondial ont été multipliés par plus de 7 alors que la population n’a été multipliée sur la même période « que » par 4,4. Certaines zones se retrouvent ainsi en état de fort stress hydrique, augurant des conflits d’usages croissants entre l’agriculture, l’industrie et la population, voire des tensions au niveau international.

L’eau et les métaux de la transition

Les technologies de la transition énergétique sont complexes et consomment certains matériaux en grande quantité. Le lithium, le cobalt(3) ou encore le nickel sont ainsi devenus les métaux vedettes des batteries lithium-ion utilisées dans les véhicules électriques. Le cuivre(4), déjà omniprésent dans notre quotidien, pourrait voir sa demande exploser en relation avec les nouvelles mobilités mais également avec le solaire photovoltaïque (PV).

De manière globale, la dynamique de transition énergétique mondiale ne pourra se réaliser qu’à travers l’intensification des extractions minières à travers le monde(5) et donc engendrer une augmentation de la consommation d’eau.

Pour bon nombre de métaux étudiés, la production minière ou les activités de transformation sont effectuées dans des pays où la pression sur la ressource en eau est déjà forte...

À l’échelle d’un pays, le secteur minier se trouve souvent bien loin derrière l’agriculture(6) ou même d’autres secteurs industriels (au Pérou(7), par exemple, il pèse pour environ 1% de la consommation en eau du pays contre presque 89% pour l’agriculture). Il n’en demeure pas moins un important consommateur, notamment lors des phases d’extraction et de traitement des minerais et génère de nombreuses externalités sur l’eau (déversements de substances, drainages acides, etc.).

En outre, pour bon nombre de métaux étudiés, la production minière ou les activités de transformation sont effectuées dans des pays où la pression sur la ressource en eau est déjà forte et pour lesquels la situation hydrique n’est pas, dans l’état actuel des choses, amenée à s’améliorer dans les décennies à venir.

Très gourmande en eau, l’industrie des terres rares illustre bien cette problématique. Nos résultats(8) révèlent en effet une pression accrue sur les ressources en eau dans au moins deux pays déjà soumis à des épisodes de fort stress hydrique : la Chine et l’Australie. Dans un scénario climatique contraint, la consommation en eau de l’industrie australienne des terres rares en 2050 représenterait plus de deux tiers (69,2%) du prélèvement en eau de l’ensemble des secteurs industriels en 2015 ou encore 11,2% de l’eau prélevée au total en 2015 dans le pays.

Carte du stress hydrique en 2040
Source : IFP Énergies nouvelles, World Resource Institute, 2015 ; USGS, 2021

Or les terres rares ne sont pas les seuls éléments concernés par la politique minière volontariste de l’Australie : celle-ci figure dans le top 5 des producteurs mondiaux pour le lithium, le nickel, le cuivre le cobalt ou encore l’aluminium. On ne peut alors qu’imaginer l’empreinte eau du secteur minier(9) dans un pays où les épisodes de sécheresse s’intensifient.

Bien que moins alarmant, le constat est similaire pour la Chine : la plus grande réserve de terre rares au monde – Bayan Obo en Mongolie intérieure – est située dans une zone de stress hydrique qualifié de « extrêmement élevé ».

Des conflits sur l’eau de plus en plus fréquents

Dans de nombreux autres pays miniers, les conflits autour de la ressource en eau représentent déjà une menace.

Au Chili par exemple, les activités d’extraction (cuivre et lithium) se concentrent dans le nord du pays, zone parmi les plus arides au monde. Ces dernières années, on constate un renforcement de la mobilisation des populations indigènes et des groupes environnementaux, appuyés récemment par le régulateur environnemental chilien, qui dénoncent l’épuisement de l’aquifère situé dans la zone du désert d’Atacama et les dommages causés aux écosystèmes. Les batailles juridiques se multiplient et ralentissent des projets miniers, comme celui de « Rajo Inca », un projet à 1,2 milliard de dollars mené par Codelco.

