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Quantifier les usages de l’eau : une clarification terminologique et conceptuelle pour lever les confusions

Martin Calianno, Emmanuel Reynard, Marianne Milano et Arnaud Buchs

Résumés

Cet article met en évidence les confusions existantes relatives aux termes employés dans les travaux sur les usages de l’eau : besoins, demandes, apports, consommation, prélèvements. Nous proposons un cadre terminologique adapté aux enjeux de la quantification de ces termes, nécessaire au suivi de la gestion intégrée des ressources en eau (GIRE). Une revue de la littérature permet d’abord d’identifier les termes synonymes de l’usage de l’eau et leurs diverses interprétations. Ensuite, une proposition de terminologie est élaborée autour du concept du cycle d’usage de l’eau, dont la schématisation permet d’illustrer les particularités de chaque terme. Les résultats montrent que les confusions apparaissent principalement au niveau de l’usage même de l’eau, pour lequel les termes associés (besoin, demande, apport et consommation) sont souvent mobilisés de manière imprécise, voire indifférenciée. Les nuances permettant de distinguer ces notions sont décrites via un schéma général de cycle d’usage de l’eau, dont la demande est le moteur principal. Les particularités propres à certains usages sont ensuite schématisées : approvisionnement en eau potable (AEP), irrigation et usages environnementaux. Cette réflexion a été menée conjointement par un géologue, un géographe, une hydrologue et un économiste, ce qui permet d’entretenir le débat sur la terminologie des usages de l’eau et de proposer un essai de synthèse, tel un préalable nécessaire à toute recherche interdisciplinaire sur les « usages de l’eau ».

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Texte intégral

Introduction

  • 1 Rien qu’à propos de la sécurité hydrique, 418 publications académiques ont été recensées sur la pér (...)

1Des stratégies nationales et locales de gestion intégrée des ressources en eau (GIRE) ont été mises en place depuis plusieurs décennies (Biswas, 2008 ; GWP, 2000) et font encore aujourd’hui l’objet d’une attention particulière, comme en témoignent les Objectifs du millénaire pour le développement actualisés récemment par les Objectifs de développement durable (UNWWAP, 2015). Ces stratégies se focalisent notamment sur les usages de l’eau et la sécurité hydrique, avec pour objet la conciliation des objectifs environnementaux, sociétaux et de décentralisation de la gouvernance1 (Bakker, 2012 ; Bogardi et al., 2012 ; Cook et Bakker, 2012). Des approches orientées sur la demande en eau (Grouillet et al., 2015) viennent ainsi compléter les approches classiques de gouvernance de l’eau centrées sur la gestion des ressources et contribuent ainsi à l’effort d’intégration des volets anthropique et naturel dans la gestion de l’eau.

2Un des maillons essentiels de la GIRE est le monitoring et la quantification de l’état des eaux, pour permettre le suivi du processus de gestion (Agenda 21, 2011). Dans ce cadre, les recherches récentes sur la gestion intégrée de l’eau et la sécurité hydrique offrent un état des lieux du système « Eau » actuel et proposent des scénarios d’évolutions futures possibles de l’offre, de la demande et de leur gestion selon plusieurs scénarios climatiques et anthropiques. Diverses études ont été réalisées à l’échelle globale (Alcamo et al., 2007 ; Pfister et al., 2009 ; Vörösmarty et al., 2010 ; Gosling et Arnell, 2013), à l’échelle nationale (Charlton et Arnell, 2011) et à l’échelle régionale, notamment dans le bassin méditerranéen (Milano et al., 2012, 2013a, b ; Collet et al., 2015 ; Fabre et al., 2015a,b) et dans les Alpes (Beniston et Stoffel, 2013 ; Reynard et al., 2014 ; Leroy, 2015 ; Milano et al., 2015 ; Sauquet et al., 2015).

3L’un des constats récurrents de ces travaux relève le manque de données sur la situation actuelle et passée des utilisations de l’eau. En outre, les informations sont généralement fournies à l’échelle communale et annuelle. Ceci empêche une quantification détaillée des demandes en eau, de leurs variations dans l’espace et dans le temps (Fuhrer et Jasper, 2012 ; Grouillet et al., 2015), ainsi que de leurs variations selon le type d’usage. Pour pallier ce manque de données, les principaux usages peuvent être estimés en utilisant des indicateurs unitaires (par exemple en litres par jour et par habitant), moyennés sur de longues périodes et quantifiés de manière indirecte (Rinaudo, 2013). Toutefois, il apparaît nécessaire d’améliorer les connaissances sur l’utilisation actuelle et passée de l’eau, en tenant compte de la saisonnalité et des variabilités interannuelles (Wada et al., 2011) ainsi que des variabilités spatiales et de la diversité des pratiques individuelles des usagers au sein même de chaque catégorie d’usage. Dans le domaine de la gestion de l’eau, des efforts sont déjà entrepris pour modéliser les demandes en eau en tenant compte de l’évolution de la population (Grouillet et al., 2015) et de la concentration de l’habitat (Vanham et al., 2011).

4Or, avant de quantifier des usages de l’eau, il paraît nécessaire de bien définir ce que l’on souhaite mesurer. À quel moment mesurer l’usage de l’eau : au niveau du prélèvement, de l’utilisation ou des rejets ? Lorsqu’un usager utilise une certaine quantité d’eau, est-ce un prélèvement, une consommation, une demande ou un besoin ? Quantifier l’objet « eau » et ses utilisations demande donc une terminologie qui associe sans ambiguïté les mots utilisés et les quantités à mesurer. Pourtant, les différents champs de recherche s’intéressant à la gestion intégrée de l’eau n’appréhendent pas nécessairement les mêmes objets sous des dénominations pourtant similaires. Ainsi, les termes « consommation », « usage », « prélèvement », « dérivation », « extraction », « utilisation », « approvisionnement » et « demande » s’emploient sans pour autant être clairement définis (Kohli et al., 2012). Prenons l’exemple de la consommation : dans le cas de l’approvisionnement en eau potable (AEP), elle fait parfois référence à une quantité d’eau sortant du système (c’est-à-dire la part d’eau non restituée à l’environnement) ou, le plus souvent, désigne le volume d’eau apporté aux usagers. Outre les problèmes de traduction, ces ambiguïtés sont notamment liées à la pluralité des approches, l’étude des usages de l’eau occupant un domaine au croisement de différentes disciplines (sciences humaines et sociales, sciences naturelles, sciences de l’ingénieur) qui ont leurs terminologies propres. De plus, les usages de l’eau sont traités par des milieux professionnels (presse, politiques publiques) et des acteurs de l’eau (gestionnaires, ONGs) hors de la recherche académique qui adoptent parfois leur propre terminologie. Dans les deux cas, les ambiguïtés et confusions sont bien souvent entretenues par la mobilisation des termes dans des acceptions trop génériques, ce qui génère une certaine confusion sur la signification des chiffres qui leur sont associés (Weissbrodt, 2014). Or lorsqu’il s’agit de prendre des actions concrètes pour la gestion de l’eau, il est indispensable de se mettre d’accord sur les quantités d’eau associées à chaque terme.

5Sur la base de ces constats, cette recherche postule que la quantification des usages de l’eau nécessite un travail en amont afin de clarifier les notions et les termes utilisés. À la suite de plusieurs travaux (Erhard-Cassegrain et Margat, 1983 ; Arbués et al., 2003 ; Kohli et al., 2012 ; Rinaudo, 2013), cet article a pour objectif de proposer une délimitation et une caractérisation des différentes catégories d’analyse pour une clarification terminologique des termes associés aux usages de l’eau. Un second objectif est de mener cette réflexion en intégrant les points de vue de la géographie (au sens large), de l’hydrologie et de l’économie. Cet effort de clarification terminologique et conceptuelle est un préalable nécessaire pour une recherche interdisciplinaire, souvent indispensable pour appréhender la complexité des enjeux liés à l’eau. Pour ce faire, nous avons choisi de partir d’un point de vue hydro-centré, orienté sciences naturelles et gestion, où l’objectif est d’obtenir une évaluation du stress hydrique dans laquelle les ressources en eau disponibles sont mises en regard des usages.

