L Eau et l Energie quelle approche stratégique de gestion commune?

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1 Atelier régional Economie des changements climatiques : la gouvernance mondiale et les enjeux locaux L Eau et l Energie quelle approche stratégique de gestion commune? Dr Raoudha Gafrej r.lahache@gnet.tn Université Tunis El Manar, Institut supérieur des sciences biologiques appliquées de Tunis Esier, Octobre 2015

2 1. Ressources en eau: Potentiel et contraintes 2. Consommation d énergie dans le secteur de l eau 3. Consommation d énergie dans l agriculture 4. Contrainte énergie ou mauvaise gestion 5. Vision stratégique du couple Eau - Energie

3 Travaux réalisés par l auteur sur la base des données recueillies auprès de: SECADENORD, ONAS, SONEDE, DGRE, DGGREE, CRDA, STEG

4 Ressources en eau: potentiel et contraintes

5 1 m3 = 18 dinars (HTVA) Variabilité spatiale Nord : 400 à 1000 mm Centre: 200 à 400 mm Sud: moins de 100 mm Variabilité temporelle P en excès : 90 Km 3 ( P moyenne: 36 Km 3 : Sècheresse: 11 Km 3 :

6 Ressources conventionnelles Potentielles (Mm 3 ) Contrainte : Dotation actuelle de 441 m 3 /hab./an

7 + des ressources alternatives Les ressources non conventionnelles, (eaux saûmatres dessalées et eaux usées traitées) Stockage de l eau dans les nappes

8 Contrainte : Salinité élevée 47% < 1,5 g/l dont 70% eau de surface, 8% nappes phréatiques et 20% eaux profondes Contrainte : Pollution Contrainte: l agriculture gros consommateur d eau Contrainte: sédimentation des barrages 17 Mm 3 /an Contrainte : ressources partagées

9 Contrainte liée à la tarification Eau SONEDE (prix de revient en 2012: 773 mill/m 3 ) de 155 (<=20 m3), à 1190 (secteur touristique) mill/m 3 Prix de vente moyen: 630 Mill.:m3 Eau usée (ONAS) 2012 : 1020 mill/m 3 17 (<=20 m3) à 606 (> 150) mill/m 3 Le prix de revient du dessalement Eau d irrigation : 40 à 150 mill/m 3 Eaux souterraines Usage agricole: 2 mill/m 3 Autres usages: 5 mill/m 3 Eaux usées traitées (prix de revient 60 à 200 mill/m 3 ) Usage agricole: 20 mill/m 3 Eau de mer: 2000 mill/ m 3 Eau saumâtre:500 mill/m 3 Hors cout de dégradation de l environnement

10 Contrainte majeur: le changement climatique Augmentation moyenne annuelle de la température (T) sur l ensemble du pays de +1.1 C en GIZ et MA, m3 = 18 dinars (HTVA) Accentuation de l augmentation de la température moyenne en 2050 (+2.1 C). Augmentation en 2030 de la fréquence et de l intensité des années extrêmes sèches. Les périodes plus sèches et plus humides devraient varier fortement d une saison à l autre. Augmentation de la température à l horizon 2050

11 1 m3 = 18 dinars (HTVA) Baisse faible des précipitations en 2030 de 5% à 10 % du Nord au Sud. La baisse sera plus importante en 2050 Réduction de la pluviométrie en automne (2030)

12 Les ressources en eaux, à titre principal au niveau des nappes phréatiques de forte salinité, des nappes littorales et des aquifères non renouvelables, diminueront de 28% en La diminution des eaux de surface sera d environ 5% au même horizon. L eau exploitable diminuera légèrement. La diminution des précipitations estivales augmentera le manque hydrique du sol. Possibilité de grands feux, en plus le CC réduira la résilience des écosystèmes qui fournissent des services essentiels pour la préservation et la disponibilité de l eau (pertes au niveau des stockages des barrages) Les nappes phréatiques côtières devraient diminuer (152 Mm 3 /an) à cause de l élévation accélérée du niveau de la mer.

13 Effet sur l agriculture A l horizon 2030, en cas de sècheresse, et quelque soit le scénario de libéralisation de l économie tunisienne, (ouverture lente ou rapide) une réduction du PIB Agricole de 22,5% ce qui ne permet pas de satisfaire les taux de croissance de l économie projetés à l horizon 2030 de 6,5% à l échelle ationale et de 3,34% pour l agriculture - Baisse de la productivité des céréales de 44% - Baisse de la production oléicole en sec de 52 % - Baisse de la production animale de 36 à 49 % respectivement, pour les espèces ovines et caprines.

