La solution pour remédier au problème de stockage inadéquat de l'eau en Californie ? Mettre l'eau sous terre, disent les scientifiques

Une nouvelle étude révèle que l’État devrait reconstituer les nappes phréatiques pour soutenir l’agriculture.

Une nouvelle étude de l'Université de Californie à Riverside sur l'agriculture et le climat en Californie propose un plan pour de nouveaux systèmes de captage, de stockage et de distribution d'eau dans toute la Californie qui soutiendront l'agriculture et suivront les trajectoires climatiques.

L’eau disponible pour la consommation disparaît à cause du changement climatique et de la défaillance des systèmes de stockage, laissant l’un de ses principaux consommateurs – l’industrie agricole – dans une situation difficile, conclut l’étude.

Le secteur agricole californien utilise environ 40 % de l'eau de l'État, soit 80 % de l'eau consommée. Avec moins d'eau disponible, l'agriculture doit s'adapter. L'étude propose une voie à suivre pour y parvenir.

L’étude, publiée le mois dernier dans les Proceedings of the National Academy of Sciences, révèle que les nappes phréatiques ont un potentiel de stockage plus important que les réservoirs d’eau de surface. Ainsi, au lieu de consacrer des décennies à construire davantage de barrages et de réservoirs sujets à l’évaporation et aux débordements, l’eau devrait être détournée vers ces nappes phréatiques épuisées situées sous la vallée centrale et les plaines côtières.

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Au cours des 40 dernières années, les nappes phréatiques ont été surexploitées, ce qui signifie que plus d’eau a été extraite qu’injectée. Lorsque les nappes phréatiques s’épuisent, le sol peut s’affaisser. « Dans certaines parties de la Vallée centrale, le sol s’affaisse de 30 à 60 centimètres par an », a déclaré Kurt Schwabe, professeur de politique publique à l’Université de Californie à Riverside et co-auteur de l’étude. L’affaissement du sol peut provoquer la fissuration et la dégradation des infrastructures telles que les bâtiments et les autoroutes. Il nuit également à la capacité de l’aquifère à retenir l’eau et à la santé des écosystèmes environnants.

Non seulement la reconstitution des nappes phréatiques peut limiter ces impacts environnementaux négatifs, mais elle peut également renforcer un « compte d’épargne » en eau en période de sécheresse. Lorsque la Californie manque d’eau de surface, elle utilise l’eau des réserves souterraines.

Mais le problème n'est pas seulement une question de quantité : « Quand je suis arrivé en Californie il y a plus de 20 ans, quelqu'un m'a dit : « Ne laissez pas les gens vous dire qu'il n'y a pas beaucoup d'eau en Californie, car il y en a beaucoup. Le problème est qu'elle est tout simplement très mal gérée », a déclaré Schwabe.

L'État, ravagé par la sécheresse, vient d'être inondé par deux saisons humides et des rivières atmosphériques, mais ses infrastructures n'ont pas réussi à stocker correctement cet excès d'eau.

Imaginez un toit qui fuit. Autrefois, vous pouviez stocker l'eau de pluie qui s'infiltrait par votre toit dans un seau d'un gallon pour cinq pluies distinctes. Aujourd'hui, vous auriez besoin d'un seau de cinq gallons pour une seule pluie.

Bien que la quantité de précipitations n'ait pas beaucoup changé par rapport aux taux historiques, « le changement climatique a généralement réduit le nombre d'événements pluvieux, mais les a rendus beaucoup plus intenses », a déclaré Schwabe.

De plus, la crise climatique a entraîné des températures élevées qui évaporent les eaux de surface avant qu’elles ne puissent se reconstituer et empêchent les précipitations de s’accumuler sous forme de neige, qui remplit traditionnellement les réservoirs tout au long du printemps.

Comme le seau d'un gallon, les installations de stockage trop petites de la Californie et le paysage qui absorbe lentement l'eau ne peuvent plus retenir l'eau, ce qui entraîne des avertissements de crue soudaine et un retour d'eau potentiellement utile vers l'océan.

Par exemple, deux hivers de neige suivis d’une chaleur intense ont créé un risque d’inondation en 2023. Les autorités de l’État ont décidé de libérer l’eau du lac Oroville et d’autres réservoirs du sud de la Californie et de la vallée centrale. Bien que cela ait permis d’éviter les inondations et d’envoyer l’eau en aval, de nombreux Californiens étaient mécontents du gaspillage de l’eau douce. Pour tenter de réduire les rejets excédentaires, les agences de l’eau et les districts d’irrigation ont créé des bassins de recharge pour capter les précipitations. Mais cela n’a pas suffi. Le pompage excessif constant et le changement climatique ont épuisé les aquifères à ce jour.

