Les technologies de l’eau : un défi énergétique

Les technologies de l’eau : un défi énergétique

Méthodologie 

L‟objet de ce travail porte sur la gestion intégrée des ressources en eau en Algérie associant : réchauffement climatique, pression démographie, énergies renouvelables, protection de l‟environnement et développement durable. Aussi nous nous intéresserons aux techniques et technologiques (dessalement, techniques dépurations, transferts, pompages, …) qui permettent d‟augmenter la dotation en eau potable par la production d‟eau non conventionnelle, pour ensuite comprendre leur dépendance au secteur énergétique. La problématique de l‟eau en Algérie a fait l‟objet de recherches de plusieurs auteurs. Le point de départ de cette étude fut les résultats des travaux de recherches de l‟auteur : BOUBOU N. (2009) dressant comme constat une dépendance du secteur de l‟eau, en Algérie, aux nouvelles technologies de production d‟eau non conventionnelles (dans lesquelles le pays a trouvé un soulagement hydrique), et de la nécessité d‟une gestion intégrée et durable de cette ressource en raison des défis énergétiques climatiques et environnementaux qui se présentent à l‟eau.

D‟autres auteurs se sont penchés sur cette question dans leurs travaux de recherches et publications. C‟est le cas par, exemple, des auteurs : OULARBI & D. AOUCHER (2009) apportant une réflexion à la problématique de la dotation unitaire en eau potable appliquée en Algérie. REMINI B. (2005) et SALEM A. (2001 et 2002), ont traité la problématique de l‟environnement et de la gestion intégrée de l‟eau en Algérie. BENBLIDIA M. (2001) s‟est intéressé à l‟économie en eau chez le consommateur. DJEFLAT A. (2001) a évoqué dans ses études la technologie et l‟eau au Maghreb et KETTAB A. (2000) a traité le sujet des ressources en eau en Algérie. La menace climatique en Algérie a bien été mise en avant par plusieurs travaux d‟auteurs, nous citerons principalement : NOUACEUR Z. (2010) et MOSTEFA-KARA K. en 2008 dans son ouvrage intitulé : « La menace climatique en Algérie et en Afrique : les inéluctables solutions ».

La problématique énergétique et les énergies renouvelables en Algérie furent l‟objet d‟études de différents auteurs algériens et étrangers comme : CHERFI S. (2010) portant sur l‟avenir énergétique de l‟Algérie, EL ANDALOUSSI E. (2010) concernant le développement énergétique durable en Méditerranée, MEKIDECHE M. (2008) soulignant les énergies renouvelables en Algérie et ROUYER J. & BEN JANNET ALLAL H. (2007) abordant les besoins en énergie pour l‟eau en Méditerranée. Du point de vue méthodologique, et en raison de la pluridisciplinarité et de la diversité des aspects de la problématique étudiée, ce travail s‟est basé essentiellement sur l‟analyse des contenues et données rapportées de la littérature de différents domaines et disciplines en liaison avec la dite problématique, comme : les sciences de gestion, la chimie, le génie civil, les sciences naturelles, l‟histoire, les technologies, la climatologie, la météorologie, le géni-environnemental, les énergies renouvelables,…

Ainsi que l‟étude des statistiques des institutions chargées de la gestion de l‟eau en Algérie. Aussi, ce travail a nécessité de faire certains déplacements en vue de collecter des données auprès des différents ministères concernés : le Ministère des Ressources en Eau, le Ministère de l‟Énergie et des Mines, le Ministère de l‟Agriculture, le Ministère de l‟Aménagement du Territoire et de l‟Environnement ; et autres institutions : l‟Algérienne Des Eaux, l‟Agence Nationale des Barrages et Transferts, l‟Agence Nationale de Gestion Intégrée de l‟Eau, la Compagnie de l‟Engineering de l‟Électricité et du Gaz, l‟Office Nationale de l‟Assainissement, l‟Office National Météorologique, l‟Office National des Statistiques, la Société Algérienne de Production de l‟Électricité et le Centre National de Développement des Énergies Renouvelables. Cette démarche s‟est opérée via des interviews, consultation des documents et archives nécessaires à l‟élaboration du présent travail et des correspondances continues avec les différentes sous-directions du Ministère des Ressources en Eau ont été nécessaires pour la bonne poursuite du travail.

