ECOLE NATIONALE DU GENIE DE

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1 ECOLE NATIONALE DU GENIE DE L EAU ET DE L ENVIRONNEMENT DE STRASBOURG ETUDE DE L IMPACT DE LA PRODUCTION DE NEIGE DE CULTURE SUR LA RESSOURCE EN EAU, EN HIVER, EN MONTAGNE Thomas Campion Mastère Spécialisé «Eau Potable et Assainissement» 2002

2 Remerciements Ce travail a été élaboré au sein de la Sous-Direction de la Ressource en eau de l Agence de l eau Rhône Méditerranée Corse, sous l autorité de M. Claude ALIRAND, sous-directeur, M.William BOUFFARD, chargé de la Mission Prospective et Coordination du service et de Mme Elise DUGLEUX, ingénieur d études. Je les remercie particulièrement pour leur suivi, leur aide précieuse et les réponses aux questions que j ai pu leur soumettre. Je remercie tout le service et toutes les personnes internes à l Agence qui m ont aidé dans mes recherches, notamment M. Bernard DEBAISIEUX qui m a fourni de nombreuses données nécessaires à cette étude et M. Benoît WIBAUX pour ses conseils. Je remercie également M. François DOLS, de la DIREN Rhône Alpes, pour les informations et les conseils qu il m a donnés au niveau du fonctionnement hydrologique des hauts bassins versants. De nombreux professionnels de la neige de culture ont participé à cette étude en exprimant leur point de vue et en aidant à connaître et comprendre cette activité. Je remercie tout particulièrement M. Bernard DAVID et M. Laurent NOUHAUD ainsi que M. Marcel DENARIE du SEATM qui m ont accordé de leur temps. Je remercie également toutes les autres personnes que j ai pu rencontrer dans le cadre de cette étude durant ces 6 mois. Thomas Campion 2

3 Résumé La production de neige de culture, garant de l activité touristique hivernale dans les régions montagneuses s est généralisée dans 85% des stations de sports d hiver du bassin RMC. Cet usage de l eau, utilisant plus de 10 millions de m 3 pendant les 4 mois de saison touristique, s effectue pendant la période d étiage des cours d eau et des sources de montagne. De plus cette période coïncide avec une forte affluence touristique dans ces zones montagneuses qui a pour effet d augmenter la consommation en eau potable et les flux de rejets aux stations d épuration. Les origines des prélèvements sont très diverses, l eau peut aussi bien provenir du réseau d eau potable (20% des volumes) qu être prélevée directement dans les cours d eau (30% des volumes) ou encore être stockée préalablement dans des retenues collinaires (50% des volumes). Au pas de temps annuel, l impact de cette activité est négligeable. Néanmoins, en période d étiage (janvier, février), le calcul d un indicateur a montré que la pression des prélèvements pour la neige de culture pouvait être localement importante par rapport aux débits des cours d eau. Actuellement, peu de problèmes causés par cette activité ont été mis en évidence. Cependant, le manque de caractéristiques hydrologiques des cours d eau de montagne est un frein à cette étude d impact. La gestion de l eau en montagne, dans l avenir, passe donc par une connaissance plus approfondie des prélèvements et surtout des milieux aquatiques. Summary Artificial snow production, a warranty for the winter tourism season in mountain areas, was found to be generalized in 85% of winter sports stations in Rhône-Mediterranean-Corsica river basin. This use of water draws more than 10 millions m 3 during the 4 months winter tourism season. This occurs during the low water level for either sources or run-off (torrents are frozen). To add to it, this also occurs when tourism is higher and draws the most on the water resource for drinking water and when the outlet of sewage water plants is the biggest. The resource for this snow production comes from various possibilities: either from public water delivery service (20% in volume), pumped directly in nearby watercourse (30%) or even in small dams water reservoirs (50%). On an annual basis, the impact is negligible. Meanwhile, during low water level season (January, February), a calculated ratio (water demand for snow production Vs water availability in water courses) showed the pressure on the resource could be significant for the stream flow. At present, few evidence of water shortages caused by water abstraction for snow production were found. However, the lack of hydrologic data for mountain streams is a barrier for the study of this impact. In the future, water resource management in mountain areas has to lean on a stronger knowledge of water withdrawals and, above all, of natural water bodies. Thomas Campion 3

4 Table des Matières Introduction...7 Chapitre 1 Cadre de l étude 9 I) Un concept original : les 6 Agences de l eau 9 II) Le bassin Rhône Méditerranée Corse (RMC) 10 A) Généralités B) Un territoire marqué par un relief important III) Objectifs de l étude 14 Chapitre 2 L EAU en montagne 15 I) Les ressources disponibles 15 A) Différents régimes des cours d eau ) Le régime nival : ) Le régime pluvial ) Le régime nivo-pluvial ) Le régime influencé B) Période d étiage II) Les principaux usages ou pressions sur le milieu 17 A) L approvisionnement en eau potable ) Origine de l eau ) Les volumes prélevés a) Au niveau de l ensemble des départements b) Au niveau des communes touristiques domaine d étude B) L agriculture en perte de vitesse en milieu montagneux C) Les industries (hors EDF) D) L hydroélectricité très installée et très contraignante E) La neige de culture en pleine expansion Chapitre 3 Neige de culture 24 I) Problématique 24 II) Origines des informations 24 A) Contacts B) Enquêtes par questionnaire Thomas Campion 4

