Adapter l’Île-de‑France aux risques de raréfaction de l’eau

Annexe B. Construction des scénarios

Construction du scénario socio-économique « l’Ile de France à l’horizon 2050 »

Une « approche tendancielle » a été retenue pour décrire le développement de l’Ile de France à l’horizon 2050, sans renforcement des politiques d’adaptation au changement climatique. La méthode poursuivie extrapole les évolutions démographiques et sectorielles observées ces dernières années à l’horizon 2050. Ces extrapolations sont ensuite confrontées aux plans de développements et d’adaptation régionaux comme nationaux.

• Le cycle urbain de l'eau englobe l'ensemble des processus de production, de distribution, d'utilisation, de collecte et de traitement des eaux dans les zones urbaines. L’évolution de la consommation d’eau potable (et donc des prélèvements pour sa production) est considérée comme proportionnelle à la croissance démographique de l’Ile de France, soit une augmentation de 5% d’ici 2050 (INSEE, 2022[1]).

• L’agriculture : Selon la Chambre d’agriculture, l’Institut Paris Région et la DRIAAF, la surface agricole utile pourrait diminuer de 3% à l’horizon 2050. Cette évolution tient compte de la loi de zéro artificialisation nette qui limite l’urbanisation, et reflète donc uniquement les projets déjà validés en Ile de France. En termes de cultures produites, les surfaces maraichères pourraient être multipliées par 8 à l’horizon 2050 par rapport à 2020. En extrapolant le rythme d’augmentation des surfaces irriguées entre 2010 et 2020 (14%) (DRIAAF, 2022[2])), l’étude projette une augmentation des surfaces irriguées de 45% d’ici 2050. Cette tendance est cohérente avec les scénarios du projet Explore 2070 (Ministère de l’Écologie, 2012[3]). Conséquence de ces diverses évolutions, la surface dédiée aux grandes cultures diminuera de 3,5%, essentiellement remplacée par des cultures maraichères. Le scénario conserve les proportions relatives de chaque culture au sein des grands domaines (maraichage et grande culture) identique à celles de 2020, et ne prévoit pas de changement dans le type de culture implantées en Ile-de-France.

• La production d’énergie : L’Ile de France importe environ 85% de l’énergie qu’elle consomme, majoritairement sous forme de gaz naturel, d’électricité et de produits pétroliers. L’essentiel de l’énergie produite et consommée par la région concerne la production de chaleur et de froid (86%) et la production d’électricité (13%). Le potentiel de production hydroélectrique de la région étant aujourd’hui pleinement exploitée (0.4% de la production énergétique de la région), la production d'hydroélectricité de la région ne devrait pas connaître d’évolution significative. En revanche, le schéma directeur du réseau de froid parisien prévoit que la quantité d'énergie livrée par leur réseau devrait atteindre 1000 GWh/an en 2050, soit une multiplication par environ 2,5 de la quantité/puissance actuellement délivrée (Ville de Paris, 2019[4]). Cette évolution est appliquée à l’ensemble de la production de froid régionale. Enfin, la valorisation énergétique des déchets est considérée comme stable, étant donnée la capacité des usines de valorisation existantes à couvrir les besoins d’incinération futures. En 2021, la quantité de déchets incinérée atteignait 91.6% de la capacité autorisée dans la région (ORDIF, 2022[5]), et les installations existantes ont donc la capacité d’absorber les déchets additionnels produits par la population croissante de l’Ile de France (5% à l’horizon 2050) prévue dans notre scénario.

• Le transport fluvial devrait augmenter significativement à l’horizon 2050. L’extrapolation du taux de croissance annuel actuel du fret fluvial (3%) (VNF, 2022[6]) conduit à une multiplication par 2,5 en 2050 du volume actuel de marchandises transportées par fret fluvial. Cette évolution est alignée avec l'ambition de développer davantage le transport fluvial dans la région, comme le démontre le projet Seine-Escaut qui vise à connecter Paris et Le Havre aux grands ports maritimes de la Mer du Nord, via la Seine, l’Oise, l’Escaut et la Lys. De même, le tourisme fluvial augmente actuellement de 5% par an (Coopération des agences d’urbanisme de la Vallée de la Seine, 2019[7]), résultant en une multiplication du trafic par 2,7 d'ici 2050.

