18/09/2013

La science de l'eau

Si l’on s’en tient à la stricte définition d’un dictionnaire, l’hydrologie est la science qui traite des propriétés mécaniques, physiques et chimiques des eaux marines et continentales. D’un point de vue étymologique, l’hydrologie vient du grec Hudòr qui signifie eau et logos qui peut être perçu comme le discours ou plus simplement science.

L’hydrologie serait donc la science de l’eau, rien de moins ni de plus d’ailleurs.

 

Si l’eau ou l’élément liquide ont alimenté les réflexions des hommes depuis l’Antiquité jusqu’à nos jours, ce n’est certainement pas uniquement pour produire un discours rationnel sur cet élément. Source perpétuelle d’imagination et de croyance, objet de culte, aimée ou crainte, l’eau, malgré sa simplicité – deux molécules d’hydrogène et une d’oxygène – n’en reste pas moins l’élément le plus empreint de mystère, emblématique de la vie et de sa prospérité.


L’hydrologie, en tant que discipline scientifique indépendante, n’est âgée que d’une centaine d’années. Elle se situe aujourd’hui au carrefour ou au point de convergence d’une multitude d’autres sciences et techniques. Impossible de la comprendre sans connaître non seulement des disciplines qualifiées de «fondamentales» telles que les mathématiques, la physique, la chimie et la biologie mais aussi d’autres, tout aussi essentielles, telles la géographie, la géologie et la météorologie. Impossible aussi d’en saisir les véritables enjeux, en terme de gestion, sans prendre conscience des questions sociales, juridiques et politiques que pose l’eau à nos sociétés modernes.

L’hydrologie est un peu l’ensemble de tout cela. De même qu’il est difficile de comprendre pourquoi l’homme n’accorde pas plus d’attention à l’eau, il est anormal qu’en ce début de siècle, sur une planète qui compte désormais plus de six milliards d’individus, un sixième d’entre eux n’ait pas d’accès régulier à l’eau potable et près de la moitié ne bénéficient pas de conditions sanitaires décentes.

Les sciences hydrologiques, situées au carrefour de plusieurs disciplines, ont pour mission de comprendre les mécanismes régissant la distribution de l’eau à la surface de la terre ainsi que les propriétés bio-géo-chimiques de l’eau. L’hydrologie étudie donc d’une part les flux d’eau et, d’autre part, les réserves hydriques, qu’elles soient de surface, souterraines ou atmosphérique. A ceci s’ajoute encore l’ensemble des processus permettant les échanges entre les réservoirs. Ainsi, de manière similaire à la définition de l’Organisation des Nations Unies, l’hydrologie est la science de l’eau et de son cycle sur la terre.

Durant longtemps, l’histoire de l’hydrologie a été assimilée à celle de l’hydraulique et plus spécifiquement des ouvrages hydrauliques. L’objectif de cet ouvrage étant essentiellement de décrire et d’expliquer les processus intervenant dans le cycle de l’eau, il nous apparaît pertinent de préciser quelque peu l’origine des premières explications rationnelles du cycle hydrologique. Pour le reste, la littérature est abondante. En toute généralité, on se doit de souligner qu’il est difficile de fixer une date de début à cette science qu’est l’hydrologie. On peut donc plus simplement partir du constat que depuis l’Antiquité, les populations se sont installées le long des rives des fleuves comme le Tigre et l’Euphrate en Mésopotamie, le Nil en Egypte, l’Indus en Inde et le Fleuve jaune en Chine. Si la compréhension du cycle de l’eau n’a pas été une tâche prioritaire des populations de l’Antiquité, il n’en reste pas moins qu’il existait à cette époque un certain niveau de connaissance empirique se traduisant par les ouvrages hydrauliques que l’on connaît encore actuellement comme certains barrages, digues ou encore canaux d’irrigation.

