Les barrages, un outil controversé dans la lutte contre le changement climatique

Alors que les conditions météorologiques extrêmes dues au changement climatique entraînent des transformations importantes dans les cours d'eau du monde, le débat concernant le rôle que devraient ou non jouer les barrages s'intensifie.

De Stefan Lovgren
Publication 19 oct. 2022, 09:45 CEST
La Suisse compte des centaines de centrales hydroélectriques réparties dans les Alpes. Cette vue aérienne montre ...

La Suisse compte des centaines de centrales hydroélectriques réparties dans les Alpes. Cette vue aérienne montre deux d'entre elles, le barrage du Vieux-Émosson et celui d'Émosson. Les défenseurs des barrages affirment qu'ils représentent une solution écologique pour remplacer les combustibles fossiles, tandis que leurs détracteurs arguent que ces infrastructures émettent d'importantes quantités de gaz à effet de serre.

PHOTOGRAPHIE DE Fabrice COFFRINI, AFP, Getty Images

Partout dans le monde, les cours d’eau semblent soit se déchaîner, soit disparaître.

Alors que des inondations catastrophiques ont submergé un tiers du Pakistan, privant des dizaines de millions de personnes de leur foyer, la sécheresse la plus intense depuis 500 ans en Europe a presque asséché les principaux cours d’eau du continent. Aux États-Unis, la rivière Kentucky a connu des inondations meurtrières cet été, tandis que le niveau du fleuve Colorado, desséché, a chuté à un niveau si faible qu’il a entraîné des réductions de la répartition de l’eau dans plusieurs États. 

Les causes de ces phénomènes extrêmes ne font plus beaucoup débat. La communauté scientifique nous avertit depuis des années que le changement climatique entraînera une intensification des précipitations et des sécheresses, rendant les zones humides plus humides et les zones sèches plus sèches, avec des conséquences de plus en plus graves sur les cours d’eau. La question qui se pose désormais concerne donc la gestion de ces derniers face à ces transformations et, plus précisément, le rôle que les barrages devraient ou non jouer dans l’atténuation des effets des catastrophes que nous avons observées récemment, et que nous continuerons d’observer à l’avenir.

Cette fois-ci, les avis divergent. D’un côté, les personnes qui y sont favorables arguent que le rôle des barrages ou réservoirs d’eau en tant que tampons contre les flux d’eau extrêmes sera de plus en plus crucial, permettant d’absorber l’eau pendant les inondations et de la libérer en période de sécheresse. De plus, les barrages pourraient contribuer à lutter contre le changement climatique en produisant une énergie hydroélectrique renouvelable plus propre que l’énergie dérivée de combustibles fossiles polluants.

(À lire : Sauver Venise de la montée des eaux pourrait mettre en péril sa biodiversité.)

L'eau tombe en cascade dans le barrage de Sau, à Vilanova de Sau, en Espagne. Lors du pic de chaleur record qu'a connu l'Europe cet été, les rivières du continent se sont asséchées.

PHOTOGRAPHIE DE Angel Garcia, Bloomberg, Getty Images

« Les barrages et l’hydroélectricité ne sont pas des remèdes miracles, mais ils sont fondamentaux pour atténuer et nous adapter au changement climatique », défend Richard Taylor, expert en hydroélectricité en charge de RMT Renewables, une société de conseil établie au Royaume-Uni.

Leurs détracteurs, quant à eux, soutiennent que les barrages font plus de mal que de bien. Leurs arguments ont longtemps été centrés sur l’impact négatif de la plupart des barrages sur la biodiversité et les écosystèmes fluviaux, mais de plus en plus de scientifiques affirment que ces derniers pourraient aggraver les inondations et les sécheresses. Sont également mises en avant des études montrant que, bien souvent, les réservoirs créés par les barrages émettent des gaz à effet de serre bien plus nocifs qu’on ne le pensait auparavant.

« Les barrages sont une fausse solution pour le climat », selon Isabella Winkler, qui codirige International Rivers, un groupe de défense établi aux États-Unis. « [Ils] ont été présentés comme une source d’énergie verte alors qu’en réalité, ils sont tout sauf ça. »

 

UN MANQUE D’INFRASTRUCTURES

Depuis des millénaires, des barrages sont construits sur les rivières et les ruisseaux pour irriguer les fermes, fournir de l’eau potable et prévenir les inondations. Au cours de l’industrialisation de l’Europe à la fin du 19e siècle, de grands barrages ont été construits dans l’objectif de produire de l’électricité, et le début du 20e siècle a marqué le début d’une ère de projets hydroélectriques massifs, notamment aux États-Unis.