Malgré ses ressources en eau, le Pérou est soumis à un fort stress hydrique(10) en raison de leur inégale répartition, des pollutions diverses et de la fonte des glaciers de la région andine. La rareté de l’eau et les investissements miniers élevés(11) seraient les deux facteurs qui augmentent la prédisposition aux conflits dans la région. L’empreinte environnementale du secteur minier apparaît ainsi « la goutte de trop » : la pollution de 16 des 21 fleuves les plus contaminées(12) serait due aux activités minières ou industrielles présentes ou passées selon l’Autorité nationale de l’eau (ANA).

La désalinisation, fausse bonne idée ?

La multiplication des conflits et la raréfaction de cette ressource mettent en péril les activités minières et demandent aux entreprises du secteur d’anticiper, de s’adapter et d’innover.

En réponse au défi de l’eau, ces dernières cherchent notamment à réduire leur consommation en améliorant l’efficacité de leurs procédés d’exploitation ou de transformation. Le développement d’un procédé innovant d’extraction directe du lithium adapté aux eaux des salars d’Argentine par IFP Energies Nouvelles et Eramet(13) illustre par exemple ce type de défis. L’entreprise chilienne SQM, spécialisée dans le lithium souhaite ainsi grâce à ses innovations réduire sa consommation en eau de 30 % d’ici 2030.

Dans l’industrie du cuivre(14), l’amélioration des processus de recyclage de l’eau a permis de faire passer la part d’eau recyclée dans la consommation totale du secteur de 72,7 à 76,4% entre 2018 et 2019.

Une autre option connaît un franc succès dans la région ces dernières années : le recours à la désalinisation. Cochilco (la Commission chilienne du cuivre) estime ainsi que l’utilisation d’eau de mer devrait plus que tripler(14) à l’horizon 2029.

La viabilité d’une telle stratégie(15) interroge toutefois dans la mesure où les installations de pompage, de traitement de l’eau de mer et d’acheminement de l’eau sur des milliers de kilomètres à travers les Andes supposent des investissements ainsi qu’une consommation en matériaux et en énergie conséquente. En bref, un procédé énergivore et à forte intensité matière.

L’exploitation des aquifères grâce aux procédés de forage est une autre des possibilités exploitées pour faire face au manque d’eau. Début 2020, au plus fort de la sécheresse australienne, Glencore optait ainsi pour cette dernière solution afin d’alimenter en eau(16) sa mine CSA de cuivre située en Nouvelle-Galles du Sud(17). Là aussi, ces forages effectués pour exploiter des eaux souterraines déjà menacées interrogent.

L’empreinte eau, un indicateur mal connu

Dans ce contexte, l’enjeu de la consommation en eau devrait faire l’objet d’une sensibilisation plus importante auprès des citoyens pour aller dans le sens d’une plus grande sobriété. Il est notamment incarné par la notion d’« empreinte eau », qui pour une population donnée correspond à la quantité d’eau utilisée sur le territoire pour répondre à l’ensemble de ses besoins. Elle incorpore ainsi, en plus de l’eau du robinet consommée, celle nécessaire à la production des biens et des services produits sur le territoire national mais également importés.

L’empreinte eau française est environ trois fois supérieure au volume d’eau consommé à l’échelle domestique.

L’empreinte eau des citoyens des pays de l’OCDE est, en moyenne, plus élevée que celle des pays hors-OCDE. Celle d’un Français est par exemple supérieure à 200 m3/habitant/an alors qu’elle est de 167 m3/habitant/an au niveau mondial.

Plus encore, il s’avère que l’empreinte eau française est environ trois fois supérieure au volume d’eau consommé à l’échelle domestique. À l’instar de l’empreinte carbone, une large portion du bilan en eau d’un Français vient du fait que la consommation d’eau pour produire les biens et services importés en France est supérieure à celle des biens et services exportés de France.