14 Contrainte: empreinte eau de consommation élevée (renseigne sur le mode de consommation NON DURABLE) L empreinte eau de consommation de la Tunisie (2217 m 3 /an/hab = 5 fois la dotation, ou 21 Milliars de m 3 /an ) est un indicateur de pression et d alerte sur l état des ressources en eau et de dépendance de l extérieur (et donc des importations) si on le compare à la dotation des ressources par habitant et par an qui est de 441m 3 /hab/an. La moyenne mondiale de 1345 m 3 /hab/an Consommation Tunisienne 2012 (4 Millions de litres de lait importés en 2013) Produits Moyenne annuelle (/personne/ mois) Mois de Ramadan (/personne/ mois) Lait (litres) 0,9 2 Pots de yagourt (pot) 5,4 12,9 Viande ovine (kg) 0,75 1,1 Viande bovine (kg) 0,22 0,5 Viande de volaille (kg) 1,28 1,8 Watch Letter n 30 - September ns/lettres-de-veille C est ainsi que la Tunisie fait face à ses besoins en eau

15 La composition de l empreinte eau de consommation nationale entre les différents types d eau sur la période L empreinte eau de consommation nationale est à 97,7% destinée aux produits agricoles (et agroalimentaires) consommés. 81,4% de notre EE de consommation nationale est formée par l eau verte

16 Quand les ressources en eau sont limitées pour les besoins agricoles, l importation des produits alimentaires permet de combler le déficit mais à quel coût? 1 m3 = 18 dinars (HTVA) Maïs Blé Riz Source: FAO, Base de données des prix internationaux des produits, 2008; FMI, Base de données des perspectives de l économie mondiale, 2007 Pétrole (échelle de droite) Figure: Prix des produits de base dans le monde, janvier 2000-février 2008 (USD/tonne)

17 Contrainte: La durabilité de ces réserves climatiques virtuelles est incertaine Le fait est que 1/3 de l'empreinte eau de consommation des produits agricoles et agroalimentaires, soit 7 Milliards de m 3 d eau provient de ressources hydriques situées à l'extérieur du pays, témoigne que la sécurité alimentaire et en d autre terme la sécurité hydrique de la Tunisie est tributaire de l importation d eau virtuelle.

18 Contrainte : Energie Concommation d'énergie finale par secteur L agriculture (Irrigation et AEP)* est le 2eme gros consommateur d énergie électrique (14%) après les industries diverses Agriculture 7% Construction 26% Transport 31% Industrie 36% * Sans l ONAS ** non compris l électricité des pompages privés

19 Contrainte : Des besoins en eau potable en augmentation Désignation Année Evolution (%) 2030 Volume prélevé au Milieu Naturel (Mm 3 ) 469,0 618, Volume produit (Mm 3 ) 439,0 579, Volume distribué (Mm 3 ) 404,0 532, Volume consommé et facturé (Mm 3 ) 337,0 417, Le volume prélevé au milieu naturel comprend celui prélevé par la SECADENORD Les volumes de 2030 sont projetés par l auteur Les besoins en 2030 dépassent le potentiel disponible de salinité < 1,5 g/l: des coûts supplémentaires de traitement

20 Contrainte: infrastructure d eau et équipements (mobilisation et distribution) vétustes et non adaptés Contrainte institutionnelle: une multitude de partenaires et une règlementation peu respectée

21 Contrainte écologique Le concept de l empreinte sur l eau (ou eau virtuelle) pourra être un réel outil de gestion intégrée des ressources en eau s il est considéré dans une approche écosystémique qui incluent les processus, les fonctions et les interactions essentiels entre les organismes et leur environnement et qui reconnaît que les êtres humains, avec leur diversité culturelle, font partie intégrante des écosystèmes Un déficit écologique depuis 1975: surexploitation des écosystèmes La demande de ressources par personne (empreinte écologique) et l'approvisionnement en ressources (biocapacité) en Tunisie depuis 1961 (

22 Contrainte écologique: dégradation des écosystèmes les services écosystémiques sont cruciaux pour la survie de l homme et pour le développement social et économique (et la disponibilité de l eau), particulièrement dans les secteurs les plus pauvres et les plus vulnérables de la société Pour que le développement soit durable, il faut que la société utilise les ressources de la nature à un rythme qui leur permette de se reconstituer naturellement, pourquoi? «considérer l eau à elle seule n est pas suffisant : il faut en plus un potentiel écologique suffisant et en bonne santé.»

