La problématique de l’eau au Texas à l’honneur : 2014 Texas Water Summit

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Le 19 mai dernier s’est tenue à Austin le "Sommet sur l’eau du Texas : Assurer notre futur économique" (Texas Water Summit : Securing our Economic Future) organisé par The Academy of Medicine, Engineering & Science in Texas (TAMEST) [1], [2], [3]. TAMEST organise de manière ponctuelle des colloques autour d’une thématique critique concernant le Texas. La problématique de l’eau a une telle importance au Texas qu’elle est pour la seconde fois mise à l’ordre du jour de ces colloques.


Crédits : Drizzd


Selon Andrew Liveris, Directeur exécutif de la compagnie Dow Chemical Co. [4], l’eau est le pétrole du 21ème siècle. Et le Texas, Etat du sud des Etats-Unis, en est très conscient du fait des nombreuses sécheresses auxquelles il a été confronté, comme celle record de l’année 2011. D’ailleurs, dès les années 1960, le Texas a mis en place des plans successifs dédiés à la gestion de l’eau en cas de sécheresse, réévalués tous les 5 ans ; le dernier date de 2012 : 2012 State Water plan [5].

TAMEST, créée en 2004, a bien compris l’importance de cette thématique et dès 2012, elle a organisé un sommet regroupant politiques, industriels et scientifiques afin d’en définir les contours. Cette première édition était consacrée aux défis majeurs pour assurer les ressources en eaux pour les divers besoins des utilisateurs (irrigation, production, élevage, exploitation minière et production électrique). Le sommet de 2014 est dédié aux aspects économiques de la problématique due à l’accroissement de la population et de l’activité industrielle. Des experts scientifiques, des représentants de l’administration juridique, notamment du Texas Water Development Board (TWBD) [6] et des représentants d’entreprises ont discuté de la disponibilité de l’eau, de son utilisation pour l’agriculture et l’industrie ainsi que des solutions pour répondre à la demande.

Disponibilité de l’eau et enjeux économiques

Lors de la conférence, le Dr. Bradfield Lyon, chercheur à l’Institut de la Terre à l’Université Columbia, a rappelé que les ressources en eau disponibles sont fluctuantes et varient en fonction des saisons (température, pluviométrie) mais également des années avec des phénomènes de refroidissement (la Nina) et de réchauffement (el Nino) de la surface de l’océan Pacifique. De plus, les sources d’eau au Texas ne sont pas les mêmes en fonction de la localisation géographique : l’ouest du Texas utilise principalement l’eau souterraine alors que l’est a une plus grosse consommation d’eau de surface. De plus, le changement climatique entraîne une augmentation du stress climatique ; la température moyenne mondiale augmentant, le nombre d’évènements "température extrême" croît également, intensifiant les vagues de chaleur, la sécheresse et l’évaporation de l’eau.

Les bassins de surface de l’ouest du Texas ont déjà vu leur réserve d’eau fortement diminuer, des zones du Rio Grande se sont asséchées et les niveaux d’eau souterraine sont plus bas que la normale. D’après le Dr. Michelsen, directeur du centre de recherche AgriLife, Université Texas A&M, le 2 avril dernier, il y avait près de 25% des systèmes d’eau publique sous surveillance en prévision d’une sécheresse au Texas. Dans les 50 prochaines années, l’utilisation d’eau devrait croître de 22% en raison de la rapide croissance urbaine (il est estimé que la population doublera au Texas sur cette période) alors que les réserves d’eau devraient diminuer de 10% à cause du climat, du pompage excessif et du nombre limité de nouveaux réservoirs.

Actuellement, les coûts totaux pour les besoins en eau du Texas sur la période 2012-2017 sont estimés à 231 milliards de dollars répartis comme suit : 88,9 milliards pour le traitement de l’eau et sa distribution, 81,7 milliards pour la récupération et le traitement des eaux usées, 53,1 milliards pour le 2012 state water plan et 7,46 milliards pour la lutte contre les risques d’inondation. Malgré ces sommes qui paraissent importantes, la Société Américaine d’Ingénierie Civile (American Society of Civil Engineering) a donné le grade D au système américain d’eau, ce qui représente la note la plus basse pour une infrastructure.