5 1) «Questionnaire stations» ) «Questionnaire commune» C) Données brutes (voir annexe 3) D) Ajustement des données E) Validité III) Equipements 30 A) Caractéristiques techniques ) Principe de fabrication de la neige ) Technologie de mise en œuvre ) Conditions de fonctionnement : B) Parc actuel ) Surface enneigée ) Nombre d enneigeurs a) Une explosion du parc ces 10 dernières années b) Différentes politiques ) Répartition géographique a) Les grandes stations déjà énormément équipées b) Une grande expansion possible IV) Prélèvements 35 A) Volumes prélevés ) Volumes globaux ) Répartition en fonction des départements B) Différents types de ressources ) Cours d eau et ressources souterraines a) Etat des lieux b) Problème d étiage en hiver ) Retenue collinaire a) Etat des lieux b) Intérêts de la retenue c) Contraintes de tels ouvrages i Impact sur le milieu naturel 39 ii Sécurité des retenues 40 3) Réseau d AEP a) Etat des lieux b) Incohérence de la qualité de l eau pour la neige de culture c) Conflit d usage d) Gestion très contraignante Bilan pour les stations V) Etude économique 41 A) Chiffre d affaire des stations de sports d hiver B) Enjeu économique de la neige de culture ) Une condition pour la survie des stations et du maintien du tissu social dans ces régions ) Une activité qui coûte cher C) Coût de la neige de culture a) Coût d investissement b) Coût de production Thomas Campion 5

6 VI) Peut-on concilier la production de neige avec les autres usages? 45 A) Les problèmes recensés B) AEP ) Problèmes liés à l AEP ) Importance des prélèvements pour la neige de culture a) Jusqu à 45% des volumes annuels prélevés pour la neige de culture b) Fonctionnement dépendant du taux de remplissage de la station C) Autres usages Chapitre 4 Etude hydrologique de différents bassins versants 48 I) Impact sur la ressource 48 A) Méthode et hypothèses d analyse ) Pas de temps annuel ) Pas de temps mensuel ) Méthode d analyse a) Définition du paramètre b) Echantillon étudié c) Données caractéristiques du milieu d) Prélèvements : débit moyen en fonctionnement i Prélèvement direct 51 ii Eau transitant dans une retenue collinaire 52 e) Rapport P/R B) Exemple de calcul ) Les 3 vallées a) Méribel : prélèvement dans le Doron b) La vallée de Saint Bon en Tarentaise (Courchevel) c) Bilan : ) Une station moyenne dans les Alpes de Haute Provence : Risoul a) Situation b) Etude hydrologique i prélèvement 55 ii ressource en eau 56 c) Problème recensé : C) Résultats du ratio P/R II) Autre paramètre : taux d utilisation des enneigeurs 58 Chapitre 5 Eléments de prospective 59 I) Bilan de l étude 59 A) Inventaire B) Impact sur la ressource en eau C) Problèmes et solutions apportées II) Contribution de l étude aux réflexions de l Agence 60 Thomas Campion 6

7 A) Prise en compte de cette activité dans la politique de l Agence de l'eau RMC ) Une activité peu connue par l Agence de l'eau RMC ) Aides et redevances B) Contact avec la profession C) Suite de l étude Conclusion...61 Table des Illustrations...62 Glossaire...64 Bibliographie...65 Annexe...67 Thomas Campion 7

8 Introduction L amélioration de la gestion des ressources en eau représente un volet très important du champ d intervention de l Agence de l eau Rhône Méditerranée Corse. Un des principaux objectifs est de définir les bases d une gestion équilibrée entre les usages consommateurs d eau et les exigences du milieu. Aussi, dans les zones de montagne, une attention particulière est portée au développement des équipements de production de neige de culture observé ces dernières années. Cette activité permettant de garantir la viabilité économique des stations de sports d hiver n est pas sans répercussion sur la ressource en eau. En 1990 une étude avait été menée par l Agence de l eau RMC afin de cerner l importance de l activité de neige de culture et d essayer de déterminer les répercussions possibles sur la gestion des ressources en eau. Elle mettait déjà en évidence la croissance de cette activité apparue 10 ans auparavant. Si l envie d accroître le nombre des installations était déjà présente à l époque, la neige de culture ne faisait pas l unanimité et n était pas encore perçue comme une nécessité absolue par tous les professionnels de la montagne. 12 ans plus tard, la concurrence, l obligation de résultats obligent les gérants de stations à mettre en oeuvre cette technologie coûteuse et gourmande en eau afin de s affranchir des aléas climatiques. La saison n a fait que conforter ces orientations en rassurant ceux qui se sont déjà lancés dans cette activité et en inquiétant les quelques retardataires dans ce domaine. Les volumes utilisés ne cessent d augmenter car la neige de culture, autrefois signe du manque d enneigement naturel des stations, est devenue une nécessité économique, les communes devant faire face à une forte demande de la clientèle. Cette activité, pourtant située en montagne dans une zone riche en eau, doit cependant faire face aux problèmes induits par l étiage de la ressource et la forte affluence touristique en hiver. C est pourquoi l Agence de l eau RMC, dans le cadre de sa mission d amélioration de la gestion de l eau, a souhaité engager une nouvelle étude pour prendre connaissance de l évolution de cet usage de l eau sur l ensemble des massifs montagneux du bassin. Cet inventaire permettra de cerner les problèmes de la gestion de l eau dans ces régions et de quantifier les impacts sur le milieu naturel. Le troisième objectif de ce travail consiste à trouver des solutions et à ébaucher les orientations futures afin de contribuer à une bonne gestion du patrimoine aquatique. Thomas Campion 8

9 Chapitre 1 Cadre de l étude I) Un concept original : les 6 Agences de l eau Depuis la loi sur l eau du 16 décembre 1964, six Agences de l eau ont vu le jour. Six établissements publics de l Etat pour autant de bassins hydrographiques (voir carte 1) qui ont pour mission de contribuer à améliorer la gestion de l eau et à lutter contre la pollution. Basées sur la concertation permanente entre les différents usagers de l eau, les élus, les différentes associations et l Etat, ces Agences sont au centre de la politique de l eau en France. Les Agences de l eau perçoivent des redevances auprès des utilisateurs de l eau pour les prélèvements qu ils effectuent ou la pollution qu ils génèrent, selon le principe «pollueurpayeur» (ou «préleveur-payeur»). Ces redevances ont pour principal objectif d inciter chacun à mieux gérer l eau. Le produit des redevances permet aux Agences d apporter des aides financières aux actions d intérêt commun, dans le domaine de l eau, par des collectivités locales, des industriels, des associations ou des agriculteurs : études, travaux et toutes actions entreprises afin de lutter contre le gaspillage et la pollution, de restaurer et protéger les milieux aquatiques selon le principe «celui qui protège les milieux est aidé». Les Agences de l eau n assurent pas directement ni la construction ni la gestion des équipements. Pour orienter leur politique en matière d aide et de redevance et en juger les effets, elles s impliquent dans la connaissance et la diffusion de l information sur l état des milieux. Elles ont un rôle de conseil technique pour apporter, en collaboration avec les services de l Etat, une vue d ensemble des problèmes relatifs à l eau. Thomas Campion 9