Cette recherche se structure en six grands chapitres et s‟ouvrira, d‟abord sur un état des lieux de l‟eau dans le monde et en Algérie ; ayant vocation à jeter les bases nécessaires à la compréhension des enjeux liés à l‟eau et aux risques majeurs qui pèsent, tant sur sa disponibilité que sur sa qualité au niveau mondial puis à une échelle locale et enfin nationale. Ce premier état des lieux permet de mettre en exergue la rareté relative de l‟eau dans de nombreuses régions du monde notamment en Algérie, tout en dressant une typologie de l‟eau et de ses usages. Ce premier chapitre est nécessaire pour comprendre les raisons du recours aux technologies de production d‟eau non conventionnelles.

L’eau : entre réalité, enjeu et perspectives De toutes les planètes du système solaire, la Terre, nommée aussi « la planète bleu », est la seule à être pourvue d’une hydrosphère. Celle-ci recouvre plus des deux tiers de sa surface. Les propriétés de l’eau sont tout à fait exceptionnelles : condition de la vie, solvant quasi universel, vecteur de chaleur, puissant régulateur thermique, etc. La disponibilité en eau est l’une des clés de la distribution des êtres vivants à la surface de la Terre. Les sociétés humaines elles-mêmes en sont totalement tributaires : elles l’utilisent pour les besoins de leur vie quotidienne, pour leur agriculture et leur industrie, mais aussi comme moyen de transport, pour produire leur énergie ou évacuer leurs déchets. La multiplication des conflits géopolitiques liés à l’eau ainsi que la montée rapide des coûts de production de l’eau potable dans la plupart des pays industrialisés sont les indices d’une crise majeure de cette ressource. À la fois familière et mystérieuse, l‟eau nous accompagne à chaque instant de notre vie, depuis notre conception jusqu’à notre mort et s‟il nous est si facile d‟en disposer dans nos foyers par un simple tourd de robinet, la mobilisation de cette ressource devenue vulnérable nécessite de nombreux efforts tant humains, matériels que financiers. Les habitudes d‟hygiène, de confort et même de loisir que nous devons à cette ressource naturelle autre fois si abondante se retrouvent compromises.

Les économistes, comme les sociologues et les démographes, savent à quel point l‟homme reste soumis, même à notre époque, au milieu géographique et climatique de son lieu d‟établissement. La vie organisée en société a toujours été liée à l‟eau et les premières civilisations sont nées dans les vallées des grands fleuves1. Les grandes migrations du début des époques historiques peuvent trouver une explication dans l‟assèchement progressif imputable au réchauffement climatique des vastes régions de l‟Asie d‟où elles ont pris leur départ. La menace climatique est donc sérieuse. L‟importance de l‟eau à la vie et comme composante de l‟écosystème n‟est plus à démontrer. Cette ressource qui répond aux besoins fondamentaux de l‟homme est un élément clef du développement, en particulier pour gérer et entretenir la prospérité par le biais de l‟agriculture, de la pêche, de la production d‟énergie, de l‟industrie, des transports, et du tourisme. En outre, l‟eau est vitale pour tous les écosystèmes du monde. Cependant, dans les faits, nous faisons face à une crise mondiale de l‟eau.

Les eaux souterraines 

Les eaux souterraines résultent de l‟infiltration des eaux de pluie dans le sol. Saturant l‟humidité des sous-sols, elles forment des réserves d‟eau stockées dans des aquifères, qui peuvent atteindre des tailles gigantesques. L‟eau de ces nappes phréatiques s‟écoule en sous-sol par gravité avant de ressortir à l‟air libre, alimentant une source ou un cours d‟eau. Ces eaux souterraines représentent 98 % des stocks d‟eau douce liquide de la planète, soit entre 8 et 10 millions de km3 et un volume annuellement renouvelable de l‟ordre de 10 000 km3. Elles constituent plus de 70 % de l‟eau utilisée dans l‟Union européenne et sont souvent une des seules, voire l‟unique, source d‟approvisionnement dans les régions arides ou semi-arides (100 % en Arabie saoudite ou à Malte, 95% en Tunisie, 75 % au Maroc)1.