Leur processus naturel de recharge – les précipitations s’accumulant sous forme d’eau de surface qui s’infiltre dans le sol pour recharger les nappes phréatiques – peut également être perturbé par l’urbanisation ou par des revêtements imperméables comme les chaussées, a déclaré Bruk Berhanu, chercheur principal en efficacité et réutilisation de l’eau au Pacific Institute.

L’étude suggère que des infrastructures de recharge des aquifères mieux gérées (MAR) sont nécessaires pour capter de manière adéquate de grandes quantités d’eau sur de courtes périodes et éviter des situations de perte d’eau similaires.

La MAR est une méthode intentionnelle de recharge des aquifères, en particulier ceux dont le niveau est bas. Déjà couramment mise en œuvre en Californie, l'infrastructure MAR comprend des structures de transport qui redistribuent l'eau vers les zones asséchées et l'injection – pulvérisation d'eau sur terre ou, l'option la plus coûteuse, infusation directe d'eau dans les puits.

Pour assurer une recharge efficace des nappes phréatiques, il faut toutefois renforcer la surveillance et les mesures. « Jusqu’en 2014, les producteurs n’étaient pas tenus de surveiller ou de signaler les prélèvements ou les injections dans les nappes phréatiques », a déclaré M. Schwabe.

Quoi qu’il en soit, la Californie a plus de pratiques de surveillance que les autres États, principalement parce que la disponibilité de l’eau n’est pas une préoccupation aussi importante ailleurs, a déclaré Berhanu. Les normes de surveillance varient selon les États et les régions. Les réglementations pour les zones urbaines diffèrent de celles des zones agricoles ou industrielles. Sur la base des travaux de Berhanu sur l’évaluation du potentiel volumétrique du pays en matière d’efficacité de l’utilisation de l’eau au niveau municipal, il a constaté qu’« il n’existe pas de cadre réglementaire fédéral pour la surveillance ou la notification. Dans de nombreux cas, les réserves d’eau ne sont même pas mesurées ».

Même dans les zones où il y avait des réglementations, les rapports étaient souvent peu fréquents ou incomplets ; les chercheurs de l'UC Riverside travaillent à étendre les quelques systèmes de surveillance précis mis en place dans le sud de la Californie par des producteurs proactifs.

L'étude propose également des marchés volontaires de l'eau où les agriculteurs disposant d'un surplus d'eau peuvent l'échanger avec un autre agriculteur qui en a besoin. C'est un processus gagnant-gagnant : l'agriculteur vendeur réalise un bénéfice supplémentaire et l'autre obtient l'eau dont il a tant besoin. « Avec des prix basés sur la rareté et les coûts de livraison, un tel marché inciterait au stockage et à l'utilisation efficace », a déclaré Schwabe dans un communiqué de presse.

Berhanu a ajouté que les marchés de l’eau peuvent fonctionner dans certaines régions mais pas dans d’autres ; « il faut un cadre de gouvernance très solide pour s’assurer que tous les acteurs jouent leur rôle ». Le processus devra comporter des pratiques de surveillance améliorées, des données transparentes et des coûts externes clairs, a-t-il déclaré. « Plus les transactions sont décentralisées, plus il devient difficile de coordonner les avantages globaux du système à l’échelle du bassin hydrographique. »

L’étude mentionne également l’intérêt de réutiliser les eaux usées. Historiquement, les eaux usées étaient traitées selon des normes de sécurité environnementale, puis rejetées dans l’océan ou dans les eaux souterraines. Au fil du temps, les processus naturels les nettoieront. Au lieu d’attendre que l’environnement les purifie, les installations de traitement des eaux peuvent réutiliser les eaux usées à des fins d’irrigation, d’utilisation commerciale ou de recharge.

D’ici 2023, les usines de traitement des eaux pourront épurer les eaux usées si bien que les gens pourront les boire. « À un moment donné, l’eau que nous utilisons deviendra l’eau de quelqu’un d’autre pour la boisson ou l’irrigation », a déclaré Berhanu. Que les eaux usées soient destinées à la boisson ou à la recharge des nappes phréatiques, les usines californiennes étendent leurs opérations pour inclure des méthodes de recyclage afin de pouvoir produire un approvisionnement suffisant.

« Le volume global d’eau dans le monde ne change pas vraiment. Nous devons changer notre façon de penser, non plus en nous concentrant sur la quantité d’eau disponible à un moment donné, mais en essayant de mieux intégrer nos pratiques à l’ensemble du cycle de l’eau », a déclaré Berhanu.

L’étude mentionne ensuite de nombreuses solutions axées sur l’efficacité et la gestion, comme les pratiques agricoles durables, la réaffectation des terres et le dessalement, pour aider l’industrie agricole à s’adapter.

« Il est désormais temps de réfléchir aux possibilités et aux opportunités de collaboration entre l’agriculture, les municipalités et l’environnement pour investir dans des investissements intelligents qui captent davantage d’eau et la mettent dans le sol », a déclaré Schwabe.

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