• L’industrie manufacturière : L’évolution du secteur est plus complexe à anticiper. La tendance à la fermeture de sites industriels ces dernières années pourrait être compensée par les politiques de réindustrialisation. L’hypothèse d’une industrie manufacturière identique à aujourd’hui (en composition et valeur) est donc retenue.

• Le cadre bâti : En considérant que la loi Élan encadrant les nouvelles constructions élimine le risque de retrait gonflement des argiles, le nombre de logements exposés au retrait gonflement des argiles en 2050 est considéré comme identique à celui observé aujourd’hui.

• Les écosystèmes : Le scénario suppose que l’étendu des zones naturelles non ou peu anthropisées restera identique à aujourd’hui. La stratégie régionale pour la biodiversité 2020-2030 en Île-de-France (Conseil Régional d'Île de France, 2019[8]) s'engage en effet à préserver les écosystèmes existants mais ne prévoit pas de les développer davantage dans la région.

Tableau A B.1. Développement socio-économique tendanciel de l’Ile de France à l’horizon 2050

Extrapolation des tendances passées de développement socio-économique de l’Ile de France à l’horizon 2050

Système	Sous-système	Évolution en 2050 (référence 2020)
Agriculture	Surface de maraichage	Multiplication par 8
	Production animale	Diminution de 40%
	Surface agricole utile totale	Diminution de 3%
	Surface pour grande culture	Diminution de 3.5%
	Surface irriguée	Augmentation de 45%
Démographie	Population francilienne	Augmentation de 5%
Cycle urbain de l'eau	Demande en eau potable	Augmentation de 5%
	Assainissement	Augmentation de 5%
Energie	Production d'électricité (valorisation des déchets ménagers)	Identique
	Quantité de froid livrée	Multiplication par 2.5
	Production d'électricité (hydroélectrique)	Identique
Industrie	Activité industriel	Identique
Transport fluvial	Fret fluvial	Multiplication par 2.4
	Plaisance fluviale	Identique
	Tourisme fluvial	Multiplication par 3.2
Écosystèmes	Écosystèmes naturels (non urbains)	Identique

Source : Auteurs, en utilisant les données et documents suivants. Agriculture : (Conseil Régional d’Île de France, 2021[9]), (DRIAAF Île de France, 2021[10]), (DRIAAF, 2022[2]), (Ministère de l’Écologie, 2012[3]). Démographie : données INSEE : https://www.insee.fr/fr/statistiques/6666275  ; Cycle urbain de l’eau : ; Energie : dires d’experts, ORDIF, 2022_[5] ; Espaces urbains Transport fluvial: (VNF, 2022[6]), (Coopération des agences d’urbanisme de la Vallée de la Seine, 2019[7]) ; Écosystèmes : (Conseil Régional d'Île de France, 2019[8]).

Construction des scénarios de sécheresse

Méthodologie

Trois scénarios de sécheresse en eau sont construits pour évaluer les potentiels impacts économiques d’un tel phénomène aux horizons 2050 et 2100. Ces scénarios reflètent les évènements les plus sévères simulés par les projections climatiques et hydrologiques. Chacun de ces scénarios décrit l’évolution de l’état des différentes ressources (humidité des sols, nappes et cours d’eau) sur une année, en prenant en compte l’impact du changement climatique sur la ressource en eau ainsi que l’influence des usages et des infrastructures existantes (aménagement de la Seine en biefs, lacs réservoirs ...). Le scénario 1 représente une sécheresse sévère, combinant un scénario d’étiage historique (1921) et un scénario de sécheresse des sols historique (1976), tous deux considérés comme probables à l’horizon 2050. Le niveau des nappes souterraines est modélisé à l’horizon 2050 comme l’extrapolation des tendances de diminution de niveau observées entre 2020 et 2022, soit une diminution de 6% de la côte par rapport à 2020. La température des eaux de surface est définie comme le profil de température médian issu d’une modélisation multi-annuelle de température d’eau de Seine dans un scénario RCP8.5 à l’horizon 2050. Le scénario 2 représente la concomitance d’une sécheresse identique à celle du scénario 1 avec une année très chaude, dont le profil correspond au 90th percentile de courbes de températures journalières simulées pour un scénario RCP 8.5 entre 2040 et 2070. Face aux tendances d’aggravation des conditions climatiques d’ici 2100, le scénario 3 est construit comme une dégradation du second scénario de sécheresse. Cette dégradation reflète les projections de diminution de débit moyens (moins 20%) et d’augmentation des températures de surfaces moyennes (+2°C) entre 2050 et 2100. Le niveau des nappes est modélisé en considérant une diminution du niveau des nappes tendancielle entre 2050 et 2100. En l’absence de simulations disponibles, la sécheresse des sols du scénario 3 est identique à celle du scénario 2. Ces trois scénarios sont construits en combinant des projections climatiques, hydrologiques de surface et souterraines ainsi que des données historiques.