6Dans la première partie de ce texte, une revue critique de la littérature consacrée aux usages de l’eau permet de mettre en évidence la profusion de significations associées à des termes similaires ainsi que les confusions qu’elles induisent. La deuxième partie propose un consensus pour la définition de ces termes dans le cadre de la GIRE, via une articulation autour du schéma de cycle d’usage de l’eau. Enfin, la troisième partie aborde certains cycles d’usage particuliers (approvisionnement en eau potable, irrigation et usages environnementaux) pour faire ressortir les nuances terminologiques qui leur sont associées.

Concepts et termes utilisés pour quantifier les usages de l’eau

7L’objectif de cette première partie est de réaliser un état des lieux des pratiques terminologiques et de mettre en évidence les incohérences et les confusions existantes. Les différents termes associés aux usages de l’eau rencontrés dans la littérature ont été identifiés et classés selon le concept auquel les auteurs renvoient : le prélèvement (du milieu naturel), l’usage (eau employée par l’usager), la consommation (eau ne retournant pas au milieu prélevé), la distribution et le besoin (Tableau 1).

Tableau 1. Échantillon de termes utilisés dans la littérature scientifique pour désigner les notions d’usage, besoin, prélèvement distribution et consommation en eau.

CONCEPTS

Termes utilisés dans la littérature

Auteurs

USAGE

volume d’eau employé par l’usager

 

Consommation [consumption]

Falkenmark et Widstrand, 1992 ; Zhou et al., 2002 ; Arbués et al., 2003 ; Corbella et Pujol, 2009 ; Barraqué et al., 2011 ; Hoekstra et al., 2011 ; Vanham et al., 2011 ; Frieburghaus, 2012 ; Klug et al., 2012 ; Beal et al., 2013 ; Blanc et Schädler, 2013 ; Rinaudo, 2013 ; Reynard et al., 2014

Demande

[demand]

Falkenmark et Widstrand, 1992 ; Zhou et al., 2002 ; Arbués et al., 2003 ; Babel et al., 2007 ; Corbella et Pujol, 2009 ; Hoekstra et al., 2011 ; Vanham et al., 2011 ; Wada et al., 2011 ; Klug et al., 2012 ; Beal et al., 2013 ; Rinaudo, 2013 ; Reynard et al., 2014 ; Grouillet et al., 2015 ; Milano et al., 2015

Demande brute

Wada et al., 2011

Utilisation

Kohli et al., 2012 ; Erhard-Cassegrain et Margat, 1983

Usage [use]

Falkenmark et Widstrand, 1992 ; Babel et al., 2006 ; Corbella et Pujol, 2009 ; Hoekstra et al., 2011 ; Vanham et al., 2011 ; Erhard-Cassegrain et Margat, 1983

Application

Burt et al., 1997 ; Howell, 2003

Demande d’approvisionnement

Erhard-Cassegrain et Margat, 1983

Livraison [delivery]

Templin et al., 1999 ; Frieburghaus, 2012

BESOIN

Besoin [need]

Doorenbos et Pruitt, 1977 ; Erhard-Cassegrain et Margat, 1983 ; Falkenmark et Widstrand, 1992 ; Burt et al., 1997 ; Howell, 2003 ; Bonriposi, 2013 ; Reynard et al., 2014 ; Milano et al., 2015 ; Grouillet et al., 2015

Besoin [requirement]

Templin et al., 1999 ; Allen et al., 1998 ; Hoekstra et al., 2011 ; Fuhrer et Jasper, 2012 ; Grouillet et al., 2015 ; Milano et al., 2015

Besoin théorique

[theorical requirement]

Templin et al., 1999

Usage effectif

[beneficial use]

Burt et al., 1997 ; Howell, 2003

PRÉLÈVEMENT

eau prélevée du milieu

Prélèvement [withdrawal]

Templin et al., 1999 ; Hoekstra et al., 2011 ; Wada et al., 2011 ; Kohli et al., 2012 ; Grouillet et al., 2015

Prélèvement brut

Buchs, 2016

Demande de prélèvement

Erhard-Cassegrain et Margat, 1983

Captage

Frieburghaus, 2012

Eau dérivée

[Diverted water]

Howell, 2003

DISTRIBUTION

eau distribuée via un réseau

Distribution [supply]

Erhard-Cassegrain et Margat, 1983 ; Templin et al., 1999 ; Zhou et al., 2002 ; Barraqué et al., 2011 ; Frieburghaus, 2012 ; Klug et al., 2012

 CONSOMMATION eau ne retournant pas au milieu prélevé

Consommation [consumption]

Burt et al., 1997 ; Buchs, 2016 ; Calianno et al., 2014 ; Givone, 2000 ; Templin et al., 1999 ; Kohli et al., 2012

Usage consommateur [consumptive use]

Burt et al., 1997 ; Templin et al., 1999 ; Kohli et al., 2012

Prélèvement net

Buchs, 2016

Demande nette

Wada et al., 2011

8La lecture du tableau permet de mettre en évidence trois cas de figure : (i) plusieurs concepts renvoient à des termes différents ; c’est le cas pour besoin, prélèvement, consommation et plus particulièrement encore pour l’usage, qui est décrit par neuf termes distincts ; (ii) seul le concept de distribution est associé à un seul et même terme ; (iii) un même terme renvoie à des processus différents ; c’est le cas de la consommation.

9Il en découle une première confusion : les termes de consommation, demande et usage sont utilisés comme synonymes pour désigner l’emploi d’eau par l’homme, alors qu’ils désignent des quantités d’eau différentes dans le cadre de la gestion intégrée de l’eau. La deuxième confusion vient de la différence d’interprétation du terme consommation : soit il réfère à l’utilisation de l’eau, soit il désigne la quantité d’eau non retournée au milieu naturel (ou non réutilisable). En revanche, les termes de besoin et de prélèvement ne semblent pas prêter à confusion puisqu’ils ne couvrent qu’une seule notion. On remarque également l’utilisation des qualificatifs net et brut pour préciser certains termes, lorsqu’un bilan de matière est effectué. Ces compléments rendent difficile l’interprétation des termes à la lecture de différents auteurs.

10Sur la base de ces premiers constats, nous proposons un tour d’horizon plus détaillé des différents termes utilisés par les auteurs pour désigner le besoin en eau, la demande en eau, la quantité d’eau effectivement employée par l’usager et la consommation.

Le besoin en eau

  • 2 La notion de besoin est contingente et relative. Comme en témoigne la définition canonique de l’éco (...)

11En économie, le besoin en eau est défini comme la quantité d’eau qu’un usager demanderait en dehors de toute contrainte physique ou économique pour maximiser son utilité ou sa santé (Zoungrana, 2003)2. Ainsi, le besoin en eau fait référence à un désir, un idéal souvent matérialisé par des normes (Falkenmark et Widstrand, 1992 ; Gleick, 1996 ; Howard et Bartram, 2003). La conception des systèmes d’approvisionnement en eau potable s’appuie notamment sur cette perception d’idéal « standardisé », en définissant le besoin comme une quantité d’eau qui devrait être allouée par habitant et fixée par les pouvoirs publics ou le planificateur. Dans le même ordre d’idée, Barbier et Montginoul (2013) citent la norme française INSEE de 120 m3 pour un foyer de 2 adultes et 2 enfants, fixée comme « consommation annuelle de référence ».

12Dans le cas de l’usage de l’eau pour l’irrigation, le besoin en eau peut se référer au besoin en eau total des plantes pour une croissance optimale : humidité du sol, précipitations et apport supplémentaire en eau par les pratiques d’irrigation (Burt et al., 1997 ; Howell, 2003 ; Wada et al., 2011 ; Bonriposi, 2013) ou au besoin net qui ne concerne que l’eau apportée par l’irrigation. À ce titre, les modèles agronomiques distinguent les besoins en eau d’irrigation et l’évapotranspiration de la plante (Howell, 2003 ; Grouillet et al., 2015). Cette dernière est une approximation couramment utilisée pour estimer le besoin en eau total des plantes (Allen et al., 1998). Ces exemples montrent que le besoin est une notion contingente, relative et d’ordre abstrait, qui ne peut être associée à une quantité d’eau tangible et mesurable : pour l’eau potable, le besoin est matérialisé par des normes alors que pour l’irrigation, il est matérialisé par des modèles empiriques.

