Thesis
Reference
Application des SIG pour une gestion durable des ressources hydriques de la Cordillera Blanca (Pérou)
SILVERIO TORRES, Walter Claudio
Abstract
La partie théorique est consacrée aux objectifs du projet, questions-guides et définitions des concepts. La partie pratique, à travers une représentation systémique de la Cordillera Blanca, décrit les aspects physiques et socio-économiques de la région. Elle aborde la mise en œuvre du SIG pour la Cordillera Blanca, notamment la cartographie glaciaire et l'estimation du volume des réserves. En outre, elle identifie les acteurs et les conflits autour des ressources hydriques, formule une stratégie pour la gestion durable de ces ressources et indique les causes possibles du retrait glaciaire. Trois types de scénarios sont présentés: climatique, anthropique et environnemental. Ce travail se conclut par des réponses aux questions-guides et souligne l'importance de la Cordillera Blanca comme étant l'unique réserve d'eau pour la région Ancash et le projet d'irrigation CHAVIMOCHIC, dont le changement climatique menace la pérennité.
SILVERIO TORRES, Walter Claudio. Application des SIG pour une gestion durable des ressources hydriques de la Cordillera Blanca (Pérou). Thèse de doctorat : Univ. Genève, 2007, no. SES 631
DOI : 10.13097/archive-ouverte/unige:103565 URN : urn:nbn:ch:unige-1035651
Available at:
http://archive-ouverte.unige.ch/unige:103565
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FACULTÉ DES SCIENCES ÉCONOMIQUES ET SOCIALES DEPARTEMENT DE GÉOGRAPHIE
Application des SIG pour une gestion durable des ressources hydriques de la Cordillera Blanca (Pérou)
Thèse présentée à la Faculté des Sciences Economiques et Sociales de l’Université de Genève pour l’obtention du grade de Docteur ès Sciences Economiques et Sociales,
mention géographie
par
Walter Silverio
FACULTÉ DES SCIENCES ÉCONOMIQUES ET SOCIALES DEPARTEMENT DE GÉOGRAPHIE
Application des SIG pour une gestion durable des ressources hydriques de la Cordillera Blanca (Pérou)
Thèse présentée à la Faculté des Sciences Economiques et Sociales de l’Université de Genève pour l’obtention du grade de Docteur ès Sciences Economiques et Sociales,
mention géographie
par
Walter Silverio (Pérou)
Membres du jury de thèse :
Hy DAO, maître-assistant, Faculté SES, Université de Genève
Bernard DEBARBIEUX, professeur, Faculté SES, Université de Genève, Président du jury
Christian HUGGEL, chargé d’enseignement, Faculté des Sciences, Université de Zürich
Charles HUSSY, professeur honoraire, Faculté SES, Université de Genève, Directeur de thèse
Jean-Michel JAQUET, maître d’enseignement et de recherche, Faculté des Sciences, Université de Genève et Chef de la Section Observation de la Terre, UNEP-DEWA-GRID- Genève
Thèse n° 631 Genève, mai 2007
La Faculté des sciences économiques et sociales, sur préavis du jury, a autorisé l’impression de la présente thèse, sans entendre, par là, émettre aucune opinion sur les propositions qui s’y trouvent énoncées et qui n’engagent que la responsabilité de leur auteur.
Genève, le 3 mai 2007
Le doyen Pierre ALLAN
Impression d’après le manuscrit de l’auteur
DÉDICACE
Cette thèse est dédiée aux rajus (glaciers), aux jirkas (montagnes), aux auguis (ancêtres) et aux apus (les divinités de la montagne) ; à la Cordillera Blanca, château d’eau, à ses populations indigènes et aux anonymes préposés de l’eau des communautés indigènes.
RESUME
L’AGENDA 21 reconnaît les écosystèmes de montagne comme étant l’un des réservoirs de l’eau douce, et préconise la gestion de cette ressource par bassin versant ou sous-unité de bassin (micro-bassin versant : mBV). L’eau étant un élément vital pour la vie humaine, elle a un rôle fondamental à jouer dans le contexte du développement durable des régions de montagne.
Dans de nombreux pays, les écosystèmes de montagne, par la fonte de glace, garantissent l’approvisionnement en eau potable des populations, la culture vivrière et la production de l’électricité. Ces écosystèmes servent aussi comme support direct aux populations, offrent des services environnementaux ainsi que des ressources en espace (loisirs), matière (minerais, bois, ..) et diversité culturelle et biologique.
Dans les pays alpins et andins, les glaciers des écosystèmes de montagne représentent la principale réserve hydrique. En outre, l’évolution de ces glaciers sert comme indicateur du changement climatique.
Au Pérou, par la beauté de ses paysages, la diversité de sa flore et de sa faune et de ses caractéristiques écologiques, la Cordillère Blanche, située dans le Département d’Ancash, a été déclarée, en 1975, Parc National Huascarán. En 1977 et 1985, l’UNESCO a reconnu cette aire protégée comme étant une « Réserve de la Biosphère » et faisant partie du
« Patrimoine Naturel de l’Humanité ».