Empreinte eau  

Source : IFP Énergies nouvelles, rapport MTES (base de données EXIOBASE3.7).

Cette non-prise en compte de l’empreinte eau accentue le décalage entre la perception de l’usager sur sa consommation et la réalité des impacts de son mode de vie sur la ressource en eau. Cette perception est d’autant plus aggravée qu’il existe une forte tolérance vis-à-vis des fuites d’eau potable des canalisations(18) (environ 20% de l’eau serait perdue) par les citoyens et les opérateurs, évitant à ces derniers d’investir massivement dans la maintenance des infrastructures.

Comme pour la sobriété énergétique ou en matériaux, une modification des comportements d’achats est nécessaire et elle passera par une meilleure information du consommateur avec, par exemple, un étiquetage obligatoire du contenu en eau des produits.

Recycler les minerais

L’empreinte environnementale relative à l’eau des minerais recyclés est bien inférieure à celle des minerais directement extraits du sous-sol. La consommation en eau peut être divisée par 5 dans le cas des terres rares, par 10 dans le cas du cuivre ou même par 20 dans le cas du cobalt. Lorsque l’on sait que seulement 42,5% du total des déchets d’équipements électriques et électroniques (DEEE) ont été recyclés au sein de l’Union européenne à 28 en 2019, la promotion de la collecte et du recyclage apparaît être un levier intéressant à mobiliser.

  Eau (m3/tonne)
  Déchet Minerai
Aluminium 12-16 50-600
Cuivre 15 40-200
Zinc 20 75-100
Nickel 20 60-320
Cobalt 30-100 40-2 000
Terres rares 250-1 250 1 275-1 800

Quantité d’eau utilisée pour l’extraction de minerai ou la réutilisation de déchets de l’industrie minière. Sverdrup and Koca, 2016

La mise en place par les pouvoirs publics de politiques publiques allant dans le sens d’une économie circulaire pourrait par ailleurs être porteuse de bénéfices allant au-delà de la réduction de la pression sur les ressources. Selon l’Institut de l’économie circulaire, elle permettrait la création ou le renforcement de filières créatrices d’emplois(19), argument d’autant plus pertinent dans le contexte de la crise économique générée par la pandémie de la Covid-19. Elle permettrait également de renforcer la souveraineté de l’État français et plus largement des pays de l’Union européenne dans leur approvisionnement en métaux critiques.

Enfin, appuyer la recherche et l’innovation autour des procédés industriels de pointe est également un levier pour améliorer la gestion de l’eau dans le secteur tout en consolidant le rayonnement des entreprises françaises à l’international.

L’or bleu : bien commun ou bien privé ?

L’industrie minière, mais également les populations vont aussi devoir faire face à l’augmentation de l’incertitude autour des conditions d’accès à l’or bleu. On voit en effet deux phénomènes antagonistes se développer.

D’une part, on observe un mouvement de marchandisation de la ressource en eau dont la dernière manifestation hautement symbolique est l’introduction d’un contrat à terme sur l’eau sur le Chicago Mercantile Exchange fin 2020(20).

D’autre part, certaines populations ou collectivités revendiquent l’eau en tant que droit humain fondamental(21) et entendent s’opposer à l’accaparement de celle-ci par le secteur privé.

Parmi les pays évoqués ici, le Chili est un exemple évocateur. Plébiscité par le peuple chilien, le projet de nouvelle constitution(22) pourrait redonner à l’eau, privatisée depuis 1981, le statut de bien commun, ce qui engendrera des incertitudes pour le secteur minier.

Ce mouvement de réappropriation de l’eau en tant que bien public est également observable dans certains pays occidentaux. C’est par exemple ce qu’il s’est passé à Paris avec la remunicipalisation du service public de l’eau en 2009 et, depuis 2010, la régie Eau de Paris en assure toute la distribution.

