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Les cours d'eau sont des éléments vitaux pour de nombreux pays. Ils créent des écosystèmes précieux, fournissent de l'eau potable aux populations et de l'eau brute pour l'agriculture et l'industrie. Dans les pays du Sud en particulier, il existe une forte concurrence pour l'accès aux ressources en eau douce. L'utilisation croissante de l'hydroélectricité a récemment intensifié cette concurrence.
Prenons l'exemple de l'Éthiopie: lorsque le pays a commencé à remplir le méga-barrage Gibe III sur le fleuve Omo en 2015, les utilisateur·ices en aval ont constaté une baisse des volumes d'eau. Les inondations naturelles ont diminué, réduisant le volume de boue fertile lavée sur la plaine inondable. Le niveau du lac Turkana au Kenya, dans lequel se jette l'Omo, a temporairement baissé de deux mètres, ce qui a eu des conséquences importantes pour les populations et l'agriculture.
S'attaquer au nexus
Le réseau d'interactions entre l'eau, l'énergie, l'alimentation et les écosystèmes - appelé par les expert·es le water-energy-food (WEF) nexus - est souvent à l'origine de conflits de grande ampleur dans les bassins versants des cours d'eau transfrontaliers. Des projets de construction d'infrastructures à grande échelle, tels que des barrages et des systèmes d'irrigation, ont déjà provoqué des tensions politiques entre les États voisins.
Une équipe de recherche internationale dirigée par l'ETH Zurich vient de mettre au point une boîte à outils stratégique qui peut aider à désamorcer ces conflits sur l'utilisation de l'eau, grâce à une analyse objective des intérêts des parties prenantes. Dans le cadre du projet européen Horizon 2020 DAFNE, 14 partenaires de recherche d'Europe et d'Afrique ont travaillé ensemble pour trouver des approches permettant une gestion plus équitable des ressources en eau.
«Nous voulions montrer comment il est possible de gérer durablement le lien entre l'eau, l'énergie, la nourriture et les écosystèmes, même dans les grands bassins fluviaux transfrontaliers avec un large éventail d'utilisateurs», explique Paolo Burlando, professeur d'hydrologie et de gestion des ressources en eau à l'ETH Zurich.
Intégrer et équilibrer les différents intérêts
S'il est désormais reconnu que la planification des bassins versants doit adopter une approche holistique qui respecte les besoins de toutes les parties prenantes, les problèmes de prise de décision multidimensionnels avec un nombre important de parties prenantes rendent difficile la négociation de solutions généralement acceptées.
«Les outils de planification conventionnels sont généralement dépassés par de tels défis», explique Paolo Burlando, qui dirige le consortium DAFNE depuis quatre ans. C'est pourquoi l'équipe du projet a mis au point une méthode novatrice pour cartographier et quantifier les compromis dans le lien avec le WEF nexus.
L'approche est basée sur les principes de la planification et de la gestion participative et intégrée des ressources en eau, qui met l'accent sur le rôle et les intérêts des parties prenantes. La méthodologie DAFNE est conçue pour engager les parties prenantes et trouver des compromis et des synergies dans une approche commune. «La clé est de trouver des solutions qui profitent à tout le monde, qui tiennent compte de l'environnement et qui ont également un sens économique», explique Paolo Burlando.
Permettre le dialogue par le biais de modèles
DAFNE utilise des techniques de modélisation de pointe et des solutions numériques pour permettre une planification participative. Un outil de décision stratégique permet d'évaluer les conséquences sociales, économiques et environnementales des interventions selon une approche quantitative, permettant aux utilisateurs d'identifier des voies de développement viables. Les voies sélectionnées par les parties prenantes sont simulées en détail à l'aide d'un modèle hydrologique piloté par des scénarios climatiques à haute résolution, afin d'analyser avec précision l'impact sur les ressources en eau respectives. Des sous-modèles supplémentaires peuvent être utilisés pour modéliser d'autres aspects du lien. Enfin, un outil de visualisation permet d'illustrer les interrelations et d'évaluer les problèmes du point de vue de divers utilisateurs.
«Les modèles visent à faciliter la négociation continue entre les parties prenantes, ce qui est un élément clé de l'approche DAFNE», explique le scientifique principal Scott Sinclair, qui a co-développé l'approche de modélisation.
Études de cas avec les parties prenantes locales
Le projet DAFNE s'est concentré sur deux grands bassins fluviaux d'Afrique orientale et australe - l'Omo-Turkana et le Zambèze - où les chercheur·ses ont testé leur méthodologie dans deux études de cas. Dans les deux études de cas, de véritables parties prenantes ont été impliquées dans le développement des approches DAFNE, travaillant avec elles pour tester des modes d'exploitation alternatifs pour les centrales électriques et les systèmes d'irrigation, afin de concevoir des scénarios d'utilisation plus durables pour leurs bassins versants. Il·les ont échangé leurs différentes perspectives lors de négociations simulées pour illustrer le processus.
Dans le bassin de l'Omo-Turkana, les scientifiques ont également utilisé leur méthodologie dans une analyse rétrospective de la phase de remplissage controversée de deux ans du méga-barrage Gibe III en Éthiopie. «Nous avons observé que l'impact négatif sur les voisins en aval a été exacerbé par une sécheresse prolongée», rapporte Paolo Burlando. Les partenaires du consortium DAFNE du Politecnico di Milano ont pu montrer dans une étude publiée dans Nature Communications avec Paolo Burlando et Scott Sinclair, que de tels problèmes peuvent être réduits en combinant les outils DAFNE avec les prévisions saisonnières de sécheresse et en adaptant de manière flexible le régime de remplissage aux conditions hydroclimatiques.
Les barrages sur l'avancée dans le monde
Les résultats de l'étude sont d'une grande actualité: l'Éthiopie construit actuellement un autre méga-barrage dans le bassin versant de l'Omo-Turkana et remplit le barrage de la Grande Renaissance éthiopienne sur le Nil bleu. Dans le monde entier, environ 500 projets de barrages sont prévus dans des régions affectées par les rétroactions climatiques par le biais des téléconnexions. La croissance démographique et l'augmentation de la prospérité continueront à stimuler la demande d'énergie, de nourriture et d'eau. Les chercheur·ses espèrent que la méthodologie DAFNE deviendra un jour une référence.
«Nous avons conçu les outils de modélisation pour qu'ils soient transférables à d'autres régions ayant des besoins en eau concurrents», explique Paolo Burlando. Des projets de suivi sont déjà en cours pour appliquer et développer davantage la technologie dans plusieurs bassins fluviaux du monde entier.