Tableau A B.2. Caractéristiques des scénarios de raréfaction

Facteur de raréfaction	Source d'eau	Scénario 1	Scénario 2	Scénario 3
Débit des cours d'eau	Surface (rivières)	Sécheresse 1921	Sécheresse 1921	Sécheresse 1921 moins 20%
Sécheresse agricole	Humidité des sols	Sécheresse 1976	Sécheresse 1976	Sécheresse 1976
Température de l'eau	Surface (rivières)	Médiane températures 2050	Dépassement de 25°C pendant 2 mois	Dépassement de 25°C pendant 3 mois
Nappes phréatiques	Souterraine	Diminution de 6% de la côte	Diminution de 6% de la côte	Diminution de 12% de la côte
Soutien d'étiage	Lacs réservoirs EPTB	Sécheresse 1921	Sécheresse 1921	Sécheresse 1921 moins 20%

Source : Auteurs.

Choix des nappes et cours d’eau à étudier

Bien que l’ensemble des ressources en eau soient exploitées en Ile de France, certaines concentrent davantage les usages. Comme détaillé dans le Tableau A B.3, la Seine et la Marne représentent 99% des prélèvements en eau de surface. Ainsi, dans un souci de simplicité et par manque de données, l’étude ne modélise les niveaux d’étiages que pour ces 2 cours d’eau. Les activités prélevant de l’eau dans d’autres cours d’eau mineurs (affluents de la Marne ou de la Seine) sont considérées comme préleveurs dans l’un de ces deux cours d’eau principaux. On choisit parmi les 2 rivières majeures le confluent le plus proche de la rivière dans laquelle l’eau est prélevée.

Tableau A B.3. Prélèvements d’eau par sources en Ile de France (2018)

Type	Source	Volume (m3)	Pourcentage des volumes prélevés totaux (%)
Rivière	Toutes rivières	2.49E+10	98.6%
	La Seine	2.45E+10	97.2%
	La Marne	2.58E+08	1.0%
	L'Oise	68760671	0.3%
Nappes	Toutes nappes	3.51E+08	1.4%

Source : Banque Nationale des Prélèvements (2018).

Afin d’identifier les nappes les plus importantes pour les prélèvements, les données de prélèvements BNPE sont désagrégées à l’échelle des départements (voir). Les départements de la Seine-et-Marne (77), des Yvelines (78) et de l’Essonne (91) concentrent presque 90% des prélèvements en eau souterraine de la région Ile de France. Ces départements sont alimentés par la nappe de Champigny et les nappes de l'Yprésien/Lutétien, de la Craie et des formations tertiaires. Par manque de données sur les autres nappes, et parce qu’elle sert de référence pour les arrêtés sécheresse dans 6 des 8 départements de la région (Tableau A B.4), seul l’état de la nappe de Champigny est considéré dans cet étude, ainsi que les restrictions consécutives à son niveau d’eau appliquées à l’ensemble des prélèvements en eau souterraine de la région.

Tableau A B.4. Prélèvements d’eau souterraine par département (2018)

Source	Département	Volume prélevé (millions de m3)	Part dans les prélèvements d'eau souterraine de la région
Souterraine	77	161	45.8%
	78	120	34.2%
	91	29	8.4%
	95	23	6.5%
	94	6.9	2.0%
	92	6.1	1.7%
	93	5.0	1.4%
	75	0.4	0.1%
	Total	351	100.0%

Source : Banque Nationale des Prélèvements (2018).