10 Carte 1 : les 6 bassins et leurs Agences de l eau II) Le bassin Rhône Méditerranée Corse (RMC) A) Généralités L Agence de l eau RMC s occupe du bassin hydrographique français ayant comme exutoire la Méditerranée. Cela recouvre un territoire de km² regroupant 30 départements, en totalité ou en partie, pour 14 millions d habitants. Le siège de l agence est à Lyon mais le bassin est divisé en quatre régions qui possèdent leur délégation propre située à Besançon, Lyon, Marseille et Montpellier (voir carte 2 page suivante). Thomas Campion 10

11 C est une zone dans laquelle l industrie, l agriculture mais surtout le tourisme (50% de l activité touristique française) prennent une part considérable dans l exploitation des ressources en eau. Carte 2: Bassin Rhône Méditérannée Corse Thomas Campion 11

12 B) Un territoire marqué par un relief important Le bassin comporte une part importante de milieux montagneux. En effet la totalité du massif alpin français et du Jura ainsi qu une partie du massif pyrénéen sont compris dans cet ensemble. La montée, depuis une trentaine d années, de l activité touristique hivernale située en zone montagneuse est un phénomène qui influe beaucoup sur l économie locale mais aussi sur l environnement. C est cette particularité, unique au niveau des six bassins hydrographiques, qui a poussé l Agence à lancer une étude sur la ressource en eau en montagne ainsi que sur les différentes pressions qui s exercent sur celle-ci en fonction des activités présentes dans ces régions. La zone étudiée comprend donc les départements de la Haute Savoie, de la Savoie et de l Isère en région Rhône Alpes ; les Hautes Alpes, les Alpes de Haute Provence et les Alpes Maritimes en région PACA, le département des Pyrénées Orientales, sans oublier quelques zones moins importantes dans les départements du Doubs, du Jura, de l Ain et de l Aude. Carte 3 Domaine d étude Thomas Campion 12

13 L étude a permis de recenser les 161 stations (voir annexe 1) d au moins deux remontées mécaniques dans le bassin RMC réparties comme suit dans les différents départements. Cet échantillon est représentatif de l ensemble des aménagements mis en œuvre pour le tourisme hivernal. Répartitions des stations de sports d'hiver par département HAUTE SAVOIE 20% AIN 1% ALPES DE HAUTE PROVENCE 5% HAUTES ALPES 18% ALPES MARITIMES 6% SAVOIE 27% DOUBS 1% AUDE 1% PYRENEES ORIENTALES 5% JURA 2% ISERE 14% Figure 1 : Répartitions des stations par départements Ce qui donne, par massif, la répartition suivante : Répartition des stations de sports d'hiver par massif Pyrénées 5% Jura 4% Alpes du Sud 29% Alpes du Nord 62% Figure 2 : répartition des stations par massif Thomas Campion 13

14 Un premier bilan montre une très grande disparité entre les régions, ainsi les Alpes du Nord sont nettement plus équipées, ce qui est dû aux dimensions et à l altitude de cette zone mais aussi aux passés de ces régions. Les trois olympiades (Chamonix en 1924, Grenoble en 1968 et Albertville en 1992), la présence de grandes villes à proximité des zones de montagne (Annecy, Chambéry et Grenoble) et les nombreux moyens de communication (autoroutes, voies ferrées, aéroports ) ont contribué, et contribuent toujours, au développement du tourisme hivernal. III) Objectifs de l étude L Agence de l eau Rhône Méditerranée Corse a engagé cette étude afin de prendre connaissance de la situation des usages de l eau, et plus particulièrement la fabrication de neige de culture, sur l ensemble des massifs montagneux du bassin. L enjeu est de connaître précisément les équipements de production de neige de culture actuelle et les prévisions d expansions futures, d identifier les ressources mobilisées et les différents préleveurs. La mise en parallèle entre les volumes prélevés et la ressource en eau disponible permettra de caractériser et localiser les impacts par sous bassin versant en vue d identifier les moyens susceptibles de limiter ces impacts afin d orienter la politique future de l Agence de l eau dans ces départements. Cette étude a pour but d identifier les bassins versants ou sous bassins versants au niveau desquels les pressions sur la ressource en eau sont fortes afin de localiser les zones prioritaires pour des actions futures. Thomas Campion 14

15 Chapitre 2 L EAU en montagne I) Les ressources disponibles Les hauts bassins versants ont une ressource en eau abondante mais irrégulière. Cependant il y a peu de stockage, la pluviométrie n est pas uniformément répartie et est très variable. A) Différents régimes des cours d eau Rhône Méditerranée Corse est un bassin connu pour être riche en eau avec l existence d une multitude de cours d eau. Les régimes de ces cours d eau peuvent être très différents en fonction de la pluviométrie, de la géologie du terrain, de la couverture végétale, du relief ou de l altitude. Si, en plaine et dans le sud du bassin, les étiages sont les plus forts en été, en montagne, les périodes de basses eaux apparaissent en hiver. En effet l altitude, qui diminue l évapotranspiration, est favorable aux écoulements estivaux, mais en hiver, en favorisant la rétention nivale ou glaciaire, elle accentue l étiage hivernal. On différencie donc les cours d eau en fonction de leur régime hydrologique. Il y a quatre grandes tendances de régimes auxquelles on pourrait ajouter des variantes et des nuances en fonction du climat et d une influence océanique plus ou moins importantes. Les précipitations fluctuant des Pyrénées à la Savoie, les régimes hydrologiques en seront bien évidemment influencés. 1) Le régime nival : Le régime nival est caractérisé par deux périodes, un étiage hivernal et une période de hautes eaux débutant aux printemps, pendant la fonte des neiges. Il est typique des rivières alpines de moyenne altitude. On peut différencier le régime glaciaire qui concerne les torrents de haute altitude. Les tendances sont les mêmes mais plus accentuées et la période de hautes eaux arrive plutôt en été. Thomas Campion 15