Dans la région d’Ancash, durant la saison estivale, les eaux de fonte de glace de la Cordillera Blanca garantissent de l’eau potable à plus d’un million de personnes (état en 2005) ; elles servent aussi pour la génération de l’énergie hydroélectrique, la culture maraîchère, l’irrigation et même le transport des concentrés de minerais. Grâce au projet d’irrigation CHAVIMOCHIC, ces ressources hydriques sont également captées jusqu’à la région de La Libertad pour irriguer la côte désertique, produire de l’électricité et fournir de l’eau potable à la ville de Trujillo (500'000 hab.).
Notre travail, grâce à l’analyse systémique, identifie les principaux acteurs et leur interrelation autour des ressources hydriques de la Cordillera Blanca. On observe l’émergence des conflits entre les villages et les transnationales (EGENOR et les méga- projets miniers d’Antamina et de Pierina). A moyen et long terme, avec la présence de ces entreprises et l’augmentation de la population, les conflits devraient monter d’un cran. Cela suppose la nécessité d’une gestion durable de ces ressources. A cet effet, comme outil de gestion pour ce massif, nous avons établi un prototype de Système d’Information Géographique (SIG), qui est constitué de 6 plans d’information en format raster et de 20 couches d’information vectorielle.
Dans la perspective du développement durable, nous proposons une stratégie de gestion des ressources hydriques de la Cordillera Blanca par micro bassin-versant. Cette politique doit être mise en œuvre en tenant compte des besoins, quantitatifs et qualitatifs, de tous les acteurs, y compris de l’écosystème, et surtout en s’appuyant sur les autorités locales de l’eau (communautés indigènes).
Grâce à la télédétection satellitaire, la cartographie de la superficie glaciaire de la Cordillera Blanca a été établie, pour 1987, 1996 et 2002. Les résultats sont, respectivement, 643, 600 et 596 km2. Entre 1970 (721 km2) et 2002, le massif a perdu 125 km2 (17%) de sa couverture glaciaire, ce qui représente un retrait moyen de 4 km2/an. Cette perte a des conséquences sur les réserves hydriques : pour 1970 et 2002, le volume d’équivalent-eau représentait, respectivement, 20 km3 et 16.6 km3. Cela signifie une perte de 3.4 km3 en 32 ans, soit de 106x106 m3 par an.
Dans la région Ancash, le retrait glaciaire, conjugué avec l’augmentation de la population, implique une diminution des réserves hydriques par habitant. En effet, en 1972, pour une population de 732'092 habitants, chaque personne disposait d’une réserve d’environ 27'000 m3 d’eau ; en 2005, pour une population de 1'039'415 habitants, la réserve individuelle représentait un peu moins de 16'000 m3.
Finalement, la Cordillera Blanca représente la principale réserve hydrique pour la région Ancash : environ 16.6 km3 (95%) d’eau sont stockées dans ses glaciers et environ 0.9 km3 (5%) du liquide vital sont concentrés dans les 881 lacs (état en 2002). La qualité de ces réserves hydriques est menacée, principalement, par l’activité minière. Le non traitement des déchets par les villes des vallées du Callejón de Huaylas et de Conchucos contribue aussi à la pollution de l’eau. De même, la présence annuelle de plus de 100'000 touristes menace l’équilibre écologique de cet écosystème.
Mots-clefs : télédétection ; développement durable ; SIG ; analyse systémique ; Andes ; changement climatique.
SUMMARY
AGENDA 21 recognizes mountain ecosystems as being one of the reservoirs of fresh water and recommends managing this resource by basins or sub-basins (micro-sub-basin). As a vital element for human life, water plays a fundamental part in the context of mountain regions’ sustainable development.
In many countries, melting ice of mountain ecosystems supply populations with enough drinkable water, guarantee food-producing culture and electricity production. These ecosystems also serve as direct support to populations, offering environmental services as well as resources in space (for leisure activities), materials (ore, wood) and cultural and biological diversity.
In Alpine and Andean countries, mountain ecosystems glaciers represent the main water reserve. Besides, the evolution of these glaciers is an indicator of climate change.
In Peru, because of its scenic beauty, diverse flora and fauna, and ecological features, the Cordillera Blanca, located in the Ancash region, was declared Huascarán National Park in 1975. In 1975 and 1985, UNESCO recognized this protected area as being a “Biosphere Reserve” and part of the “World Natural Heritage”.
In the Ancash region, during the summer months, water from ice melting in Cordillera Blanca provides over one million people with drinkable water (2005 figure). Melt water is are also used to produce hydroelectric power, for market gardening, irrigation and even transportation of ore concentrates. Through the CHAVIMOCHIC irrigation project, these water resources are also harnessed as far as La Libertad region in order to irrigate the barren coast, to produce power and to supply the city of Trujillo (500000 inhabitants) with drinkable water.
Our work, thanks to system analysis, identifies the main actors and their interconnection around the water resources in the Cordillera Blanca. We have identified conflicts emerging between villages and transnational companies (EGENOR and the mega mining projects of Antamina and Pierina). In the medium and long term, with the presence of these companies and the increase of population, conflicts should go up a notch. This shows the necessity of a lasting management of these resources. For this purpose, we have established a Geographical Information System (GIS) prototype as a management tool for this mountain range: it is composed of 6 levels of information in raster format and of 20 layers of vector information.
In the prospect of sustainable development, we suggest a strategy for the management of water resources in the Cordillera Blanca by sub watershed. This policy must be implemented taking into account the quantitative and qualitative needs of all the actors, including the ecosystem, and above all through relying on the support of local water authorities (native communities).