Choix des stations de référence

La majorité des impacts des sécheresses étant dus à l’application d’arrêtés sécheresse, le débit de chacune de ces trois rivières ainsi que le niveau de la nappe de Champigny sont modélisés aux stations de référence mentionnées dans les arrêtés sécheresse départementaux. La station de référence pour la Seine est Alfortville et Gournay sur Marne pour la Marne. Le niveau des nappes est lui modélisé pour la nappe de Champigny Ouest à Montereau sur Jard.

Débit des rivières

Le débit de la Marne et de la Seine est égal au débit naturel du cours d’eau, auquel s’ajoute le soutien des lacs réservoirs EPTB, moins l’eau consommée pour les différents usages.

Des simulations issues de modèles climatiques et hydrologiques sont utilisées afin de déterminer l’impact du changement climatique sur le débit naturel des cours d’eau. Le Graphique A B.1 représente des simulations de débit naturels de cours d’eau issues de (Boé et al., 2018[11]). Ainsi, la région pourrait connaître davantage de sécheresses extrêmes, bien plus importantes que celles connues ces vingt dernières années. Plus précisément, une sécheresse similaire à celle de 1921, deviendrait un évènement probable (bien qu’extrême) à l’horizon 2050. Cette sécheresse 1921 est donc retenue pour modéliser les débits des cours d’eau dans le scénario 1 et 2. Le comité de Bassin Seine Normandie estime qu’à l’horizon 2100 une baisse des débits des cours d’eau de 10% à 30 % par rapport à la période 1970-2005 pourrait survenir à horizon 2070-2100 (Comité de Bassin Seine Normandie, 2016[12]). Une diminution des débits de 20% par rapport à la sécheresse 1921 est donc retenue pour le scénario 3.

Graphique A B.1. Sévérité et durée des sécheresses agricoles et hydrologiques sur le bassin Seine Normandie (1961-1990 & 2031-2060)

Sévérité moyenne des sécheresses hydrologiques chaque année en fonction du nombre de mois par an passés en sécheresse hydrologique, en moyenne sur le bassin

Note : La figure de gauche représente la distribution des débits annuels moyens dans un contexte climatique de la fin du XXe siècle, et la figure de droite la distribution probable au milieu du XXIe siècle. Chaque point représente une année de simulation, et chaque couleur représente un modèle climatique (hydrologique) particulier.

Source : (Boé et al., 2018[11]).

Dans son étude sur le soutien d’étiage, l’EPTB a reconstitué le débit naturel de la Seine à Alfortville et de la Marne à Gournay sur Marne pour la sécheresse 1921. De plus, l’EPTB a estimé les consommations d’eau mensuelles par usages pour chacun des cours d’eau. Ces consommations sont corrigées proportionnellement à l’évolution des différents usages émanant du scénario socio-économique à l’horizon 2050.

Enfin, le débit naturel diminué des consommations est soutenu par un débit constant provenant des lacs réservoirs du 1^er juin au 30 novembre.

Le Graphique A B.2 montre l’évolution du débit « réel »1 de la Seine à Alfortville, ainsi que les valeurs de débit pour les différents niveaux d’arrêtés sécheresse.

Graphique A B.2. Débit de la Seine à Alfortville (Scénario 1, 2 & 3)

Source : Auteurs, basé sur les données de débit et de consommation de l’EPTB Seine Grand Lac.