Bien qu’elle soit un modeste usager d’eau à côté du secteur agricole, l’industrie minière devra, comme tous les autres secteurs, composer dans un monde où le spectre de la crise de l’eau redoutée par les Nations Unies(23) risque de devenir bien réel et où chaque goutte d’eau consommée comptera.

Sources / Notes
  1. Contributions of GRACE to understanding climate change, Natural climate change, avril 2019.
  2. AQUASTAT - Système d'information mondial de la FAO sur l'eau et l'agriculture.
  3. Le cobalt dans la transition énergétique : quels risques d'approvisionnement ?, IFP Énergies nouvelles, novembre 2020.
  4. Le cuivre dans la transition énergétique : un métal essentiel, structurel et géopolitique, IFP Énergies nouvelles, décembre 2020.
  5. Transition énergétique bas carbone : quelles évolutions de la géopolitique de l'énergie, IFP Énergies nouvelles, juin 2020.
  6. Mine the Gap: Connecting Water Risks and Disclosure in the Mining Sector, World Resources Institute.
  7. An analysis of Peru: Is water driving mining conflicts ?
  8. Les terres rares dans la transition énergétique : quelles menaces sur les « vitamines de l'ère moderne » ?, IFP Énergies nouvelles, janvier 2021.
  9. Eau et milieux aquatiques - Les chiffres clés - Édition 2020.
  10. About Peru, 2030 Water Resources Group.
  11. An analysis of Peru: Is water driving mining conflicts ?
  12. Gobernanza del agua en zonas mineras del Peru.
  13. Nos solutions, IFP Énergies nouvelles.
  14. Consumo de agua en la minería del cobre al 2019.
  15. Ibid.
  16. Desalination is not the only answer to Chile’s water problems, McKinsey & Company, septembre 2020.
  17. Australia Is Dry as a Bone, and Miners Need Water to Stay Afloat, The Wall Street Journal, janvier 2020.
  18. En France, 20% de l'eau potable fuit dans la nature et le plan de relance verte doit y remédier, Novethic, juillet 2020.
  19. Quel potentiel d’emplois pour une économie circulaire ?, Institut de l'économie circulaire.
  20. Les contrats futurs sur l'eau s'échangent pour la première fois à la bourse de Chicago, Capital, décembre 2020.
  21. L'Assemblée générale déclare que l'accès à l'eau potable est un droit fondamental, ONU, juillet 2010.
  22. Chile opens the door for an ‘ecological’ constitution, Dialogo Chino.
  23. Water Action Decade, 2018-2028: Averting a global water crisis, ONU.

Cet article est republié à partir de The Conversation sous licence Creative Commons. Lire l’article original.

The Conversation

Commentaire

Christian Méda…

Sans compter que le pompage des eaux profondes accumulées en plusieurs siècles comme le captage des eaux de fonte des glaciers fausse notre jugement sur la disponibilité durable de l'eau. L'éveil sera douloureux. 2025 ? 2040 ?

Autre question sur le stockage de l'eau douce qui n'a jamais été aussi importante, de nos cuvettes de chasses d'eau, à nos bouteilles d'eau minérale, en passant pas les piscines, bassins de rétention, châteaux d'eau, lacs artificiels, tuyauteries,... quelle part de l'eau douce disponible sur terre cela représente-t-il ?
Doit-on favoriser leur remise en circulation ou bien leur stockage éternel ? On se pose bien la question sur l'argent en accusant les épargnants de thésauriser. Thésaurisons-nous l'eau ?

Pierre-Ernest

Attention à la propagande sur la question. Renseignez-vous auprès de spécialistes non orientés. Le mieux est, d'après moi de consulter des livres. Par exemple :
https://www.amazon.fr/crise-leau-PATRICK-PHILIPON/dp/226202782X/ref=sr_…
https://www.amazon.fr/Pour-finir-avec-histoires-deau/dp/2259216102/ref=…
https://www.amazon.fr/L%C3%A9tat-leau-France-cons%C3%A9quences-exploita…
Très souvent, les faux "spécialistes" partent de problèmes d'eau réels dans des pays lointains pour ensuit ramener ceux-ci à la France où il n'y a absolument aucun problème réel d'eau, parce que celle-ci est bien gérée, et ce depuis des siècles.