La demande en eau

13D’un point de vue économique, la demande associe une quantité (volume) à un prix (Montginoul, 1998). Dans une acception plus générique, la demande peut être définie comme le volume d’eau requis par les usagers pour satisfaire leurs besoins (Wada et al., 2011), ou en d’autres termes, la matérialisation des besoins en eau exprimés par les usagers (Erhard-Cassegrain et Margat, 1983). Elle est représentée par une fonction statistique dépendant de diverses contraintes notamment physiques, économiques ou sociales. Ce n’est donc pas un volume tangible, qui est mesurable au niveau de l’usager, mais une estimation de la requête en eau de l’usager, qui est confrontée à l’offre en eau, elle-même soumise à des contraintes : quantité, qualité, prix et modalités techniques pour que l’offre soit réellement disponible.

14En hydrologie, la demande en eau est une valeur que l’on cherche à déterminer pour permettre une estimation des volumes d’eau effectivement utilisés dans le bassin versant afin d’évaluer le stress hydrique sur un territoire donné (Fuhrer et Jasper, 2012 ; Milano et al., 2012 ; Collet et al., 2015).

La quantité d’eau effectivement employée par l’usager

15Comme le montre le tableau 1, l’usage est la notion qui suscite le plus d’interprétations distinctes. Dans le dictionnaire de la commission de terminologie du Comité national français des sciences hydrologiques, Margat et Cottez (1995) distinguent deux notions relatives à l’emploi d’eau : premièrement, l’usage de l’eau en tant que concept technique, c’est-à-dire l’action d’appliquer des fonctions de l’eau pour obtenir un effet voulu : « ce qu’on en fait, comment on la modifie » ; deuxièmement, l’utilisation de l’eau en tant que concept économique, c’est-à-dire l’objectif visé par l’usage : « pour quoi est-elle utile ». La Directive-cadre européenne sur l’eau (Directive 2000/60/CE modifiée par la Directive 2008/32/CE) définit quant à elle l’utilisation de l’eau comme « les services liés à l’utilisation de l’eau ainsi que toute autre activité (…) susceptible d’influer de manière sensible sur l’état des eaux ».

La consommation

16En économie, la réalisation de la demande à un moment donné est classiquement considérée comme étant une consommation (l’eau est effectivement utilisée). Pour tous les biens et services, l’acte de consommation se décline de deux manières : d’une part, la consommation finale (la consommation vise directement la satisfaction d’un besoin) ; d’autre part, la consommation intermédiaire (le bien ou le service vise la production d’un autre bien ou service) (Beitone et al., 1995). Pour l’eau, cette déclinaison peut être spécifiée de la manière suivante : lorsque l’eau est utilisée en tant que telle on parle de consommation finale (c’est le cas par exemple de l’eau de boisson) ; lorsque l’eau est utilisée de manière à être un facteur de production d’un autre bien, on parle de consommation intermédiaire (c’est le cas lorsque l’eau fait partie des intrants d’un processus industriel ou agricole). Dans les deux cas, il y a altération et/ou disparition (ne serait-ce que temporairement et/ou géographiquement) du bien « eau ».

17Dans le cas de l’eau potable, l’Office fédéral suisse de la statistique (OFS, 2016) définit la consommation comme « la quantité d’eau fournie par les services communaux des eaux aux ménages, à l’industrie et à l’artisanat. Sont aussi prises en compte les fontaines publiques et les pertes dues à des fuites ». Dans leur étude sur l’eau domestique, Barbier et Montginoul (2013) utilisent également ce terme pour désigner la quantité d’eau utilisée : « selon les dernières données du Commissariat général au développement durable, un Français consommait en moyenne 151 litres d’eau par jour en 2008 (…) ». Dès lors, il apparaît que les quantités d’eau potable employées par les usagers sont fréquemment associées au terme de consommation. C’est le cas à la fois dans les médias, pour les gestionnaires (Freiburghaus, 2012), sur les factures d’eau des opérateurs et dans la littérature scientifique (Falkenmark et Widstrand, 1992 ; Corbella et Pujol, 2009 ; Barraqué et al., 2011 ; Blanc et Schädler, 2013 ; Montginoul, 2013 ; Reynard et al., 2014).

18En hydrologie, le terme de consommation renvoie lui aussi à la notion de disparition, d’altération ; par contre il ne renvoie pas au bien produit, mais à la quantité d’eau elle-même, en tant qu’élément rendu indisponible pour le cycle de l’eau dit naturel. C’est donc le milieu naturel qui sert de système de référence : si l’eau sort du système et n’est plus disponible pour le cycle de l’eau, il y a consommation, c’est-à-dire perte nette pour le système. L’emploi effectif d’eau par l’usager sera donc généralement décrit en hydrologie par le terme d’usage ou de demande en eau, ce qui porte à confusion par rapport à la terminologie en économie. Afin de décrire d’une autre manière la demande en eau potable en fonction de sa restitution au milieu naturel, certains auteurs raisonnent en termes de caractère net ou brut. Par exemple, Wada et al. (2011) et Buchs (2016) parlent de demande brute pour décrire l’entièreté de l’eau requise par les usagers ( = la consommation des économistes) et de demande nette pour désigner la part de la demande brute qui est non restituée au milieu ( = la consommation des hydrologues). Selon Kohli et al. (2012), une consommation entraîne une diminution importante de la qualité ou de la quantité de l’eau restituée. La consommation renvoie dans ce cas à une sortie quantitative du système et/ou une altération qualitative. Une contamination diminue les fonctions potentielles de l’eau qui, même en étant restituée dans le même système, ne peut plus satisfaire certains autres usagers.

19La variabilité terminologique dépend également du type d’usage. Les usages liés à l’eau potable se retrouvent aussi sous plusieurs termes différents : le besoin en eau urbain (Milano et al., 2015), la demande en eau urbaine (Grouillet et al., 2015) ou encore la livraison d’eau publique [public water delivery] (Templin et al., 1999). Dans le cas de l’irrigation, la plante n’est pas un usager à proprement parler ; l’expression de la demande est formulée par l’irrigant selon les conditions climatiques et les stratégies socio-économiques (par exemple l’application d’un stress hydrique pour favoriser la formation de sucres ou bien encore dépendant du prix de l’eau) qui lui sont propres. Wada et al. (2011) parlent ainsi de demande en eau nette et Howell (2003) d’application d’eau à la plante pour désigner la quantité d’eau apportée aux cultures tandis qu’Allen et al. (1998), Templin et al. (1999) et Fuhrer et Jasper (2012) utilisent la dénomination de besoin d’irrigation [irrigation requirement] pour désigner la part d’eau qui devrait être demandée par l’irrigant s’il souhaite une croissance optimale de ses cultures. Erhard-Cassegrain et Margat (1983) parlent dans ce cas de demandes agricoles.

20Cette analyse terminologique a montré que la multitude de termes rencontrés pour désigner l’emploi d’eau (besoin, demande, usage) et les différences d’interprétation du terme consommation amènent de la confusion et nécessitent une clarification des catégories liées à l’usage de l’eau.

Clarification et articulation des notions via le cycle d’usage de l’eau

21Dans cette partie, nous proposons des définitions concises et applicables aux différents usages. Les termes portant à confusion sont repris et classés autour de schémas conceptuels ordonnant les notions suivant une logique systémique et dynamique : le cycle d’usage de l’eau. Nous redéfinissons d’abord la notion d’usage, puis nous décrivons un cas simple (le cycle d’usage ex-situ), avant de présenter trois cas d’usages particuliers : l’approvisionnement en eau potable (AEP), l’irrigation et les usages environnementaux.

