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Eau : urgence déclarée

19 mai 2016 : Eau : urgence déclarée ( rapport d'information )

C. ACCROÎTRE L'OFFRE : MISER SUR LA RECHERCHE

La troisième piste sur laquelle investir regroupe quatre ressources en eau qualifiées de non conventionnelles.

1. Un tabou à surmonter : la réutilisation des eaux usées traitées

Dans le petit cycle de l'eau, les eaux utilisées sont rapportées aux stations d'épuration dont la fonction est de les dépolluer pour en faire une eau propre qui puisse être ensuite rejetée dans les cours d'eau ou dans la mer sans dommage pour les milieux naturels ou pour la santé publique. Cela permet de conserver la qualité des ressources malgré l'activité humaine croissante.

Les réflexions s'orientent désormais dans la perspective d'aller plus loin et de faire en sorte que les eaux usées soient non seulement dépolluées mais aussi recyclées. Dans cette optique, la station d'épuration produirait de l'eau propre, pour partie directement réutilisable, mais également des bioénergies et des biomatériaux. Cette mutation repose sur un changement de regard. Plutôt que de considérer les eaux usées comme des eaux chargées en polluants, il conviendrait de les traiter comme des ressources dans le cadre d'une économie circulaire.

Les scientifiques sont formels : aujourd'hui, on peut faire n'importe quelle qualité d'eau avec de l'eau de n'importe quelle qualité. La limite n'est pas technologique, elle est réglementaire. Chypre et Israël recyclent 100 % de leurs eaux usées. L'enjeu est d'accroître les connaissances pour faire progresser l'acceptabilité de cette possibilité qui rencontre, en France, des réticences : selon l'agence de l'eau Rhône-Méditerranée-Corse, le volume moyen d'eaux usées réutilisées serait de 19 000 mètres cubes par jour, contre 800 000 mètres cubes par jour en Italie ou plus de 7 millions de mètres cubes par jour aux États-Unis.

Pourtant, parmi les objectifs fixés par le Pnacc, figure ceci : « Soutenir, en particulier dans les régions déficitaires, la réutilisation des eaux usées traitées pour l'irrigation de cultures ou d'espaces verts. Celle-ci doit être envisagée avec des précautions strictes et différents suivis aux niveaux environnemental, agronomique et sanitaire. »

a) Des barrages psychologiques

L'acceptation de l'usage d'eau recyclée est évidemment majoritairement conditionnée par la garantie qu'elle ne présente aucun risque sanitaire. Si l'on ne parle pas de sa réinjection dans les réseaux d'eau potable, l'utilisation de ces eaux usées traitées dans le cadre d'activités d'arrosage des jardins et des parcs est, en revanche, perçue de façon plutôt positive.

b) Des barrages réglementaires

Ainsi que le soulignent la FP2E147(*) et EurEau, la fédération européenne des associations nationales de service d'eau et d'assainissement148(*), la réglementation française en matière de réutilisation des eaux usées (REUT) est trop stricte et rigoureuse, empêchant de la développer en France.

Cette REUT est prévue depuis 1993 par le code de l'environnement, à l'article R. 211-23, qui avait trouvé une traduction prometteuse, après pratiquement vingt années d'atermoiements, dans l'arrêté du 2 août 2010 relatif à l'utilisation d'eaux issues du traitement d'épuration des eaux résiduaires urbaines pour l'irrigation de cultures ou d'espaces verts.

L'essai n'a pas été transformé : les modifications apportées par l'arrêté du 25 juin 2014, fixant des « prescriptions techniques particulières » pour les systèmes d'irrigation et d'arrosage par aspersion et complétant « les informations à renseigner dans le programme d'irrigation » n'ont pas contribué à lever les blocages réglementaires.

Modèle de complexité normative, ce texte détaille, en onze articles et cinq annexes, quatre niveaux de qualité des eaux usées traitées, imposant des règles différentes selon le type de culture irriguée, la distance par rapport aux activités à protéger, le terrain concerné mais aussi le matériel utilisé ou la vitesse du vent dans le cas d'irrigation par aspersion.