Problèmes actuels

Bien que des efforts importants soient entrepris dans le domaine de la gestion intégrée des eaux, il n’en reste pas moins que l’accroissement de la pression humaine sur l’environnement entraîne un certain nombre d’impacts souvent difficiles à prévoir. L’urbanisation, les pratiques agricoles, l’exploitation des eaux souterraines montrent que l’homme a tout le pouvoir de dénaturer et de modifier le cycle de l’eau. Si notre propos n’est pas de considérer tous les aspects de cette dénaturation, on se doit de souligner que toute modification du cycle de l’eau entraîne un bouleversement allant bien souvent au-delà des implications visibles a priori. Ainsi, le déboisement des surfaces peut entraîner une augmentation du débit pouvant avoir un effet positif mais s’accompagnant aussi de l’accroissement du risque de crues catastrophiques ainsi que du transport de matières par le biais des processus d’érosion.

Cette évolution s’accompagne aussi d’une diminution des précipitations en conséquence d’une baisse de l’évapotranspiration. A l’inverse, le reboisement ou la mise en culture intensive entraînent une augmentation notable de l’évapotranspiration, et par-là même des précipitations continentales dont on sait qu’une grande partie (environ les deux-tiers) provient de l’évaporation des terres émergées. Cette situation entraîne – ou du moins peut entraîner – une augmentation de la lame écoulée. Ce comportement paradoxal souligne bien l’interdépendance des mécanismes impliqués dans le cycle hydrologique mais aussi le fait que le cycle de l’eau constitue un système adaptatif complexe. Cette question du déboisement ou du reboisement des surfaces n’est évidemment pas le seul impact humain et s’inscrit dans un cadre plus vaste des changements d’occupation du sol. Il en va ainsi des modifications des pratiques culturales impliquant par exemple les problèmes liés à la surexploitation des nappes d’eau souterraines pour l’irrigation ainsi que l’augmentation de la pollution des nappes d’eau par l’emploi de produits phytosanitaires.

Crues et inondations

Les dégâts dus aux crues ou aux inondations suite à une insuffisante ou mauvaise gestion sont très importants et entraînent des coûts sociaux et financiers élevés. Le montant des dommages causés par les crues a augmenté de façon exponentielle ces dernières années en fonction du développement social et économique des régions dans lesquelles elles se produisent. Si les crues catastrophiques sont devenues courantes dans certains pays comme l’Inde ou le Bangladesh, il ne faut pas oublier qu’elles frappent également l’Europe et la Suisse en particulier. Les crues de septembre 1987 ont coûté plus de 1,3 milliard de francs suisses tandis qu’à elle seule, la crue de septembre 1993 à Brigue a tué trois personnes et a coûté 650 millions de francs suisses.

En Suisse, le coût des dégâts dus aux intempéries peut être évalué à 228 millions de francs suisses en moyenne par année (moyenne 1972-1996). Au-delà de la stricte question financière des dégâts engendrés par les événements catastrophiques, il ne faut pas oublier que ces derniers entraînent aussi des pertes en vie humaine inacceptables que l’on ne peut bien évidemment pas chiffrer en terme de monnaie. C’est ainsi que l’on compte 53 victimes d’événements extrêmes depuis 1971 (OcCC, 1998).

On retiendra jusqu’ici que les problématiques liées à la gestion des eaux sont de nature diverse et s’appliquent à des échelles variées allant de la parcelle, lorsqu’il s’agit de pratique culturale, à celle du continent ou de la planète, lorsqu’il s’agit d’estimer quelles seront les ressources disponibles pour l’humanité au prochain siècle.

A cette diversité de thèmes et d’échelles, il convient d’ajouter la variabilité des échelles temporelles ainsi que l’importance de percevoir l’ensemble de cette thématique dans une perspective systémique intégrant aussi bien les caractéristiques techniques que les aspects sociaux, économiques et culturels. Il n’est pas bien évidemment de notre ressort de développer ici l’ensemble de cette réflexion mais il est nécessaire de souligner ces interdépendances.

> Pour en savoir plus

Extrait du titre  Hydrologie: une science de la nature

de André Musy et Christophe Higy

Publié aux Presses polytechniques et universitaires romandes

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