Thanks to satellite remote sensing, mapping of the ice cover area in the Cordillera Blanca was established for 1987, 1996 and 2002. The results are, respectively, 643, 600 and 596 km2. Between 1970 (721 km2) and 2002, the massif lost 125 km2 (17%) of its ice cover, which represents an average retreat of 4 km2 a year. This loss has consequences on water resources: in 1970 and 2002, the volume of water equivalent represented respectively 20 km3 and 16.6 km3. This means a loss of 3.4 km3 over 32 years, that is to say 106x106 a year.
In the Ancash region, ice retreat, combined with the increased population, leads to a reduction in water reserves per inhabitant. Indeed, in 1972, for a population of 732 092 inhabitants, every person had at his disposal a reserve of 27000 m3 of water; in 2005, for a population of 1 039 415 inhabitants, the individual reserve was just under 16000 m3.
Finally, the Cordillera Blanca represents the main water reserve for the Ancash region: about 16,6 km3 (95%) of water are stored in its glaciers and about 0,9 km3 (5%) of the vital liquid is concentrated in 881 lakes (2002 figure). The quality of these water reserves is threatened, mainly by the mining activity. Moreover, the towns in the valleys of Callejon, Huaylas and Conchucos do not process waste, which also contributes to water pollution. Finally, the presence of 100 000 tourists every year threatens the ecological balance of this ecosystem.
Key-words: remote sensing; GIS; sustainable development; systems analysis; Andes;
climate change.
RESUMEN
La AGENDA 21 reconoce los ecosistemas de montaña como reservas de agua dulce y preconiza la gestión de este recurso por cuencas o micro cuencas. Siendo el agua un elemento vital para la vida humana, en el contexto del desarrollo sostenible de las regiones de montaña, ella desempeña una función fundamental.
En numerosos países, los ecosistemas de montaña, por el deshielo, garantizan el abastecimiento en agua potable para las poblaciones, los cultivos y la producción de electricidad. Estos ecosistemas también sirven como soporte directo a las poblaciones, ofrecen servicios ambientales así como recursos en espacio (recreación), materias (minerales, madera, …) y diversidad cultural y biológica.
En los países alpinos y andinos, los glaciares de los ecosistemas de montaña representan la principal reserva hídrica. Además, la evolución de los glaciares sirve como indicador del cambio climático.
En Perú, por la belleza de sus paisajes, la diversidad de su flora y fauna y sus caraterísticas ecológicas, la Cordillera Blanca, localizada en el departamento de Ancash, fue declarada, en 1975, Parque Nacional Huascarán. En 1977 y 1985, la UNESCO ha reconocido esta área protegida como la « Reserva de la Biosfera » y « Patrimonio Natural de la Humanidad » respectivamente.
En la región Ancash, durante la época de estío, las aguas del deshielo de la Cordillera Blanca garantizan el agua potable para más de 1 millión de personas (estado en 2005) ; también sirven para generar electricidad, los cultivos, la irrigación y hasta para el transporte de concentrados de minerales. Mediante el proyecto de irrigación CHAVIMOCHIC, estos recursos hídricos también son captados hasta la región de La Libertad para irrigar la costa desértica, producir electricidad y proveer de agua potable a la ciudad de Trujillo (500,000 hab.).
Mediante el análisis sistémico, nuestro trabajo identifica los principales actores y sus interrelaciones alrededor de los recursos hídricos de la Cordillera Blanca. Se observa la emergencia de conflictos entre las comunidades indígenas y las transnacionales (EGENOR y los mega proyectos mineros Antamina y Pierina). A mediano y largo plazo, con la presencia de estas empresas y el incremento de la población, los conflictos deberán acrecentarse. Esto implica la necesidad de una gestión sostenible de estos recursos. Para este fin, como herramienta de gestión para este macizo, hemos establecido un prototipo del Sistema de Información Geográfica (SIG), que esta constituido de 6 capas de información raster y 20 capas vectoriales.
En el marco del desarrollo sostenible, proponemos una estrategia de gestión para los recursos hídricos de la Cordillera Blanca por micro cuencas. Esta política deberá ser puesta en obra teniendo en cuenta las necesidades, tanto cuantitativas como calitativas, de todos los actores e incluso del ecosistema, y sobre todo, apoyándose en las autoridades locales del agua (comunidades indígenas).
Mediante la teledetección satelital, hemos establecido la cartografía de la superficie glaciar de la Cordillera Blanca para los años 1987, 1996 y 2002. Los resultados respectivos son:
643, 600 y 596 km2. Entre 1970 (721 km2) y 2002, el macizo ha perdido 125 km2 (17 %) de su cobertura glaciar, esto representa un retroceso promedio de 4 km2/año. Esta pérdida tiene consecuencias sobre las reservas hídricas: para 1970 y 2002, el volumen equivalente de agua representaba, 20 km3 y 16.6 km3. Lo cual significa una pérdida de 3.4 km3 de agua en 32 años, es decir 106x106 m3 por año.