Niveau des nappes

Les nappes constituant une réserve en eau (et non un flux comme les cours d’eau), l’évolution de leur niveau est graduelle, et non annuelle comme les rivières. Ainsi, le niveau des nappes à l’horizon 2050 et 2100 est estimé en extrapolant les tendances actuelles, corrigées de l’évolution des usages et de l’augmentation de la pluviométrie moyenne. L’intention derrière cette approche est d’analyser ce qui se passerait si les dynamiques de remplissage et vidange actuel des nappes se perpétuaient à l’horizon 2050. Les données ADES permettent d’analyser les niveaux historiques des nappes. Le Graphique A B.3 représente l’évolution de la piézométrie de la nappe de Champigny Ouest et montre une diminution progressive du niveau piézométrique de la nappe entre 2020 et 2022. Sans prendre en compte l’absence de recharge consécutif à la sécheresse de l’année 2022, le niveau maximum atteint par la nappe a baissé en moyenne de 0.4% par an. Cette tendance est corrigée de l’évolution des consommations et de l’impact du changement climatique sur le remplissage des nappes. Les besoins en eau pour l’eau potable et l’irrigation (qui constituent 93% des usages d’eaux souterraines de la région), augmentent de 8.0% à l’horizon 2050 dans notre scénario. De plus, Aquibrie estime que le changement climatique induira une augmentation moyenne des précipitations qui augmentera la recharge des nappes de 10% à l’horizon 2060 comparé à 2020, et de 12% à l’horizon 2100. Combiner ces 3 effets (diminution tendancielle du niveau de la nappe, augmentation du remplissage moyen et augmentation des besoins en eau) permet de calculer un taux d’évolution moyen du niveau de la nappe, qui est alors projeté à l’horizon 2050. Pour la projection à l’horizon 2100, les besoins et usages restent identiques à ceux de 2050 dans notre scénario socio-économique. Seule la tendance à la diminution du niveau de la nappe, en partie compensée par l’augmentation de la pluviométrie moyenne, et donc du remplissage, demeurent.

Graphique A B.3. Évolution du niveau de la nappe de Champigny à Montereau sur Jard (2010-2023)

Source : Auteurs, base sur les données ADES.

Afin d’étudier l’impact d’une raréfaction des ressources en eau souterraine, il faut aussi modéliser la dynamique annuelle au remplissage et à la vidange des nappes. Le Graphique A B.3 montre que les périodes de vidange et de remplissage de la nappe sont saisonnières et grossièrement identiques chaque année : la nappe se remplit l’hiver et au début du printemps, et se vide l’été et l’automne.

L’évolution annuelle du niveau de la nappe dans chaque scénario résulte de l’extrapolation linéaire des tendances au remplissage et à la vidange, qui permettent de définir le niveau maximum atteint (au 1^er avril) et minimum (au 1^er décembre) pour chacun des scénarios. Les scénarios adoptent une version schématique de l’évolution saisonnière de la nappe (Graphique A B.3). La nappe se vide de manière linéaire du 1^er avril au 1^er décembre et se remplit du 1^er décembre au 1^er avril. Le profil annuel est obtenu en reliant linéairement les niveaux maximum et minimum. Le Graphique A B.4 illustre la modélisation de la côte de la nappe de Champigny Ouest dans le scénario 1 et 2.

Graphique A B.4. Évolution annuelle du niveau de la nappe de Champigny (Montereau sur Jard, Scénario 1 et 2)

Source : Auteurs.

Température des cours d’eau

Une eau trop chaude conduit à une situation de raréfaction car elle peut limiter certains usages comme la production d’énergie ou le refroidissement industriel. L’EPTB a modélisé la température de l’eau de la Seine à l’écluse de Suresnes à l’horizon 2050. Les données fournies par l’EPTB donnent la température simulée journalière pour chaque année entre 2010 et 2070 pour le scénario RCP 8.5. Comme le montre la Figure D.6 ci-dessous, le scénario 1 représente la température médiane plausible à l’horizon 2050, et utilise le profil de température médian (0.5 percentile). Le scénario 2 a pour objectif d’étudier la concomitance d’une sécheresse historique 1921 avec une année chaude, et reprend donc le 90ème percentile de cette distribution. Enfin, la température du scénario 3 est modélisée comme étant celle du scénario 2 auquel on ajoute 2°C, augmentation moyenne des températures attendue dans le scénario RCP8.5 entre 2050 et 2100 (Ministère de la Transition Écologique, 2023[13]). La Seine concentrant l’essentiel des prélèvements relatifs à la production d’énergie (voir Annexe C), la température de la Seine modélisée à Suresnes est appliquée pour l’ensemble des usages franciliens dépendant de la ressource en eau.

Graphique A B.5. Évolution de la température de la Seine à Suresnes (Scénario 1, 2 et 3)

Source : Auteurs, basé sur les données de température EPTB.