De l'importance de la vitesse du vent...

L'article 4 de l'arrêté précité de juin 2014 précise ainsi les prescriptions techniques spécifiques à l'irrigation par aspersion d'eaux usées traitées :

« L'irrigation par aspersion doit être mise en oeuvre uniquement durant les périodes où la vitesse moyenne du vent est inférieure à 15 kilomètres par heure, ou 20 kilomètres par heure en cas d'utilisation d'une aspersion basse pression. Cette vitesse moyenne doit être mesurée par un anémomètre situé à 2 mètres au-dessus du sol, au sein d'une zone dégagée, à l'intérieur ou à la proche périphérie de la parcelle. Une vitesse de vent dont la moyenne mesurée pendant une durée de 10 minutes est supérieure à cette valeur déclenchera de façon automatique l'arrêt de l'irrigation. »

Une question :

Comment espérer faire avancer l'idée de la réutilisation des eaux usées traitées avec de tels carcans ?

c) Des évolutions récentes encourageantes

· Pour l'irrigation, en dépit des obstacles, des projets de REUT ont été lancés en France. La ville de Bonifacio envisage, depuis la création de sa station d'épuration, la réutilisation des eaux usées traitées pour l'arrosage du golf de Spérone situé sur la commune. Ce projet est lié, d'une part, à l'abandon du projet initial de rejet des eaux en mer, plus coûteux et à l'impact environnemental non négligeable, d'autre part, à la volonté de la commune de réduire la pression sur les ressources en eau dans ce secteur fragile qu'est la Corse-du-Sud.

Recycler l'eau pour irriguer les vignes

Dans l'ouvrage Le changement climatique : Ce qui va changer dans mon quotidien149(*), Hélène Géli, avec la collaboration de Jean-François Soussana, évoque une piste prometteuse de réutilisation des eaux usées150(*).

« Et si l'eau de notre douche servait en 2050 à irriguer nos vignes ?

« C'est en tout cas l'expérience extrêmement intéressante qu'est en train de mener l'Inra à Gruissan, dans l'Aude.

« C'est en 2000 que les viticulteurs de la région ont commencé à s'alarmer. Faute de pluie suffisante, la photosynthèse se faisait moins bien, les vignes produisaient des raisins moins mûrs et moins nombreux. En 2011, ils saisissent l'Inra, qui lance le programme de recherche Irrialt'eau en collaboration avec Veolia Eau. L'idée repose sur l'utilisation des eaux usées de deux stations d'épuration du Grand Narbonne qui, après traitement, pourrait venir irriguer les vignobles. Une bonne façon d'éviter de puiser dans les nappes phréatiques, c'est une première en France ! Alors que, en Israël, 80 % des eaux usées sont recyclées.

« L'expérience commence en juillet 2013 après avoir reçu l'aval de l'agence régionale de santé. Elle consiste à comparer les résultats de deux parcelles de deux cépages différents (viognier et carignan) alimentées au goutte-à-goutte par quatre types d'eau. Une eau de ville, une eau de rivière et deux eaux provenant de la station d'épuration de Narbonne-Plage, traité par deux prototypes différents conçus par Veolia.

« En septembre 2014, ont eu lieu les premières vendanges des parcelles ainsi irriguées. Et les premiers résultats sont très encourageants. Qualité au rendez-vous et quantité plus que satisfaisante.

« Si le dispositif continue à faire ses preuves, les débouchés pourraient être prometteurs car les communes de la région manquent souvent d'eau et, en été, elles sont aussi très fréquentées par des touristes forts producteurs d'eaux usées.

« L'eau servira donc deux fois. Pour l'eau potable et pour l'irrigation ! »

· Et pour la consommation humaine ?

Actuellement, aucune disposition réglementaire ne vient encadrer spécifiquement les projets d'utilisation d'eaux usées pour la production d'eau potable.

