Ce chapitre présente les enjeux sociaux, économiques et environnementaux liés aux sécheresses en Ile-de-France dans le contexte du changement climatique. Il propose également une estimation des coûts économiques directs et indirects dans différents scénarios de sécheresse.
Adapter l’Île-de‑France aux risques de raréfaction de l’eau
Description
Les sécheresses ont toujours ponctué la vie de la région parisienne et des exemples sont recensés depuis le XVIème siècle. Parmi les sécheresses documentées, la plus marquante est celle de 1921 faisant suite à un hiver 1920 très sec (déficit de précipitations de 58% par rapport à la moyenne 1981-2010). Cette sécheresse a entraîné des répercussions importantes sur la production agricole, la navigation ou les écosystèmes (Van der Schrier et al., 2021[1]). D’autres sécheresses ont également marqué le XXème siècle, telle que la sécheresse de 1976 caractérisée par des étiages parmi les pires jamais enregistrés dans la région (DRIEAT, 2023[2]), induits par une canicule majeure et de faibles précipitations annuelles.
Les évolutions socio-économiques, parmi lesquelles l’urbanisation, ont favorisé le développement d’épisodes de sécheresse. La région Ile-de-France est la région la plus densément peuplée de France, hébergeant près de 19% de sa population (INSEE, 2022[3]). Bien que la croissance démographique tende à se stabiliser, la région a vu sa population augmenter de 15% entre 1968 et 1990, caractérisée en partie par un étalement urbain significatif (60% de la croissance démographique) (Institut Paris Région, 2021[4]). Cet étalement urbain a contribué à l’artificialisation des sols qui diminue leur perméabilité et perturbe la recharge des nappes, tout comme l’écoulement naturel des eaux de pluie vers les cours d’eau, favorisant ainsi des phénomènes de sécheresse. Le développement de la région s’est également accompagné de l’aménagement de rivières en biefs, modifiant le cycle naturel de l’eau et la disponibilité de la ressource dans l’espace et dans le temps.
Néanmoins, la région a été relativement protégée des impacts des sécheresses au cours des cinquante dernières années grâce à un réseau d’infrastructures performant et une stratégie de prévention. La plupart des dommages recensés sont dans le secteur agricole et sur le bâti, laissant suggérer des impacts environnementaux liés à un manque d’eau dans les sols. La production d’eau potable, bien qu’exposée sur certains axes stratégiques a su maintenir des niveaux de service suffisants pour les populations. Enfin, l’assainissement, le transport fluvial ou la production d’énergie de la région n’ont jamais été affectés. Cette apparente robustesse face à la raréfaction de l’eau est le résultat d’un réseau d’infrastructures performant, d’une stratégie d’alimentation en eau potable résiliente, mais aussi d’une logique de réduction des risques reposant sur des mesures d’information et réglementaires. Ainsi, si la sécheresse de 1921 aurait entrainé des restrictions strictes d’usage de l’eau pendant 151 jours, les infrastructures déployées depuis permettent d’éviter des restrictions sur une grande partie des usages dépendants des rivières de la région (EPTB Seine Grands Lacs, 2022[5]).
Pourtant, face à une fréquence plus soutenue et l’intensité des sécheresses observées depuis 2003, les impacts des sécheresses sont de plus en plus visibles. La durée des épisodes de sécheresse a augmenté de 4% en moyenne et l’assèchement des sols a augmenté de 5 % entre les périodes 1961-1990 et 1981-2010 (Météo France, 2022[6]). Cette tendance est essentiellement concentrée sur le printemps et l’été. Les projections climatiques confirment cette tendance, et prévoient une baisse importante des débits des cours d’eau, un accroissement de la durée des sécheresses et par conséquent une diminution du niveau des nappes, pour se rapprocher des niveaux les plus secs actuels.
Ce chapitre étudie les impacts potentiels d’une raréfaction de l’eau en Ile-de-France résultant de sécheresses sévères, favorisées par le changement climatique. Il s’intéresse aux aléas de sécheresse et de vagues de chaleur qui favorisent la raréfaction de l’eau et détermine des scénarios futurs probables, tenant compte des mesures existantes sur le bassin Seine Normandie pour prévenir les risques liés aux sécheresses. Il analyse également l’évolution des prélèvements et de la consommation d’eau dans la région parisienne et sa vulnérabilité en cas de diminution des ressources disponibles. Il propose enfin une évaluation économique des coûts que pourrait connaître la région Ile-de-France en cas d’épisode de raréfaction sévère et inclut une modélisation des effets en cascade d’une raréfaction de l’eau pour comprendre les impacts économiques à l’échelle de la région et du pays. Cette étude d’impact permettra de cibler les leviers à activer pour améliorer la résilience de ce territoire face à ce risque.
L’Ile-de-France dépend des ressources en eau superficielles du bassin versant Seine-Normandie et de nappes phréatiques stratégiques. Le bassin versant Seine Normandie compte 55 000 km de rivières dont le fleuve de la Seine, ses affluents majeurs (l’Yonne, la Marne et l’Oise), mais aussi de petits fleuves et rivières. De même, le bassin versant dispose d’une dizaine de nappes stratégiques aux propriétés géologiques variées, permettant de stocker l’eau et dans certains cas d’alimenter les cours d’eau. La Seine s’écoule sur 776 km et se jette dans la Manche, alimentant ainsi différentes régions en amont et en aval de l’Ile-de-France (Graphique 2.1).
Source : Auteurs.
Les régimes de précipitations influent sur les débits de la Seine et de ses affluents, mais également sur le niveau des ressources souterraines. Les hauteurs de précipitations annuelles sont légèrement plus faibles que celles observées dans les autres bassins français (Tableau 2.1). De plus les reliefs du bassin sont peu marqués et génèrent des débits naturels relativement faibles (AESN ; DRIEE, 2016[7]). La part des précipitations qui s’écoule sur le bassin et assure la recharge des nappes est estimée à seulement 30% des précipitations reçues1 contre 50% pour le bassin Rhône-Méditerranée. La Seine atteint son débit maximum en janvier-février, lorsque l’évapotranspiration est la plus faible, et minimum au mois d’août, lorsque celle-ci est la plus forte. Le débit moyen annuel de la Seine à Paris est de 310 m³/s (PIREN-Seine, 2018[8]). Selon la période et le niveau de précipitations, ce débit peut varier fortement. Par exemple, à Paris, le débit moyen interannuel peut atteindre 550m³/s en cas de précipitations importantes en hiver et 150m³/s en période d’étiage au mois d’août,2 soit près de trois fois le débit observé lors de la sécheresse de 1976 (EPTB Seine Grands Lacs, 2022[5]). Ce débit est relativement plus faible et les prélèvements effectués sur la Seine ont donc un impact très important sur celui-ci par rapport à d’autres bassins versants.
Source : OCDE à partir des données des différentes agences de l’eau, BRGM et EauFrance ; Climatologie - SIGES Occitanie - ©2023 (brgm.fr); https://eau-grandsudouest.fr/usages-enjeux-eau/eau-grand-sud-ouest/etat-ressources-gestion-quantitative;Le bassin de la Seine | Agence de l'Eau Seine-Normandie (eau-seine-normandie.fr).
Températures et précipitations sont les facteurs météorologiques à l’origine des sécheresses. En effet, une sécheresse peut se produire lorsqu’il existe un déficit de précipitations en comparaison des moyennes observées. Elle peut donc survenir indépendamment de la saison, et sa sévérité dépendra essentiellement de la durée passée en déficit de précipitations. Plus cette durée est longue, plus les impacts de la sécheresse vont se propager, affectant l’humidité des sols, puis les débits des rivières et le niveau des nappes. Une sécheresse peut également être facilitée par des températures très élevées qui favorisent les phénomènes d’évaporation (e. g, transformation d’un liquide en vapeur) et évapotranspiration (e.g, eau qui s’évapore par les sols et la transpiration des végétaux) et contribuent à assécher les sols. La sécheresse qui a frappé la région en 1921, est caractéristique d’une sécheresse induite par un déficit de précipitations important (58%) durant la période hivernale de 1920. La Seine a alors connu des débits réduits de moitié par rapport aux moyennes estivales du XIXe siècle, et la région a vécu 12 mois de sols secs. Il a été évalué qu’une telle sécheresse dans le contexte actuel aurait entraîné des restrictions d’irrigation, de navigation, d’usages de l’eau pour l’industrie ou l’arrosage des jardins et autres installations sportives pendant près de 151 jours (EPTB Seine Grands Lacs, 2022[9]). Elle a enfin été aggravée par les températures estivales qui ont favorisé l’évaporation de l’eau des sols. A l’inverse, la sécheresse de l’été 2019 survient après un hiver pluvieux mais a été favorisée par des températures extrêmement chaudes.
La région parisienne est marquée par une augmentation de l’évapotranspiration. Les précipitations dans la région ont ainsi légèrement augmenté depuis 1961, sans différence notoire selon les saisons. Toutefois, certaines années connaissent des déficits importants, à l’instar des années 1921, 1949, 1976 ou 2006. En parallèle, la température moyenne dans la région parisienne augmente en moyenne de 0.3°C par décennie depuis 1959, avec des vagues de chaleur de plus en plus fréquentes et longues (Météo France, 2022[10]) ayant conduit à une augmentation de l’évapotranspiration annuelle moyenne croissante d’environ 6% entre la période 1960-1975 et 2003-2018 (Graphique 2.2).
Note : Les valeurs annuelles pour l’Ile-de-France correspondent à la moyenne de l’évapotranspiration pour chacune des saisons. Les valeurs annuelles pour la France correspondent à la moyenne sur l’ensemble des bassins de la moyenne de l’évapotranspiration pour chacune des saisons.
Source : Auteurs à partir des données Banque Mondiale.
Ces tendances permettent d’expliquer l’évolution du profil des sécheresses qu’a connues la région Ile-de-France depuis le début du XXème siècle. Entre la période 1961-1990 et 1991-2020 la région Ile-de-France enregistre un assèchement des sols de l’ordre de 5 % sur l’année (Ministère de la Transition Écologique, 2023[11]), essentiellement concentré sur le printemps et l’été. Les événements de sécheresse de 2006 et 2011 correspondent aux records de sol sec atteints durant l’hiver depuis 1959. La sécheresse de 2003 causée par de faibles précipitations printanières et une canicule record a entraîné jusqu’à 60% de pertes de récoltes agricoles (Kapsambelis, 2018[12]). Plus récemment, faisant suite à un hiver 2021-2022 particulièrement sec, la région a connu des déficits de précipitations allant jusqu’à 41% par rapport à la moyenne 1981-2010 (Météo Paris, s.d.[13]). Cette sécheresse est remarquable tant par sa durée (un an) que son intensité. Près de 20% des rivières traversant la région ont connu des restrictions strictes en raison de leurs faibles débits (DRIEAT, 2023[2]). Des regroupements de bateaux aux écluses ont été effectués. Cette sécheresse a aussi causé des dégâts au bâti en raison des phénomènes de retrait-gonflement des argiles. Les projections climatiques confirment cette tendance, et prévoient une baisse importante des débits des cours d’eau, un accroissement de la durée des sécheresses et par conséquent une diminution du niveau des nappes, pour se rapprocher des niveaux les plus secs actuels.