La notion d’usage de l’eau

22Comme indiqué précédemment, Erhard-Cassegrain et Margat (1983) différencient l’usage de l’eau comme l’acte de mise en application des fonctions de l’eau pour obtenir un effet voulu (remplir un objectif, satisfaire des besoins) et l’utilisation de l’eau, qui se définit par rapport aux objectifs visés. Par exemple, l’acte d’abreuvement (usage) permet de remplir un objectif pour l’alimentation humaine et donc une utilité domestique (utilisation). L’usage n’est ainsi pas vu comme une quantité d’eau, mais selon la nature de l’action de l’on souhaite accomplir, ce qui permet de le classer en catégories. Dans cet article, nous adoptons une vision simplifiée, sans faire de distinction entre usage et utilisation. Nous parlons de l’usage comme une catégorie d’emploi d’eau, classée selon l’objectif voulu. L’irrigation, l’abreuvement d’élevages, l’usage domestique, municipal et commercial, la production industrielle, de neige artificielle ou d’hydroélectricité sont ainsi des usages de l’eau. Des usages associés à des fonctions particulières de l’eau peuvent également être considérés, tels que la fonction de support pour la navigation, l’extraction de graviers ou les loisirs aquatiques, de milieu vital pour les espèces (usage « environnemental »), de transformation géomorphologique des paysages ou encore de support à un paysage (Reynard, 2000a ; Reynard et al., 2001 ; Bonriposi, 2013 ; Musy et al., 2014). Nous retrouvons donc la distinction proposée par Puech et Boisson (1995) entre « eau ressource » (ressource d’allocation pour la satisfaction de besoins) et « eau milieu » (milieu de vie, fournissant des services, également pour les êtres humains), distinction qui renvoie plus fondamentalement à une évolution de l’articulation société/eau en faveur d’une approche où l’hydrosystème n’est plus considéré comme déconnecté de la sphère sociale des usages (Ghiotti, 2007).

23En outre, nous distinguons les usages ex-situ [off-stream], qui détournent l’eau du milieu naturel et dans lesquels les actions de prélèvement et de restitution sont séparées dans l’espace et dans le temps, des usages in-situ [in-stream], qui ne détournent pas l’eau du milieu naturel, mais utilisent sur place certaines fonctions de l’eau (Reynard, 2000b ; Kohli et al., 2012).

Le concept de cycle d’usage

24Pour représenter le cycle d’usage de l’eau ex-situ, les transferts d’eau associés à un usage sont représentés à l’aide de diagrammes de flux, depuis le prélèvement jusqu’à la restitution, suivant le modèle d’Erhard-Cassegrain et Margat (1983). Ces schémas de flux représentent ce que nous appelons le « cycle technique » de l’usage de l’eau, schématisant par des flèches les infrastructures où transitent les volumes d’eau (Figure 1). Deux entités sont également distinguées : le système de ressources, c’est-à-dire les réserves d’eau disponible d’un point de vue technique et économique dans le milieu naturel (qui est une part du cycle de l’eau) et le système d’usages, parfois appelé petit cycle de l’eau (ONEMA, 2017), qui prélève dans le système de ressource pour acheminer l’eau jusqu’à l’usager et au-delà.

Figure 1. Étapes du cycle d’usage de l’eau (cas général d’un usage ex-situ).

Figure 1. Étapes du cycle d’usage de l’eau (cas général d’un usage ex-situ).

25Nous ajoutons, dans ces diagrammes, les relations de cause à effet exercées par les besoins et les demandes en eau sur le cycle technique, ces termes étant considérés comme externes à ce cycle. Nous distinguons ainsi les notions « tangibles » et « mesurables » associées au système d’infrastructure (prélèvements, réalisation de la demande, consommations, restitutions) aux notions « abstraites » associées à l’élément déclencheur de l’usage de l’eau (besoin et demande). La demande en eau est néanmoins la notion centrale du raisonnement, le moteur du cycle d’usage. En concrétisant le besoin, elle actionne le cycle technique, sans pour autant être une quantité d’eau que l’on peut mesurer à divers endroits de son infrastructure (au captage, dans les réservoirs [variations de hauteur d’eau], dans les canalisations, etc.).

26Cette méthode permet de décrire et recadrer la terminologie des usages de l’eau suivant une représentation systémique (via des entités organisées suivant des liens d’interaction) et dynamique (les quantités d’eau évoluant dans le temps et dans l’espace au cours du cycle). Les termes utilisés pour chaque étape du cycle d’usage de l’eau sont ainsi spécifiques à ces étapes et aux quantités correspondantes. L’objectif de cette représentation sous forme de cycle est aussi de séparer les notions théoriques des notions matérielles et mesurables. La définition de systèmes permet en outre d’éviter des termes composés de qualificatifs « net » ou « brut », portant à confusion.

Les notions d’ordre immatériel, hors du système technique d’infrastructure

27Nous retenons la définition d’Erhard-Cassegrain et Margat (1983), qui désignent les besoins comme les volumes d’eau théoriquement nécessaires aux différents usages correspondant à l’entretien des activités humaines ainsi qu’au fonctionnement des processus naturels. Ils renvoient donc à la nécessité de remplir l’objectif prévu par l’usage de l’eau et sont contingents au contexte propre à l’usager : enjeux économiques, environnementaux, politiques, réglementaires, culturels. Le besoin est ainsi une notion relative, contingente, abstraite, indéfinie et donc difficile à quantifier de manière objective. Au mieux les notions de demande et de besoin peuvent-elles être approchées par des enquêtes auprès des usagers, par des analyses qualitatives multicritères ou via la méthode de « préférence révélée » visant à apprécier la valeur économique accordée à tel ou tel service lié à l’eau et à l’environnement en général (Amigues, 2012).

28La demande est l’expression du besoin par les usagers. En d’autres termes, elle est la requête d’une quantité d’eau souhaitée pour réaliser l’usage. La demande est une notion plus concrète que le besoin, car elle se traduit par une action réelle de l’usager (sa requête) produisant un effet direct sur le cycle d’usage de l’eau. On peut la voir comme un « stimulus » sur l’infrastructure technique : c’est le moteur central du cycle d’usage de l’eau. Néanmoins, la demande ne correspond pas toujours à un volume d’eau concret et mesurable, car il arrive que celle-ci ne soit pas satisfaite. Cette situation se produit lorsque l’offre n’est pas suffisante ou en raison de contraintes techniques : l’usager ne reçoit pas la quantité d’eau souhaitée (pénurie d’eau ou intermittence de service par exemple). Ceci marque la différence entre la demande (le souhait, non mesurable physiquement) et l’apport, c’est-à-dire l’eau livrée en entrée de l’usage qui sera effectivement utilisée, en partie ou en totalité, pour mettre en œuvre l’usage et donc mesurable au niveau du compteur d’eau. Par exemple, dans le cas de l’eau potable, la demande est estimée par une moyenne des apports en période de ressources en eau suffisantes. On peut comparer la demande liée à l’action d’ouvrir le robinet. C’est un stimulus de la part de l’usager, mais qui ne se traduit pas nécessairement par une quantité d’eau coulant du robinet. 


29Nous considérons que la demande est un terme spécifiquement anthropique, c’est-à-dire qu’elle est formulée par l’homme, en tant qu’usager. Dans le cas d’usages de l’eau non anthropiques (par exemple les usages environnementaux), même si les plantes et les animaux ont un certain besoin en eau, ils ne formulent pas de demande. C’est un représentant humain qui, dans certains cas, la formulera à leur place, basée sur une évaluation de leurs besoins. Les actions des associations de pêcheurs ou des ONG environnementales pour garantir des débits résiduels minimaux dans les rivières sont une façon de formuler cette demande que les organismes vivants ne peuvent formuler eux-mêmes. Pour les besoins en eau des plantes en agriculture, la demande en eau d’irrigation est formulée par l’irrigant.

La partie technique du cycle (mesurable)

30La première étape mesurable d’un cycle d’usage ex-situ de l’eau est le prélèvement. Ce sont les quantités d’eau extraites de l’environnement naturel dans le but de les utiliser. Les prélèvements sont définis en référence à un système de ressources particulier (tête de bassin versant, bassin versant régional, aquifère souterrain, lac, etc. ; Musy et al., 2014). Cette notion renvoie à celle de détournement plus ou moins étendu dans le temps et dans l’espace. En effet, la restitution dans le même système de ressource doit avoir lieu, sinon il y a consommation (Buchs, 2016). La restitution d’eau dans un type de milieu différent de celui où elle a été prélevée (eau souterraine, rivière) peut aussi être considérée comme une consommation. Par exemple, lors de transferts interbassins, il y a, du point de vue du bassin émetteur, une sortie nette qui pourrait s’apparenter à une consommation. Nous préférons cependant distinguer le transfert de la consommation et circonscrire ce dernier terme à l’effet d’un usage sur un hydrosystème dans son ensemble.