Remplissage et gestion des lacs EPTB

L’institution gérant les lacs réservoirs a estimé le niveau de remplissage de chacun des lacs dans le cas de l’étiage 1921 considéré dans les scénarios 1 et 2 de l’étude. Ces taux de remplissage varient de 24% pour le lac Seine à 36% pour le lac Aube, et sont utilisés dans les scénarios 1 et 2. Pour le scénario 3, les débits des rivières alimentant les lacs étant estimés comme 20% inférieurs à ceux des scénario 1 & 2, les taux de remplissage de chaque lac sont 20% inférieurs à ceux des scénarios 1 et 2.

Pour tenir également compte de l’influence de l’évaporation induite par les températures croissantes que pourraient connaître la région sur le remplissage des lacs, l’étude s’appuie sur des projections réalisées par Météo France (Météo France, 2019[14]). La perte par évaporation retenue pour notre étude est de 700mm par an (perte identique pour les 3 scénarios de raréfaction). Cette perte est multipliée par la surface des lacs pour estimer la quantité d’eau perdue sur l’année.

Le volume d’eau disponible pour le soutien d’étiage en été (jusqu’au 31 octobre inclus) dans chacun des scénarios correspond au volume des tranches d’exploitation de chaque lac, multiplié par le taux de remplissage des lacs pour chacun des scénarios (Tableau A B.5), auquel est soustrait la quantité d’eau évaporée. Si besoin, la tanche de réserve peut aussi être utilisée pour poursuivre le soutien d’étiage après le mois d’octobre. Le débit de soutien d’étiage des lacs est supposé constant de juin à octobre, et est donc calculé comme le volume disponible (tranche d’exploitation) dans chaque lac divisé par le temps de vidange (5 mois). Compte tenu des profils de débit naturel, un soutien d’étiage prolongé sur les mois de novembre et décembre est nécessaire, et correspond au volume de la tranche de réserve dans chaque lac divisé par le temps de vidange (2 mois). La Marne est soutenue uniquement par le lac « Marne », et la Seine par la somme des débits des 4 lacs réservoirs.

Tableau A B.5. Calcul du débit de soutien d’étiage des lacs réservoirs EPTB Seine Grands Lacs

Débit de soutien d’étiage des lacs pour les scénarios 1 et 2

Soutien d’étiage des lacs réservoirs EPTB (scénario 1 &2)
Lac	Taux de remplissage	Tranche morte (millions m3)	Tranche de réserve (millions m3)	Tranche exploitation (millions m3)	Surface des lacs (km^2)	Perte évaporation (mm)	Débit soutien d'étiage ÉTÉ (1er Juin au 31 Octobre) (m3/s)	Débit soutien d'étiage HIVER (1er Novembre au 31 Décembre) (m3/s)
Marne	26%	10	15	325	48	700	2.5	2.8
Aube	36%	3	21	150.5	23.2	700	1.7	3.9
Seine	24%	8	12	185	23.2	700	1.0	2.3
Pannecière	34%	6	6	68	5.2	700	0.9	1.1

Source : Auteurs, basé sur les taux de remplissage issus des simulations EPTB et les données d’évaporation Météo France.

Sécheresse des sols

Un modèle d’impact des sécheresses sur les rendements agricoles développé par la Caisse Centrale de Réassurance est utilisé pour estimer l’impact de la sécheresse des sols sur l’agriculture. Ce modèle utilise un indicateur de sécheresse original pour calculer l’impact de conditions météorologiques données sur le rendement des cultures de blé, d’orge et des prairies. En utilisant des simulations issues de modèles climatiques à horizon 2050, le modèle permet donc d’établir une distribution des pertes de rendements futures potentielles. En utilisant les derniers déciles des pertes de rendements simulées, il est possible d’identifier les pertes de rendement en blé et orge dues à un évènement de sécheresse extrême à l’horizon 2050 (Tableau A B.6). Afin d’estimer l’impact de cet évènement pour les autres cultures comme le colza, la pomme de terre (non incluses dans le modèle), les pertes de rendements en blé estimées par le modèle sont comparées au niveau de pertes historiques en blé pour la région. Les pertes de 22% et 24% estimées par le modèle pour le blé et l’orge respectivement (Tableau A B.6) correspondent aux pertes de rendement historiques de la sécheresse 1976 (voir Annexe C). Ainsi, calculer les pertes de rendement induites par cette sécheresse 1976 sur les autres types de cultures permet d’estimer l’impact global de sécheresse extrême à l’horizon 2050.