Le développement urbain a également contribué à fragiliser le renouvellement des ressources souterraines, favorisant l’installation des sécheresses. 80% des sols de Paris et des départements les plus proches sont artificialisés. À l’échelle de la région, le taux d’artificialisation est de 21%, ce qui est très supérieur à la moyenne nationale (9% pour la France métropolitaine (Agreste, 2021[14])). Cette artificialisation réduit les capacités d’infiltration d’eau dans les sols et donc la recharge des nappes phréatiques.
Les sécheresses peuvent engendrer une raréfaction de l’eau. Lors d’un épisode de sécheresse caractérisé par des débit plus faibles, ou des niveaux d’eau souterraine en-dessous de la moyenne, les ressources en eau peuvent ainsi devenir insuffisantes pour satisfaire les usages à l’échelle de la région. La raréfaction de l’eau induite par les sécheresses survient ainsi lorsque les quantités d’eau disponibles sont insuffisantes pour les usages humains (Kumari et al., 2021[15]). Même si les ressources en eau sont présentes, la raréfaction peut résulter de restrictions ou interdictions d’usages de l’eau. Par exemple, la région a connu une sécheresse historique par son intensité durant l’été 2019, favorisée par des températures estivales extrêmes, allant jusqu’à 42.6°C. Près de la moitié de la région a alors connu des restrictions d’usage de l’eau pour les prélèvements agricoles et les sols ont été très affectés. En 2022, lors de la sécheresse qui frappa le pays tout entier, près de 20% des rivières d’Ile-de-France étaient considérées en situation de crise sécheresse en raison de leurs faibles débits (DRIEAT, 2023[3]), générant des restrictions de navigation fluviale sur certains canaux via le regroupement de bateaux, des restrictions d’usage de l’eau pour l’arrosage des jardins, des installations sportives, des potagers, le lavage des voitures, ou encore l’irrigation.
Les sécheresses induites par le changement climatique pourraient s’accompagner de températures plus élevées, créant une autre source de raréfaction de l’eau. La diminution des débits résultant des sécheresses induites par le changement climatique limite la capacité de dilution des milieux. En présence de polluants, la qualité des eaux superficielles dépend pourtant de cette capacité pour conserver des propriétés nécessaires à leur équilibre. Les rejets de fertilisants diminuent par exemple la concentration en oxygène des milieux par des phénomènes d’eutrophisation et les produits phytosanitaires génèrent une toxicité qui porte atteinte à la biodiversité et remet en cause la production d’eau potable. Selon les mêmes mécanismes, les rejets d’eaux usées, industrielles ou domestiques (e. g réseaux d’assainissement) participent à la dégradation de la qualité des eaux de surface. Enfin, la variabilité climatique projetée dans la région suggère également des épisodes d’inondation sévères pouvant menacer la qualité des ressources pour la distribution d’eau potable (Aquavesc, SEDIF, Sénéo, Ville de Paris, 2020[16]).
La variabilité climatique peut conduire à 3 grands types de sécheresse :
La sécheresse météorologique correspond à un déficit de précipitations durant une longue période. L’étude de vulnérabilité conduite par la ville de Paris conclut à un signal très faible pour ce type de sécheresse, à l’exception du pire scénario climatique, qui montre une tendance à l’augmentation de ce type de sécheresse à la fin du siècle.
La sécheresse du sol ou agricole se caractérise par un déficit en eau des sols superficiels (entre 1 et 2m de profondeur) suffisant pour altérer le bon développement de la végétation. Elle dépend des précipitations et de l’évapotranspiration, et est donc sensible à l’humidité, la température de l’air, le vent et la nature des plantes et sols. Elle peut survenir à la suite d’une sécheresse météorologique, mais pas nécessairement.
La sécheresse hydrologique se manifeste lorsque les lacs, rivières ou nappes souterraines montrent des niveaux anormalement bas. Elle dépend des précipitations et de l’état du sol, influant sur le ruissellement et l’infiltration. Elle survient généralement à la suite d’épisodes de sécheresse agricole et peut avoir des effets plus durables.
La raréfaction de l’eau correspond au risque que les volumes d’eau disponibles ne suffisent pas à assurer le fonctionnement des systèmes, qu’il s’agisse d’un problème quantitatif ou qualitatif. Il peut s’agir d’un risque temporaire (e. g un épisode de sécheresse plus ou moins long) ou pérenne.
Source : (Bureau des Nations Unies pour la prévention des catastrophes, 2021[17]) ; Météo France.
Le changement climatique pourrait entraîner un assèchement des sols, particulièrement lors des périodes estivales. Les projections climatiques pour la région Ile-de-France indiquent une tendance à la diminution des précipitations estivales et une augmentation de l’évaporation et l’évapotranspiration liée à l’augmentation des températures (Graphique 2.3). Une plus grande variabilité climatique pourrait conduire à des pluies plus intenses mais plus courtes au cours de l’année, moins efficaces pour la recharge des nappes et l’humidification des sols en amont des périodes estivales (Météo France, 2022[10]). On estime aussi que l’évapotranspiration pourrait augmente en moyenne de 16% en 2050 et 23% en 2100 sur le bassin Seine Normandie par rapport aux moyennes journalières sur la période 1970-20003 (Agence de l'Eau Seine Normandie, 2016[18]). Ces projections pourraient conduire à un allongement moyen de la période de sol sec de 2 à 4 mois par rapport à la période 1961-19904 (Météo France, 2022[10]).
Note : Les précipitations estivales sont définies comme le cumul de précipitations sur la période allant de juin à septembre. L’évapotranspiration (ETP) annuelle est représentée par le cumul de l’évapotranspiration potentielle journalière sur l’année. Elle est déterminée en suivant la formule FAO avec rayonnement elle-même basée sur la méthode Hargreaves. Les graphiques représentent la différence des indicateurs de précipitations et d’évapotranspiration relative à la valeur moyenne de ces indicateurs pour la période (1976-2005). Le scénario retenue (RCP4.5) correspond à un scénario de changement climatique intermédiaire de réchauffement de la surface moyenne du globe comprise entre 1°C et 4,5°C (par rapport à l’ère pré-industrielle) à l’horizon 2100.
Source : Auteurs, basées sur données DRIAS (Ministère de la Transition Écologique, 2023[11]).
À l’horizon 2050, le changement climatique pourrait créer des conditions de sécheresse similaires à celles observées sur le pourtour méditerranéen à la fin du XXe siècle. À l’horizon 2050, les sols de la région Ile-de-France en été pourraient devenir en moyenne aussi secs que ceux du pourtour méditerranéen sur la période 1976-2005. L’humidité moyenne du sol en 2100 pourrait correspondre aux situations de sécheresse extrême des sols actuelles (Graphique 2.4).
Note : L’indicateur de sécheresse utilisé est le SWI pour ‘Soil Water Index‘. L’index, compris entre 0 et 1, représente la quantité d’eau contenu dans les sols. Plus la valeur est proche de 0, plus les sols sont secs. L’indicateur représente la moyenne des SWI par département pour la période, ou la projection selon un scénario climatique intermédiaire RCP4.5 (réchauffement compris entre 1.0°C et 5,5°C à l’horizon 2100).
Source : Auteurs, basées sur données DRIAS (Ministère de la Transition Écologique, 2023[11]).
Conséquence de l’allongement de la durée des sécheresses, la région devrait subir une baisse sensible des débits d’étiage et du niveau des nappes. 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 (Agence de l'Eau Seine Normandie, 2016[18]). Certaines simulations prévoient même une multiplication par 10 du nombre de jours passés en sécheresse hydrologique sur le bassin de la Seine (Boé et al., 2018[19]). À l’horizon 2050, la recharge des nappes pourrait aussi diminuer (Ville de Paris, 2021[20]). On estime ainsi que le niveau moyen des nappes du bassin versant pourrait correspondre à celui des 10% des années les plus sèches connues à ce jour par rapport à 1970-2005 (Agence de l'Eau Seine Normandie, 2016[18]). La région pourrait alors connaître davantage de sécheresses particulièrement intenses et longues. Ainsi, une sécheresse similaire à celle de 1921, deviendrait un évènement probable à l’horizon 2050 (Graphique 2.5).
Note : Chaque point correspond représente une simulation de sécheresse annuelle pour un modèle climatique donné. Les graphiques de gauche simulent des sécheresses qui auraient pu se produire en tenant compte des paramètres météorologiques passés. Les graphiques de droite simulent des sécheresses qui pourraient se produire en intégrant des projections climatiques. Chaque couleur reflète un modèle climatique, un même modèle pouvant produire des résultats différents. Les sécheresses agricoles, ou sécheresses des sols reflètent le niveau d’humidité des sols mesuré par l’indicateur de Soil Wetness Index (SWI) défini par (Vidal et al., 2010[21]). Les sécheresses hydrologiques reflètent un niveau annuel moyen de débit de la Seine. La sévérité des sécheresses sur l’axe des ordonnées représente la différence relative entre les valeurs d’humidité des sols ou de débit modélisé et la valeur moyenne de ces indicateurs observés sur la période 1958-2005 (humidité des sols) ou 1961-1990 (débit). Le nombre de jours en situations de sécheresse correspond au nombre de jours pour lesquels l’indice de sécheresse est en dessous d’un seuil correspondant à un faible niveau d’humidité des sols ou de débit de la Seine observés sur les périodes historiques ci-dessus.
Source : (Boé et al., 2018[19]).
Le changement climatique menace aussi la qualité de la ressource en eau. Une diminution de la quantité d’eau, combinée à une augmentation des températures moyennes et extrêmes, pourrait conduire à augmentation moyenne allant jusqu’à 2°C de la température des cours d’eau à l’horizon 2100 par rapport à 1976-2005 (Agence de l'Eau Seine Normandie, 2016[18]). À horizon 2050, la température de l’eau pourrait par exemple augmenter de 0.2°C en amont du bassin, et de 0.9°C en aval (EPTB Seine Grands Lacs, 2022[9]) entraînant des impacts sur les écosystèmes aquatiques. Enfin, une baisse de 10% à 30 % des débits d’étiages réduit d’autant la capacité de dilution des polluants dans les milieux.