31Lorsqu’il y a un agent intermédiaire entre l’usager et le système de ressources, la distribution représente la quantité d’eau injectée dans un réseau d’eau ex-situ et envoyée à destination des usagers finaux. Elle constitue le transfert d’eau depuis le prélèvement jusqu’au lieu d’utilisation de l’eau. La distribution représente toujours un volume moins important que les prélèvements, car des pertes se produisent au cours du transport de l’eau dans les réseaux, durant les traitements éventuels (potabilisation) ou les stockages (fuites de réservoirs, évaporation) et parce qu’une certaine quantité d’eau est également nécessaire à l’entretien des infrastructures (nettoyages, purges).

32L’apport en eau est la matérialisation de la demande en un volume d’eau ; c’est la réponse au stimulus exercé par la demande. Autrement dit, ce sont les quantités d’eau arrivant à destination de l’usager et effectivement utilisées par celui-ci. L’apport représente donc un volume directement observable et quantifiable. Dans le cas d’usages ex-situ, l’apport peut être mesuré de manière directe en entrée de l’usage, par exemple via le compteur d’eau. Il correspond aux prélèvements, soustraits des pertes se produisant jusqu’à l’arrivée au niveau de l’usager. En période de ressource en eau suffisante, les apports mesurés constituent les données utilisées pour évaluer la demande en eau, car on estime que la demande en eau exprimée a pu être satisfaite. Les apports sont dans ce cas considérés égaux à la demande.

33Dans la suite du cycle d’usage s’opère la consommation, qui est le déficit quantitatif entre les entrées et les sorties d’un système de ressources précis pour une période donnée. C’est la quantité d’eau qui n’est pas restituée au milieu naturel dans lequel a eu lieu le prélèvement et qui disparaît donc de ce dernier (Calianno et al., 2014). Puisque notre objectif est la quantification volumique, nous ne considérons pas ici les dégradations de la qualité de l’eau comme une consommation. Par exemple, la consommation domestique en eau potable sera la différence entre le volume d’eau arrivant par les robinets des ménages (l’apport) et les rejets d’eau usée. Dans ce cas, la consommation sera essentiellement l’eau évaporée et une partie de l’eau bue ou incorporée dans les aliments cuisinés sur place. Enfin, la restitution est la quantité d’eau retournant au milieu naturel, soit avant l’usage (pertes de distribution et de stockage), soit après l’usage (rejets).

34Chaque notion du cycle d’usage ex-situ représente ainsi une quantité différente d’eau suivant la position dans le cycle (au fur et à mesure des pertes), se déroule à des instants différents (temps de parcours et de stockage dans l’infrastructure technique) et dans des lieux précis (des prélèvements jusqu’aux rejets). Une synthèse des termes redéfinis dans cette section est présentée dans le tableau 2.

Tableau 2. Définition des termes retenus dans cet article pour décrire le cycle d’usage de l’eau, dans l’ordre suivant : usage (terme le plus générique), besoin et demande (notions immatérielles), prélèvement, distribution, apport, consommation et restitution (étapes du cycle technique).

Termes retenus dans cet article

Définition

USAGE

Catégorie d’utilisation de l’eau Objectifs visés lors de l’emploi de l’eau par l’usager :

- usage domestique

- irrigation

- production d’énergie

- support de loisir

- milieu vital

-…

Usage ex-situ : si l’eau est détournée du milieu naturel Usage in-situ : si l’usage a lieu sur place, grâce aux services liés à l’eau

BESOIN

Volume d’eau théorique et contingent considéré comme nécessaire pour la satisfaction d’un usage, indépendamment de toute contrainte physique, technique ou économique (en économie standard, volume considéré comme nécessaire pour « maximiser l’utilité » d’un usager).

DEMANDE

Expression du besoin en eau matérialisée par la requête d’un volume d’eau souhaité par l’usager.
- En économie standard, cette requête est représentée par la fonction de demande qui associe une quantité (volume) à un prix.
- En hydrologie et pour les approches en économie appliquée, la demande ne représente pas un volume d’eau matériel, mais constitue le stimulus qui actionne le cycle d’usage (petit cycle de l’eau).

PRÉLÈVEMENT

Volume d’eau extrait du milieu naturel dans le but d’être utilisé

DISTRIBUTION

Volume d’eau distribué aux usagers via un réseau

APPORT

Volume d’eau concrètement utilisé par l’usager, acheminé jusqu’à lui dans le cas d’un usage ex-situ

CONSOMMATION

Volume d’eau ne retournant pas au milieu de prélèvement (au moins temporairement) et/ou de manière altérée

RESTITUTION

Volume d’eau retournant au milieu prélevé

Précision des termes du cycle suivant les particularités propres à chaque usage

35Après avoir structuré la terminologie du cycle d’usage de l’eau autour du cas général d’un usage ex-situ, nous déclinons maintenant ces définitions en rajoutant les particularités et les termes propres à trois cas spécifiques d’usages de l’eau : les usages liés à l’approvisionnement en eau potable, l’irrigation et l’usage environnemental. De plus, chaque schéma de l’infrastructure technique de ces usages précise les notions qui sont techniquement mesurables.

Les cycles des usages de l’eau potable et d’irrigation

36L’approvisionnement en eau potable (AEP) n’est pas un usage en soi, mais plutôt un ensemble d’infrastructures et de pratiques visant à garantir la distribution d’eau potable vers ses divers lieux d’usage. Un organisme distributeur (collectivité publique, régie des eaux, distributeur privé) livre l’eau demandée par ses clients et ces derniers mettent en application les fonctions de l’eau (ménages, industries, services publics, commerces), c’est-à-dire, en font l’usage (Figure 2). C’est pourquoi nous parlons du cycle des usages de l’AEP, au pluriel.

Figure 2. Étapes du cycle d’usage de l’eau (cas de l’approvisionnement en eau potable).

Figure 2. Étapes du cycle d’usage de l’eau (cas de l’approvisionnement en eau potable).

37Le cycle d’usage de l’eau d’irrigation (Figure 3) est similaire à celui de l’AEP dans ces premières étapes (du prélèvement à l’apport), dans la mesure où il est fréquemment conçu en réseau. Par contre, il n’y a qu’un type d’usager : l’irrigant.

Figure 3. Étapes du cycle d’usage de l’eau pour l’irrigation.

Figure 3. Étapes du cycle d’usage de l’eau pour l’irrigation.

38D’un point de vue du cycle « technique » de l’AEP et de l’irrigation, la première étape est l’adduction, qui est le transport de l’eau entre le lieu de prélèvement et le lieu de stockage (et, si nécessaire, de potabilisation) avant distribution aux usagers. Suite aux pertes se produisant durant les transferts et traitements, la quantité d’eau au niveau de l’adduction sera inférieure aux prélèvements et supérieure à la distribution.

39La distribution est la quantité d’eau (potable ou d’irrigation) sortant des réservoirs de l’organisme distributeur à destination des usagers. Les indicateurs de performance permettent de rendre compte de la qualité d’un réseau donné. Ainsi en France, l’ONEMA estime qu’en moyenne un quart de l’eau potable distribuée est perdue (Renaud et al., 2014).

40Pour le cas de l’AEP, la demande représente l’expression du besoin des clients-usagers de l’organisme distributeur, c’est-à-dire la somme des requêtes d’eau de l’ensemble des usagers reliés au réseau d’eau potable ou exprimée aux opérateurs non-conventionnels (citernes par exemple). Les apports désignent quant à eux les volumes d’eau effectivement livrés aux usagers et mis en œuvre pour atteindre les objectifs de l’usage. Dans le cas d’un réseau, ce sont les compteurs d’eau (collectifs ou individuels) placés au niveau du branchement qui vont mesurer cette quantité. Lorsqu’il n’y a pas de compteurs, il est difficile de quantifier l’eau apportée à l’usager. Elle peut être estimée via les mesures de prélèvement ou de distribution, auxquelles est soustraite une estimation des pertes du réseau.

41D’après ces étapes et suivant l’usager auquel est destinée l’eau potable, quatre types de quantités peuvent alors être différenciées :

  • la distribution totale est le volume d’eau potable injecté dans le réseau à destination de l’ensemble des usagers ;

  • la distribution sectorielle est la part de la distribution totale destinée à une catégorie particulière d’usage (clients privés, industries, services publics, etc.) ;

  • l’apport total représente la quantité d’eau effectivement livrée et utilisée par l’ensemble des usagers (elle correspond à la distribution totale moins les fuites et les pertes) ;

  • l’apport sectoriel est la quantité d’eau effectivement livrée et utilisée par un groupe particulier d’usagers.