16 2) Le régime pluvial Le régime pluvial se caractérise par un fort contraste entre les hautes eaux de l'automne-hiver et les étiages de l'été (juillet à septembre). Il est très représenté dans les rivières moyennes. Ce régime n est pas influencé par les basses températures d hiver. 3) Le régime nivo-pluvial A la différence des régimes glaciaire et nival, le régime nivo-pluvial est caractérisé par deux périodes d'étiage, l'une estivale et l'autre hivernale. Les débits maxima sont observés tôt dans la saison, au début du printemps, et sont beaucoup moins accusés. 4) Le régime influencé Il est caractérisé par un très faible contraste entre les hautes et les basses eaux. L'amplitude ne varie que de 75% à 120% du module. Il concerne principalement les cours d eau «artificialisés» du fait d aménagements hydrauliques affectant les écoulements naturels. Le Rhône à l'aval de Lyon appartient à cette catégorie mais également les rivières en relation avec des émergences d'eaux souterraines ou avec des plans d'eau. En définitif, il est possible de dire que les cours d eau de basses altitudes suivent un régime pluvial et sont donc peu influencés par les basses températures. Les torrents et les sources d altitudes sont de régime nival car au contraire très influencés par les prises en gel et le peu de précipitations sous forme liquide en hiver. Les cours d eau d apports mixtes ont des étiages moins sévères. En été la pénurie des bassins en aval peut y être compensée par la fonte des neiges, tandis qu en hiver la pénurie de haute montagne peut être compensée par des Thomas Campion 16

17 ruissellements pluvieux sur le reste du bassin. On peut ainsi dire que les débits spécifiques seront plus faibles en altitudes B) Période d étiage Les cours d eau du domaine d étude sont situés en montagne et ont donc des régimes nivaux ou pluvio-nivaux. Les étiages et les périodes de basses eaux ont donc essentiellement lieu en hiver. Cette information est primordiale pour la suite de l étude. Ce fonctionnement hydrologique, particulier aux hauts bassins versants, peut entraîner des déficits en eau qui peuvent être accentués par une pression des prélèvements importante. II) Les principaux usages ou pressions sur le milieu L étude portera sur les départements montagneux du bassin concernés par le tourisme hivernal : Savoie et Haute Savoie, Isère, Hautes Alpes, Alpes de Haute Provence et Alpes Maritimes, et Pyrénées Orientales. Les départements du Jura, de l Ain, du Doubs et de l Aude n ont pas été pris en compte car le peu de stations présentes n est pas représentatif de la consommation d eau dans ces départements. L analyse a été ciblée sur les têtes de bassin où se situent les 183 communes touristiques orientées vers les sports d hiver. Voici un premier aperçu des prélèvements pour les différentes activités. volumes en millions de m3 AEP Industrie Irrigation ALPES-DE-HAUTE-PROVENCE ALPES-MARITIMES HAUTES-ALPES HAUTE-SAVOIE ISERE PYRENEES-ORIENTALES SAVOIE ,1 TOTAL source déclaration Agence de l'eau en 2000 Tableau 1 : répartition des prélèvements d eau dans les départements étudiés AEP Industrie Irrigation ALPES-DE-HAUTE-PROVENCE 17,0% 17,5% 65,5% ALPES-MARITIMES 91,0% 7,1% 1,9% HAUTES-ALPES 29,1% 4,2% 66,6% HAUTE-SAVOIE 73,8% 25,8% 0,4% ISERE 32,3% 54,2% 13,6% PYRENEES-ORIENTALES 32,8% 3,6% 63,6% SAVOIE 53,6% 46,2% 0,1% TOTAL 47,5% 27,9% 24,5% source déclaration Agence de l'eau en 2000 Tableau 2: Répartition en pourcentage des prélèvements dans les départements étudiés Thomas Campion 17

18 A) L approvisionnement en eau potable L approvisionnement en eau potable conduit à une pression très importante sur la ressource en eau. Cet usage, sur l ensemble des départements, est le plus consommateur d eau dans les départements étudiés. A l échelle d un seul département il peut prendre une place encore plus importante. Par exemple en Haute Savoie et dans les Alpes Maritimes, les prélèvements en eau sont à plus de 75% pour l alimentation en eau potable. Par contre certaines zones comme les Alpes de Haute Provence, les Hautes Alpes et les Pyrénées Orientales, les prélèvements pour l irrigation sont prépondérants alors que l industrie est l activité la plus consommatrice d eau en Isère Thomas Campion 18

19 1) Origine de l eau La fraction des prélèvements en eau superficielle n est pas négligeable et varie en fonction des départements. Répartition de l'origine de l'eau pour l'apport en eau potable Pourcentage des volumes prélevés 100% Eau superficielle Eau souterraine 80% 60% 40% 20% 0% total source : déclaration 2000 à l'agence de l'eau Figure 3: Répartition des origines de l eau pour l AEP Néanmoins, la part des eaux souterraine reste prépondérante puisqu elle représente 80% du total (442 millions de m 3 ) pour 20% aux eaux de surface (108 millions de m 3 ). Cette distorsion peut s expliquer par l importance des communes de montagne alimentées par des sources. 2) Les volumes prélevés a) Au niveau de l ensemble des départements Département AEP (en population population accroissement de millions de m3) permanente saisonière la population Alpes de Haute Provence ,2 Hautes Alpes ,0 Alpes Maritimes ,8 Isère ,3 Pyrénées Orientales ,1 Savoie ,3 Haute Savoie ,8 Total ,8 source: Agence de l'eau déclaration année 2000 Tableau 3: AEP et population dans les départements étudiés Thomas Campion 19