La région Ile-de-France est le siège de la capitale administrative, économique et culturelle de la France. La région Ile-de-France regroupe 1 276 communes, parmi lesquelles la capitale française qui héberge toutes les administrations nationales. Avec 12.2 millions de franciliens habitant la région, soit 19% de la population française (INSEE, 2023[22]), elle concentre 23% (INSEE, 2021[23]) des emplois français et contribue à 31% du PIB français en 2020 (INSEE, 2022[24]). L’économie de la région repose sur un secteur tertiaire très développé (86.3% de la valeur ajoutée de la région et 78.8% de la valeur ajoutée du tertiaire nationale en comptant les activités marchandes et les services administratifs), mais est également le principal pôle en termes d’emplois industriels. L’industrie produit 8.4% de la valeur ajoutée régionale et 13.7% de la valeur ajoutée de l’industrie l’échelle de la France. Enfin, bien que l’agriculture ne représente que 0.1% de la valeur ajoutée régionale (1.9% de la valeur ajoutée de l’agriculture en France), les surfaces agricoles couvrent 50% du territoire (Institut Paris Région ; INSEE ; CCI, 2021[25]). Cette activité économique se reflète dans les échanges commerciaux de la région qui est à la fois le premier exportateur (25% de la production nationale exportée à l’international) et importateur (29%) de France. L’agriculture produite dans la région, hors produits de l’industrie agroalimentaire, contribue à 3.4% des exports français (France, 2023[26]). Ces échanges sont d’ailleurs favorisés par les infrastructures de transport de la région qui en font un hub international et européen, grâce à ses aéroports internationaux, réseaux ferroviaires et infrastructures fluviales et portuaires. C’est par exemple la deuxième plateforme fluviale d’Europe. Enfin, la région est la première région touristique mondiale.
Les ressources en eau sont essentielles à l’activité de la région. Les eaux de surface, dans lesquels 75% des prélèvements bruts de la région sont réalisés (moyenne pour la période 2017-2021) servent à la production et distribution d’eau potable5 (63%), la production énergétique avec restitution (16%), ou l’industrie (11%). De plus, la bonne santé des écosystèmes et une large part de la production agricole de la région dépendent de l’humidité des sols qui tend à diminuer (Graphique 2.6), ainsi que du niveau des nappes qui font également l’objet de prélèvements (ex. irrigation, eau potable, industrie).
Source : Auteurs.
Si la région a vu sa consommation d’eau diminuer ces vingt dernières années, celle-ci pourrait s’accroître à nouveau. La demande d’eau potable a diminué de 8% en moyenne entre 1998 et 2008, avec d’importantes disparités entre Paris (-32%) et les départements plus éloignés qui ont connu une hausse des consommations du fait de l’étalement urbain (Agreste, 2011[27]). Cette dynamique tend à se stabiliser (Cour des comptes, 2018[28]). Le déclin de grandes industries de sidérurgie ou de chimie (Chevrot et al., 2018[29]) a induit en moyenne une diminution de 14% des prélèvements d’eau pour usages industriels dans la région presque chaque année depuis 2015. Cependant, la croissance démographique, estimée à 0,05% par an jusqu'en 2070 (INSEE, 2022[30]), et les effets du changement climatique, tels que les îlots de chaleur urbains, devraient entraîner une hausse de la demande en eau. D'ici 2030 à 2050, le seul changement climatique pourrait augmenter la consommation d'eau de 2%, notamment dans les villes peu végétalisées (Ville de Paris, 2021[20]). À titre de comparaison, la consommation d’eau pourrait augmenter de 9 à 15% pour la ville de Naples en Italie pour ces même raisons (Fiorillo et al., 2021[31]). Enfin, les prélèvements pour l'irrigation ont doublé entre 2012 et 2020, en raison de l'augmentation des surfaces irriguées (7%) (Agreste, 2022[32]) et de la demande croissante des plantes due aux vagues de chaleur, tendance qui devrait se poursuivre. Ces prélèvements devraient continuer à croître, en partie pour faire face aux enjeux climatiques d’autant plus grand que les vagues de chaleur vont accroître la demande en eau des plantes.
Source : Auteurs, d’après les données de la Base Nationale des Prélèvements d’Eau. Les consommations (millions m3) sont calculées en considérant que 80% de l’eau prélevée pour les usages d’eau potable et 90% de celle prélevée pour les usages industriels est restituée aux milieux après usage. 100% de l’eau prélevée pour l’irrigation est en revanche consommée.
La population francilienne est le premier usager des ressources d’eau et dépend des capacités de production d’eau potable. La région est la plus densément peuplée de France, ce qui génère des besoins d’eau potable significatifs. Avec 1 021 habitants au km2, la densité de population de la région est dix fois plus élevée que dans le reste de la France (INSEE, 2023[22]). Les prélèvements pour la production d’eau potable, sur la zone interconnectée6 proviennent à 65 % des eaux de surface et à 35 % de ressources souterraines (Sénéo ; Aquavesc ; SEDIF ; Ville de Paris, 2019[33]). Une raréfaction de la ressource pourrait entrainer des difficultés d’approvisionnement des usines de production, mais aussi une augmentation des coûts de traitements dus une moindre dilution des polluants ou au développement d’agents pathogènes dans une eau plus chaude. Par le passé, la production d’eau potable, bien qu’ayant fait l’objet de limites de prélèvements en 2003, 2011 et 2012,7 a su maintenir des niveaux de service suffisants pour les populations. Aujourd’hui, avec 123 litres par personne et par jour en moyenne8 (SEDIF, s.d.[34]), la consommation domestique de la région9 est en-dessous de la moyenne française de 148 litres (France, 2023[35]), et relativement basse comparativement à celle d’autres pays de l’OCDE (Graphique 2.8). L’usage de l’eau dans la région semble donc raisonnable. Une raréfaction de l’eau engendrée par des restrictions de consommation d’eau potable pourraient donc affecter des usages essentiels.
Note : Ces chiffres sont à analyser avec précaution en raison de la méthodologie de comptage, de la prise en compte des commerces et bureaux qu’il est parfois complexe d’isoler et varie selon les villes, mais aussi en raison de la prise en compte des fuites dans le calcul.
Source : (Barcelona Metropolis, 2023[36]) ; (London Assembly, 2022[37]) ; (Waternet, 2021[38]); (Eau de Paris, s.d.[39]); (Danva, 2022[40]); (EPAL, s.d.[41]) (Victoria State Government, s.d.[42]); (Toronto, s.d.[43]); Données du Pacific Institute (California Urban Water Use Data); (Climate ADAPT, 2018[44]); (OCDE, 2022[45]).
Le secteur tertiaire est largement tributaire de la distribution d’eau potable et pourrait donc être affecté par la raréfaction de l’eau. Des restrictions d’usage d’eau potable pour le secteur peuvent entraîner des conséquences sanitaires et économiques importantes pour certaines activités économiques. Par exemple, la région abrite le plus grand marché de produits frais du monde (marché de Rungis), également l’un des plus grands consommateurs d’eau de la région pour satisfaire les exigences sanitaires mais aussi la qualité des ressources vendues. En cas de difficultés d’approvisionnement, des arbitrages économiques et sanitaires seraient probablement essentiels, au détriment des consommateurs et commerces clients du marché. De même, la région accueille régulièrement congrès, salons et évènements sportifs. L'activité touristique, mais aussi les évènements sportifs tels que Roland Garros ou les Jeux Olympiques de 2024 requièrent de grandes quantités d’eau en périodes estivales.
L’industrie manufacturière dépend de la ressource en eau comme facteur de production et pour le refroidissement de ses installations. Parmi les secteurs les plus importants figurent l’industrie automobile, l’électronique, l’aéronautique mais aussi l’agro-alimentaire (Institut d’aménagement et d’urbanisme, 2016[46]). Dans une moindre mesure, l’industrie pharmaceutique et chimique sont aussi tributaires de la Seine (EPTB Seine Grands Lacs, 2022[9]) et peuvent être impactées par les normes de qualité de rejets de l’eau. Ce secteur n’a pour l’instant jamais été affecté par le passé, mais des tensions existent autour de l’usage de l’eau dans la production industrielle. C’est par exemple le cas du conflit qui oppose la ville de Grigny à l’entreprise Coca-Cola qui dispose de forages privés et est accusé de fragiliser les ressources disponibles en utilisant l’eau de nappes souterraines.10
La production énergétique de la région repose sur l’eau comme fluide caloporteur. Bien que la région ne produise que 13% de l’énergie qu’elle consomme (ROSE, 2023[47]), trois des cinq plus importants préleveurs d’eau de la région pour la période 2017-2021 sont des usines de production d’énergie (BNPE, 2022[48]). La production d’électricité résultant de l’incinération des ordures ménagères, qui représente 23% de l’électricité produite en Ile-de-France (DRIEAT Ile-de-France, 2022[49]) (RTE, 2021[50]) dépend des eaux de surface, et en grande majorité la Seine, pour produire de la vapeur et de l’électricité. Cette vapeur est au cœur de la production de chaleur du réseau parisien qui alimente tous les hôpitaux de Paris en eau chaude sanitaire, ainsi que 40% des bâtiments du tertiaire et 45% du résidentiel social (CPCU, 2019[51]). Une perturbation même brève de la production de chaleur due à une eau de Seine trop chaude implique des délais de remise en service de plusieurs mois en raison des caractéristiques de pression du réseau. La région s’est aussi dotée de réseaux de froid, dont environ 70% de la puissance repose sur l’eau de la Seine comme fluide caloporteur. Ces réseaux de froid climatisent les musées, hôtels et bureaux à hauteur de 17% de leurs besoins (APUR, 2019[52]). Ces réseaux sont pourtant essentiels à la santé des populations les plus vulnérables (e. g surmortalité lors des canicules, risques sanitaires…) et au maintien de l’offre de soins dans la région.
Occupant 50% du territoire francilien, la production agricole a été l’activité de la région la plus exposée au risque de raréfaction dans le passé. Le Plan régional pour une alimentation locale, durable et solidaire de la région Ile-de-France fait de la souveraineté alimentaire une priorité, et soutient le développement économique du secteur (Région Île-de-France, 2021[53]). Aujourd’hui 22% de la production agricole francilienne est d’ailleurs distribuée en circuit-court.11 De plus, la production agricole de l’Ile-de-France alimente l’industrie agro-alimentaire qui représente en moyenne 1% de la valeur ajoutée de la région (INSEE, 2023[54]) sur la période 2015-2020 et 4% des exports de la région (Ministère des Finances, 2023[55]). L’agriculture francilienne, en particulier les cultures céréalières et oléagineuses, qui représentent environ la moitié de la valeur de la production agricole de la région, dépend en majorité des précipitations pour assurer une humidité des sols propices à la production agricole. Elle dépend également de l’irrigation, aujourd’hui indispensable à une partie la production de fruits et légumes ainsi que du maïs, mais qui peut être limitée voir temporairement interdite par arrêtés en cas de sécheresses sévères.