En la región Ancash, el retroceso glaciar, conjugado con el incremento de la población, implica la disminución de las reservas hídricas por habitante. En efecto, en 1972, para una población de 732'092 habitantes, cada persona disponía de una reserva de aproximadamente 27,000 m3 de agua; en 2005, para una población de 1'039'415 habitantes, la reserva indivual representaba menos de 16,000 m3.
Finalmente, la Cordillera Blanca representa la principal reserva hídrica para la región Ancash: aproximadamente 16.6 km3 (95 %) de agua son almacenadas en los glaciares y 0.9 km3 (5 %) del líquido vital se concentran en las 881 lagunas (estado en 2002). La calidad de estas reservas hídricas estan amenazadas, principalmente, por la actividad minera. La falta de tratamiento de los residuos urbanos de las ciudades del Callejón de Huaylas y de los Conchucos contribuye también a la contaminación de las aguas. De la misma manera, la presencia anual de más de 100,000 turistas amenaza el equilibrio ecológico de este ecosistema.
Palabras claves: teledetección, desarrollo sostenible, SIG, análisis sistémico, Andes, cambio climático.
REMERCIEMENTS
Ma sincère gratitude va au Dr. Jean-Michel Jaquet, directeur de thèse, qui a eu la gentillesse de me suivre et de croire en ce projet ; son analyse scientifique, ses discussions, ses encouragements, son enthousiasme et son amitié ont été pour moi une source de motivation tout au long de ce travail. Au sein de son Unité de Télédétection et SIG, j’ai bénéficié des conditions optimales pour mes recherches sur les Andes. Je lui suis aussi reconnaissant pour m’avoir donné du travail, l’argent étant le nerf de la guerre.
Je tiens à témoigner ma reconnaissance au Prof. Charles Hussy pour avoir accepté d’être le co-directeur de ma thèse. Son amitié, ses commentaires critiques et ses démarches administratives m’ont été de grande utilité.
Je remercie également le Dr. Hy Dao pour avoir accepté de faire partie du jury de ma thèse.
Ses commentaires et corrections ont été d’une grande pertinence et m’ont éclairé sur de nombreux points.
Ma reconnaissance va également au Prof. Bernard Debarbieux pour avoir accepté de faire partie du jury de thèse et pour ses critiques constructives.
J’adresse aussi ma reconnaissance au Dr. Christian Huggel pour sa participation du jury de ma thèse. Lors de nos travaux sur le terrain dans la Cordillera Blanca, j’ai pu bénéficier de ses connaissances sur les aléas liés aux glaciers.
J’aimerais remercier aussi les personnes qui m’ont fourni des informations : Bernard Pouyaud (IRD, Montpellier, France), Mario Aguirre (IRH-INRENA, Lima), Jorge Ninantay (ATDR-Huaraz, Huaraz, Pérou), Luis Castañeda (INEI, Lima, Pérou), Francisco Huerta (FCAM-UNASAM, Huaraz, Pérou), Abel Rodriguez (EGENOR, Huallanca, Ancash, Pérou) et Nelson Santillan (UGRH-INRENA, Huaraz, Pérou).
Ma reconnaissance va à Mark Ernst (ancien collaborateur du GRID-Sioux Falls, USA), pour la fourniture des images satellitaires et à Pascal Peduzzi (GRID-Genève, Suisse) pour son aide. Grâce au projet « Atlas of Global Change », Mark et Pascal m’ont fait bénéficier d’une fenêtre pour mettre en avant la Cordillera Blanca.
Mes remerciements vont également à mes collègues de l’UTED-S, entre autres, Zine El Morjani, Daniel Käser, Yann Daniel, Julien Brun, Olivier Kaufmann, Lucien Schreiber, Christian Herold, Raphaël Klaus, pour avoir partagé avec moi leurs connaissances
« sigistes » et pour leur bonne humeur. Un grand merci aussi à Olivier Baldassi, « notre » dépanneur informatique.
J’ai une pensée pour Inés « Huaylas » Machguth, avec qui j’ai fait des visites de plusieurs lacs dangereux et lacs nouveaux-nés de la Cordillera Blanca. Ses yeux avaient la même couleur qu’un des lacs de la cordillère, et pouvaient même déclencher des avalanches !
Ma gratitude va aussi à Esther Hegglin, pour son amitié et les informations qu’elle a pu obtenir pour moi à Lima. Mes parents et mon village natal ont été honorés par sa présence et son intérêt pour la langue quechua et les coutumes locales.
Je suis reconnaissant également à Régine et Jean-Pierre Fédèle, Marseille, France, pour leur amitié et leur générosité, étant toujours prêt à m’accueillir en temps voulu.
J’exprime également ma sincère gratitude à Françoise Grondahl, à Genève, pour son soutien et son amitié.
Je remercie du fond du cœur toute ma famille pour sa générosité envers moi et son soutien tout au long de mon périple de ces dernières années.