42En agriculture, les plantes utilisent pour leur développement l’eau des précipitations dont une fraction a atteint le sol par ruissellement et percolation vers les nappes souterraines (eau bleue) et l’autre fraction a contribué à l’humidité du sol (eau verte) favorisant l’évaporation ou la transpiration des plantes (Falkenmark, 1995 ; 2003 ; Hoekstra et al., 2011). Le besoin en eau des plantes est la quantité d’eau théorique jugée nécessaire à la croissance des plantes. Dans le cas d’une agriculture irriguée, le besoin des plantes représente les quantités d’eau estimées utiles à la croissance des cultures pour obtenir un rendement optimal (le calcul est fait sans contrainte de disponibilité des ressources). Dans notre cas de cycle d’usage de l’eau pour l’irrigation, le besoin en eau des plantes est jugé équivalent à la hauteur d’eau nécessaire pour compenser les pertes d’eau par évapotranspiration d’une culture dans des conditions hydrométéorologiques (ensoleillement, vent, hygrométrie) et pédologiques idéales (Doorenbos et Pruitt, 1977). Le minimum correspond à la nécessité de survie des plantes ; le maximum correspond à un optimum lié à des objectifs de rendement de production (Erhard-Cassegrain et Margat, 1983). On retrouve donc cette notion abstraite d’idéalité, de nécessité, dans la définition du besoin. C’est en quelque sorte le besoin de productivité de l’homme transposé à la plante, qui sans les besoins de rendement de l’irrigant n’aurait pas vocation à croître de manière « optimale ».

  • 3 Par exemple, les quantités d’eau mobilisées pour le nettoyage des sols dans les serres d’Almeria (p (...)

43Considérant que la plante ne peut pas exprimer ses besoins et que l’on ne peut donc pas lui attribuer de demande, le cycle d’usage pour l’eau d’irrigation que nous décrivons est centré sur l’irrigant. Lorsqu’il y a irrigation, l’usager irrigant effectue cette demande d’irrigation, avec comme but de satisfaire les besoins en eau de la plante, qu’il estimera en fonction du rendement recherché. Il peut également prendre en compte d’autres conséquences de l’irrigation, telles que la gestion de la salinité des sols (Howell, 2003), la lutte contre le gel, la germination, le refroidissement des cultures (Burt et al., 1997), ou encore les usages divers d’entretien de l’unité de production (Calianno et al., 2014)3. De plus, il faut inclure dans la demande toutes les pertes se produisant durant le procédé d’irrigation lui-même (arrosage hors de la parcelle visée à cause du vent, ruissellement hors champ, évaporation, fuites de conduites). Voilà pourquoi nous ne parlons pas de demande en eau des plantes, mais de demande d’irrigation.

44L’apport d’irrigation est la quantité d’eau effectivement allouée à l’irrigant et utilisée par ce dernier pour l’irrigation, mesurable en entrée de l’usage.

45L’irrigation effective est la part de l’apport en eau d’irrigation qui profite à la plante. Cette quantité est soit directement utilisée par la plante, soit stockée dans la réserve utile du sol et utilisée plus tard. Dans le cas d’une agriculture irriguée, le besoin en eau des plantes est estimé comme étant cette part d’eau d’irrigation, ajoutée à l’eau verte et l’eau de pluie déjà disponible et utilisable. Les pertes se produisant sur la parcelle irriguée sont liées à l’efficacité de la méthode employée (par submersion, ruissellement, aspersion, goutte à goutte) et forment l’écart entre l’apport d’irrigation et l’irrigation effective (ICID, 2002). En référence à cette efficacité durant l’irrigation, la notion d’efficience du système d’irrigation est souvent employée (Burt et al., 1997 ; Howell, 2003 ; Fuhrer et Jasper, 2012).

46Une fois l’eau d’irrigation appliquée aux cultures, le cycle d’usage continue avec les diverses consommations constituées des pertes par évaporation ou par incorporation par la plante, ne retournant pas au système choisi comme référence. Une autre manière de définir la consommation est de considérer qu’elle se produit lorsque l’eau, une fois restituée au milieu naturel, n’est pas réutilisable par l’usager irrigant ou la plante (Burt et al., 1997). Cette situation se produit lorsqu’il y a détérioration des propriétés de l’eau nécessaires à l’usage ; on parle alors de consommation qualitative (Erhard-Cassegrain et Margat, 1983).

Le cycle des usages environnementaux de l’eau

47La grande majorité des usages environnementaux de l’eau se déroulent in-situ, dans les eaux de surface (lacs, rivières) ou souterraines. Ils se retrouvent donc en concurrence avec d’autres usages anthropiques in-situ, comme la pêche, la navigation, la baignade, les sports nautiques, le thermalisme et la production hydroélectrique au fil de l’eau, et les usages ex-situ, qui dérivent les eaux du milieu naturel. Dans les lignes qui suivent, nous nous penchons spécifiquement sur les usages environnementaux (faune et végétation) et les besoins qui leur sont associés. Notre approche est anthropocentrée, puisque nous considérons les usages environnementaux comme une catégorie d’usage de l’eau, au même titre que les usages des humains.

48L’usage environnemental se traduit par un cycle faisant apparaître une quantité d’eau minimale qu’il convient de maintenir dans le système concerné (débits d’une rivière, hauteur d’eau d’un lac), suite aux prélèvements effectués par les usages ex-situ, afin de conserver la qualité de la biodiversité aquatique. Ces valeurs correspondent dans notre terminologie à un besoin en eau.

49Les écosystèmes, la faune et la flore ne peuvent toutefois pas formuler directement une demande : ici encore, elle est évaluée de manière indirecte par l’homme sous la forme de débits minimaux ou de valeurs qualitatives particulières. Ces quantités d’eau minimales peuvent par ailleurs être inscrites dans la loi, ce qui leur donne un caractère normatif. Dans ce contexte, différentes visions de conservation de l’environnement s’affrontent et la fixation de débits résiduels convenables doit fréquemment tenir compte d’intérêts opposés : d’une part, les intérêts de l’économie et de l’approvisionnement en énergie, d’autre part les intérêts de la protection de l’environnement (OFEFP, 2000 ; Fernandez et Trottier, 2012).

Figure 4. Étapes du cycle d’usage environnemental de l’eau.

Figure 4. Étapes du cycle d’usage environnemental de l’eau.

50Différentes quantités peuvent être distinguées (Figure 4). Les besoins des écosystèmes (usage environnemental) sont exprimés sous la forme de demandes par des « représentants » (scientifiques, pêcheurs, organisations environnementales, législateurs, etc.) sous la forme de débits minimaux à respecter :

  • Le débit résiduel est le débit d’un cours d’eau qui subsiste après un ou plusieurs prélèvements. C’est une notion quantifiable et mesurable. Ce débit, qui peut être nul dans certains cas, représente la quantité d’eau restante, disponible pour les usages in-situ.

  • Le débit résiduel convenable est le débit nécessaire à la protection de la diversité des écosystèmes aquatiques qui dépendent des cours d’eau, à la conservation des populations de poissons indigènes et à leur reproduction, et à la préservation de la diversité des paysages (OFEFP, 2000). Les termes « convenable » et « nécessaire » font référence à un jugement de valeur que porte la société en évaluant les besoins environnementaux. Il est représenté par le nuage « besoins écosystèmes » sur la Figure 4.

  • Le débit résiduel minimal (terme utilisé en Suisse) ou débit réservé (terme utilisé en France et au Québec) fait référence au débit minimum requis pour maintenir, à un niveau jugé acceptable, un ou plusieurs usages de l’eau in-situ (Faune et Parcs Québec, 1999). C’est donc une demande de débit minimal à respecter, formulée par les pouvoirs publics et les gestionnaires et fixée sur la base d’une norme statistique. En Suisse, la valeur seuil choisie est le débit d’étiage Q347, c’est-à-dire le débit d’un cours d’eau atteint ou dépassé 347 jours par année, dont la moyenne est calculée sur une période de dix ans au minimum et qui n’est pas influencé sensiblement par des retenues, des prélèvements ou des apports d’eau (SHGN, 1999). Il est inscrit dans la Loi fédérale sur la protection des eaux (LEaux), adoptée en 1991. Pour l’Union européenne, la Directive-cadre sur l’eau définit le débit réservé comme ne devant pas être inférieur au 1/10e du module du cours d’eau. On parle aussi de débit réservé écologique (Faune et Parcs Québec, 1999) ou de débit objectif d’étiage (en France), lorsque le débit réservé vise spécifiquement à préserver les usagers environnementaux et leurs habitats : maintien des milieux humides, préservation de la végétation et de la faune aquatique.