Cas de l’agriculture et de l’industrie

Actuellement, l’agriculture représente près de 60% de la consommation totale d’eau au Texas dont 86% provient d’eau souterraine, 11,6% d’eau de surface et 2,4% d’une combinaison des deux. Bien que l’agriculture soit le secteur le plus gourmand en eau, souvent la qualité des eaux utilisées n’est pas propre à une consommation directe. De plus, le secteur agricole a réussi à optimiser sa consommation en eau ; en comparaison avec les années 1970, les fermiers texans produisent en moyenne 62% de plus avec la même quantité d’eau. L’un des éléments clés à cette réussite est l’Alliance pour la Préservation de l’Eau au Texas (Texas Alliance for Water Conservation, TAWC) qui éduque les fermiers sur la façon de réduire leur consommation d’eau, améliorer leur rentabilité, identifier les systèmes d’irrigation et les cultures efficaces.

Au Texas, l’industrie des énergies est très importante et utilise une quantité d’eau conséquente. Par exemple, en 2011, 100 millions de mètres cubes d’eau ont été utilisés pour la fracturation hydraulique au Texas, ce qui représente 0,5% de la consommation totale de l’Etat et ce chiffre est en hausse. Un autre exemple, cité par Dr. Carey King, Institut de l’énergie à l’Université du Texas à Austin, vient de l’utilisation de l’eau pour les tours de refroidissement nécessaires aux centrales thermiques qui utilisent près de 4% de la consommation totale d’eau du Texas.

Après avoir longtemps consommé l’eau sans y prêter attention, les entreprises commencent à avoir une politique de préservation de l’eau. Par exemple, un représentant de Dow Chemical Co. a présenté la politique de la compagnie pour son site de Freeport, Dow Texas Operation. Dow Chemical Co. a diminué sa demande interne de 10% sur le dernier trimestre de 2011 et de 10% supplémentaires pour l’année 2012. De plus, ils ont accru leur capacité de stockage d’eau et, progressivement, ils redéfinissent leur stratégie d’utilisation d’eau en intégrant les changements climatiques. Pour cela, la compagnie a utilisé de multiples méthodes : analyses des données, revue des eaux réutilisées, collecte des idées des employés…

Quelles solutions pour satisfaire la demande ?

Le prix de l’eau est un indicateur de rareté, et le prix de l’eau au Texas est en constante augmentation. Dans ce contexte très tendu, où les besoins en eaux croissent tant pour la consommation individuelle que pour l’agriculture et les différents secteurs industriels, les différents acteurs cherchent des solutions. Le cycle de l’eau a beaucoup évolué ainsi que son traitement et son coût de production qui, en plus du prix de l’eau, inclut les traitements avant utilisation, l’énergie consommée, les produits chimiques utilisés, l’élimination des déchets solides, les équipements, la main d’oeuvre, le transport.

L’une des conclusions que l’on peut retranscrire du 2014 Texas Water Summit est que l’avenir réside soit dans une meilleure gestion de l’eau et tout particulièrement du recyclage de l’eau soit dans l’exploitation de nouvelles sources d’eau telles que les eaux saumâtres ou l’eau de mer. Dans tous les cas, la place de la R&D aura une importance capitale.

Dans le cas de la gestion de l’eau on peut citer par exemple l’amélioration de l’efficacité de l’irrigation et la diminution de moitié de l’irrigation de surface. Ceci passe par la mise en place d’infrastructures automatisées et inter-connectées incorporant par exemple des systèmes pour contrôler l’humidité du sol à partir de données satellites afin de limiter le sur-arrosage. Dans le cas de l’exploitation des gaz de schiste on se tourne vers le recyclage des eaux usées et du flux retour des puits de fracturation même si celui-ci est faible.