La ressource en eau est aussi essentielle au transport de marchandises et de touristes de la région. L’Ile-de-France transporte 25 millions de tonnes de marchandises sur la Seine (Institut Région parisienne, 2021[56]), soit plus de la moitié du transport de marchandises par voie fluviale du pays (Voies Navigables de France, 2022[57]). L’attractivité de Paris repose aussi sur la Seine pour le transport de passagers. Ports de Paris est par exemple le premier port touristique au monde avec près de 8 millions de passagers transportés dans la capitale (Haropa Port, 2023[58]). Les étiages sévères diminuent le débit et la profondeur des cours d’eau, limitant potentiellement le chargement des bateaux voire leur circulation, à l’origine de retards de livraison ou d‘annulations de croisières. En plus de représenter une perte pour le secteur fluvial, ces arrêts d’activité impactent la chaine logistique et peuvent affecter d’autres activités économiques ou entraîner un report modal sur le camion ou le bus, à l’origine d’une augmentation des nuisances et de la pollution comme les émissions de CO2. Bien que la navigation commerciale sur la Seine ait été relativement épargnée par les sécheresses passées, la navigation de plaisance sur les canaux, ouvrages artificiels alimentés entièrement par prélèvements dans les principales rivières de la région, est particulièrement menacée en cas d’étiage par les arrêtés sécheresses limitant leur remplissage. En 2022, le transport fluvial sur les canaux a d’ailleurs été limité ponctuellement dans un effort de solidarité.
La sécheresse des sols peut affecter le bâti. La sécheresse des sols contribue au phénomène de retrait gonflement des argiles. Ce phénomène, induit par la variation de l’humidité des sols, endommage principalement les maisons individuelles. L’Ile-de-France est la plus exposée des régions françaises à ce risque avec 76% du territoire situé en zone de risque moyen à fort, donnant lieu à une indemnisation moyenne de 62 millions d’euros par an entre 1995 et 2016 (Institut Paris Région, 2022[59]) (Graphique 2.9).
Source : (Institut Paris Région, 2022[59]).
Enfin, les espaces verts en ville et les écosystèmes de la région qui contribuent à sa résilience sont également menacés par la raréfaction de l’eau. L’arrosage des parcs et jardins, indispensable à leur survie, fait partie des premiers usages restreints en cas de sécheresses importantes. Pourtant, la renaturation des espaces urbains est mise en avant dans les plans d’adaptation ou stratégies de résilience au changement climatique de la région et de certaines municipalités (Région Île-de-France, 2022[60]) (Ville de Paris, 2019[61]). Les espaces verts favorisent l’infiltration de l’eau dans les sols, ce qui permet à la fois d’éviter l’engorgement des égouts lors de fortes pluies (source d’inondations et de pollution accrue des cours d’eau) et donc de diminuer la quantité d’eau à traiter. Cette infiltration permet aussi la filtration de l’eau par les sols et donc diminue les besoins de traitement. De plus, les espaces végétalisés permettent de lutter contre l’effet de chaleur urbain. La plantation d’arbres, en apportant un rafraichissement naturel lors des périodes estivales, permet de limiter l’augmentation des consommations d’eau potable observée dans d’autres villes (Fiorillo et al., 2021[31]). La sécheresse des sols menace également les écosystèmes tels que les milieux humides de la région qui contribuent au maintien de la biodiversité et permettent le stockage de l’eau. Les zones humides occupent plus de 2,8% du territoire francilien et les forêts couvrent 22% du territoire de la région (Institut Paris Région ; INSEE ; CCI, 2021[25]). Les sécheresses rendent plus vulnérables les essences à la propagation de pathogènes (Région Île-de-France, 2022[60]) et peuvent provoquer l’arrêt de la croissance des arbres voire leur mort. Les sécheresses induisent donc des coupes d’arbres anticipées, dites sanitaires, ayant pour effet de diminuer le potentiel productif de la forêt et la valeur du bois produit.
L'évaluation des coûts économiques futurs des sécheresses permet d'identifier les secteurs les plus impactés par le changement climatique et les effets en cascade potentiels de ces événements. L'OCDE a élaboré des scénarios socio-économiques pour projeter la demande en eau et s'appuie sur des scénarios climatiques existants pour anticiper l'offre en eau. Cette approche évalue les effets directs des sécheresses sur les activités économiques de la région et modélise leur impact plus large sur les économies française et européenne.
L’Ile-de-France à l’horizon 2050
Le développement socio-économique de la région Ile-de-France augmente son exposition future au risque de raréfaction de la ressource en eau. Bien que de nombreux scénarios de développement très différents existent pour l’Ile-de-France à l’horizon 2050 (Encadré 2.2), l’extrapolation des évolutions sectorielles actuelles ainsi que les documents de planification existants traduisent une plus grande dépendance de la région à la ressource en eau au milieu du XXIe siècle. Indépendamment des progrès potentiellement réalisés dans l’efficacité d’usage de la ressource, le développement économique et démographique de la région pourrait donc accroître besoins en eau.
La population francilienne devrait augmenter d’environ 5% à l’horizon 2050, et avec elle les besoins en eau potable et assainissement (INSEE, 2022[30]). Cette demande potentiellement accrue sera exacerbée par le changement climatique, caractérisé par des épisodes caniculaires qui conduisent à une augmentation de la demande en eau potable pour l’hydratation et le rafraichissement. L’effet du réchauffement climatique augmenterait la consommation en eau de 2% entre 2030 et 2050 (Ville de Paris, 2021[20]). De plus, l’augmentation de la population du bassin entraînera davantage de rejets des collectivités et besoins de traitement d’eau (Agence de l'Eau Seine-Normandie, 2019[62]), avec un risque accru de dégradation de la qualité des eaux de surface.
Bien que les prélèvements pour irrigation soient pour l’instant limités, les besoins d’irrigation pourraient fortement augmenter à l’horizon 2050. L’augmentation des productions légumières et fruitières pour répondre à l’augmentation de la demande de circuit court, combinée à une augmentation des sécheresses agricoles, favorisent le développement de l’irrigation. Les surfaces irriguées franciliennes ont d’ailleurs augmenté de 14% entre 2010 et 2020. La poursuite de cette tendance conduirait donc à une hausse de 45% des surfaces irriguées en Ile-de-France à l’horizon 2050 par rapport à 2020.12
Le développement de la production de froid à partir de l’eau de la Seine pour apporter une climatisation naturelle pourrait être affecté par l’augmentation de la température de l’eau. Les besoins en air conditionné vont augmenter dans un contexte de changement climatique, et avec eux les besoins de refroidissement des installations de production. À l’échelle de la ville de Paris, le schéma directeur du réseau de froid parisien, dont on estime que 70% de la production dépendra de l’eau de Seine en 2050, prévoit que la quantité d'énergie délivrée par le réseau parisien devrait atteindre 1000 GWh/an en 2050, soit une multiplication par presque 2,5 de la puissance actuelle en 2050 (Ville de Paris, 2019[63]).
Le transport fluvial devrait lui aussi augmenter significativement à l’horizon 2050. Le taux de croissance actuel du fret fluvial, en augmentation de 3% entre 2020 et 2021 (Voies Navigables de France, 2022[64]), pourrait entrainer une multiplication par 2,4 du volume actuel de marchandises transportées d’ici 2050. Cette évolution correspond à l'ambition de développer davantage le transport fluvial dans la région, comme le démontre le projet Seine-Escaut dont l’objectif est de 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 4% par an. En maintenant une telle trajectoire, celui-ci pourrait donc être multiplié par 3 d'ici 2050.
De nombreux scénarios prospectifs décrivent l’évolution de l’Ile-de-France à l’horizon 2050. Aucun d'entre eux ne bénéficie d'un consensus et n’a donc été sélectionné comme scénario de référence pour l’étude. En effet, chacun de ces scénarios reflètent des objectifs et des hypothèses différentes. Par exemple, l'Agence française pour la transition écologique (ADEME) a développé 4 scénarios pour la France à l'horizon 2050, qui peuvent être déclinés à l’échelle de la région. Ces 4 scénarios correspondent à des choix de société différents (économiques, techniques, etc.) pour atteindre la neutralité carbone en 2050. Certains reposent sur une plus grande sobriété de consommations et des usages, quand d’autres font du développement technologique et de l’essor du numérique un moteur de développement plus écologique. L'Institut Momentum propose lui une description de l’Ile-de-France post-effondrement. Ce scénario de rupture intitulé « Bio Région 2050 » propose un changement systémique drastique. La région Ile-de-France y est divisée en petites entités territoriales autonomes, et la voiture y a disparu. Des appels à projet, tel que « Vers Paris 2050, affronter ensemble les défis de notre siècle », proposent aussi de construire un récit sur le futur de la capitale française à l’horizon 2050.
De nombreux plans sectoriels et d’aménagement du territoire réalisent aussi cet exercice prospectif. En Ile-de-France, le SDRIF-E, pour schéma directeur environnemental de la région Ile-de-France, est le document réglementaire de référence pour la planification urbaine et régionale. Le SDRIF-E, voté à l’été 2024, encadre le développement régional jusqu’en 2040. De même, le Plan pour une alimentation locale, durable et solidaire propose 66 mesures pour améliorer l’indépendance alimentaire de l’Ile-de-France à l’horizon 2030
Enfin, le projet EXPLORE 2070, dont l’objectif est d’étudier l’impact du changement climatique sur la ressource en eau et les milieux aquatiques en France à l’horizon 2070, a aussi réalisé un exercice prospectif pour quantifier les futurs besoins en eau à l’échelle du pays. Les auteurs ont pour cela construit deux scénarios socio-économiques et démographiques tendanciels, reposant sur une extrapolation des évolutions passées. L’un des scénarios repose sur une hypothèse de densification de l’habitat, l’autre sur une hypothèse d’étalement. Ces scénarii diffèrent en termes de besoin de transport, d’artificialisation des sols et de surface disponible pour l’agriculture.
Les projections concernant l’évolution de l’industrie manufacturière en Ile-de-France sont moins évidentes. Les tendances à la fermeture de sites industriels ces dernières années pourraient être compensées par les politiques de réindustrialisation. L’hypothèse d’une industrie manufacturière identique à aujourd’hui (en composition et valeur) semble pertinente.
L’évolution future des écosystèmes et des espaces verts urbains dans un contexte de changement climatique est aussi difficile à appréhender. Ainsi, bien que la Ville de Paris et la région parisienne aient fait de la plantation d’arbre l’un des leviers majeurs de leur stratégie de résilience, il semble difficile d’anticiper les impacts sur la demande en eau. En effet, ceux-ci dépendent des espèces plantées ou des effets de rafraichissement procurés par ces espaces verts. De même, si la stratégie régionale pour la biodiversité 2020-2030 en Ile-de-France (Conseil régional d’Île de France, 2019[68]), ou l’objectif national de zéro artificialisation nette laissent suggérer une relative protection des milieux, il semble complexe d’évaluer comment ceux-ci s’adapteront au climat futur. Dans l’analyse d’impacts ci-après, les écosystèmes naturels et urbains sont considérés comme identiques à ce qui existe aujourd’hui par manque d’informations sur les impacts du développement de la région et du changement climatique.