23 Consommation d énergie dans le secteur de l Eau

24 0,137 Kwh/m 3 SONEDE 0,607 Kwh/m 3 (0,681 Kwh/m3)(**) USAGERS 2012 SECADENORD (*) R e j e t s Barrages SONEDE et eaux Souterraines E? E? E? E? ONAS 0,560 Kwh/m 3 Milieu Naturel Milieu Naturel (*) sans le carburant (**) y compris le cout d énergie de l eau pompée par la SECADENORD et vendu à la SONEDE 1,241 Kwh/m 3

25 Groupement de développement Agricole pour l AEP GDA AEP Désignation Total GDA GDA (Données) % GDA (données) % Energie/ Charges d'exploitation Cout Energie (Mill/m3 pompé) Kwh/m 3 Nord Est ,527 Nord Ouest ,915 Centre Est ,164 Centre Ouest 383 Sud Est ,4 73 0,442 Sud Ouest 75 Moyenne ,5 92 0,558 Facturation moyenne de la STEG pour les GDA = 165 mill/kwh Estimation de l énergie sur la base des données de la STEG pour les GDA

26 Consommation d énergie dans le secteur de l agriculture (sans la pêche)

27 Consommation spécifique moyenne de l irrigation en 2010 Moyenne nationale tout type d eau confondu 0,372 Kwh/m 3

28 Consommation d énergie par région et selon l origine des eaux d irrigation Moyenne Région Barrage NPR NPH Electrique (Kwh/m 3 ) Gasoil (l/m 3 ) Nord 0,273 0,275 0,234 0,26 0,023 Centre 0,242 0,366 0,433 0,377 0,042 Sud 0,321 0,341 0,326 0,033 NPR: Nappe profonde NPH: Nappe phréatique Sachant que 46% des eaux souterraines profondes sont arthésiennes (apport énergie externe nul)

29 Source: Etude sur la maitrise de l Energie dans l agriculture et la pêche, ANME et Alcor, 2010 Eau / Energie et Sécurité alimentaire

30 L agriculture pluviale, compte tenu de l ampleur de ses emblavures, représente ¾ de la consommation énergétique finale du secteur. Les superficies agricoles irriguées consomment environ ¼ de l énergie finale de l agriculture, essentiellement pour l irrigation La consommation d énergie du secteur de l agriculture (sans la pêche) est dominée par la céréaliculture en mode pluvial qui représente 50% de la consommation nationale de ce secteur, suivi de l arboriculture, toujours en mode pluvial, avec environ 17,4%.

31 Il montre en particulier l effet des aléas climatiques sur l intensité énergétique des céréalicultures, alors que cette intensité reste peu sensible aux aléas climatiques en ce qui concerne les autres spéculations dont la production est relativement stable par rapport à la pluviométrie.

32 Consommation spécifique (Kwh/m 3 )

33 Contrainte d énergie/ou mauvaise gestion

34 Le transfert timide : est ce réellement un problème d énergie? Si c est le cas, pourquoi opter pour le dessalement? Barrage Sidi El Barrak

35 Barrage Barbara

36 Vision stratégique du couple Eau et Energie

37 Constats actuels Une dégradation croissante de la qualité des eaux de surface et souterraine Les nappes phréatiques côtières devraient diminuer à cause de l élévation du niveau de la mer. Or, elles sont déjà surexploitées: Leur recharge économique et écologique est urgente. Le coût du transfert reste largement moins cher que le dessalement pour des quantités d eau plus importantes permettant l usage agricole pour des spéculations les moins vulnérables à la variation pluviométrique Mais les infrastructures actuelles ne permettent pas ce transfert Une législation actuelle peu ou pas adaptée Une gestion sectorielle ne permettant pas l économie de nos ressources

38 Le bilan énergétique déficitaire depuis 2000 Le déficit énergétique en énergie primaire en 2012 a été de 1,6 MTep ce qui représente le plus haut déficit connu pour la Tunisie. Des subventions énergétiques de 600 MDT en 2010 à 3500 MDT en 2012 (6 fois) 5% 4% 3% 2% 1% 0% Subventions des produits énergétiques dans le PIB (en %) 4,7% 1,2% ( emplois si DT investissement/emploi) L infrastructure est-elle résiliente au CC?

39 Si le non transfert des eaux des barrages de Barbara et de Sidi El Barrak est justifiée par la consommation importante d énergie, qu est ce qui justifie la production de l eau à partir du dessalement d eau de mer avec des besoins d énergie de plus de 6 fois plus importants? Si les ressources en eau, les services écosystémiques indispensables à la production agricole et à la disponibilité de l eau sont vulnérables au changement climatique et aux activités humaines, comment pourra-t-on assurer la durabilité de l agriculture et la sécurité alimentaire? Si l on ne tient pas compte dans la gestion de l eau des ressources en eau virtuelles (importations et exportations) et de l impact du CC, comment pourra-t-on assurer la durabilité des investissements dans le secteur de l eau, de l agriculture et de l énergie? Dans le contexte de la Tunisie vivant sous un stress hydrique, avec un déficit énergétique qui ne fait qu augmenter, une agriculture fragile sous conditions de changement climatique (car forment dépendante de l eau verte), comment orienter les productions et par conséquent les importations et les exportations? Que faire en période extrême?