Quatre grands pays prélèvent près de la moitié des eaux souterraines dans le monde : l’Inde (190 km3 par an), le Pakistan (60 km3) et la Chine (53 km3), du fait des forages paysans, et les États-Unis (110 km3), où il s‟agit au contraire de quelques grands périmètres irrigués exploités par l‟agro-industrie. On remarque également l‟importance de l‟eau souterraine dans les États d‟Afrique du Nord et dans le Golfe persique. Il peut s‟agir d‟usages très anciens comme les qanâts en Iran, mais aussi de l‟exploitation très récente comme en Arabie Saoudite ou en Libye, où des aquifères fossiles sont exploités. Si les systèmes aquifères existent sur tous les continents, tous ne sont ainsi pas renouvelables. Par exemple, ceux de l’Afrique du Nord et de la péninsule arabique, qui se sont constitués il y a plus de 10 000 ans alors que le climat était plus humide, ne sont pas rechargés2.

Table des matières

Résumé
Liste des figures
Liste des tableaux
Liste des abréviations
Introduction générale
Chapitre I : L’eau : entre réalité, enjeu et perspective
Introduction
L’eau : définitions, typologies et usages
3.1 Définition
3.2 Typologie
3.2.1 Les eaux conventionnelles
3.2.1.1 Les ressources hydriques conventionnelles renouvelables
3.2.1.2 Les ressources hydriques conventionnelles non renouvelables
3.2.2 Les eaux non conventionnelles
3.2.2.1 Le recyclage de l‟eau: L‟opération d‟épuration
3.2.2.2 Les eaux à salinité élevée et les eaux saumâtres
3.2.2.3 La stimulation de la pluviométrie : technique de semence de nuages
3.2.2.4 L‟extraction de l‟eau à partir de l‟humidité de l‟air
3.3 Fonctions ou Usages de l‟eau
3.3.1 La révolution hydrologique (le petit cycle de l‟eau)
3.3.2 Les usages de l‟eau de l‟homme modern
3.3.2.1 L‟usage agricole
3.3.2.2 L‟usage dans l‟industrie
3.3.2.3 L‟usage domestique
4.Potentiel, répartition et besoins en eau douce
4.1 Le cycle de l‟eau
4.1.1 Les eaux de surfaces
4.1.2 Les eaux souterraines
4.2 Répartition de l‟eau sur la planète
4.3 Besoins en eau douce
5.L’eau face à la pénurie
5.1 La crise de l‟eau est mondiale
5.1.1 Caractériser la crise de l‟eau
5.1.2 La surconsommation mondiale de l‟eau
5.2 La crise de l‟eau au Maghreb et en Algérie
5.2.1 La crise de l‟eau au Maghreb
5.2.2 En Algérie
5.2.2.1 Les ressources superficielles
5.2.2.2 Les ressources souterraines
5.2.2.3 La pluviométrie en Algérie
Conclusion
Chapitre II : Les technologies de l’eau : un défi énergétique
Introduction
2.Les technologies de l’eau : une réponse aux problèmes de pénuries
2.1 La prospection
2.1.1 Pour les eaux de surface
2.1.2 Pour les eaux souterraines
2.2 La production
2.2.1 Le dessalement de l‟eau de mer et des eaux saumâtres
2.2.1.1 Les premiers procédés de dessalement
2.2.1.2 La technique du dessalement
2.2.1.3 Paramètres de choix
2.2.1.4 Les enjeux de cette technologie
2.2.1.5 Inconvénients et critiques de cette méthode
2.2.2 Le recyclage des eaux usées
2.2.3 La stimulation de la pluviométrie
2.2.4 La production de l‟eau douce à partir de l‟humidité atmosphérique
2.3 Le stockage
2.3.1 Les différents types de barrages
2.3.1.1 Les barrages en maçonnerie ou en béton
2.3.1.2 Les barrages en matériaux meubles ou semi-arides
2.3.2 Les grands barrages, une innovation technique; entre avantages et risques
2.4 Le transfert ou le transport
2.4.1 Le transfert terrestre
2.4.1.1 Les aqueducs