TABLE DE MATIERES
LISTE DES FIGURES I
LISTE DES TABLEAUX VI
I. INTRODUCTION 3
1. Contexte 3
1.1. Accroissement de la population, de la production agricole et de la
consommation de l’eau 3
1.2. Changements globaux 4
1.3. Développement durable - Agenda 21 6
2. Objectifs du projet 6
3. Questions de départ 7
4. Transfert de technologie Nord-Sud 7
5. Bibliographie 8
II. THEORIE ET CONCEPT 11
1. Analyse systémique et gestion des ressources hydriques d’un écosystème
de montagne 11
2. La géomatique comme outil de mise en valeur des ressources hydriques
et de leur gestion dans un écosystème de montagne 13
2.1. Géomatique 13
2.2. Les systèmes d’informations géographique (SIG) 14
2.2.1. SIG et régions de montagne 14
2.3. Télédétection 15
2.3.1. Brève introduction à l’analyse des images satellitaires 16
2.3.2. Télédétection et régions de montagne 19
3. Bibliographie 20
III. PROBLEMATIQUE DE LA GESTION DURABLE DE LA RESSOURCE
D’EAU DOUCE D’UN ECOSYSTEME DE HAUTE MONTAGNE 23
1. Concepts géographiques 23
1.1. Paysage 23
1.2. Espace 23
1.3. Le milieu géographique et milieu naturel ou environnement 24 1.4. L’écologie du paysage (landscape ecology), géosystèmes et écosystème 25
1.5. L’analyse systémique en géographie 28
2. Territoire et ressources naturelles 28
2.1. Le territoire ou l’interface nature et société 28 2.1.1. Différence entre espace et territoire 28
2.1.2. Le système territorial 29
2.1.3. Eléments du système territorial 29
2.1.4. Territorialité 30
2.2. Les eaux douces en milieu de haute montagne comme ressources 31
2.2.1 Qu’est-ce qu’une ressource ? 31
2.2.2. Ressource naturelle 31
2.2.3. Ressources renouvelables et non renouvelables 32 2.2.4. L’eau douce en milieu de haute montagne est-elle une ressource
renouvelable ou non renouvelable ? 33
2.2.5. L’eau douce est-elle un bien public ? 34
2.3. Le système de relations (entre territoire et ressources naturelles) 34
2.3.1. Eléments d’une relation 34
2.3.2. Types de relation entre acteurs 36
2.3.3. Relation acteurs – ressources 37
2.3.4. Les ressources en eau comme enjeux géostratégiques 37
3. La gestion durable des ressources hydriques en milieu de haute montagne 38
3.1. Développement durable, écosystèmes de montagne et l’eau 39
3.1.1. L’AGENDA 21 39
3.1.2. Le développement durable 39
3.1.3. Les montagnes ou des écosystèmes fragiles 40
3.1.4. L’eau et le développement durable 42
3.2. La gestion intégrée des ressources hydriques par bassin versant en
écosystèmes de montagne 43
3.2.1. Notions de base 44
3.2.2. Qu’est-ce la gestion intégrée des ressources en eau (GIRE)
par bassin versant ? 47
3.2.3. L’approche écosystémique de la gestion intégrée des ressources en eau par
bassin versant 48
3.2.4. Eléments pour la gestion durable des ressources hydriques 49
3.3. Les contraintes 52
3.4. L’intervention humaine 52
4. Phénomène du retrait glaciaire 54
4.1. Causes possibles du retrait glaciaire 56 4.2. Conséquences du retrait glaciaire 57
5. Bibliographie 58
IV. CONCLUSION DE LA PARTIE THEORIQUE : SIG, Analyse systémique, développement durable et écosystèmes de montagne 63 V. LE SYSTEME CORDILLERA BLANCA 67
1. Représentation systémique 67
1.1. Eléments composant le système Cordillera Blanca 67 1.1.1. Ecosystème Cordillera Blanca 67
1.1.2. Utilisation du sol 68
1.1.3. Le système socio-économique 68
1.2. Mise en relation des éléments du système Cordillera Blanca dans une approche systémique 69
2. Aspects physiques 71
2.1. Situation géographique et dimensions 71
2.2. Découpage spatial 72
2.3. Contrainte topographique et altitude 73
2.4. Système hydrographique 74
2.4.1. Glaciers 74
2.4.2. Lacs 74
2.4.3. Rivières 74
2.5. Géologie 75
2.6. Aléas naturels 77
2.6.1. Introduction 77
2.6.2. Typologies 77 2.6.3. Mitigation et « gestion » des risques liés aux glaciers 80
2.7. Système climatique 84
2.7.1. Introduction 84
2.7.2. Précipitation 84
2.7.3. Température 87
2.7.4. Régions naturelles (climatiques) 88
2.8. Biodiversité 89
2.8.1. Introduction 89
2.8.2. Flore 89
2.8.3. Faune 90
3. Système socio-économique de la région Ancash 91
3.1. Division politique et administrative 91
3.1.1. Introduction 85
3.1.2. Tentatives de décentralisation de l’administration politique du Pérou à partir de 1950 91
3.1.3. Région Ancash 94
3.2. Système économique 95
3.2.1. Le Produit Brut Interne de la région Ancash 95 3.2.2. Activités économiques 97
3.2.3. Population Economiquement Active (PEA) 108
3.3. Système socio-démographique 109
3.3.1. Indice du Développement Humain (IDH) 109 3.3.2. Indice du Développement Humain (IDH) au Pérou 110
3.3.3. Indice du Développement Humain par provinces de la région Ancash, année 2000 111 3.3.4. Indice du Développement Humain par district de la région Ancash, année 2003 112 3.4. Système socio-culturel (socio-diversité) 113