Les eaux usées traitées contiennent des polluants chimiques ainsi que des micro-organismes pathogènes susceptibles d'avoir un effet néfaste sur l'écosystème dans lequel elles seraient déversées et sur la santé humaine.

Le syndicat départemental Vendée Eau participe au projet pilote européen Demoware, dont Veolia151(*) est l'un des partenaires. L'Agence nationale de sécurité sanitaire de l'alimentation, de l'environnement et du travail (Anses), saisie par Vendée Eau, s'est récemment prononcée sur un projet de construction d'une canalisation de dix-neuf kilomètres reliant une station d'épuration à une retenue d'eau servant à alimenter une filière de production d'eau destinée à la consommation humaine. Dans le cadre du cahier des charges de mesures de contrôle à mettre en oeuvre qu'elle a établi, elle ne s'est pas formellement opposée à l'utilisation d'eaux usées traitées pour la consommation humaine.

Cela étant, il n'est pas inutile d'observer que, sans être directement réinjectée dans le circuit d'eau potable, la même eau est déjà utilisée plusieurs fois tout au long du parcours d'une rivière. Par exemple, l'eau de la Seine alimente d'abord les habitants de Troyes avant d'être rejetée et diluée dans le débit du fleuve, puis reprise successivement dans les stations de pompage de Fontainebleau, Melun et des agglomérations de la région parisienne avant d'atteindre Paris.

2. Une technique qui progresse : la désalinisation de l'eau de mer
a) Une solution d'ultime recours

La désalinisation, également appelée dessalement ou dessalage, est un processus qui permet d'obtenir de l'eau douce à partir d'une eau saumâtre ou salée, l'eau de mer notamment. En dépit de son nom, le procédé consiste la plupart du temps à extraire non pas les sels mais plutôt l'eau douce. Cette eau peut être rendue potable ou, plus rarement en raison du coût élevé de production, être utilisable en irrigation. Il s'agit en effet d'une solution extrême d'approvisionnement lorsque les sources d'eau douce sont inexistantes ou deviennent insuffisantes au regard de la croissance démographique ou de la production industrielle, et notamment dans les régions arides. De nombreux pays y ont aujourd'hui recours : on peut citer notamment les États du Moyen-Orient, Israël, la Tunisie, l'Algérie, Malte, le Chili, le Mexique, la Floride et la Californie aux États Unis.

Moyennant un coût de production pouvant descendre à environ 0,5 dollar par mètre cube pour les projets les plus récents, on peut résoudre ainsi les problèmes de pénurie d'eau potable dans de nombreux pays. Dans le cas d'une utilisation pour la consommation humaine, la désalinisation est une technique aujourd'hui fiable et moins onéreuse que le recyclage des eaux usées. Elle peut même être rentable dans des pays développés devant faire face, ponctuellement, à des pics de consommation comme c'est le cas, par exemple, des îles touristiques. Les îles Canaries, et bien d'autres, dépendent totalement de ces technologies pour leur eau potable.

En Europe, la plus grande usine de dessalement est située en Espagne, près de Barcelone. Ouverte en août 2009, à la suite d'un sévère épisode de sécheresse, elle peut produire 60 millions de mètres cubes par an et alimenter près de 4,5 millions de personnes en eau potable. En 2010, a été inaugurée au sud de Londres, sur la Tamise, une usine de dessalement destinée à sécuriser l'approvisionnement de la capitale britannique152(*).

b) Une technologie maîtrisée mais gourmande en énergie

L'eau de mer contient environ trente-cinq grammes de sels dissous par litre mais ce taux peut atteindre quarante-deux grammes dans certaines régions comme le golfe Persique. Par comparaison, un litre d'eau douce comporte moins d'un gramme de sels dissous.