Pierre-Ernest

"L'empreinte en eau" comme "l'empreinte carbone" est un concept inventé par les écolos pour créer chez nos compatriotes un sentiment de culpabilité concernant l'eau consommée ou le CO2 émis pour la fabrication des biens fabriqués à l'étranger et consommés en France. Or, ces deux concepts ignorent simplement un fait qui est pourtant patent : ces biens ne sont pas donnés aux consommateurs français, mais vendus. Le prix versé par le consommateur est fait pour le libérer de tous les coûts provoqués par la fabrication de ces biens à l'étranger, y compris éventuellement les coûts environnementaux. Le fabricant étranger doit (ou devrait) payer pour les désordres environnementaux qu'il engendre : consommation d'eau, ou émissions de CO2. C'est ce qui se met progressivement en place chez nous et qui devrait aussi être mis en place dans le monde. Cela aurait le double avantage de remettre un peu d'ordre dans les prix de revient et donc les prix de ventes internationaux d'une part, et évidemment de résoudre les problèmes environnementaux d'autre part. Il ne faudrait cependant pas que les Français soient condamnés à la double peine : payer pour les désordres environnementaux qu'ils provoquent en France et supporter les méfaits d'une concurrence déloyale de la part de ceux qui ne les payent pas à l'étranger.

Brigitte

Pierre-Ernest, vous n'avez pas l'air de les aimez les "écolos" , terme un peu vague d'ailleurs. Comme toujours il y a les vrais et les faux, les vert-ueux et les ver-reux...Je vous l'accorde, l'écologie c'est un peu le marxisme du 21ème siècle. Une idéologie contestataire et parfois extrémiste qui fleurit chez les jeunes urbains aisés, biberonnés à la mode californienne...Mais attention, il ne faut pas jeter le bébé avec l'eau du bain.
L'eau est une ressource naturelle et doit être préservée en quantité et en qualité. Puiser dans les nappes phréatiques sans discernement est un non-sens. Le cycle de l'eau est encore mal connu et il est très variable dans l'espace-temps. Les pénuries ne sont pas réservées aux pays lointains.
Le recyclage de l'eau devrait être une priorité. Dans certains pays, toute nouvelle construction doit posséder un double circuit d'eau, potable et recyclé (pluviales et/ou grises). L'eau potable devrait venir préférentiellement des eaux fluviales plutôt que du sous-sol, mais notre agriculture pesticidentielle pollue tellement l'eau que cela demanderait trop de traitements.
Nos bonnes vieilles régies privées ou publiques ne sont pas si vertueuses que ça...beaucoup de gaspillage, des services de moins en moins efficaces et de plus en plus chers. Tuyaux percés et pompe à fric....Le consommateur est en train de devenir consommacteur et c'est tant mieux.

PERINET François

ATTENTION à LA PROPAGANDE:
Seule l'eau d'irrigation s'évapore. Les eaux usées par consommation humaine ou industrielle repartent à la mer. Polluées ou dépolluées. Le reste n'est que baratin. Ainsi le Français moyen n'a pas à rougir des 50m3 d'eau qu'il "prélève" dans le milieu naturel : cette eau est entièrement recyclée après épuration. De même, les producteurs de lait ou de fromage de montagne ou de viande Limousine ou Charolaise peuvent il être fiers de rendre à mère nature toute l'eau que leur bêtes y ont empruntées. Nos industries et stations de ski font de même.
Arrêtons de culpabiliser le public. Seuls les producteurs de maïs, soja et de viande industrielle sont en cause car responsable de l'épuisement des nappes phréatiques. L'industrie minière aussi pour la même raison.