La chaleur extrême de l'été et le manque de pluie ont eu des répercussions sur les niveaux d'eau du Yangtzé, le plus long fleuve d'Asie. Ce dernier traverse la Chine sur 6 276 kilomètres et alimente des fermes qui fournissent la moitié de la nourriture du pays, ainsi que des milliers de centrales hydroélectriques, dont le barrage des Trois-Gorges, le plus grand barrage du monde.

PHOTOGRAPHIE DE Bloomberg

Au cours des dernières décennies, peu de grands barrages ont été construits en Europe ou en Amérique du Nord, la plupart des rivières étant déjà pleines à ras bord. Dans d’autres régions du monde, le développement de l’hydroélectricité s’est accéléré, et a atteint son apogée en 2013 avec la construction de méga-barrages en Chine et au Brésil. Aujourd’hui, l’hydroélectricité fournit 17 % de la production mondiale d’électricité, représentant ainsi la troisième source d’énergie après le charbon et le gaz naturel.

(À lire : Des méga-barrages menacent les plus grands poissons d’eau douce du monde.)

De nombreux pays comme le Paraguay, le Népal, la Norvège et la République démocratique du Congo comptent sur l’hydroélectricité pour la quasi-totalité de leur production d’énergie. Pour d’autres, comme les Pays-Bas, en grande partie situés au niveau de la mer ou en dessous, les structures de contrôle des inondations, telles que les barrages, sont perçues comme une nécessité.

Dans le Sud-Ouest des États-Unis, le système agricole et 40 millions d’habitants dépendent de l’eau puisée dans les barrages situés le long du cours inférieur du fleuve Colorado. « L’Ouest serait très différent si ces barrages n’existaient pas », affirme Upmanu Lall, directeur du Water Center de l’université Columbia à New York.

Selon les experts, bon nombre des fleuves et rivières les plus menacés par le changement climatique traversent des pays qui manquent d’infrastructures essentielles, mais aussi de moyens financiers et de savoir-faire technique nécessaires pour faire face à des phénomènes météorologiques extrêmes. Certains considèrent que le Pakistan est particulièrement vulnérable au changement climatique, le pays se trouvant dans une région qui devrait être touchée de manière disproportionnée par l’intensification des pluies, mais aussi par la sécheresse.

Cette photographie aérienne, prise au-dessus du Pakistan le 5 septembre 2022, révèle des zones résidentielles inondées après de fortes pluies de mousson dans la province du Baloutchistan qui ont emporté des maisons, des entreprises, des routes et des ponts. Près d'un tiers du Pakistan est sous les eaux après des mois de pluies de mousson record. Au moins 1 300 personnes ont été tuées.

PHOTOGRAPHIE DE Fida HUSSAIN, AFP, Getty Images

Les inondations dévastatrices de cet été, qui ont tué au moins 1 500 personnes, ont été provoquées par des pluies de mousson torrentielles quatre fois plus importantes que la moyenne, et ont suivi une vague de chaleur exceptionnellement forte au début du printemps.

Le Pakistan n’a pas effectué d’investissements majeurs dans les systèmes de prévention des inondations après les inondations extrêmes de 2010. Toutefois, rien n’indique avec certitude que des barrages supplémentaires sur l’Indus, la principale voie navigable du pays, auraient atténué la catastrophe de cette année. « Une partie des inondations dans le sud du Pakistan était due à des pluies excessives dans les mêmes régions, les barrages n’auraient donc pas été d’un grand secours », explique Moetasim Ashfaq, climatologue informaticien au Oakridge National Laboratory, dans le Tennessee.

Néanmoins, selon lui, une partie importante des dégâts causés par ces inondations, qui étaient dues à des précipitations extrêmes dans les régions en amont du bassin de l’Indus, auraient pu être évités si de petits réservoirs de prévention avaient été construits sur certains de ses affluents. « Ces petits réservoirs peuvent être très efficaces pour contrôler les crues soudaines » puisqu’ils offrent au surplus d’eau un endroit où aller.

Ashfaq attire également l’attention sur le rythme des apports d’eau des affluents. Un système contrôlé par l’homme pourrait permettre de réguler les débits : les apports seraient échelonnés, empêchant ainsi les crues soudaines.