Il existe différents systèmes de dessalement, dont le rendement et le taux de sel résiduel respectifs varient. Les citer tous dépasserait l'objet de ce rapport mais on mentionnera ici la technique membranaire de l'osmose inverse qui repose sur une ultrafiltration sous pression au travers de membranes dont les pores sont si petits qu'ils retiennent les sels. Cette technique, en plein essor puisqu'elle occupe aujourd'hui la moitié de la part de marché, est un système éprouvé ayant désormais démontré sa fiabilité. Son coût énergétique est de niveau moyen, de l'ordre de 4 à 5 kilowattheures par mètre cube, soit très inférieur à celui des technologies antérieures : en 2015, il suffit de 2 kilowattheures pour fabriquer un mètre cube d'eau douce contre 12 quarante ans auparavant. Ce qui correspond néanmoins à une multiplication par dix, environ, du coût d'un litre d'eau douce rendue potable après traitement.

En revanche, la désalinisation pour utilisation en agriculture vivrière n'est pas encore rentable, hormis pour certaines cultures à très haute valeur ajoutée : le prix de l'eau utilisée excède en effet de beaucoup la valeur des productions agricoles qu'elle rendrait possible.

Enfin, on notera qu'il est souvent rentable de combiner la production d'eau douce par désalinisation avec une autre activité, par exemple la production d'énergie, car la vapeur disponible à la sortie des turbines est réutilisable dans une station de dessalement thermique ou fonctionnant sur le principe de l'évaporation.

c) Un inconvénient majeur : la gestion des saumures

Dans tous les cas, le dessalement produit une saumure dont il faut se débarrasser, ce qui n'est pas un problème en bord de mer, où le courant est important, mais peut l'être à l'intérieur des terres, et dans certains écosystèmes comme les lagons, les baies, les lagunes ou les mangroves.

Rejeter des saumures concentrées au double de la salinité naturelle en mer ou les injecter dans les sols produit une atteinte grave aux milieux naturels : ainsi, les rejets de « brine », effluents très chargés en sel, dans la mer d'Arabie ont fait exploser le taux de salinité de ses eaux, entraînant, dans certaines zones, la désertification de fonds marins.

d) Un impact non neutre sur l'environnement

On notera aussi, outre son coût énergétique élevé, que la désalinisation a pour effet d'augmenter l'empreinte carbone lorsque l'énergie utilisée provient des combustibles fossiles. Pour y remédier, des projets pilotes de désalinisation à base d'énergies renouvelables sont menés par quatre groupes industriels, dont les français Veolia et Suez Environnement, dans la péninsule arabique.

Elle produit également des rejets d'eaux chaudes en mer dans le cas d'utilisation de procédés par distillation, nécessite l'emploi de produits chimiques pour nettoyer les membranes (chlore), laisse des traces de cuivre échappées des installations, provoque la corrosion chimique des installations de tuyauteries.

Pour ce qui concerne le milieu marin, le captage de l'eau en mer peut perturber les flux maritimes et provoquer des dégâts sur la faune et la flore marines.

Enfin, là encore, aucune législation spécifique concernant la potabilité de l'eau issue de ces traitements n'existe en France.

3. Un investissement pour l'avenir : la réalimentation des nappes souterraines

La recharge artificielle des nappes constitue une solution alternative aux retenues de substitution, le fait que le stockage ne soit plus en surface réduisant la surface d'emprise au sol.

Elle consiste à augmenter les volumes d'eau souterraine disponibles en favorisant, par des moyens artificiels, son infiltration jusqu'à l'aquifère. Classée parmi les ressources en eau non conventionnelles, elle peut être mise en oeuvre pour sécuriser l'approvisionnement en eau, compenser certains effets du changement climatique et alléger la pression quantitative et qualitative sur les masses d'eau souterraine153(*).

La recharge artificielle des nappes ne peut être envisagée que sur une échelle d'espace restreinte et requiert une eau d'une qualité suffisante et pas trop turbide. Là encore, l'acceptabilité sociale est un élément déterminant mais la raréfaction des ressources en eau potable devrait rendre les citoyens plus enclins à accepter la mise en place des recharges artificielles, conçues comme le moyen de constituer des stocks pour l'avenir.