Alors que l’offre en eau pourrait diminuer lors de sécheresses estivales sévères, la demande en eau pourrait s’accroître, augmentant ainsi le risque de raréfaction de l’eau. Afin d’évaluer la dépendance future de la région à la ressource en eau, l’analyse économique ci-après utilise un scénario socio-économique qui extrapole les tendances de développement actuelles pour décrire l’Ile-de-France à l’horizon 2050 (Tableau 2.2).
Extrapolation des tendances passées de développement socio-économique de l’Ile-de-France à l’horizon 2050.
Source : Auteurs, détails du scénario en Annexe.
L’évaluation des impacts économiques d’une sécheresse s’appuie sur trois scénarios plausibles. Des scénarios de sécheresse plausibles, en 2050 et 2100, sont construits afin d’analyser la diversité et l’intensité potentielles de l’impact du changement climatique sur la ressource en eau en Ile-de-France. Chaque scénario décrit une situation hydrologique et météorologique ponctuelle, sur une année. L’analyse repose sur une construction déterministe des scénarios de raréfaction, car elle n’a pas vocation à décrire la distribution des impacts possibles ou leur probabilité, mais à évaluer ce qui pourrait se passer dans plusieurs décennies en cas d’épisodes de raréfaction extrême. Ces scénarios sont définis à partir des projections de modèles climatiques à cet horizon de temps (Encadré 2.3).
L’étude applique les règles de gestion mises en œuvre lors d’une sécheresse et la législation actuelle afin de déterminer les impacts d’origines réglementaires de la raréfaction. L’étude n’a pas vocation à discuter de la pertinence de différents scénarios d’adaptation ou de développement. Elle applique donc les règles actuelles des arrêtés sécheresse départementaux et relatifs aux ICPE, ainsi que la réglementation sur les températures de rejets des activités industrielles, sans juger de leur pertinence (actuelle ou future), ce qui est l’objet des chapitres suivants de ce rapport. Le seuil de crise est ainsi franchi durant 55 et 92 jours sur les mois de juillet à décembre pour la Marne et la Seine respectivement dans le scénario 1 et 2, et 140 et 166 jours d’avril à décembre dans le scénario 3 selon les rivières considérées. De même, la nappe de Champigny, référence pour l’ensemble des nappes franciliennes dans nos scénarios, est en situation de crise de mi-avril jusqu’à fin décembre dans les scénarios 1 et 2, et durant toute l’année pour le scénario 3. Selon les arrêtés sécheresse départementaux, le franchissement du seuil de crise induit une interdiction (eau de surface) ou une diminution de 40% (eaux souterraines) de l’irrigation, un arrêt de la navigation sur les canaux ainsi qu’une diminution de 25% de l’activité industrielle. La température des eaux de surface reste en dessous du seuil critique de 25°C pour le scénario 1, mais le dépasse durant 71 jours de juin à septembre (dont 2 jours au-dessus de 29°C) pour le scénario 2. De même, la température dépasse 25°C durant 107 jours, dont 28 jours à plus de 29°C, pour le scénario 3. Ces températures élevées induisent une diminution de la puissance de froid et d’électricité (combustion des déchets ménagers) produite de 20% entre 25°C et 26°C, et 20% supplémentaires pour chaque degré franchi entre 26 et 29°C. Au-delà de 29°C, la production énergétique est totalement interrompue.
Afin d’évaluer les impacts d’une sécheresse, trois scénarios sont construits à partir des scénarios de sécheresse existants à l’échelle du bassin, mais également de projections climatiques de température. Ils n’ont pas pour objectif de refléter les conséquences de différentes trajectoires de scénarios de changement climatiques (RCPs ou SSPs), ces scénarios étant statistiquement peu différents à l’horizon 2050. En revanche, ils visent à refléter les différents évènements pouvant conduire à une raréfaction de la ressource à l’horizon 2050 et 2100.
Les scénarios de raréfaction incluent des paramètres de qualité et quantités correspondant aux facteurs de raréfaction principaux pour les différentes activités de l’Ile-de-France exposées à ce risque. Comme décrit dans la table ci-dessous, chaque scénario décrit l’évolution annuelle du débit de rivières et du remplissage des lacs réservoirs de l’EPTB (soutien d’étiage), les niveaux d’eau souterraine, la sécheresse du sol, ainsi que la température des eaux de surface. L’évolution de chacune de ces variables est simulée pour un nombre limité de stations : la Seine à Alfortville, la Marne à Gournay, l’Oise à Creil et la nappe de Champigny à Montereau sur le Jard. Ces stations correspondent aux stations de références des arrêtés sécheresses pour les ressources en eau les plus utilisées, identifiées à l’aide des données de la Banque Nationale de Prélèvement en Eau.
Quantifier l’impact économique d’évènements liés au changement climatique
Cette étude prospective évalue des coûts directs et indirects induits par la raréfaction de l’eau sur les activités économiques franciliennes dépendantes de la ressource en eau.
Les coûts directs représentent l’ensemble des effets, négatifs comme positifs, subis par les acteurs et régions directement touchés par les évènements. Parmi ces coûts directs on distingue les coûts tangibles, qui représentent les dommages ou autres pertes économiques subis par les activités et actifs directement impactés par l’évènement, et les coûts intangibles, difficiles à traduire en coûts économiques (impacts sur la santé, perte de biodiversité, pollution de l’air ou de l’eau, ...). Les impacts tangibles des évènements naturels concernent des pertes de capital dues à la destruction d’actifs, mais aussi des pertes de production dues à l’indisponibilité de main d’œuvre, moyen de production ou ressources. Les coûts observés peuvent par exemple résulter de pertes de rendements agricoles dues à une moindre disponibilité de l’eau dans les sols, d’une diminution d’activité industrielle due à des arrêtés limitant les prélèvements ou d’un moindre chargement des bateaux de fret fluvial afin de palier la diminution de la profondeur des cours d’eau.
La première étape de l’étude d’impacts est d’identifier les activités (ou systèmes) franciliennes dépendantes de la ressource en eau et les mécanismes qui peuvent conduire à une raréfaction de l’eau pour ces activités. Il s’agit ensuite d’expliciter des indicateurs pertinents (ex : température, pollution, débit…) pour étudier l’impact direct de la raréfaction sur chaque activité, et d’expliciter la relation qui existe entre la valeur de ces indicateurs et les différentes activités. Par exemple, la production d’énergie est affectée par un certain niveau de température et de débit. En-dessous de ces niveaux, l’activité n’est pas impactée. L’objectif est donc d’obtenir, pour chaque activité, une liste d’indicateurs, les valeurs de ces indicateurs à partir desquelles l’activité est impactée, et la relation entre l’évolution de ces indicateurs et l’impact sur l’activité.
La collecte des informations nécessaires au calcul des coûts a été effectuée auprès de chercheurs, acteurs économiques et représentants institutionnels de la région. Des entretiens ont été organisés afin de comprendre les spécificités hydrologiques, environnementales et socio-économiques de la région. L’OCDE a ainsi interrogé une centaine d’acteurs (Annexe) sur leur activité, leur dépendance à la ressource en eau, les moyens dont ils disposaient aujourd’hui pour faire face à ce risque et l’impact que l’atteinte de niveaux de qualité ou quantité critiques de la ressource aurait sur leur activité. Ces entretiens ont permis d’identifier les facteurs de raréfaction susceptibles d’affecter chacune des activités, les seuils à partir desquels les activités peuvent être perturbées ainsi que l’impact de la raréfaction sur l’activité.
Le cadre d’étude restreint et la proximité avec l’ensemble des acteurs locaux impliqués dans la collecte des données, présentent de nombreux avantages en comparaison de la littérature existante. Tout d’abord, une connaissance fine et détaillée de la dépendance de chaque secteur à la ressource en eau permet d’approcher les impacts directs, et notamment de s’abstenir de l’utilisation de fonctions de dommages génériques. De plus, les données sur l’origine de l’eau utilisée par les différentes activités (lieu du prélèvement et source), permettant de distinguer les usages reposant sur les différentes nappes et cours d’eau de la région. Il est donc possible de comprendre comment chaque activité sera impactée, en fonction du type de ressources utilisées. De plus, alors que la plupart des études existantes limitent la définition de la raréfaction à la quantité d’eau disponible, le rôle de la température de l’eau induit par des vagues de chaleur concomitantes aux phénomènes de sécheresse permet d’évaluer les risques de raréfaction de l’eau liés à des problématiques de qualité de l’eau (hors capacité de dilution des milieux). Enfin, l’étude prend en compte les infrastructures existantes, comme l’aménagement de la Seine en biefs et les lacs réservoirs, qui influent de manière importante sur la disponibilité en eau et donc la vulnérabilité de la région.
La seconde étape consiste à évaluer la propagation des impacts ou coûts directs au sein de l’économie francilienne via un modèle macroéconomique. Les coûts indirects sont les conséquences des interruptions d’activité ou dommages en capital sur d’autres activités économiques et régions non directement impactées, qui induisent des coûts additionnels. Le coût complet, ou macroéconomique d’un évènement climatique ne se limite donc pas à son coût direct, mais inclut sa répercussion sur l’ensemble de l’économie régionale, nationale, voire mondiale via les chaînes de valeur et l’interdépendance des différents secteurs économiques (Encadré 2.4). Enfin, la modélisation des coûts indirects permet d’identifier d’éventuels effets positifs de la raréfaction, certains secteurs ou régions pouvant en effet profiter de ces évènements pour accroître leur activité économique. Par exemple, la demande de reconstruction de bâtiments endommagés à la suite d’un évènement climatique augmente l’activité du secteur de la construction, et donc son chiffre d’affaires.
Le modèle macroéconomique dit « d’entrée-sortie » ARIO (pour Adaptive Regional Input-Output) est utilisé pour modéliser les impacts indirects et calculer le coût macroéconomique de chaque évènement de raréfaction. Le modèle représente l’économie comme un ensemble de secteurs économiques et de régions (Encadré 2.4). La base de données EUREGIO, basée sur des données de comptabilités nationales et régionales, permet de modéliser les liens entre les différents secteurs économiques au sein de la région Ile-de-France, mais aussi entre les régions françaises et celles de 23 pays européens.13 Les valeurs mensualisées des coûts directs sectoriels décrits précédemment sont utilisées dans ce modèle pour représenter des interruptions de production, dont l’effet se propage le long des chaines de valeurs.