Tableau A B.6. Modélisation de l’impact des sécheresses sur les rendements en blé et orge

	Blé tendre		Orge
	Climat Actuel	Horizon 2050 (RCP 8.5)	Climat Actuel	Horizon 2050 (RCP 8.5)
Probabilité de survenance d'un événement sécheresse (Taux de pertes >0%)	35%	44%	35%	44%
Pertes de récoltes moyenne pour la région	4%	5%	4%	6%
Quantile 90 des événements de sécheresse	5%	12%	10%	18%
Pertes de récoltes maximales pour la région	22%	22%	21%	24%

Source : Auteurs, d’après données transmises par la Caisse Centrale de Réassurance.

Menace de la raréfaction sur le transport fluvial

Débit minimum navigation sur la Seine

La Seine concentre l’essentiel du trafic fluvial de fret et touristique francilien (VNF, 2019[15]). Pour permettre la navigation sur le fleuve, de nombreuses écluses ont été construites et font de la Seine un fleuve aménagé en biefs (portion du cours d’eau entre deux écluses). De plus, le fleuve est soutenu par les lacs réservoirs. Ces infrastructures permettent un maintien des profondeurs nécessaires à la navigation même en présence de débits naturels relativement faibles. L’objectif de cette section est de calculer le débit minimal de la Seine en dessous duquel la navigation est menacée, pour évaluer la résilience du transport fluvial sur la Seine aux épisodes de raréfaction étudiés dans cette étude.

La navigation fluviale est menacée en période d’étiage lorsque le débit du fleuve ne permet plus d’assurer la profondeur nécessaire à la navigation et/ou que le trafic fluvial ne peut plus être absorbé, notamment aux points critiques que constituent les écluses. L’aménagement de la Seine en biefs assure le maintien de la profondeur requise si le débit du fleuve permet le remplissage du bief entre deux passages d’écluses. Le débit minimal nécessaire à une navigation « normale » sur la Seine est donc égal à la quantité d’eau perdue lors d’un éclusé (passage d’écluse) divisé par le temps disponible pour le remplissage entre 2 éclusés. Afin d’établir le débit critique pour l’ensemble de la navigation fluviale sur l’axe Seine, les calculs sont effectués au niveau de l’écluse de Suresnes, écluse critique car elle présente les volumes d’éclusé les plus importants, et donc ceux qui « consomment » le plus d’eau.

La quantité d’eau consommée par éclusé est égale au volume de l’éclusé. L’écluse de Suresnes est composée de 3 écluses, de dimension différente, qui fonctionnent en alternance. Le volume moyen par éclusé est donc égal au volume moyen de ces 3 écluses, soit environ 9300 m3. Le temps disponible pour le remplissage de l’écluse dépend du nombre d’éclusé réalisable en un temps donné. Selon VNF, un maximum de 9 éclusés peut être réalisé par heure. Un éclusé s’effectuant lors de la phase de remplissage ou de vidange, cela représente un maximum de 6 vidanges par heure. Le débit minimal nécessaire au bon fonctionnement de l’écluse, et donc à la navigation sur la Seine est donc égale à (9300*6)/(3600)=15.5 m3/s. Ce débit limite n’est pas franchi dans les scénarios 1 et 2 (minimum 22m3/s), et n’est franchi que 4 jours début décembre dans le scénario 3, quand les lacs arrêtent de soutenir l’étiage. L’analyse à partir des données disponibles permet donc d’écarter l’impact de la raréfaction pour le transport fret et tourisme sur la Seine.

Étude de résilience du Canal Seine-Nord Europe

L’ouverture du futur Canal Seine-Nord Europe, qui reliera en 2030 Compiègne (60) à Aubencheul-au-Bac (59), sera l’un des principaux facteurs d’augmentation du trafic fluvial en Ile de France. Ainsi, étudier sa résilience à des épisodes d’étiages sévères est déterminant pour évaluer l’impact d’une raréfaction de la ressource sur le transport fluvial francilien.