Si la réalimentation des nappes souterraines peut constituer une solution d'avenir, elle suppose un minimum de précautions pour ne pas y introduire des facteurs potentiels de pollution. De plus, les phénomènes de déperditions et de fuites en limitent l'efficacité.

4. Une piste curieusement non conventionnelle : la récupération des eaux pluviales

L'eau de pluie a longtemps été perçue comme une nuisance à évacuer, donnant lieu à la construction de réseaux enterrés d'évacuation. Mais son statut évolue : de nuisance, elle apparaît désormais de plus en plus comme une ressource154(*).

Les dispositifs de récupération et d'utilisation de l'eau de pluie (RUEP) suscitent un intérêt croissant en France : les particuliers installent des systèmes rudimentaires ou plus élaborés ; les professionnels de la construction et de l'aménagement préconisent, conçoivent et mettent en place des installations dans des bâtiments recevant du public.

Dans le cadre de la démarche HQE (Haute qualité environnementale), figure un objectif de « gestion de l'eau », qui vise non seulement la réduction de la consommation d'eau potable, mais également l'optimisation de la gestion des eaux pluviales.

Ce développement de la RUEP a été consacré et conforté par un premier cadre réglementaire, constitué principalement par l'arrêté du 21 août 2008 relatif à la récupération des eaux de pluie et à leur usage à l'intérieur et à l'extérieur des bâtiments. Si ce premier texte a permis de renforcer cette pratique, il a également posé un certain nombre de limites à sa diffusion, en particulier en ce qui concerne les surfaces de collecte, les bâtiments concernés et les usages de l'eau de pluie autorisés155(*).

Prolongeant la démarche, l'article 27 du Grenelle I précise que la récupération et la réutilisation des eaux pluviales « seront développées dans le respect des contraintes sanitaires en tenant compte de la nécessité de satisfaire les besoins prioritaires de la population en cas de crise ».

La gestion des eaux pluviales doit pouvoir répondre à un double objectif : au niveau quantitatif, éviter l'aggravation des phénomènes d'inondation, d'érosion, et participer à la recharge de la nappe ; au niveau qualitatif, ne pas dégrader la qualité des milieux récepteurs.

En effet, si le sujet des eaux pluviales a principalement été abordé sous l'angle de la quantité, la question de sa qualité se pose avec de plus en plus d'acuité car l'eau de pluie, depuis sa traversée de la colonne d'air et tout au long de son ruissellement, est naturellement polluée et susceptible de charrier une grande quantité de polluants, d'origines diverses : poussière, feuilles, hydrocarbures, excréments d'oiseaux...

Par conséquent, les eaux de toiture peuvent être récupérées pour des usages qui ne requièrent pas une qualité d'eau potable. Dans certains cas, un traitement de purification et de filtration pourra être nécessaire en vue de rendre possible leur utilisation dans un cadre industriel156(*).


* 147 Audition du 2 juin 2015.

* 148 Audition du 10 février 2016, dans le cadre du déplacement à Bruxelles.

* 149 Édition Quae - 2015.

* 150 Évoquée également lors des auditions du 7 décembre 2015 dans le cadre du déplacement au Centre de recherche et d'innovation de Veolia.

* 151 Audition du 7 décembre 2015 dans le cadre du déplacement au Centre de recherche et d'innovation de Veolia.

* 152 Audition du 7 décembre 2015 dans le cadre du déplacement au Centre de recherche et d'innovatinode Veolia.

* 153 Recharge artificielle des eaux souterraines : État de l'art et perspectives - Onema et BRGM - Septembre 2013.

* 154 Récupération et utilisation de l'eau de pluie - Astee - Décembre 2015.

* 155 Panorama international de l'utilisation de l'eau de pluie, Volume 2 : Enseignements pour le cas français, Rapport final - Onema, CSTB, LEESU - Décembre 2012.

* 156 Audition de l'Institut de la filtration et des techniques séparatives (IFTS) du 15 juillet 2015, dans le cadre du déplacement à Toulouse.