40 En période de pluviométrie moyenne, la consommation spécifique d énergie pour la production des céréales est de 75 Tep/1000 tonnes, décroit à 46 Tep en année pluvieuse (40% de gain) et croit à 238 Tep en année sèche (217 % de perte) Même si la consommation énergétique de l agriculture n est que de 7%, faut-il importer de l énergie pour produire les céréales avec tous les risques évoqués ou importer directement des céréales? Comme l agriculture et l AEP consomme 14%de l électricité fournie par la STEG (2eme gros consommateur), faut- il favoriser l importation de l eau virtuelle à travers des produits ou à travers de l importation de l énergie pour produire de l eau potable en dessalant l eau de mer et réserver les eaux de surface pour l agriculture dont une partie sera exportée sous forme d eau virtuelle?

41 Importer de l énergie ou recourir aux énergies renouvelables favorise la surexploitation des nappes (Sud) pour produire des dattes et donc exporter de l eau virtuelle? Et recourir ensuite à la recharge artificielle moyennant des besoins d énergie aussi élevés? Un ensemble de questions intimement liées et pour lesquelles des réponses intégrées doivent être envisagées par les politiques futures de gestion des ressources en eau en considérant le lien eau-énergie et sécurité alimentaire du pays.

42 Risque sur l écosystème de l ichkeul le barrage Douimis (54 Mm 3 ) et Melah (41 Mm 3 ) Barrage de l extrême Nord Zerga (2005) Kebir (2013) Moula (2013) Sidi Barrak (1999) Ziatine (2010) Gamgoum (2013) Harka (2013) Sejnane Ghezala Joumine(83) Tine (2013) Volume retenue normale (Mm3) 24 64,4 26, , ,58 10,73 123,85 34 Total 772 Barbara (74 Mm 3 depuis 2005) vers la Medjerda à travers Bouherthma pour améliorer la qualité de l eau du barrage Sidi Salem 500 Mm 3 rejetés 42

43 De l eau exportée à quel prix? Une balance agroalimentaire en déficit chronique 43

44 La vision: valorisation intégrée (Eau/Energie) 1. Limiter les rejets en mer des eaux de bonne qualité (0,5 g/l) par la valorisation des périodes pluvieuses extrêmes dont la fréquence va augmenter avec le changement climatique par le transfert des eaux excédentaires en grande quantité 2. Opter pour le stockage souterrain (réduction des pertes par évaporation 3. Augmenter la capacité de stockage des céréales et agir sur les pertes

45 La vision: valorisation intégrée (Eau/Energie) Et comme projet innovant ET VERT : valorisation «hydrique» de la côte tunisienne, transfert peu énergivore, permet l alimentation en eau des villes côtières et allègement de la pression sur l infrastructure terrestre(cas du canal Medjerda Cap Bon) et possibilité de déviation vers les villes intérieures..à initier

46 Le projet Nord Centre Sud : Sidi El Barrak Oued Medjerda Monastir 15 m 3 /s avec des points possibles à 30m 3 /s aux environs de Monastir : transfert en deux étapes, une première Sidi El Barrak Kalaat al Andalus d environ 175 km et une deuxième Kalaat al Andalus Monastir d environ 250 km. A noter que les débits envisagés correspondent à environ huit unités de dessalement de bonne taille.

47 Notre projet de Rivière Sous-marine réalise le transfert d eau envisagé avec une dépense énergétique moyenne de l ordre de 0,18kWh/m 3 (moins de 1/20ème de ce qui est requis pour le dessalement d eau de mer) Amortissement sur 25 ans à un taux d actualisation de 6%, le prix tout compris (CAPEX CAPital EXPenditure + OPEX OPerating EXpenses) du m 3 transporté à pleine capacité serait d environ 0,25 /m 3, soir le ¼ du prix du dessalement. Environ 87% de ce prix provient de l amortissement de l investissement, ce qui est typique de tout pipeline.

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49 Ce n est pas de la magie..c est de la technologie

50 Abbréviations AEP: Alimentation en eau Potable IR: Irrigation CRDA: Commissariat Régional au Développement Agricole. DGACTA: Direction Générale des Aménagements et de Conservation des Terres Agricoles. DGBGTH: Direction Générale des Barrages et des Grands Travaux Hydrauliques. DGRE: Direction Générale des Ressources en Eau. GDA: Groupement de Développement Agricole. OE: Ouvrage d Exploitation (Forage, source et émergences, forages artésiens), P: Puits PI: Périmètres irrigués SECADENORD: Société d Exploitation du Canal et des Eaux du Nord. SONEDE: Société Nationale d Exploitation et de Distribution des Eaux. STEG: Société Tunisienne d Electricité et du Gaz. 1 Tep = Kwh 1 litre de gasoil = 10 KWh 1 GWh = 10 3 MWh 1 Kwh = 3, Joules