 

TROUVER UNE SOLUTION ADAPTÉE AUX ÉVOLUTIONS

Les scientifiques mettent en garde contre le fait que de nombreux barrages existants, construits dans l’objectif de réduire les inondations, suivent des règles de fonctionnement archaïques fondées sur des hypothèses climatiques dépassées. Certains ont par exemple été construits sans déversoirs adéquats pour faire face à des crues extrêmes. Selon les experts, les nouveaux barrages devront être construits en tenant compte de l’augmentation des précipitations à venir.

« Nous devons les concevoir pour les pires scénarios possibles », affirme Auroop Ganguly, professeur d’ingénierie civile et environnementale à la Northeastern University de Boston.

Cependant, l’imprévisibilité du changement climatique fait qu’il est difficile de savoir exactement à quoi ressembleront ces scénarios.

Une étude publiée il y a quelques mois dans la revue Nature Communications a montré que les barrages peuvent, dans certains cas, augmenter le risque d’inondation en modifiant la composition et la structure des lits de rivière situés en aval. L’étude contredit l’idée commune selon laquelle l’eau libérée par les barrages élargirait les canaux de dérivation et réduirait ainsi le risque d’inondation, en arguant que les barrages élimineraient en réalité des particules fines de l’eau et rendraient donc le lit des rivières plus rugueux, ce qui pourrait entraver le débit des rivières et aggraver les inondations.

« Même si les barrages peuvent encore atténuer le pic de la crue, le canal en aval ne peut plus transporter autant d’eau de crue », explique Hongbo Ma, professeur d’ingénierie hydraulique à l’université Tsinghua de Pékin, et auteur principal de l’étude.

La sécheresse prolongée en Europe, qui a vu des fleuves comme la Loire en France, le Rhin en Allemagne et le Pô en Italie se vider brusquement, a eu d’importances conséquences économiques pour la navigation et d’autres activités industrielles. En outre, ce phénomène semble avoir révélé les limites de la capacité des barrages à atténuer les pénuries d’eau, l’Europe étant le continent avec le plus de barrages au monde.

Le changement climatique affaiblissant le courant-jet qui apporte l’humidité de l’Atlantique en Europe, les experts prévoient que les sécheresses deviendront plus fréquentes sur le continent. Selon eux, les périodes de la fin de l’été pourraient être particulièrement intenses en Europe centrale, car les ruissellements en provenance des Alpes qui ne commencent d’habitude à remplir les rivières qu’au printemps, sont susceptibles de se produire plus tôt, en raison de la fonte progressive du manteau neigeux ou de son remplacement par la pluie, tous deux causés par la hausse des températures.

(À lire : Nouveau rapport du GIEC : « C’est maintenant ou jamais ».)

La plus grande centrale hydroélectrique d'Asie du Sud-Est est en cours de construction le long de la rivière Kayan, dans le nord du Kalimantan, en Indonésie.

PHOTOGRAPHIE DE Anton Raharjo, Anadolu Agency, Getty Images

Face à l’évolution des conditions, certains pays européens prévoient de construire de grands réservoirs supplémentaires pour recueillir l’eau pendant l’année et la restituer plus tard, pendant les périodes de sécheresse, afin de soutenir l’industrie et la consommation humaine. Des études ont néanmoins montré qu’une telle approche pourrait entraîner un cycle dans lequel l’augmentation de l’offre d’eau conduirait à une augmentation de la demande, annulant rapidement les avantages initiaux des réservoirs.

« La plupart des scientifiques s’accordent à dire que ces cycles offre-demande, que nous qualifions d’effet rebond, pourraient aggraver l’impact de la sécheresse et du manque d’eau », selon Giuliano Di Baldassarre, professeur d’hydrologie des eaux de surface et d’analyse environnementale à l’université d’Uppsala, en Suède.

 

UNE MAUVAISE ALTERNATIVE ?

Les projets hydroélectriques eux-mêmes sont également menacés par le changement climatique. Une étude réalisée par le WWF en début d’année a révélé que près de deux barrages hydroélectriques prévus dans le monde sur trois se situeront dans des bassins fluviaux présentant des risques très élevés ou extrêmes de sécheresse, d’inondation, ou les deux, d’ici 2050.

En raison de la baisse du niveau des cours d’eau, la production d’hydroélectricité a déjà considérablement diminué dans de nombreuses régions. Pour certains pays, comme la Zambie, qui tire la majeure partie de son énergie de l’hydroélectricité, la diminution de la quantité d’électricité produite peut entraîner des perturbations économiques majeures. C’est précisément ce qu’il s’est produit à la suite d’une sécheresse de dix ans qui a causé une diminution de 40 % de la production.