L’identification des coûts indirects d’évènements climatiques suppose l’usage de modèles macro-économiques. Trois catégories existent : les modèles « entrées-sorties » (I-O, pour Input-Output), les modèles d’équilibre partiel ou général calculable (EGC) et les modèles reposant sur les agents. Les modèles d'entrées-sorties et d'équilibre général calculable s’appuient sur des matrices de comptabilité, représentant les flux monétaires entre tous les secteurs d'une économie.
Les modèles entrées-sorties (I-O) supposent des fonctions de production à proportions fixes et invariables dans le temps pour tous les secteurs économiques et prévoient comment les dommages subis par un secteur affectent le commerce et la production correspondante dans tous les autres secteurs. Les dépendances sectorielles sont prises en compte par le biais de coefficients techniques. Les prix ne sont pas une caractéristique explicite du modèle.
Les modèles d'équilibre général calculable (EGC) supposent eux un comportement stable, reflété par des fonctions de demande et d'offre stables, et prévoient comment les impacts des catastrophes naturelles modifient la demande, l'offre et les prix sur différents marchés en équilibre. Le comportement des agents est supposé optimal. Les dépendances sectorielles sont prises en compte par le biais d'élasticités constantes.
Les modèles basés sur des agents sont des modèles informatiques dans lesquels différents agents - ménages, entreprises, agriculteurs, gouvernements - agissent, apprennent, interagissent et évoluent avec leur environnement. Leur comportement est plus complexe que ce que permettrait l'hypothèse de rationalité.
La principale différence entre les modèles I-O et EGC réside dans les possibilités de substitution auxquelles les agents économiques peuvent recourir dans les modèles EGC. Grâce à la possibilité de substituer des intrants en fonction des variations de prix, les agents économiques tendent à être plus résistants dans les modèles EGC, ce qui explique que les ratios plus élevés de pertes indirectes par rapport aux pertes directes dues aux catastrophes dans les modèles I-O ne sont pas observés dans ces applications EGC.
Cette étude utilise le modèle entrée-sortie ARIO conçu pour calculer les coûts indirects des chocs exogènes de capital ou de production. L'économie est modélisée comme un ensemble de secteurs économiques et un ensemble de régions. Chaque secteur économique fabrique un produit générique unique et puise ses intrants dans un inventaire. Chaque secteur répond à une demande totale composée d'une demande finale (consommation des ménages, dépenses publiques et investissements privés) de toutes les régions (demande locale et exportations) et d'une demande intermédiaire (réapprovisionnement des stocks). Un état d'équilibre initial de l'économie est construit sur la base de tableaux d'entrées-sorties multirégionaux (tableaux MRIO). Deux types de chocs peuvent être mis en œuvre : soit au niveau de la production (une industrie est forcée de manière exogène de produire moins), soit au niveau du capital (une industrie perd de manière exogène une partie de son facteur de production et est donc forcée de produire moins et de reconstituer son stock de capital). Le modèle décrit ensuite comment les chocs exogènes se propagent dans l'économie à chaque pas de temps (un pas de temps correspond à un jour). L'impact économique total peut être mesuré de deux manières : en termes (i) de demande finale non satisfaite ou (ii) de perte de production relative.
La technique de modélisation IO à la base d'ARIO est particulièrement pertinente pour évaluer les conséquences de chocs économiques brutaux à court terme. Le modèle ARIO est largement utilisé pour simuler la propagation de chocs négatifs dans l'économie, tels que le coût économique total de l'ouragan Katrina en 2008 ; le coût économique total (i) du risque d'inondation à Rotterdam (E. E. Koks et al. 2015), (ii) des incendies de forêt extrêmement dommageables de 2018 en Californie (Wang et al. 2020) ou même (iii) des effets sur la chaîne d'approvisionnement des scénarios de fermeture de Covid au niveau mondial (Guan et al. 2020).
2.5.1. Résultats de l’estimation des coûts économiques directs et indirects des sécheresses induites par le changement climatique
Le coût direct d’un évènement extrême de raréfaction de la ressource en eau en Ile-de-France s’élève à 966 millions d’euros pour le scénario 1, 990 millions pour le scénario 2 et presque 1.5 milliards d’euros pour le scénario 3 (Tableau 2.3). Le coût direct est essentiellement porté par les pertes de production de l’industrie manufacturière, qui représentent entre 48% (scénario 1&2) et 57% (scénario 3) de la valeur ajoutée totale perdue pour la région pour chacun des trois scénarios, l’agriculture (15-16%) et le retrait gonflement des argiles (entre 36% et 24%). Ces coûts représentent jusqu’à 0.2% du PIB francilien (2020). La répartition des coûts directs sectoriels est essentiellement due à l’importance économique relative de chaque secteur dans l’économie de l’Ile-de-France. Les coûts annuels subis par l’industrie manufacturière représentent entre 1 et 2% de la valeur ajoutée annuelle du secteur, contre jusqu’à 18% pour le secteur agricole. En revanche, l’industrie manufacturière représente une part plus de 80 fois plus importante dans le PIB de l’Ile-de-France que l’agriculture.
Perte de valeur ajoutée ou destruction de capital pour chacun des trois scénarios de raréfaction pour l’Ile-de-France
Note : Pour l’ensemble des secteurs, à l’exception des maisons individuelles, les coûts représentent des pertes de valeur ajoutée. Pour les maisons individuelles, ces coûts représentent une perte de capital. Les coûts sont exprimés en euros 2020.
Source : Auteurs.
Les coûts directs dans chacun des trois scénarios de raréfaction sont majoritairement des coûts de production, et non de capital, et sont essentiellement d’origine réglementaire. Les restrictions d’usage de l’eau consécutives à l’application des arrêtés sécheresses et aux limites de températures de rejet représentent plus de 60% du coût direct pour les scénarios 1 et 2. Les coûts pour l’industrie, le transport fluvial et une partie de l’agriculture (irrigation) sont dus à l’application de restrictions d’usage (les « arrêtés de sècheresse ») de l’eau lors du franchissement des différents niveaux de débits des fleuves ou niveaux des nappes, mais aussi des impacts d’une sécheresse des sols sur les cultures non irriguées, et des dommages causés par le retrait gonflement des argiles sur les bâtiments indépendamment des restrictions d’usages de l’eau.
Les coûts directs (pertes de valeurs ajoutées) pour l’industrie manufacturière francilienne sont compris entre 466 et 827 millions d’euros (Tableau 2.3). Les prélèvements d’eau pour usage industriel sont limités par l’arrêté relatif aux ICPE,14 qui prévoit une diminution des prélèvements de 5%, 10% et 25% selon la sévérité de la sécheresse. En l’absence d’informations détaillées sur la gestion de l’eau au sein de chaque site industriel, et en considérant que les process industriels font un usage optimal de l’eau, les industries sont contraintes de diminuer leur production proportionnellement aux diminutions de prélèvement requises par les arrêtés.
Les coûts pour le secteur agricole proviennent de pertes de rendements, et représentent des pertes à hauteur de 14 % de la valeur ajoutée du secteur dans le scenario 1 et 2 et 18% dans le scenario 3. Les pertes de rendements pour la grande culture sont pour l’essentiel dues à la sécheresse des sols (ou sécheresse agricole), en particulier pour les cultures non irriguées. Les diminutions de rendements pour cause de sécheresse agricole sont responsables de plus de 80% des pertes pour les grandes cultures dans les scénarios 1 et 2. En plus des pertes de rendements dues à des sols secs, les grandes cultures, mais surtout les productions légumières et fruitières subissent des pertes de rendements dues à des restrictions d’irrigation. Les arrêtés sécheresses prévoient une interdiction d’irrigation lors du dépassement du seuil de crise. Ainsi, chaque semaine passée sous le seuil de crise empêche la réalisation d’un tour d’irrigation, correspondant à une quantité de 30mm par ha. Les restrictions d’irrigation représentent des pertes de valeur ajoutée de plus de 70 millions d’euros dans les scénarios 1 et 2, et presque 140 millions d’euros dans le scénario 3. Responsable de l’entièreté des pertes pour les cultures légumières et fruitières, ces restrictions d’irrigation représentent 48% des pertes pour le secteur agricole dans son ensemble dans les scénarios 1 et 2 (et 63% pour le scénario 3).
La production d’électricité via la valorisation des ordures ménagères et la production de froid par refroidissement en Seine constituent l’essentiel des impacts sur la production énergétique francilienne. Cette production de froid et d’électricité utilise la Seine comme fluide caloporteur, et est soumise à l’arrêté du 24 Août 201715 qui limite le rejet d’eau dans l’environnement à 30°C. Lorsque la température de la Seine dépasse 25°C, la production d’énergie décroit de 20% par degrés supplémentaire, pour devenir nulle au-delà de 29°C. Les températures atteintes en Seine contraignent la production d’énergie durant 70 jours dans le scénario 2 (et 107 jours dans le scénario 3), conduisant à l’arrêt de la production durant quelques jours pour le scénario 2, et un mois pour le scénario 3. Les pertes pour les activités de production de froid s’élèvent à 16% (34%) de la production annuelle pour le scénario 2 (scénario 3), et 9% (19%) pour la valorisation énergétique. Les autres moyens de production d’électricité situés en Ile-de-France ne sont pas dépendants de la ressource en eau (renouvelables solaire et éolien, refroidissement à air ...).
Pour le transport fluvial, seul le remplissage des canaux essentiel à la plaisance fluviale est soumis aux arrêtés sécheresse. Le transport fluvial de marchandises, comme celui de touristes est épargné, car la navigation sur les axes principaux de l’Ile-de-France, notamment la Seine, est garantie par l’aménagement du fleuve en biefs et par le soutien des lacs réservoirs. De même, les caractéristiques connues du canal Seine-Escault (étanchéité, conservation de l’eau au passage d’écluses et lac de soutien) assurent sa résilience pour chacun des trois scénarios de raréfaction (Annexe 5.5 pour le détail des calculs de la résilience de ce secteur). Ainsi, le coût de la raréfaction ne dépasse pas 1% de la valeur ajoutée annuelle du secteur.
La production d’eau potable n’est pas impactée dans notre étude, les restrictions sur la production d’eau potable étant absentes des arrêtés sécheresse. Ainsi, seules des limites techniques au prélèvement (profondeur des pompes par exemple) ou au traitement de l’eau induiraient des coûts. Le prélèvement de l’eau n’est pas techniquement menacé par les niveaux de nappes ou rivières atteints, et les éventuels surcoûts induits par le traitement d’une eau plus chaude sont négligeables selon les experts.
Enfin, bien que difficiles à estimer, les coûts sur le bâti induits par le retrait gonflement des argiles pourraient être au moins aussi importants que ceux observés lors de la sécheresse 2022, s’élevant à 346 millions d’euros pour la région Ile-de-France.