  • En Suisse, le débit de dotation est le volume d’eau de restitution imposé aux usagers préleveurs pour garantir le maintien du débit résiduel (OFEFP, 2000). En ce sens, le débit de dotation constitue lui aussi une forme de demande en eau, formulée par les pouvoirs publics. En Europe, l’autorité publique chargée de la police de l’eau délivre des autorisations de prélèvement aux usagers. Le calcul du débit ou du volume prélevable tient compte des restitutions au milieu. En conséquence il n’est pas nécessaire d’imposer de volume restitué.

Discussion et conclusion

Les différents types de confusion concernant les usages de l’eau

51Cette recherche sur la terminologie des usages de l’eau dans la littérature scientifique a permis de mettre en évidence un manque de consensus sur les termes liés à l’utilisation de l’eau. Quatre grands types de confusion ont été mis en évidence : les confusions sémantiques, la polysémie des termes, les confusions de catégories d’usage et les approximations liées aux méthodes indirectes de quantification.

52Le premier type de confusion, d’ordre sémantique, se produit lorsque des termes différents sont employés comme synonymes. Trois termes distincts – demande, usage et consommation – sont ainsi utilisés pour faire référence à une même notion : l’eau utilisée par les usagers (Falkenmark et Widstrand, 1992 ; Zhou et al., 2002 ; Arbués et al., 2003 ; Corbella et Pujol, 2009 ; Vanham et al., 2011 ; Beal et al., 2013 ; Rinaudo, 2013). Cette confusion sémantique conduit à mobiliser les termes associés à l’utilisation de l’eau de manière indissociée, gommant ainsi leurs spécificités.

53Un deuxième type de confusion, d’ordre terminologique, se produit lorsqu’un même terme est associé à des significations diverses. Par exemple, pour la consommation, nous avons répertorié deux sens distincts (Tableau 1) : d’une part, l’eau utilisée par les usagers et d’autre part l’eau évacuée ou « détruite », rendue non réutilisable pour un nouvel usage. La dualité des sens de ce terme n’est pas propre au champ disciplinaire, mais est plutôt liée à l’approche choisie. En effet, les hydrologues et gestionnaires de l’eau ont tendance à s’appuyer sur une approche systémique quantitative des ressources et usages de l’eau afin d’étudier ou réguler l’équilibre entre ces deux systèmes. Le terme de consommation renvoie alors à la perte nette d’un bilan de matière. Cette dualité se retrouve également en économie : les approches en économie institutionnaliste et appliquée (Arbués et al., 2003 ; Barraqué et al., 2011 ; Buchs, 2016) considèrent l’eau comme un bien tout à fait particulier et distinguent l’eau des services rendus par cette dernière (Buchs et Petit, 2015) et appréhendent la consommation dans une acception plus générale et proche de celle des hydrologues. Ces approches se distinguent des approches dites « orthodoxes » ou « standards » qui considèrent l’eau comme tout autre bien et pour lesquelles le terme de consommation fait référence aux demandes exprimées monétairement (un volume ou un débit fonction d’un prix auquel l’eau est vendue ou valorisée) (Spulber et Sabbaghi, 1994).

54Le troisième type de confusion, d’ordre conceptuel, a trait à la classification des usages de l’eau. Les catégories d’usage de l’eau sont définies selon la nature de l’action à accomplir. Le problème que nous avons observé est lié au choix des composants constituant cette nature (notamment les acteurs et les secteurs impliqués). Par exemple, pour certains auteurs, l’usage domestique de l’eau potable inclut les ménages, les commerces, les industries raccordées aux réseaux municipaux et les usages municipaux (Wada et al., 2011) alors que pour d’autres, l’usage domestique renvoie uniquement aux usages effectués par les ménages (Templin et al., 1999 ; Kohli et al., 2012 ; Grouillet et al., 2015). Cette dernière définition nous paraît être la plus cohérente par rapport au terme « domestique », bien que la distinction entre les différents usagers raccordés au réseau ne soit pas toujours aisée. Par ailleurs, la demande domestique peut également être exprimée par d’autres dénominations telles que demande des ménages (Freiburghaus, 2012 ; Blanc et Schädler, 2013) ou demande résidentielle (Arbués et al., 2003 ; Beal et al., 2013). Cet exemple montre combien les critères de classification influent sur la terminologie utilisée.

55Enfin, le quatrième type de confusion est d’ordre méthodologique. Il est dû à l’utilisation de méthodes indirectes (l’utilisation de valeurs approchées ou proxis) pour estimer les volumes d’eau au cours des différentes étapes du cycle d’usage. C’est notamment le cas lorsqu’il n’y a pas de compteur d’eau et que les données d’apport sont estimées via une autre étape du cycle pour laquelle une mesure existe (distribution, prélèvement). Le fait d’estimer un volume d’eau par une méthode indirecte engendre deux difficultés. Premièrement, le proxi est par définition une valeur approchée qui signifie qu’il y a un écart par rapport au volume que l’on cherche réellement à estimer. Deuxièmement, lorsqu’un proxi est utilisé à plusieurs reprises, la signification de la quantité d’eau servant de proxi vient prendre la place de la quantité que l’on cherche à estimer. Ceci engendre alors des approximations, non seulement en termes de quantification, mais aussi en termes de représentation de la notion estimée. Et ces approximations sont bien plus importantes que les incertitudes provenant de la mesure directe.

Intérêts et limites du cycle d’usage de l’eau en tant qu’appui terminologique

56Cet article s’appuie sur le concept du cycle d’usage, tel que schématisé par Erhard-Cassegrain et Margat (1983), pour proposer une organisation des termes se rapportant à chaque usage de l’eau au travers d’une représentation et description schématique de la dynamique des flux d’eau. Ces flux partent du système de la ressource pour y revenir partiellement après un parcours dans le système des usages et peuvent être déclinés en quantités d’eau distinctes mobilisées par l’usager, qui effectue une demande en eau. La demande en eau joue un rôle central dans ce cycle. Elle est considérée comme l’expression du besoin en eau, sous la forme d’une requête de la part de l’usager. La demande est ainsi vue comme un stimulus actionnant le cycle technique d’usage, dans lequel se retrouvent les termes qui sont associés à des quantités d’eau observables et mesurables : prélèvement, distribution, apport, consommation et restitution.

57Dans le cas de l’approvisionnement en eau potable, la schématisation sous forme cyclique a permis de faire la distinction entre l’eau potable et ses usages. Dans le cycle d’usage de l’eau pour l’irrigation, le rôle de l’usager irrigant a été mis en avant dans la terminologie, par rapport au rôle des plantes. Nous considérons que c’est l’usager irrigant qui effectue la demande en eau d’irrigation, qu’il estime être l’expression correcte des besoins en eau de ses cultures. De même, pour les usages environnementaux, ce sont des usagers humains qui évaluent et expriment les besoins environnementaux en émettant une demande en eau, au nom des écosystèmes.

58La schématisation en cycles d’usage de l’eau a l’avantage d’apporter un caractère quantitatif aux représentations purement systémiques des usages de l’eau (Reynard, 2000b ; Charnay, 2010 ; Bonriposi, 2013 ; Musy et al., 2014), qui offrent une vision relationnelle – a-temporelle et a-spatiale – des interactions entre acteurs, entités et usagers de l’eau. Un autre avantage est qu’elle apporte un support schématique aux algorithmes ou aux modèles statistiques de prévision des usages de l’eau (Babel et al., 2007 ; Vanham et al., 2011 ; Saulnier et al., 2011 ; Grouillet et al., 2015 ; Milano et al., 2015), qui représentent les flux d’eau et quantifient les apports, mais ne permettent pas de mettre en évidence les liens de cause à effet et les interactions entre entités ou acteurs. Le schéma de cycle d’usage permet également de situer les proxis, d’un côté par rapport aux notions qu’ils désignent et de l’autre par rapport aux quantités d’eau qu’ils permettent d’approcher.