« Les changements probables dans les coûts et les bénéfices projetés pourraient certainement faire des barrages des options de production [d’électricité] moins compétitives, ou des investissements plus risqués, dans des endroits qui voient les niveaux de risque augmenter », suggère Jeff Opperman, responsable scientifique mondial pour l’eau douce du WWF, et auteur de l’étude du WWF.

Les technologies solaires et éoliennes devenant plus abordables en tant que méthodes de production d’énergie renouvelable, la croissance de l’hydroélectricité devrait se contracter de plus de 20 % au niveau mondial d’ici 2030. Dans de nombreux endroits, comme en Asie du Sud-Est, l’hydroélectricité continue malgré tout de se développer rapidement. Cependant, de nombreux projets financés par l’État ou par le secteur privé dans ces régions du monde ne seraient pas fondés sur des raisonnements économiques solides, et les coûts environnementaux, tels que la perte de pêcheries, sont bien souvent ignorés.

« Ces projets sont souvent motivés par la politique des élites et les pratiques de corruption, et la demande réelle est très faible », explique Brian Eyler, directeur du programme Asie du Sud-Est au Stimson Center de Washington, qui surveille la construction de barrages le long du Mékong.

Aucun combustible n’étant brûlé pendant leur fonctionnement, les barrages sont encore perçus par le plus grand nombre comme une manière propre de produire de l’électricité, mais aussi comme une méthode de stockage d’énergie moins néfaste que les batteries, dont la fabrication nécessite l’extraction de minéraux potentiellement destructeurs.

Leurs détracteurs affirment néanmoins que les bénéfices des barrages en termes d’écologie sont exagérés : les grandes quantités de béton utilisées pour construire les grands barrages ont une énorme empreinte carbone. Mais ce n’est pas tout, puisqu’il est également de plus en plus évident que les émissions de gaz à effet de serre provenant des barrages sont souvent bien plus importantes qu’on ne le pensait, certaines installations pouvant même être comparées à celles qui utilisent des combustibles fossiles. En effet, la végétation inondée en décomposition sous les réservoirs derrière les barrages produit de grandes quantités de méthane, un gaz à effet de serre au moins vingt-cinq fois plus puissant que le dioxyde de carbone.

« Le terme d’hydroélectricité verte est une contradiction, et détourne l’attention que l’on pourrait diriger vers des solutions plus viables dans la lutte contre le changement climatique », selon Winkler.

(À lire : Les énergies renouvelables, une menace pour la biodiversité ?)

 

TRAVAILLER AVEC LA NATURE

Les méga-barrages s’avérant souvent trop coûteux et destructeurs pour l’environnement, de plus en plus de promoteurs pourraient se tourner vers la technologie « au fil de l’eau », dans laquelle l’eau de la rivière s’écoule en continu dans une centrale hydroélectrique, sans réservoir pour la stocker. Ces projets sont généralement perçus comme étant plus respectueux de l’environnement, mais ils ne sont pas flexibles, ne permettant pas de gérer l’eau en fonction des conditions météorologiques.

Un groupe établi dans le Massachusetts, le Low Impact Hydropower Institute, demande à ce que l’hydroélectricité soit ajoutée aux barrages existants aux États-Unis, dont seulement 3 % produisent de l’électricité. « Les barrages peuvent jouer un rôle clé à la fois dans la production d’énergie et dans la conservation de la nature », défend Shannon Ames, directrice exécutive de l’institut. « Quand ils sont construits de manière durable, l’ajout de nouvelles installations hydroélectriques sur un barrage qui existe déjà peut en réalité améliorer l’état de la rivière qui l’entoure. » Repenser certains éléments, tels que le débit de l’eau et la préservation des rivages, pourrait également être inclus dans ce processus.

Certains proposent quant à eux de renoncer complètement aux barrages et de chercher des moyens d’améliorer l’efficacité de l’eau par le biais de solutions naturelles. Selon de nombreux écologistes, la protection des zones humides devrait par exemple être une priorité, car ces écosystèmes agissent comme des éponges naturelles pour les eaux de crue dans un bassin fluvial.

« Nous avons transformé les bassins fluviaux en machines économiques qui ne servent que l’être humain, et non la nature. Cela crée davantage de problèmes, comme les sécheresses et les inondations », affirme Herman Wanningen, fondateur du groupe Dam Removal Europe.

« Nous devons travailler avec la nature, et non plus contre elle. »

Cet article a initialement paru sur le site nationalgeographic.com en langue anglaise.

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