Le coût total de la raréfaction de l’eau en Ile-de-France, soit la somme des coûts directs et indirects, atteint 1.4 milliards d’euros pour les scénarios 1 et 2, et presque 2.5 milliards pour le scénario 3 (Tableau 2.4). Ces coûts représentent jusqu’à 0.34% du PIB francilien (2020). Pour chacun des scénarios, les coûts indirects sont semblables aux coûts directs, et la prise en compte de la propagation des coûts double le coût total des différents évènements par rapport à la prise en compte des coûts directs seuls. Ces coûts sont du même ordre de grandeur que ceux d’études similaires (Encadré 2.5).
Perte de valeur ajoutée, en millions d’euros (euros 2020)
Note : Les coûts sont exprimés en perte de valeur ajoutée. Les coûts totaux (ou complets) représentent la somme des coûts directs (voir tableau 2.3), et des coûts indirects calculés par le modèle ARIO. L’amplification des coûts est définie comme le rapport entre le coût total pour la France et le total des coûts directs pour l’Ile-de-France. L’amplification permet d’évaluer l’impact de la prise en compte des coûts indirect dans le coût total de l’évènement.
Source : Auteurs.
Une grande diversité de méthodes sont utilisées pour mesurer le coût de la raréfaction de la ressource en eau (Logar et van den Bergh, 2012[69]). Le tableau ci-dessous résume les résultats et méthodes utilisés par diverses études mesurant le coût économique de la raréfaction de la ressource en eau.
Décomposition sectorielle des coûts indirects
La raréfaction impacte de manière indirecte l’ensemble des secteurs de l’économie. Bien que de nombreux secteurs soient épargnés par l’impact direct de la raréfaction, comme le transport, le tourisme, le secteur de la distribution ou de la construction, ils sont tous indirectement affectés par les interruptions de production. Le Graphique 2.10 représente la perte de valeur ajoutée directe (barre bleue) et indirecte (barre grise) en Ile-de-France pour différents secteurs. La somme de la barre bleue et de la barre orange représente le coût total subi par ce secteur. Ainsi, certains secteurs sont presque uniquement touchés par des interruptions directes de production, comme le secteur 'Autres industries manufacturières' la barre grise (pertes indirectes) est presque inexistante comparée à la barre bleue (pertes directes). En revanche, le coût indirect représente par exemple la totalité des impacts portés par les secteurs de la distribution et de l’immobilier, soit respectivement 5% et 2.5% de l’activité annuelle de ces secteurs. Dans les simulations, la propagation des pertes est principalement due à la limitation de la production industrielle, qui diminue donc l’achat d'intrants intermédiaires à leurs fournisseurs. Les secteurs particulièrement touchés de manière indirecte sont ainsi les secteurs de service qui fournissent les secteurs dans l’incapacité de produire. Il n'y a pas de propagation des producteurs vers les acheteurs, car les interruptions de production sont compensées par l’existence de stocks.
Pourcentage de valeur ajoutée perdu par secteur (simulations sur 600 jours) pour le scénario 2.
Note : La valeur ajoutée totale perdue représente la somme du coût direct et du coût indirect.
Source : Auteurs.
La prise en compte des coûts indirects modifie l’importance relative des différents secteurs et renforce l’importance du coût porté par l’industrie manufacturière. Les coûts indirects sont principalement causés par l’industrie manufacturière, et en particulier le secteur de l’agroalimentaire, dont la modification de production induit des coûts indirects plus de quatre fois supérieurs aux coûts directs subis par ce secteur (Tableau 2.5). En revanche, les coûts indirects induits par la perturbation du transport fluvial sont nettement inférieurs (37% dans le scénario 1) aux coûts directs.
Coûts directs et indirects induits par secteur impactés directement par la raréfaction pour l’Ile-de-France (scénario 1)
Note : Le coût complet par secteur est défini comme la somme du coût direct supporté par ce secteur et le coût indirect que la perturbation de l’activité dans ce secteur fait porter à l’économie de l’Ile-de-France. L’amplification est définie comme le rapport entre le coût complet et le coût direct. Les secteurs considérés sont ceux de la nomenclature EUREGIO sur laquelle est construit le modèle ARIO. La somme des coûts complets sectoriels est différente du coût complet présenté dans le tableau 2.4 car le calcul du coût indirect porté par chaque secteur implique de simuler l’impact de la raréfaction pour chaque secteur indépendamment.
Source : Auteurs.
Propagation géographique des coûts indirects
Les impacts de la raréfaction se répercutent aussi en dehors de l’Ile-de-France, et cette propagation à l’échelle de la France représente un coût supplémentaire compris entre 102 millions (scénario 1 et 2) et 172 millions d’euros (scénario 3). Comme illustré sur le Graphique 2.11, le coût de ces évènements de raréfaction pour la Corse équivaut à 10% de l’impact observé pour l’Ile-de-France, suivie par la Bourgogne Franche Comté (9%), la Nouvelle Aquitaine (9%), le Grand Est (7%) et le Centre Val de Loire (7%). De même, l’Europe, et en particulier les pays voisins de la France, sont aussi impactés par la raréfaction. Le coût porté par la raréfaction sur les autres pays européens varie de 102 (scénario 1) à 172 (scénario 3) millions d’euros, essentiellement supportés par l’Allemagne, l’Espagne, le Royaume Uni, la Belgique et les Pays Bas.
Propagation des coûts de la raréfaction par régions européennes pour le scénario 1.
Note : Le scénario 2 est caractérisé par : sécheresse des sols 1976, débit des cours d’eau 1921, diminution du niveau des nappes tendanciels 2020-2022 et vague de chaleur correspondant au 90th percentile de la distribution de température à l’horizon 2050 issue de simulations d’un ensemble de modèles dans un scénario RCP8.5
Source : Auteurs.
2.5.2. Limites de l’analyse et axes de recherche futurs
L’analyse de coût proposée dans ce rapport offre une meilleure compréhension de l’ampleur des enjeux liés au changement climatique et à la raréfaction de la ressource en eau pour la région Ile-de-France. En revanche, elle présente plusieurs limites et ouvre de nombreuses pistes de recherche qui permettraient d’améliorer l’évaluation des coûts et de mieux informer la prise de décision publique.
Incertitude des projections climatiques et socio-économiques
Analyser les impacts du changement climatique à l’horizon 2050 sur la ressource en eau reste un exercice délicat en raison des nombreuses incertitudes entourant les projections climatiques et leur utilisation dans les modèles hydrologiques. Tout d’abord, relier projections climatiques et hydrologie est un exercice qui nécessite des données adaptées aux conditions climatiques locales. Or, les modèles climatiques de circulation atmosphérique sont réalisés au niveau mondial et traduits au niveau régional au moyen de techniques telles que la descente d’échelle statistique (GIEC, 2022[76]). Ces techniques comportent des limites, car elles ne permettent pas de reconstruire des détails importants du climat à des échelles suffisamment fines. Indépendamment des enjeux d’échelle, les modèles climatiques donnent lieu à une grande variabilité de projections selon leur conception (Lehner et al., 2020[77]). Si l’étude encadre cette variabilité en comparant les résultats d’un ensemble de modèles pour déterminer l’évolution future des évènements de sécheresse, certains paramètres restent particulièrement complexes à anticiper, comme l’évolution des précipitations et le phénomène d’évapotranspiration (GIEC, 2022[78]).
L’exercice prospectif à l’horizon 2050 nécessite aussi d’imaginer l’évolution socio-économique et environnementale de l’Ile-de-France. Les potentielles trajectoires de développement de l’Ile-de-France à l’horizon 2050 sont très diverses, et influent de manière importante sur l’exposition de la région au risque de raréfaction et sa vulnérabilité à ce risque. De plus, l’étude projette les trajectoires de développement socio-économique passées sans tenir compte de l’effet du changement climatique. Les impacts croissants du changement climatique influeront probablement sur les trajectoires de développement et/ou induiront la mise en place de stratégies d’adaptation pour atténuer leur impact. Cette étude est une première étape qui pourrait servir de référence à des analyses complémentaires évaluant l’effet de différentes trajectoires de développement et stratégies d’adaptation sur l’impact de la raréfaction, et permettraient alors d’identifier les évolutions les plus souhaitables pour la résilience de la région.
Interdépendance des phénomènes climatiques
L’étude économique repose sur une combinaison d’évènements climatiques qui ne sont pas indépendants. En effet, l’étude construit les différents scénarios de raréfaction comme un assemblage de résultats isolés issus de différentes modélisations, chacune décrivant l’évolution d’une variable hydrologique ou météorologique (température de l’eau, débit des cours d’eau, niveau des nappes, ...). Or, les nappes et les rivières sont interconnectées, et leurs niveaux sont donc dépendants. De même, la température de l’eau est influencée par celle de l’air et par le débit des cours d’eau, et la température de l’air est elle-même un facteur de sécheresse, notamment agricole. La modélisation de l’ensemble de ces facteurs au sein d’un même modèle permettrait la production de scénarios plus robustes et cohérents.
De plus, l’étude se limite à l’impact de la raréfaction de l’eau sur les activités économiques, ignorant comment les facteurs à l’origine de cette raréfaction peuvent eux même impacter ces activités. Par exemple, la température de l’air influe sur celle de l’eau et donc la capacité à produire de l’énergie (2.5.1), mais les fortes températures sont aussi l’un des principaux facteurs d’augmentation de la demande d’énergie en été, que ce soit pour refroidir les installations industrielles, les bureaux ou les habitations. De même, cette analyse n’étudie pas l’influence de ces évènements de raréfaction sur d’autres risques, comme les feux de forêts ou les accidents industriels.
Enfin, l’analyse se concentre sur l’impact d’évènements de raréfaction touchant l’Ile-de-France, indépendamment des conditions affectant simultanément le reste de la France voire du monde. Or, il est fort probable que si l’Ile-de-France est touchée par des températures ou sécheresses extrêmes, d’autres régions françaises, et notamment le sud du pays, le soient aussi. Ainsi, l’étude néglige la corrélation spatiale des conditions météorologiques et climatiques. Cette étude de l’Ile-de-France en isolation masque potentiellement des impacts beaucoup plus importants. En effet, l’Ile-de-France n’est pas auto suffisante, et importe beaucoup de biens et services. Elle importe par exemple 95% de l’énergie qu’elle consomme (DRIEAT Ile-de-France, 2021[79]).
De plus, l’étude n’aborde pas les effets macroéconomiques de la raréfaction, notamment l’effet prix induit par la baisse de production. Ainsi, une sécheresse en France pourrait diminuer la capacité de production des centrales nucléaires et des barrages hydrauliques, augmentant fortement le prix de l’énergie. De même, une sécheresse agricole à l’échelle de l’Europe pourrait fortement augmenter le prix des denrées agricoles. En plus d’une moindre disponibilité des ressources contraignant l’activité économique, l’augmentation des prix des biens, mais aussi de l’énergie et des produits alimentaires peut faire peser un coût supplémentaire sur les entreprises franciliennes, mais aussi les ménages, exclus de cette analyse.