3.5. Commentaire sur les données socio-économiques 116
4. Bibliographie 116
VI. MISE EN ŒUVRE DU SIG POUR LA CORDILLERA BLANCA 121
1. Introduction 121
1.1. Géoréférence et délimitation de la zone d’étude 121 1.2. Logiciels et opérations géomatiques 122
1.2.1. Saisie des données 122
1.2.2. Analyse des données 122
1.2.3. Représentation des données 122
2. Plans d’information 122
2.1. Topographie : modèle numérique d’altitude 122
2.1.1. Saisie de l’information 122
2.1.2. Interpolation 124
2.1.3. Evaluation de la qualité du Modèle Numérique d’Altitude à résolution de 50 m 126 2.1.4. Détermination du Bassin Versant et du masque « région » 131 2.1.5. Ré-échantillonnage du MNA à 25 m 133 2.1.6. Découpage du MNA à résolution de 50 m par le masque « région » et classification 133
2.1.7. Carte du relief 134
2.1.8. Carte des pentes 134
2.1.9. Carte d’orientation de pentes 135
2.1.10. Carte de régions naturelles 135
2.2. Géologie 136
2.3. Cartographie des aléas liés aux glaciers 138
2.4. Cartographie de la couverture glaciaire (année 2002) 138 2.4.1. Correction géométrique et ré-échantillonnage des images 138
2.4.2. Analyse des images 138
2.4.3. Segmentation du NDSI 139
2.4.4. Résultats 140
2.5. Couverture des glaciers pour 1987 et 1996 141
2.6. Estimation des réserves hydriques de la Cordillera Blanca 142 2.6.1. Couverture glaciaire pour 1970, 1987, 1996 et 2002 142 2.6.2. Distribution de la superficie glaciaire par bassin versant pour 1987, 1996 et 2002 142
2.6.3. Estimation du volume brut et d’équivalent eau 143 2.6.4. Estimation du volume d’eau des lacs de la Cordillera Blanca 145 2.6.5. Synthèse de la distribution des réserves hydriques par bassin versant (état 2002) 151
2.7. Couverture des sols 152
2.7.1. Pré-traitement 153
2.7.2. Analyse 154
2.7.3. Résultats 163
2.7.4. Discussion 165
2.8. Socio-économie 167
2.8.1. Limites administratives 168
2.8.2. Données sur la population 168
2.8.3. Carte de la densité de la population 169
2.9. Superficies agricoles irriguées et non irriguées, pâturages gérés et non gérés, forêts et autres pour 1994 169
2.10. Points de captage d’eau 170
2.11. Plan d’informations faisant partie du prototype du SIG de la Cordillera Blanca 170 3. Bibliographie 171
VII. STRATEGIE POUR LA GESTION DURABLE DES RESSOURCES
HYDRIQUES DE LA CORDILLERA BLANCA 175
1. Etat des lieux des ressources hydriques au Pérou 175
1.1. Distribution spatiale et temporelle des ressources hydriques au Pérou 175
1.2. Distribution spatiale de la population, des activités économiques et de la
consommation d’eau au Pérou 176
1.3. Disponibilité hydrique 179
1.4. Accès aux services de l’eau potable et d’assainissement 180
2. Politique péruvienne de gestion de l’eau 180
2.1. Cadre légal 180
2.2. Institutions impliquées dans le domaine de l’eau 181
2.3. La gestion de l’eau par le Ministère de l’Agriculture 182
2.3.1. Cadre institutionnel 182
2.4. Administration des ressources hydriques par les ATDR dans
la région d’Ancash 185
2.5. Administration des ressources hydriques dans les vallées de Callejón
de Huaylas et de Cochucos 188
3. Stratégie pour la gestion durable des ressources hydriques de la
Cordillera Blanca 192
3.1. Acteurs et enjeux (conflits) autour des ressources hydriques de la
Cordillera Blanca 192
3.2. Gestion durable des ressources hydriques de la Cordillera Blanca par
micro bassin versant 195
4. Bibliographie 198
VIII. DISCUSSION ET PERSPECTIVES 201
1. Evolution de la couverture glaciaire et des réserves hydriques 201
2. Causes possible du retrait glaciaire dans la Cordillera Blanca 202
2.1. Analyse des paramètres climatologiques 202
2.2. Informations hydrologiques (débit) 206
2.3. Les événements d’El Niño et de La Niña et leur influence 208
2.3.1. El Niño et La Niña 208
2.3.2. Températures durant El Niño et La Niña 210
2.3.3. Les précipitations durant El Niño et La Niña 212
3. Scénario climatique 215
4. Scénario anthropique 217
5. Scénario environnemental 220
6. Bibliographie 223
IX. CONCLUSION DE LA PARTIE PRATIQUE 227
X. REPONSE AUX QUESTIONS 231
XI. COMMENTAIRE FINAL 233
LISTE DE FIGURES
Figure 1 : Evolution des surfaces irriguées et des prélèvements d’eau douce
Figure 2 : Variation de la température à la surface de la terre entre 1860 et 2000
Figure 3 : (a) Evolution de la concentration des gaz à effet de serre : CO2, méthane (CH4) et oxyde nitreux (N2O). (b) Concentration en soufre dans les glaces du Groenland (courbes) et les émissions de soufre depuis 1900 (symbole : +)
Figure 4 : Modèle conceptuel intégré des effets du changement global dans les régions de montagne.