JPG

Bien sûr il y a les problèmes inhérents à l'usage actuel de l'eau, quoique certains en disent, mais il faut surtout prendre conscience des difficultés à venir avec le réchauffement climatique et en particulier avec la fonte des glaciers et la réduction de l'enneigement annuel. En effet, avant d'être captée dans les stations fluviales, traitée, consommée puis rejetée à la mer, il faut bien que l'eau vienne de quelque part et ce quelque part est la montagne, la fonte des neiges plus précisément. Tout un chacun le vérifie chaque année, l'enneigement est de plus en plus épisodique et réduit ce qui a un impact immédiat sur l'approvisionnement en eau des rivières et des fleuves sur la période estivale suivante.

Croire que cela n'arrive que loin de chez nous et tout va bien dans notre cher pays est refuser de voir l'inévitable: la ressource en eau va devenir de plus en plus rare. Il ne s'agit pas de faire du catastrophisme mais d'un peu de réalisme car il faut qu'il y ait une prise de conscience généralisée et qu'il devient important, et urgent, de prendre des décisions concernant nos attitudes et nos modes de vie afin de préserver la ressource en eau (en qualité et en quantité). Il faut valoriser l'eau à sa juste valeur qui n'est pas que pécuniaire. Combien de temps pouvons-nous survivre sans eau?
Il faut engager ces changements car l'ampleur de la tâche est grande mais aussi et surtout car il s'agit de l'avenir des générations futures, nos enfants et petits enfants, pas des êtres fictifs...

N'est-il pas aberrant d’utiliser de l'eau potable pour faire la lessive? pour la chasse d'eau des toilettes? Pour remplir les piscines? Arroser le jardin? Les cultures de maïs et soja? Les fontaines et jeux d'eau? Construire des maisons ou extraire des minerais? Cherchons dès aujourd'hui les solutions aux problèmes de demain avant qu'ils ne prennent forme.

Quand un bien abonde on ne se rend compte de sa juste valeur que lorsqu'il n'est plus disponible!
Voir l'expérience de la ville du Cap en d'Afrique du Sud il n'y a pas si longtemps (2018). En France, le Doubs (parmi d'autre rivières) complètement asséché, également en 2018, ce qui n'était jamais arrivé jusqu'à ce jour là. La France devient petit à petit l'autre bout du monde, plus si lointain que cela.

Pierre Ernest

JPG, je ne sais pas dans quelle région vous habitez, mais vous devriez vous renseigner sur la provenance de l'eau que vous buvez ou que vous utilisez pour vos besoins. La quantité d'eau utilisée en France provient des précipitations dont la majorité ne provient pas de la montagne, contrairement à ce que vous croyez (Mais vous n'êtes pas le seul, et il y a une grande propagande à ce sujet). De plus, les eaux de montagne ont une tendance naturelle à couler vers le bas, ce qui les emmène inéluctablement vers la mer, où elles sont perdues pour l'utilisation anthropique. Enfin, qu'elle tombe sous forme de neige ou non, cela ne change pas la quantité d'eau qui tombe.
Tout cela pour dire que la ressource en eau en France dépend très largement du régime des pluies, dépasse de très très loin les besoins et ne dépend que peu du climat futur. Météo France projette une augmentation future des" précipitations extrêmes" pour la métropole, mais ne s'étend pas (avec raison) sur la moyenne des précipitations . Comme pour l'outre-mer, dans deux phrases qui se suivent, cet organisme parle des "précipitations qui vont diminuer" puis de "précipitations moyennes (qui) pourraient augmenter" (https://meteofrance.com/changement-climatique/quel-climat-futur/le-clim…) on n'est pas trop sûr de ses affirmations concernant le climat futur.
Bref, arrêtons de sanctifier l'eau qui, pour nous en France est abondante et le restera. Lisez "Pour en finir avec les histoires d'eau" de Jean de Kervasdoué, Ingénieur en chef du génie rural, des eaux et des forêts.

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