20 La caractéristique de ces régions est l accroissement très important de la population entre le 21 décembre et le 15 avril pour la saison d hiver et entre le 01 juillet et le 31 août pour la saison d été. Il y a en moyenne doublement de la population, surtout constaté en hiver. b) Au niveau des communes touristiques domaine d étude Si on ne prend en compte que les communes touristiques, ce phénomène est encore plus important. Le coefficient multiplicateur entre la population permanente et les saisonniers passe à 6. Les communes touristiques sont souvent des petites communes dépassant rarement le millier d habitants permanents. Département AEP (en millions de m3) Population permanente Population saisonnière Accroissement de population Alpes de Haute Provence Hautes Alpes Alpes Maritimes Isère Pyrénées Orientales Savoie Haute Savoie Total source: Agence de l'eau (Questionnaire aux communes) Tableau 4: AEP et population pour les communes touristiques L influence du tourisme sur l importance des prélèvements est, comme on peut l imaginer, prépondérante. D après les chiffres de l Agence et l étude menée, il a été démontré que près de 70% des prélèvements en eau potable sont effectués durant les 4 mois de la saison hivernale. En effet, durant cette période, la consommation est six fois plus élevée. B) L agriculture en perte de vitesse en milieu montagneux Le secteur agricole n est pas le secteur le plus dynamique en montagne. Il n est présent, sauf pour certains cas particuliers, que de manière extensive et contrairement à ce qui se passe dans les régions situées en aval, l agriculture n est pas une activité forte consommatrice d eau. Les recensements, au titre de l irrigation, n étant pas exhaustifs dans la plupart des départements (l Agence de l eau ne dispose que des données concernant les prélèvements les plus importants), il n est pas possible de caractériser l impact de la pratique de l irrigation en montagne et à fortiori en haute montagne. On considérera toutefois que les prélèvements connus pour l irrigation restent peu significatifs dans les zones étudiées, sauf dans les Pyrénées Orientales, les Alpes de Haute Provence et les Hautes Alpes où une différenciation entre les zones de montagnes et les zones de plaine peut être faite. Ces demandes en eau sont localisées dans les vallées (voir carte 3 et 4 des prélèvements pour l irrigation) et influent par conséquent peu sur les ressources en eau des milieux montagneux. Thomas Campion 20

21 Carte 4: prélèvements pour l irrigation dans les Pyrénées Orientales Carte 5: prélèvements pour l irrigation dans les Hautes Alpes et les Alpes de Haute Provence On peut remarquer que la région du Champsaur (secteur entouré en jaune sur la carte) est un endroit où des prélèvements pour l irrigation se situent dans les hauts bassins versants. C) Les industries (hors EDF) Si sur l ensemble du bassin RMC les industries sont des préleveurs d eau non négligeables, il n en va pas de même en ce qui concerne le domaine de l étude. Il n y a en effet que les Thomas Campion 21

22 départements de l Isère et de la Savoie dont le secteur industriel est d une importance réelle. Néanmoins, les prélèvements sont, là aussi, très souvent localisés dans les zones de basses altitudes, ainsi les pressions sont faibles dans le secteur étudié. Carte 6: prélèvements industriels en savoie et en hiver D) L hydroélectricité très installée et très contraignante En 2000, 14% de l électricité était produite, en France, au moyen de la force hydraulique. Les grands fleuves français sont équipés (Rhône, Rhin ) ainsi que les régions montagneuses, très recherchées pour cette activité du fait de l hydrologie et des dénivelés exploitables. Ainsi, certaines vallées, surtout localisées en Savoie, sont dotées de nombreux équipements pour la production d hydroélectricité. Des concessions de forces hydrauliques ont été cédées par l Etat aux producteurs d hydroélectricité (souvent EDF) pour 75 ans renégociables à la fin du contrat. Nombreux sont les cours d eau en tête de bassin mais aussi en fond de vallée (l Arc ou l Isère) dont les débits sont régulés ou déviés (voir carte 7 ci-dessous) au maximum afin d optimiser la production d énergie. Dans ces cas l utilisation de l eau pour d autres activités est rendue très difficile car très tributaire du fonctionnement des centrales limitant souvent les débits au seuil réglementaire (dixième du module). Thomas Campion 22

23 Carte 7: Dérivation EDF en Savoie E) La neige de culture en pleine expansion Le tourisme hivernal est la première activité économique des régions montagneuses. Cette activité a pu considérablement se développait grâce notamment à la neige de culture qui permet de se prémunir en partie des aléas climatiques. Les consommations en eau de cette activité ont considérablement augmenté ces dernières années et la tendance ne devrait pas être revue à la baisse à moyen terme. Les professionnels de neige de culture, trop longtemps restés en marge de la gestion de l eau, doivent maintenant être considérés comme des utilisateurs à part entière de la ressource en eau. Thomas Campion 23