Figure 5 : Modèle conceptuel d’un écosystème et d’un système humain dans une région de montagne.
Figure 6 : Les composantes d’un SIG
Figure 7 : Principes de la télédétection satellitaire et domaine spectral des 7 bandes du radiomètre Thematic Mapper de Landsat 5
Figure 8 : Le géosystème selon Beroutchachvili et l’écosystème
Figure 9 : Catégories d’acteurs
Figure 10 : La structure théorique du développement durable
Figure 11 : L’eau dans le contexte du développement durable
Figure 12 : Le cycle de l’eau
Figure 13 : Le bassin versant
Figure 14 : Retrait glaciaire du Qori Kalis entre 1978 et 2000
Figure 15 : Représentation systémique de la Cordillera Banca
Figure 16 : Développement de l’activité minière et conséquences sur le système socio- économique régional
Figure 17 : Carte de localisation de la zone d’étude au niveau Pérou ; la Cordillera Blanca et le Parc National Huascarán
Figure 18 : Les zones « noyau » (PNH), tampon et de transition ; limites du PNH et de la zone tampon
Figure 19 : Lave torrentielle de 1999, près de Caraz ; maison détruite par ledit événement à Fundo San José
Figure 20 : Exemple de construction des digues et de canaux d’évacuation pour les lacs « dangereux » dans la Cordillera Blanca
Figure 21 : Deux états du Palcacocha, en 1972 et en juillet 2003, après l’événement du 19.03.2003 et montrant la digue endommagée
Figure 22 : Palcacocha après la réparation de la digue, en 2004
Figure 23 : Position de la Zone de Convergence Inter-Tropicale (ITCZ), durant les mois de juillet et août (saison sèche dans la Cordillera Blanca) et entre novembre et avril (saison humide)
Figure 24 : Précipitations dans la vallée de Callejón de Huaylas
Figure 25 : Zonage des précipitations dans le bassin versant du Santa
Figure 26 : Températures mensuelles maximale, moyenne et minimale, à la station de Querococha, localisée à 4 050 m
Figure 27 : Limite des 12 régions de 1987 ; limites départementales, situation en 1998
Figure 28 : Provinces de la région Ancash
Figure 29 : Participation des principales branches économiques, entre 1995 et 2002, au PBI de la région Ancash
Figure 30 : Evolution de la production de trois denrées de l’agro-industrie de la région Ancash, entre 1986 et 2001
Figure 31 : Production céréalière régionale, entre 1986 et 2001
Figure 32 : Production régionale des tubercules, entre 1986 et 2001
Figure 33 : Région Ancash, production du secteur élevage, entre 1986 et 2001
Figure 34 : Prise d’anchois par les trois principaux ports de la région entre 1997 et 2001
Figure 35 : Production régionale d’argent et d’or, entre 1990 et 2003
Figure 36 : Production régionale de cuivre, plomb et zinc, entre 1990 et 2003
Figure 37 : Production régionale du sucre, entre 1994 et 2001
Figure 38 : Valeur ajoutée de l’activité construction de la région Ancash, entre 1994 et 2001
Figure 39 : Valeur ajoutée de l’activité commerciale de la région Ancash, entre 1994 et 2001
Figure 40 : Nombre de nuitées de nationaux et d’étrangers dans la région Ancash, entre 1993 et 2001
Figure 41 : Population et PEA, en 1993, par provinces de la région Ancash
Figure 42 : Concentration de la PEA par aire Rurale et Urbaine par provinces, en 1993 ; pourcent par rapport à la PEA totale provinciale
Figure 43 : Région Ancash, IDH par provinces pour 2000
Figure 44 : Région Ancash, IDH au niveau du district, pour l’année 2003
Figure 45 : Fillette du village Atocpampa (district de San Miguel de Aco, province de Carhuaz) ; fillette du village Collón (district de Taricá, province de Huaraz) ; petite fille du village de Llamac (district de Pacllón, province de Bolognesi)
Figure 46 : Marché dans la vallée de Callejón de Huaylas
Figure 47 : Maisons villageoises entre les deux versants de la Cordillera Blanca : ouest et est
Figure 48 : Organigramme de l’élaboration du SIG pour la Cordillera Blanca
Figure 49 : Procédures pour l’élaboration du MNA
Figure 50 : Délimitation des 18 « tuiles » d’interpolation et 10 sous-zones d’interpolation
Figure 51 : Limites des zones d’interpolation
Figure 52 : MNA (pixel de 50 m) couvrant la Cordillera Blanca et les zones d’échantillonnage
Figure 53 : Modèle ombré pour la zone de la mosaïque
Figure 54 : Distribution des pixels des altitudes entre 4495 et 4505 m autour de la courbe de niveau topographique de 4500 m
Figure 55 : Zoom sur la distribution des pixels d’altitudes entre 4495 et 5505 m autour de la courbe de niveau de 4500 m
Figure 56 : Modèle ombré des zones d’échantillonnage nord et sud
Figure 57 : Organigramme pour la détermination du Bassin Versant
Figure 58 : Le MNA superposé du cours de rivières principales et 80 bassins versant de diverses tailles (après la modélisation)
Figure 59 : Limite de « divers bassin versants » ; limite des bassin versant entre les Cordillères Negra et Blanca (BV CN – CB) ; limite de la région d’étude