2.4.1.2 L‟utilisation de containers « Médusa » tractés par des remorqueurs
2.4.1.3 Emploi de tankers pétroliers hors service
2.5 Le recyclage des eaux usées
2.Le défi énergétique de l’eau
2.1 Énergies et énergies renouvelables: définition et typologie
2.1.1 Définition et mesure d‟énergies
2.1.2 Les types d‟énergies
2.1.2.1 Les énergies fossiles
2.1.2.2 Les énergies renouvelables
2.2.2.3 L‟énergie nucléaire
2.2 L‟eau et l‟énergie
2.2.1 Les besoins en énergie pour l‟eau
2.2.2 Développement économique, eau et énergie
2.3 Le défi énergétique
Conclusion
Chapitre III : Eau, enjeux environnementaux et développement durable
Introduction
3.Eau : enjeu environnemental et développement durable
3.1 Les enjeux environnementaux de l‟eau
3.1.1 La croissance démographique
3.1.2 La pollution atmosphérique et le réchauffement climatique : Le climat, une nouvelle variables économique
3.2 L‟eau face au défi du développement durable
3.2.1 Le Développement Durable: Définitions et objectifs
3.2.2 Quelques indicateurs du développement durable
2.Gestion de la demande: Produire, consommer et vivre autrement
2.1 Réduction en quantité de la demande en eau
2.1.1 Dans l‟industrie
2.1.2 Dans l‟agriculture
2.1.3 L‟usage domestique
2.2 Action sur la demande en qualité
2.3 Les mesures incitatives : le juste prix de l‟eau
3.De la gestion intégrée à la gestion durable de l’eau
3.1 La gestion intégrée de l‟eau
3.1.1 La Gestion intégrée par bassin
3.1.1.1 Définition, évolution et finalité
3.1.1.2 Géopolitique et gestion durable de l‟eau
3.1.2 Orientations et conditions pour une gestion intégrée de l‟eau
3.2 La gouvernance de l‟eau
3.3 Eau et coopération technologique
Conclusion
Chapitre IV : L’hydraulique en Algérie, entre réalisations et acquis
Introduction
1.Présentation du contexte géo-démographique de l’étude
1.1 Caractéristiques naturelle de l‟Algérie
1.1.1 Le cadre géographique de l‟Algérie
1.1.2 Le climat en Algérie
1.2 L‟évolution démographique
1.3 La menace climatique en Algérie
2.La genèse de l’hydraulique en Algérie
2.1 L‟hydraulique avant l‟époque française
2.1.1 L‟hydraulique en Algérie dans l‟antiquité
2.1.2 La période Romaine
2.1.3 La conquête Arabe
2.1.4 La période Turque
2.2 Les acquis de l‟époque de colonisation française
2.2.1 La nouvelle politique hydraulique coloniale
2.2.2 Les limites de la petite, moyenne et de la grande hydraulique agricole
2.3 L‟hydraulique de l‟Algérie indépendante
3.Réalisations et performances hydrauliques de l’Algérie actuelle, en matière de mobilisations de production et de traitement d’eau
3.4 Promotion des ressources en eau conventionnelles en Algérie
3.4.1 Les barrages en Algérie
3.4.2 Les puits et forages
3.5 Le développement des ressources en eau non conventionnelles
3.5.1 Le dessalement de l‟eau de mer et des eaux saumâtres en Algérie
3.5.2 La déminéralisation des eaux saumâtres
3.5.3 La dépollution de l‟eau : Les Stations d‟épuration
3.6 Le programme des transferts en Algérie
3.6.1 L‟aménagement d‟El Taref
3.6.2 Le système de Beni Haroun
3.6.3 Complexe hydraulique Séti-Hodna
3.6.4 Le transfert de Tichi Haf-Béjaia
3.6.5 Le transfert Taksbt-Alger
3.6.6 Transfert de Koudiat Acerdoune-Hauts plateaux
3.6.7 Le Système MAO
Conclusion
Chapitre V : Le défi énergétique en Algérie : réalités et perspectives
Introduction
4.1L’énergie en Algérie
4.2 La situation de l‟énergie électrique en Algérie