24 Chapitre 3 Neige de culture I) Problématique La neige de culture est une activité qui demande des besoins en eau importants en hiver. Les stations sont pour la plupart placées en tête de bassin versant et à des altitudes dépassant les 1000 ou 1500 mètres. Les prélèvements en eau qu ils soient pour les réseaux d eau potable ou pour la neige de culture sont essentiellement situés à l amont des villages et des stations. Les sources et les cours d eau, essentiellement de régime nival (voir chapitre 2-I-A), subissent les étiages les plus sévères en hiver, les mois de janvier et février étant souvent les plus critiques. Ainsi la période des prélèvements et l étiage des ressources coïncident, ce qui peut poser des problèmes graves pour les milieux. A cela il faut ajouter que c est aussi la période de forte affluence touristique, ce qui augmente non seulement les consommations, mais aussi les rejets qui peuvent altérer un milieu déjà déficient en eau. II) Origines des informations A) Contacts De nombreux contacts ont été nécessaires pour mener cette étude. L Agence n ayant au départ que peu de données sur cette activité, il a fallu tout d abord identifier les différents acteurs de la profession. L étude a mis en évidence l existence de différents syndicats régissant les différentes professions présentes au sein de cette activité : Le SNTF : Syndicat National des Téléphériques Français C est la chambre syndicale des exploitants de remontées mécaniques et de domaines skiables. L ADSP : Association des Directeurs de Service de Pistes et de la Sécurité des stations de sports d'hiver Elle regroupe les directeurs chargés de l entretien des domaines skiables et de la production de neige de culture L ANPNC : Association Nationale des Producteurs de Neige de Culture Cette association regroupe les techniciens («snowmaker») et leurs responsables qui travaillent à la production de neige de culture. Ces trois différentes associations ont permis de mieux comprendre le fonctionnement de ce secteur d activité et de recenser avec l aide des moyens de communication actuels les zones, les communes et les stations liées à l activité touristique hivernale. Différents services de l Etat, parties prenantes de cette activité, ont également été contactés. Thomas Campion 24

25 Le SEATM (Service d Etudes et d Aménagement Touristique de la Montagne) est un service de la Direction du Tourisme au sein du Ministère chargé du Tourisme qui conduit ou réalise des études générales à caractère technique ou économique. Dans le domaine de la neige de culture notamment, il détient une base de données des différentes installations de neige de culture recensées. Les contacts établis avec M. DENARIE ont permis de compléter les données collectées par l Agence. Dans le cadre de leur mission de «police de l eau», les DDAF, DDE ou service de la navigation dans certains cas, sont chargés de gérer les demandes d aménagement d ouvrages de prélèvement d eau (autorisation et déclaration). De plus, de par la présence de compresseurs d air, certaines installations d enneigement sont soumises aux réglementations appliquées aux installations classées et aux appareils à pression de gaz, domaine géré par les DRIRE. Les MISE (Mission Inter Service de l Eau ), entités composées de représentants des services de l Etat sont chargées de gérer tous les problèmes liés au domaine de l eau Elles ont contribué à l avancement de cette étude par leur connaissance du terrain et des dossiers instruits dans les différents départements du bassin concernés par l étude. Tous ces contacts avaient aussi pour but de faire connaître l action de l Agence au sujet de la neige de culture afin de mieux connaître la position de ces services vis à vis de cette activité. Monsieur Bernard David, travaillant pour le constructeur Alpsport, nous a apporté son aide et sa connaissance de la profession. Les sites internet se référant à d autres constructeurs : York Neige, Technineige, Snowline, Turbocristal, ont permis de mieux connaître cette activité. Après avoir recensé les stations et les communes concernées par l étude, les collectivités et les entreprises concernées ont été contactées par courrier ou par téléphone. Certains cas jugés intéressants ont été sujet à une visite afin de mieux comprendre le fonctionnement et la politique de ces dernières. Les stations visitées : Bernex et La Clusaz (Haute Savoie), Méribel, Arêche Beaufort, Albiez Montrond et Aussois (Savoie), Risoul (Hautes Alpes) et Metabief (Doubs) ont permis, tout au long de l étude, d apporter une vue de la réalité du terrain. Il faut préciser que l Agence semble susciter une forte méfiance de la part des professionnels de la neige de culture. Elle est tantôt amalgamée à la Police de l Eau ou tantôt réduite à une perceptrice de redevances. Cette situation, peu favorable, a entravé le démarrage des enquêtes. Celles-ci ont donc nécessité des entrevues et des courriers d information. B) Enquêtes par questionnaire Afin d obtenir les données nécessaires à l étude, l Agence de l eau a envoyé deux questionnaires d enquête. 1) «Questionnaire stations» Ce questionnaire a été envoyé à tous les gérants de stations de sports d hiver recensées par l Agence (voir annexe 2). Il avait pour but de faire un état des lieux précis et de connaître en détails les installations de neige de culture en demandant des renseignements techniques sur les infrastructures en place dans les stations : Thomas Campion 25

26 Surfaces équipées et nombre de canons en fonction de la technologie et de l altitude Origine des ressources en eau et des volumes utilisés Mode de captage et de comptage des volumes consommés Répartition dans le temps des prélèvements Puissances installées Problèmes rencontrés Evolution envisagée Ce questionnaire a été élaboré avec la participation du SEATM afin d obtenir les informations les plus intéressantes et les plus pertinentes tout en évitant les questions redondantes avec les données dont disposait ce dernier. 2) «Questionnaire commune» Ce questionnaire a été adressé aux seules communes touristiques de montagne du bassin (voir annexe 3). Il avait pour but tout d abord de mieux connaître la situation de ces communes en ce qui concerne l alimentation en eau potable : volumes prélevés, disponibilité de la ressource en fonction des saisons, problèmes rencontrés. Mais aussi de répertorier les autres activités consommatrices d eau présentes dans ces secteurs et de compléter ainsi que valider les informations issues du questionnaire précédant sur ce qui concerne la présence éventuelle et la nature des installations de neige de culture. C) Données brutes (voir annexe 3) Le taux de réponse au questionnaire ayant pour cible les stations de sports d hiver est de 77 pour 160 envois, soit un taux de réponse de 48%. Les relances écrites et téléphoniques n ont pas permis de vaincre de réelles réticences et d obtenir un meilleur résultat. Une des difficultés a été d obtenir une base de données à jour dans un secteur ou les changements semblent rapides. L absence de données est due au refus de certains à communiquer les informations ou à l absence sur le terrain de moyens de contrôle de l activité (absence de compteur d eau ou d énergie ). Le deuxième questionnaire a connu un meilleur taux de réponses. 140 communes sur les 183 interrogées ont répondu (plus de 75% de réponses), ce qui a permis de connaître la situation en ce qui concerne les installations de neige de culture de 35 stations supplémentaires et de compléter les informations précédentes. Les données du SEATM, du principal constructeur, York Neige, et les déclarations des prélèvements d eau à l Agence ont permis de compléter ces résultats. Toutes ces données ont permis de collecter des informations sur 141 stations pour lesquelles les données les plus intéressantes pour l étude : surfaces enneigées, nombre d enneigeurs, origine des prélèvements et volumes prélevés étaient accessibles. Thomas Campion 26