L’eau du canal est puisée dans l’Oise, et soutenue par la retenue d’eau dite de la Louette. D’après les données disponibles sur le site de Canal Seine Nord Europe (Société du Canal Seine-Nord Europe, 2022[16]), cette retenue de 14 millions de m3 peut alimenter le canal pendant 4 mois. Ainsi, le débit nécessaire au bon fonctionnement du canal est égal à 1.3 m3/s. L’absence de données ou simulation sur les débits de l’Oise à Compiègne (lieu de jonction entre l’Oise et le canal) lors d’un épisode similaire à 1921 ne permet pas de comparer ce débit critique au potentiels débits atteints lors d’épisodes de raréfaction extrême. En revanche, le débit critique calculé est plus de deux fois inférieur au débit minimum journalier observé à Sempigny en amont de Compiègne (3m3/s en août 1976) sur la période 1955-2023. Dans le cas de la Seine à Alfortville, des débits équivalents au débit minimal simulé pour l’année 1921 sont observés historiquement. Ainsi, il semble raisonnable de considérer que le canal ne sera pas perturbé par des évènements de raréfaction similaires à ceux considérés dans cette analyse.

Références

[11] Boé, J. et al. (2018), Scénarios sécheresse sur le bassin Seine-Normandie.

[12] Comité de Bassin Seine Normandie (2016), Stratégie d’adaptation au changement climatique du bassin Seine-Normandie, Comité de Bassin Seine-Normandie.

[9] Conseil Régional d’Île de France (2021), Plan régional pour une alimentation locale, durable et solidaire l’alimentation des franciliens : un enjeu de souveraineté, de santé et de relance, Région Île-de-France.

[8] Conseil Régional d’Île de France (2019), Stratégie régionale pour la biodiversité 2020-2030, https://www.iledefrance.fr/espace-media/applis_js/rapports_cp-cr/2019-09-19/CR-2019-060.pdf.

[7] Coopération des agences d’urbanisme de la Vallée de la Seine (2019), Le Tourisme Fluvial et Maritime dans la Vallée de la Seine, https://www.vdseine.fr/fileadmin/Site_Vallee_de_la_Seine/Rencontres2019/4juillet2019/des_escales_aux_territoires.pdf.

[2] DRIAAF (2022), Agreste Île-de-France - Mémento 2022.

[10] DRIAAF Île de France (2021), Recensement agricole 2020 - 1ers résultats.

[1] INSEE (2022), Projections démographiques en Île-de-France à horizon 2070 : vieillissante, la région resterait la plus jeune de France métropolitaine, https://www.insee.fr/fr/statistiques/6666275.

[14] Météo France (2019), Evaporation sur des Lacs Reservoirs, https://services.meteofrance.com/changement-climatique/evaporation-sur-des-lacs-reservoirs.

[13] Ministère de la Transition Écologique (2023), DRIAS - Les futurs du climat, http://www.drias-climat.fr/decouverte/cartezoom/experience/EUROCORDEX2020_DISTRIBUTION_ELAB/Q05/RCP4.5/RCP4.5/H2/APAV/APAV/A1 (consulté le 27 mars 2023).

[3] Ministère de l’Écologie, D. (2012), Explore 2070 : Synthèse du projet Explore 2070 : Prospective socio-économique et démographique.

[5] ORDIF (2022), L’incinération des déchets non dangereux en Ile de France, https://www.ordif.fr/fileadmin/DataStorage/user_upload/ORDIF_Notice_UIDND_2020-2021_v6_schema_HD.pdf (consulté le  January 2023).

[16] Société du Canal Seine-Nord Europe (2022), Chiffres Clés.

[4] Ville de Paris (2019), Schéma directeur du réseau de froid.

[6] VNF (2022), Bilan 2021 du fret fluvial : des trafics en hausse sur le bassin de la Seine, https://www.vnf.fr/vnf/presses/bilan-2021-du-fret-fluvial-des-trafics-en-hausse-sur-le-bassin-de-la-seine/.

[15] VNF (2019), Rapport d’activité 2019, https://www.vdseine.fr/fileadmin/Site_Vallee_de_la_Seine/Ressources/logistique_et_transport_de_marchandise/Rapport_d_activite_2019_de_VNF_Bassin_de_la_Seine.pdf.

Note

← 1.  Le débit réel est le débit qui peut être observé et mesuré dans le cours d’eau. Il correspond donc au débit naturel, auquel on ajoute le soutien des lacs et déduit les consommations.