Limite du modèle ARIO pour l’analyse d’impacts économiques régionaux
Le modèle ARIO présente deux limites intrinsèques principales : la simplicité avec laquelle les mécanismes économiques à l’œuvre sont représentés et la quantité de données nécessaires pour faire fonctionner le modèle. Bien qu’ARIO intègre mieux certaines caractéristiques de l’économie réelle que d’autres modèles, comme les stocks de production ou la demande de reconstruction, le modèle ne prend en compte que des mécanismes simples. Il n’intègre pas les variations possibles des prix, comme le font les modèles EGC, et utilise des règles rigides (similaires dans toutes les industries) pour définir le comportement des entreprises. S’appuyant sur les principes de modèles dit « entrée-sortie », ARIO est conçu pour étudier les conséquences de chocs économiques à court terme. Ainsi, les agents sont limités dans leurs possibilités de substitution, à la fois en tant que fournisseurs et en tant qu'acheteurs. La deuxième limite est la grande quantité de données d'entrée nécessaires pour faire fonctionner le modèle. En général, les données permettant d'évaluer la valeur de nombreux paramètres (par exemple les temps caractéristiques ou le facteur de surproduction) ne sont pas disponibles à l'échelle locale, et il faut utiliser des valeurs standards issues de la littérature, qui sont souvent identiques d'un secteur à l'autre. Les deux limites sont liées : plus le modèle est complexe, plus il faut de données pour le calibrer. Le choix d'ARIO est donc le résultat d'un compromis entre ces deux préoccupations.
L'utilisation du modèle ARIO se heurte aussi à plusieurs limites spécifiques à cette analyse. Tout d'abord, le choix d'une étude au niveau régional nécessite l'utilisation d'EUREGIO, un tableau d'entrées-sorties avec un nombre limité de secteurs économiques. Cette description grossière des liens entrées-sorties limite l’identification des blocages dans la chaîne d'approvisionnement, mais il n’existe actuellement pas de meilleure alternative au niveau régional. En outre, ce tableau reflète la structure économique mondiale en 2010, alors que l’analyse se place à aux horizons 2050 (scénarios 1 et 2) et 2100 (scénario 3). Néanmoins, l'analyse fournit une approximation des niveaux de risque futurs dans l’hypothèse d’une évolution tendancielle de l'économie en 2050. Enfin, le modèle ARIO, plus adapté au secteur industriel, peut ne pas prendre pleinement en compte les caractéristiques de l'agriculture : par exemple, les pertes de récoltes entraînent une réduction des achats d'intrants en amont dans le modèle, ce qui n'est pas réaliste. Toutefois, cette critique ne remet pas fondamentalement en cause nos résultats, car les impacts agricoles sont mineurs par rapport aux impacts manufacturiers dans les coûts directs fournis.
Au-delà des impacts sur l’activité économique
L’étude se concentre sur l’impact de la raréfaction sur l’activité économique de la région, apportant une image partielle de l’étendue des impacts réels de ce phénomène. Comme décrit dans la section 2.4, la préservation de la ressource en eau est aussi essentielle au maintien des écosystèmes et de la biodiversité locale, ainsi qu’à la bonne santé physique et mentale des franciliens. L’existence d’une nature en ville et d’espaces verts influe de manière importante la santé physique et mentale des habitants, en particulier en milieu urbain (Barton et Rogerson, 2017[80]). De plus, l’importance de la Seine, qui traverse Paris et la région, va bien au-delà de son rôle de transport, de fournisseur d’eau ou encore de production d’énergie, et son maintien dans un bon état biologique et esthétique est d’une valeur quasi inestimable.
L’analyse de scénarios de raréfaction ponctuels et extrêmes ne semble pas adaptée à l’évaluation de l’impact de la raréfaction de la ressource en eau sur les écosystèmes. La complexité du fonctionnement des écosystèmes et l’existence de point de bascules empêchent l’attribution d’une dégradation des écosystèmes à différents niveaux de raréfaction. La majorité des impacts affectant les écosystèmes sont le fruit d’épisodes de raréfaction répétés ou de l’évolution progressive des paramètres météorologiques, plus que d’un évènement unique. Ainsi, les arbres sont sensibles à l’évolution des températures et conditions de sécheresses moyennes, qui affectent leur croissance et capacité à survivre dans un milieu, plus qu’à un évènement de sécheresse important qu’ils ont souvent les capacités d’affronter.
De plus, attribuer une valeur monétaire au patrimoine culturel et naturel francilien est très complexe. Lorsque les biens et services n’ont pas de valeur marchande, comme c’est le cas pour la nature, la quantification de la valeur des services écosystémiques rendus à l’économie de la région et ses habitants repose sur des analyses multifactorielles et qualitatives telles que le consentement à payer de différents acteurs pour les services. De nombreuses études cherchent à déterminer la valeur de différents biomes. (Brander et al., 2011[81]) propose une méta analyse de 120 études évaluant la valeur des zones humides en milieu tempéré, dont la valeur est de 362US$/ha/an. De même, une métanalyse permet à (Woodward et Wui, 2001[82]) d’évaluer les bénéfices des zones humides dans la lutte contre les inondations à 393 $ par ha, à 417 $/ha pour la qualité de l’eau et 127 $/ha pour la quantité d’eau. La base de données Ecosystem Services Valuation Database (ESVD)16 permet aussi d’estimer la valeur économique moyenne des services écosystémiques rendus par les lacs et rivières à 26 085 $/ ha, celle des forêts à 21 647 $/ ha et des espaces naturels en milieux urbain à 31 318 $/ha. En revanche, ces valeurs ne peuvent être utilisées dans notre étude car elles sont spécifiques à un type de service (préservation de la qualité de la ressource en eau, de la biodiversité locale, ...) dont les bénéfices économiques ne peuvent être simplement additionnés. De plus, l’importance du patrimoine naturel, comme la Seine ou les nombreuses forêts franciliennes, sur l’attrait de la région et le bien être des franciliens n’est pas inclus dans ces analyses. Les valeurs estimées sont aussi d’une grande variabilité. À partir d’un échantillon de 15 études menées au niveau français, le Commissariat Général au Développement Durable (Bouscasse et al., 2011[83]) montre par exemple que les bénéfices apportés par les zones humides dans l’épuration de l’eau varient entre 15 et 11 300 €/ha.
L’identification des impacts sociaux, et notamment les conflits d’usages émanant d’une raréfaction de la ressource, sont aussi exclus de cette analyse. Les tensions qui émergent lors de la répartition de la ressource en période de pénurie peuvent aussi induire des pertes économiques (dommages matériels, grèves, arrêt de production dans l’attente d’une décision des pouvoirs publiques). Par exemple, l’eau de Paris provient en partie de sources situées hors de l’Ile-de-France, et ce prélèvement peut être à l’origine de conflits avec les agriculteurs locaux. Les affrontements qui ont eu lieu à Sainte Soline ou à Sivens en France, représentent toutefois un coût direct pour la société (mobilisation de forces de l’ordre et personnel de santé, dégâts matériels et humains, ...) et influent probablement sur l’opinion publique, et donc les attentes et usages des citoyens en matière de gestion de la ressource en eau. Ces impacts sont encore mal connus.
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← 2. Site de la Ville de Paris : https://www.paris.fr/pages/la-seine-2406
← 3. Projections obtenues à partir d’une moyenne des « Special Report on Emissions Scenario » (SRES) traduisant différents scénarios d’émissions de gaz à effet de serre. Le scénario retenue (RCP4.5) correspond à un scénario de changement climatique intermédiaire de réchauffement de la surface moyenne du globe comprise entre 1°C et 4,5°C (par rapport à l’ère pré-industrielle) à l’horizon 2100. Ces projections sont considérées sur les périodes 2046-2065 (2050 dans le texte) et 2070-2100 (2100 dans le texte). Les tendances hydrologiques déduites de ces projections ont été confirmés par des modèles plus récents (Agence de l'Eau Seine Normandie, 2016[18]).
← 4. SRES-A2 (scenario légèrement moins pessimiste que le RCP 8.5)
← 5. Cette proportion varie beaucoup selon l’opérateur d’eau. Ainsi, sur le périmètre de la Ville de Paris, les prélèvements d’eau de surface représentent 50% des prélèvements totaux. Pour les communes desservies par le Syndicat des Eaux d’Ile-de-France, cette proportion est de 95%
← 6. 70% des citoyens de l’Ile de France (sur sa partie Ouest, Paris compris) sont approvisionnés en eau potable par la zone dite « interconnectée », zone dans laquelle les réseaux de différents producteurs d’eau sont reliés entre eux
← 7. En septembre 2003, l’usine de Neuilly-sur-Marne sur la Marne a subi des limites de prélèvement. En 2011 et 2012, l’usine d’Arvigny sur la nappe du Champigny en Seine-et-Marne a connu des limites de prélèvement (5% de la production de l’opérateur d’eau potable concerné).
← 9. Ces données de consommation couvrent le périmètre du SEDIF et Eau de Paris, en l’absence de données sur la consommation par habitant à l’échelle de l’Ile de France.
← 10. Eau Ile-de-France : https://eau-iledefrance.fr/grigny-coca-cola-a-un-coup-de-pompe/
← 11. Chiffres communiqués par la Chambre d’Agriculture d’Ile-de-France : https://idf.chambre-agriculture.fr/la-chambre/lagriculture-francilienne/chiffres-cles/#:~:text=1er%20bassin%20national%20de%20consommation,22%25%20%C3%A0%20l%27export.
← 12. Les surfaces irrigables ont-elles augmenté de 7% entre 2010 et 2020, soit 22% d’augmentation à l’horizon 2050. L’étude se proposant d’étudier l’impact de restriction d’irrigation lors d’épisodes de sécheresse des sols et hydrologique important, les surfaces irriguées sont utilisées pour analyser le besoin en irrigation des cultures.
← 13. Les 23 pays européens sont : Allemagne, Autriche, Belgique, Danemark, Espagne, Estonie, Finlande, France, Grèce, Hongrie, Irlande, Italie, Lituanie, Luxembourg, Lettonie, Malte, Pays-Bas, Pologne, Portugal, Suède, Slovénie, Slovaquie et Grande-Bretagne.
← 15. Arrêté du 24/08/17 modifiant dans une série d'arrêtés ministériels les dispositions relatives aux rejets de substances dangereuses dans l'eau en provenance des installations classées pour la protection de l'environnement
← 16. La base de données ESVD est accessible via ce lien : https://www.esvd.net/