27 D) Ajustement des données Quelques extrapolations ou vérifications de cohérence ont conduit à des ajustements de cet échantillon homogène. L essentiel des ajustements a porté sur l extrapolation du volume d eau utilisé. En effet, une des données importantes à connaître pour les installations de neige de culture est le volume d eau turbiné. On peut considérer qu en moyenne, une hauteur de 80 centimètres de neige est répandue sur les pistes. Ce qui donne un ratio de 4000 m 3 d eau utilisés par hectare (1 m 3 d eau donne 2 m 3 de neige). Ainsi, en cas d absence, les volumes utilisés ont pu être extrapolés à partir des surfaces équipées. On peut aussi noter qu un enneigeur a un débit moyen de 10 m 3 /h et que, sur une saison, une installation fonctionne 600 heures environ. Ainsi, en cas d absence, les volumes utilisés ont pu être extrapolés à partir du nombre d enneigeurs de la station. Ces hypothèses, tirées de moyennes statistiques, ont permis de connaître les paramètres sur un échantillon de 138 stations. Sur cet échantillon, 19 stations ne disposent pas d installations de neige de culture. Les résultats et les analyses de l état des lieux porteront sur cet échantillon de 119 stations (voir annexe 4). La carte 8 représente la répartition géographique des 162 stations recensées sur le bassin. Thomas Campion 27

28 Carte 8: stations de sports d hiver du bassin RMC E) Validité La validité des résultats obtenus dépend bien évidemment de la bonne volonté des différents destinataires que l Agence de l eau a sollicités au cours de l étude. Ils ont cependant été vérifiés et validés par des professionnels de la neige qui ont collaboré à cette étude. Les données relatives aux volumes sont des données issues initialement de la saison , mais étant donné la durée de l étude et les nombreuses relances qui ont été effectuées pendant l année qui a suivi la mise en route de l étude, ces données peuvent aussi provenir des résultats de la saison Ces chiffres doivent donc être considérés pour leur ordre de grandeur, même si cette activité étant actuellement en pleine expansion, les données peuvent varier de manière significative d une année sur l autre. La tendance, à l heure actuelle, est à Thomas Campion 28

29 l augmentation et on peut considérer que les chiffres annoncés par cette étude sont des minima. L échantillon obtenu représente 85% des stations du bassin Rhône Méditerranée Corse, il est donc estimé représentatif de l ensemble. La bonne répartition des réponses permet de souligner l homogénéité géographique de l échantillon permettant une étude globale de l activité. Questionnaire aux stations de sports d'hiver Questionnaire aux communes touristiques SEATM, York et Internet déclaration à l'agence 77 réponses pour 161 stations 140 réponses sur 183 communes 77 installations connues 35 installations connues 29 installations connues données brutes : 141 stations ajustement échantillon de 138 stations 119 stations équipées 19 stations sans installation Figure 3 : Synthèse de l élaboration de l échantillon Thomas Campion 29

30 III) Equipements A) Caractéristiques techniques 1) Principe de fabrication de la neige Trois conditions doivent être réunies pour qu une précipitation neigeuse naturelle se produise : 1. Présence de vapeur d'eau 2. Températures très basses 3. Présence d'infimes corpuscules voltigeant dans l'air (sable, fumée, cendres,...) Pour fabriquer de la neige artificiellement, les enneigeurs reproduisent les mêmes conditions. Le principe est très simple, il suffit de pulvériser de l eau sous pression (10 à 40 bars) à faible température (-2 à -3 C) dans une atmosphère froide pour que la cristallisation se fasse. Il faut, au même moment, envoyer de l air très froid (-30 C) afin que les gouttelettes d eau cristallisent et s agglomèrent sous l effet du froid afin de créer les flocons de neige. Les conditions de fonctionnement dépendent de la température de l air mais aussi de l humidité de l air. La transformation artificielle de l eau en neige se décompose en plusieurs séquences (voir schéma en annexe ) : Fragmentation : l eau est pulvérisée dans l air sous forme de fines gouttelettes Nucléation : un mélange partiel d air et d eau sous pression permet de former des noyaux de nucléation. Ces premiers microcristaux sont nécessaires pour que les fines gouttelettes puissent s agglomérer par la suite Insémination : rencontre du flux de nucléation avec le flux principal d eau pulvérisée. Dispersion : l eau se transforme en glace dans les conditions climatiques ambiantes puis par des phénomènes de transfert de chaleur (évaporation et convection), dépendant énormément de la température et de l humidité, la glace se transforme en neige (diminution de la masse volumique). 2) Technologie de mise en œuvre Il existe 2 types d enneigeurs : La technologie basse pression (canon monofluide ou canon ventilateur) qui demande une adduction d eau et utilise l air ambiant. La technologie haute pression (canon bifluide ou canon à induction plus communément appelé canon «perche») qui demande une adduction d eau et une adduction d air. Thomas Campion 30