Selon le géant General Electrics, les technologies pour réutiliser l’eau existent mais il faut continuer à développer des approches moins coûteuses. Actuellement, les principales techniques de réutilisation d’eaux usées sont d’une part les systèmes à base de membranes ou les technologies avancées en chimie, qui conduisent à 70 à 85% de récupération, et d’autre part l’évaporation thermique ou la cristallisation qui permettent d’obtenir 98% de récupération.

Dans le cas des nouvelles ressources, l’eau saumâtre est la plus prometteuse avec des réserves au Texas abondantes (3,3 Gm3) mais des caractéristiques physico-chimiques encore mal connues. En 2009, la législature du Texas a attribué des fonds pour mettre en place un programme de caractérisation détaillé de l’eau saumâtre (Brackish Ressources Aquifer Characterization System, BRACS) [7]. Ce projet a pour objectif l’étude qualitative, quantitative et géographique des aquifères du Texas. Chaque aquifère est différent et nécessite une analyse spécifique basée sur les données disponibles et l’hydrogéologie locale. Cette base de données contient toutes les informations sur les puits ainsi que leur interprétation, des liens vers des milliers de rapports sur les puits d’eau ou puits géophysiques et des liens vers d’autres bases de données. Une ressource alternative pourrait être l’eau de mer qui est encore plus abondante.

Du fait de l’importance de cette thématique, les plus grandes universités du Texas se penchent sur des solutions. On peut citer par exemple le Water Resources Center de l’Université Texas Tech [8], le Texas Water Resources Institute de l’Université Texas A&M [9], Center for Research in Water Resources de l’Université du Texas à Austin [10]. Toutefois, la solution viendra peut-être d’un autre horizon… Par exemple, à l’Université Rice à Houston, une équipe du département des matériaux a développé un matériau à base de nanotubes de carbone capable d’absorber l’humidité de l’air et de la stocker jusqu’à 80% de son poids sans énergie extérieure [11]. Pour cela le matériau a un côté hydrophile pour se lier aux molécules d’eau et les capturer et un côté hydrophobe pour éviter que l’eau ne passe juste au travers et que le matériau ne se désagrège. Pour récupérer l’eau absorbée, il suffit de presser le matériau qui devient alors réutilisable.

Sources :


- 2014 Texas Water Summit, 19 Mai 2014, Austin - Texas
- [4] Site internet de la compagnie Dow Chemical : http://www.dow.com/
- [5] Site internet du "2012 State Water Plan" : http://www.twdb.state.tx.us/waterplanning/swp/2012/
- [6] Site internet du "Texas Water Development Board" : http://www.twdb.state.tx.us/index.asp
- [7] Page internet du programme BRACS : https://www.twdb.state.tx.us/innovativewater/bracs/index.asp
- [8] Site internet du "Water Resources Center" de l’Université Texas Tech : http://www.depts.ttu.edu/waterresources/
- [9] Site internet du "Texas Water Resources Institute" de l’Université Texas A&M : http://twri.tamu.edu/
- [10] Site internet du "Center for Research in Water Resources" de l’Université du Texas à Austin : http://www.crwr.utexas.edu/
- [11] Article "Nanotube forests drink water from arid air" : http://news.rice.edu/2014/06/11/nanotube-forests-drink-water-from-arid-air-2/

Pour en savoir plus, contacts :


- [1] BE Etats-unis 355 : "La révolution informatique en médecine, ingénierie et science au coeur de la conférence annuelle 2014 de TAMEST" : http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/74915.htm
- [2] Site internet de "TAMEST" : http://www.tamest.org/
- [3] BE Etats-Unis 232 : "L’Académie de Médecine, Ingénierie et Science du Texas - TAMEST" : http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/65631.htm
Code brève
ADIT : 76204

Rédacteurs :


- Maud Bernollin, Attachée Scientifique Adjointe, deputy-phys@ambascience-usa.org ;
- Suivre le secteur Physique, Chimie, Nanotechnologies sur twitter @Fr_US_Nanotechs ;
- Retrouvez toutes nos activités sur http://france-science.org.

Voir en ligne : http://www.bulletins-electroniques….