4.3 Le Bilan énergétique
4.4 Les hydrocarbures
4.4.1 Le pétrole
4.4.2 Le gaz
2.Potentiel des énergies renouvelables en Algérie
2.1 L‟énergie solaire
2.2 L‟éolien
2.3 Le biogaz
2.4 L‟énergie hydraulique
2.5 La biomasse
2.6 La géothermie
3.Politique, programme et développement des énergies renouvelables en Algérie
3.1 Politique Nationale de développement des énergies renouvelables et de l‟efficacité énergétique
3.1.1 Le programme algérien d‟efficacité énergétique
3.1.2 Le programme national de développement des énergies renouvelables
3.1.2.1 Cadre juridique et mesures incitatives
3.1.2.2 Fons National de Maîtrise de l‟Énergie (FNME
3.2 Le développement des énergies renouvelables en Algérie
3.2.1 Phases du programme de développement des énergies renouvelables en Algérie
3.2.2 Bilan des réalisations en énergies renouvelables
3.2.2.1 Ferme éolienne d‟Adrar
3.2.2.2 Centrale photovoltaïque de Ghardaïa
3.2.2.3 Centrale hybride de Hassi R‟Mel
4.Les énergies renouvelables et l’eau en Algérie
4.1 Les énergies renouvelables dans les STEP
4.2 Les énergies renouvelables dans le DEM
4.3 Le pompage de l‟eau et le solaire
Conclusion
Chapitre VI : La gestion intégrée et durable de l’eau en Algérie
Introduction
1.La politique de l’eau en Algérie
1.1 La stratégie de l‟eau en Algérie
1.1.1 L‟Agence Nationale des Ressources Hydrauliques (ANRH
1.1.2 L‟Agence Nationale des Barrages et Transferts (ANBT
1.1.3 L‟Algérienne Des Eaux (ADE
1.1.4 L‟Office Nationale de l‟Assainissement (ONA
1.1.5 L‟Office National de l‟Irrigation et de Drainage (ONID)
1.1.6 L‟Institut National de Perfectionnement de l‟Équipement (INPE
1.1.7 L‟Agence nationale de Gestion Intégrée de l‟Eau (AGIRE
1.2 La promotion des ressources non conventionnelles
1.2.1 Le programme de dessalement d‟eau de mer
1.2.2 La valorisation des eaux usées épurées et la valorisation des déchets
1.2.2.1 La réutilisation des eaux épurées (REUE
1.2.2.2 La valorisation des déchets de l‟opération d‟épuration: les boues et le biogaz
1.2.3 Le cadre juridique et institutionnel de promotion des ressources en eau non conventionnelles
1.2.4 Le vide juridique de certaines dispositions relatives à l‟eau
2.L’alimentation en eau potable et l’irrigation
2.1 L‟alimentation en eau potable
2.2 L‟irrigation
2.2.1 La gestion et l‟exploitation des grands périmètres d‟irrigation (GPI
2.2.2 La gestion et l‟exploitation des infrastructures de PMH
2.2.3 Évolution des indicateurs du secteur 1962-2014
3.La gestion intégrée de l’eau en Algérie
3.1 Le nouveau découpage par bassins hydrographique et la création de l‟Agence nationale de Gestion Intégrée de l‟Eau (AGIRE
3.2 La gestion de l‟eau : une approche tournée actuellement vers l‟offre
5.3 Le prix des services de l‟eau en Algérie, un outil de gestion durable
5.4 La redevance fond national de gestion intégrée des ressources en eau
4.Le développement durable pour une gestion intégrée et durable de l’eau en Algérie
4.1 Le Système de Management Environnemental et l‟ONA
4.2 Le Schéma National d‟Aménagement du Territoire
4.3 L‟éducation à l‟environnement et au développement durable en Algérie
4.3.1 Les outils pédagogiques de l‟éducation environnementale en Algérie
4.3.2 Les étapes de la mise en oeuvre de L‟EEDD dans le milieu scolaire
Conclusion
Discussion
Conclusion générale
Bibliographie

Télécharger le rapport complet