31 L utilisation de telles installations nécessite la mise en place de réseaux souterrains d adduction d eau pour les deux technologies et d un réseau d adduction d air pour les enneigeurs appelés «bifluide». Ces deux techniques se différencient par le mode de refroidissement de l air et le mode de mélange de l air et de l eau : La première technologie utilise de l eau sous pression tandis que l air est fourni au moyen d un ventilateur. Les gouttelettes formées sont propulsées par le ventilateur. Photo 1 : enneigeur monofluide Photo 2 : enneigeur bifluide Pour les enneigeurs bifluides, l air et l eau sont sous pression et l installation de tels appareils demande la mise en place de deux réseaux distincts. Cette technologie repose aussi sur la mise en place de compresseurs qui alimenteront les enneigeurs en air comprimé. Pour compléter ces installations de fabrication de neige de culture et pour optimiser cette fabrication, il existe aussi certains systèmes de refroidissement de l eau (tour de refroidissement, systèmes de bullage dans les bassins ou retenues ). 3) Conditions de fonctionnement : Les conditions de fonctionnement sont contraignantes. Elles dépendent directement des conditions atmosphériques. L état de l air varie en fonction de deux paramètres : sa température et son humidité, c est à dire le pourcentage de vapeur d eau contenu dans 1 kg d air. Un paramètre météorologique définit l état de l air en tenant compte de ces deux caractéristiques, c est la température humide. On peut définir la température humide comme la température qu il ferait si l air était saturé de vapeur d eau (voir annexe 6: Diagramme de température humide). La fabrication de neige est donc un exercice complexe, dont les étapes doivent être scrupuleusement respectées. Ainsi les conditions de température et d humidité sont très Thomas Campion 31

32 importantes pour obtenir un résultat satisfaisant et de bons rendements (en qualité et en quantité). En règle générale, la production de neige est d autant meilleure que : l air est sec (humidité faible) l air est froid la pression atmosphérique est importante un vent faible souffle Les enneigeurs actuels permettent une mise en route à partir d une température humide de l air ambiant inférieur à 4 C (voir diagramme en annexe ) pour la technologie bifluide et inférieur à 2 C pour la technologie monofluide. Ces conditions de fonctionnement ne sont pas fréquentes. Ainsi d après les statistiques, les professionnels estiment qu ils ne disposent que de 500 à 600 heures de fonctionnement par saison. Pour rentabiliser au maximum ces installations, de gros débits instantanés sont donc utilisés pendant ces quelques périodes de froid. Remarque :Une troisième technologie existe pour la fabrication de neige. Il s agit du système Frigo-France qui permet de s affranchir des conditions climatiques en permettant la fabrication de neige à toute température. Il est très peu utilisé car il est très onéreux et ne convient pas à des domaines skiables étendus. Il semble que l utilisation d additifs dans la fabrication de neige soit (encore) peu répandue. Il a été porté à notre connaissance, l existence d un produit à base de protéine végétale qui est actuellement en cours de labellisation. Les premiers tests n auraient pas mis en évidence d impact sur l environnement. Par ailleurs, la qualité de l eau utilisée pour la fabrication ne paraît pas présenter de risque de dégradation lors du retour de l eau dans le milieu naturel, et ce, quelle que soit l origine de l eau (retenue, cours d eau, eau potable). A l heure actuelle, on peut donc penser que la neige de culture n a pas d impact sur la qualité de l eau des ressources. Toutefois, une certaine réserve est maintenue car les connaissances acquises à propos du ou des additifs sont très limitées. B) Parc actuel 1) Surface enneigée Sur les 138 stations renseignées, 19 stations (soit 14%) ne possèdent pas d installations de neige de culture. Ces stations qui ne sont pas encore équipées ont pour la majorité des projets à court ou moyen terme. Ce sont généralement des petites stations qui peinent à se lancer dans cette activité mais on a toutes les raisons de penser qu elles y viendront. En ce qui concerne les stations équipées, en moyenne, ces installations permettent de recouvrir 15% des surfaces skiables avec des records pouvant atteindre 65%. Dans certaines zones, on entend parler de la politique du «tout neige de culture». Cela signifierait que les surfaces enneigées, en ne considérant que les stations déjà équipées, pourraient être multipliées par 6. De l avis des professionnels et des personnes qui s intéressent à cette activité, l expansion de ces dix dernières années devrait se poursuivre et il semble qu on peut s attendre au minimum à un doublement des installations et des prélèvements à brève échéance (5 ans), surtout pour Thomas Campion 32

33 développer les installations existantes. Comme nous l avons vu précédemment, certaines communes ou stations ne vont commencer à s équiper que prochainement. Pour les autres secteurs, un accroissement des installations est certains pour passer de 15% des surfaces équipées à 30 ou 50%. La figure 4 met en évidence cette tendance. Hectares enneigés 3000 Evolution des surfaces enneigées en France source : SEATM Figure 4 : Evolution des surfaces enneigées en France 2) Nombre d enneigeurs a) Une explosion du parc ces 10 dernières années En 1990, l enquête, non exhaustive, déjà menée par l Agence de l eau RMC montrait, grâce à une étude portant sur 86 stations, que le parc était de 927 enneigeurs. Actuellement, mais les réponses ne sont toujours pas exhaustives, les résultats donnent un total de canons installés, soit une multiplication par 6 des enneigeurs en 10 ans. De plus, alors qu à l époque, seulement 25% des stations possédait au moins un enneigeur, actuellement, ce chiffre est de plus de 85%. b) Différentes politiques Le choix de la technologie (monofluide ou bifluide) va être prépondérant sur la gestion des enneigeurs et sur leur nombre. Pour la technologie bifluide, chaque regard est doté d un enneigeur automatisé qui se déclenchera en fonction des conditions climatiques et des conditions de priorité établies par le gestionnaire de l installation. Pour les enneigeurs monofluides, le fonctionnement est plus contraignant, il demande le déplacement des enneigeurs le long du réseau en fonction des besoins en neige. La génération monofluide a été très présente pendant ces 20 dernières années, parce que moins consommatrice d eau et d énergie et demandant un investissement moindre. Actuellement, la majorité des réseaux installés utilise la technologie bifluide notamment pour Thomas Campion 33