59De plus, l’inclusion du système technique et la différenciation des usagers de l’eau dans les diagrammes de cycle d’usage permettent de faire le lien entre les terminologies proches des sciences humaines et sociales, et celles proches des sciences de l’ingénieur ou de la gestion de l’eau, en organisant la terminologie par rapport aux infrastructures techniques. C’est une manière de concrétiser les notions dans un schéma plus proche de la réalité interdisciplinaire propre à la gestion de l’eau. Ainsi, dans un même schéma, il est possible de rendre compte de la multiplicité des facteurs qui sont à prendre en compte dans le processus d’usage.

60En parallèle des apports théoriques, ces cycles d’usage de l’eau peuvent également être utiles dans la pratique des gestionnaires de l’eau, car ils permettent d’organiser la quantification des usages en facilitant la distinction des termes utilisés dans les étapes de suivi et de monitoring de la gestion intégrée des ressources en eau.

61Il existe néanmoins plusieurs limites à cette approche. Tout d’abord, le cycle d’usage de l’eau, tel qu’il est construit ici, est circonscrit aux aspects quantitatifs de la gestion de l’eau. Les questions liées à la gestion de la qualité de l’eau n’y sont pas traitées, bien qu’elles puissent être ajoutées ultérieurement. D’un point de vue terminologique, la question de la qualité est en effet intéressante : une eau de mauvaise qualité restituée au système de ressources peut être considérée comme consommée pour d’autres usagers puisqu’ils ne pourront pas l’utiliser si elle ne respecte pas leurs exigences qualitatives (Erhard-Cassegrain et Margat, 1983). Ensuite, la question de la reproductibilité de ces cycles peut se poser, dans la mesure où ils représentent parfois des cas particuliers, valables pour un type d’usage à un endroit donné. Néanmoins, par leur simplicité, il est possible de les adapter à différents contextes : le système de ressource choisi peut par exemple être le bassin versant, une unité de gestion (limites communales, limites d’organismes de bassin) ou une unité hybride bassin versant - limite administrative, sous réserve de pouvoir établir les conditions aux limites. Il est également possible d’y ajouter tout type d’usager. Une autre limite est la dimension spatiale des cycles d’usage, qui est plutôt orientée vers les approches locales. Pour les études à l’échelle macroscopique (nationale ou supra-nationale), il n’est plus envisageable de représenter l’entièreté des flux d’eau, ni tous les acteurs et usagers.

62Enfin, plusieurs aspects de la quantification des usages de l’eau restent à approfondir. Le premier concerne la question de la variabilité des ratios unitaires d’apports, lorsqu’ils sont utilisés dans les études prospectives des usages de l’eau. À l’échelle supra-nationale (Falkenmark et Widstrand, 1992 ; Hoekstra et al., 2011) ou nationale (Barraqué et al., 2011 ; Blanc et Schädler, 2013), ces ratios sont utilisés en regard de la population et de manière indifférenciée tout au long de l’année. À l’échelle régionale (Charnay, 2010 ; Saulnier et al., 2011 ; Milano et al., 2013a ; Grouillet et al., 2015) et locale (Vanham et al., 2011 ; Leroy, 2015), le ratio unitaire d’apport en eau choisi est celui considéré comme représentatif de la région étudiée. À cette échelle, il est souvent complété par les variations spatiales et temporelles de la population (densités d’habitat, saisonnalité des habitats temporaires) (Reynard et al., 2014 ; Milano et al., 2015). Une perspective de recherche consisterait à déterminer quelles sont les variations de ce ratio unitaire, à l’échelle régionale et locale, ce qui revient à approfondir l’étude de la variabilité des apports et leurs déterminants, comme le fait Montginoul (2013). Il s’agit de déterminer quelles sont les différences d’apport suivant le type d’usage et selon l’individu, quelles sont les variations spatiales des usages (suivant l’altitude, le climat, les ressources disponibles) et selon quelles saisonnalités elles évoluent (été-hiver, variations inter-annuelles, haute et basse saison des territoires touristiques). Une autre perspective de recherche relève des relations entre différents cycles d’usages, pour permettre une schématisation des relations entre usagers. Certains éléments d’interaction pourraient être ajoutés aux schémas de cycle d’usage : les synergies, les concurrences, les transferts d’eau, les aspects économiques et les conflits d’usages. Cela permettrait d’enrichir les composantes sociales du cycle d’usage de l’eau, à ce stade tourné majoritairement vers le technique et le quantitatif.

Remerciements

63Nous remercions Bernard Weissbrodt, éditeur de la Lettre aqueduc.info, qui nous a donné l’opportunité de réfléchir aux notions étudiées ici, sous la forme d’un article préliminaire publié à l’occasion de la centième édition de sa lettre d’information. Nos remerciements vont également à Aude Soureillat, Georges-Marie Saulnier et André Musy pour leurs commentaires sur une version préliminaire du manuscrit, ainsi qu’aux deux réviseurs anonymes pour leurs remarques constructives qui ont permis d’améliorer la qualité de l’article. Nous tenons enfin à remercier Manuela Fernandez pour ses apports précieux à la relecture du manuscrit.

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Notes

1 Rien qu’à propos de la sécurité hydrique, 418 publications académiques ont été recensées sur la période 1990-2010, dont plus de 50 % entre 2005 et 2010 (Bakker 2012 ; Cook et Bakker 2012).

2 La notion de besoin est contingente et relative. Comme en témoigne la définition canonique de l’économie proposée par Robbins (1935), la notion de besoin est au cœur de l’approche standard en économie qui postule des ressources limitées pour la satisfaction de besoins illimités, d’où la nécessité de comportements stratégiques pour l’allocation des ressources.

3 Par exemple, les quantités d’eau mobilisées pour le nettoyage des sols dans les serres d’Almeria (pourtant très efficientes d’un point de vue agronomique lors de la campagne agricole) ne sont pas négligeables et contribuent fortement à la révision à la hausse des valeurs moyennes couramment présentées comme les « besoins » ou « demande » en eau des plantes (Buchs, 2016) alors qu’il s’agit d’une demande d’irrigation.

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Table des illustrations

Titre Figure 1. Étapes du cycle d’usage de l’eau (cas général d’un usage ex-situ).
URL http://vertigo.revues.org/docannexe/image/18442/img-1.png
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Titre Figure 2. Étapes du cycle d’usage de l’eau (cas de l’approvisionnement en eau potable).
URL http://vertigo.revues.org/docannexe/image/18442/img-2.png
Fichier image/png, 357k
Titre Figure 3. Étapes du cycle d’usage de l’eau pour l’irrigation.
URL http://vertigo.revues.org/docannexe/image/18442/img-3.png
Fichier image/png, 309k
Titre Figure 4. Étapes du cycle d’usage environnemental de l’eau.
URL http://vertigo.revues.org/docannexe/image/18442/img-4.png
Fichier image/png, 204k
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Pour citer cet article

Référence électronique

Martin Calianno, Emmanuel Reynard, Marianne Milano et Arnaud Buchs, « Quantifier les usages de l’eau : une clarification terminologique et conceptuelle pour lever les confusions », VertigO - la revue électronique en sciences de l'environnement [En ligne], Volume 17 Numéro 1 | mai 2017, mis en ligne le 02 juin 2017, consulté le 21 novembre 2017. URL : http://vertigo.revues.org/18442 ; DOI : 10.4000/vertigo.18442

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Auteurs

Martin Calianno

Assistant doctorant, Institut de géographie et durabilité, Université de Lausanne, Bâtiment Géopolis, 1015 Lausanne, Suisse, Martin.Calianno@unil.ch

Emmanuel Reynard

Professeur, Institut de géographie et durabilité, Université de Lausanne, Bâtiment Géopolis, 1015 Lausanne, Suisse, Emmanuel.Reynard@unil.ch

Marianne Milano

Première assistante, Institut de géographie et durabilité, Université de Lausanne, Bâtiment Géopolis, 1015 Lausanne, Suisse, Marianne.Milano@unil.ch

Arnaud Buchs

Maître de conférences, UMR LISST-Dynamiques Rurales (CNRS-EHESS-ENSFEA), Université Toulouse Jean Jaurès, 5 allées A. Machado, 31058 Toulouse, France, arnaud.buchs@univ-tlse2.fr

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