Figure 60 : Carte d’altitudes et du relief
Figure 61 : Carte de pentes et d’orientation des pentes
Figure 62 : Carte des régions naturelles
Figure 63 : Carte géologique
Figure 64 : Image du NDSI
Figure 65 : Histogramme du NDSI
Figure 66 : Les glaciers, les glaciers couverts et des intrusions rocheuses ; rivières principales, lacs et glaciers
Figure 67 : Evolution de la couverture glaciaire de la Cordillera Blanca entre 1970 et 2002
Figure 68 : Volume brut et d’équivalent eau de la Cordillera Blanca pour 1970, 1987, 1996 et 2002
Figure 69 : Volume des 44 lacs de la Cordillera Blanca
Figure 70 : Etapes pour l’élaboration de la carte de la couverture du sol à partir de l’imagerie satellitaire
Figure 71 : Organigramme pour l’élaboration de la carte de la couverture du sol
Figure 72 : Union des thèmes « région d’étude » (zone de classification) et divers polygones (numérisés et résultant de l’analyse du NDSI) ; masque reste.shp résultant de l’édition d’union de thèmes
Figure 73 : NDVI-25m.grid ; après découpage avec le masque reste.shp, NDVI_reste.grid
Figure 74 : Histogramme du NDVI pour l’ensemble de la zone d’étude (image : ndvi- 25m.img) avec les intervalles des classes identifiées
Figure 75 : Histogramme du NDVI (image NDVI_reste.grid) avec les intervalles des valeurs de segmentation
Figure 76 : Superposition des thèmes en combinant le NDVI et le MNA
Figure 77 : Superposition de certains thèmes rastérisés (Merge : overlay entre images)
Figure 78 : Superposition des thèmes issus de la combinaison du NDVI et du MNA et thèmes rastérisés (Merge : overlay entre images)
Figure 79 : Carte de la couverture du sol
Figure 80 : Région Ancash, carte de la densité de la population pour 1972 et 2005
Figure 81 : Pérou, limites des bassin versant
Figure 82 : Pérou, concentration de la population par bassin versant, pour 1972, 1981 et 1993
Figure 83 : Organigramme des institutions du Ministère de l’Agriculture impliquées dans la gestion des ressources hydriques
Figure 84 : Division de l’espace national par bassin versant ; les ADTR, état en 2005
Figure 85 : Limites des bassin versant dans la région d’Ancash
Figure 86 : Administrations Techniques des Districts d’Irrigation impliquées dans la gestion des ressources hydriques de la Cordillera Blanca
Figure 87 : Dans la région de La Libertad, la côte désertique irrigué avec les eaux de Río Santa grâce au projet d’irrigation CHAVIMOCHIC est devenu productrice d’asperges
Figure 88 : Canal du projet d’irrigation CHINECAS
Figure 89 : Localisation des ATDR Huaraz, Pomabamba et Huari, au niveau provincial, dans la région d’Ancash
Figure 90 : Points de captage de l’eau à multiples usages et limites des « commissions d’usagers »
Figure 91 : Acteurs impliqués autour des ressources hydriques de la Cordillera Blanca
Figure 92 : Le barrage naturel de Cullicocha et le canal d’irrigation de même nom
Figure 93 : Limite de commissions d’usagers et de micro bassin versants
Figure 94 : Point de captage d’eau sur Río Paria pour la nouvelle station de traitement de l’eau potable pour Huaraz
Figure 95 : Cours de Río Paria en été 1989 et 2005
Figure 96 : Evolution de la couverture glaciaire de la Cordillera Blanca entre 1930 et 2002
Figure 97 : Localisation des stations climatologiques et hydrologiques et le point de reanalysis de NCEP
Figure 98 : Evolution des températures maximales et minimales dans la station de Querococha (4087 m), entre 1965 et 1993
Figure 99 : Simulation par SENAMHI de la température atmosphérique au dessus de la Cordillera Blanca, entre 2000 et 2020
Figure 100 : Précipitations mensuelles dans sept stations de la Cordillera Blanca
Figure 101 : Précipitations moyennes annuelles dans sept stations de la Cordillera Blanca
Figure 102 : Débit mensuel dans 10 stations hydrologiques de la Cordillera Blanca
Figure 103 : Evolution du débit des principaux affluents de Río Santa
Figure 104 : Evolution temporelle de l’ENSO
Figure 105 : Evidences d’El Niño et de La Niña enregistrées dans la glace du Huascarán
Figure 106 : Variation de la température moyenne annuelle dans la station Querococha, entre 1965 et 1993
Figure 107 : Evolution de la variation des précipitations dans sept stations de la Cordillera Blanca
Figure 108 : Evolution du glacier Broggi, entre 1932 et 2004
Figure 109 : Baisse du niveau du Laguna 69 et disparition d’un petit lac
Figure 110 : Population des districts du Callejón de Huaylas, entre 1993 et 2005
Figure 111 : Taux de croissance annuel des districts de Callejón de Huaylas, entre 1993 et 2005
Figure 112 : Nouvelles maisons construites dans l’ancienne zone de l’aluvion de 1941 et la cité minière Pinar en 2004
Figure 113 : Bassin de rétention d’Antamina vu par le satellite Aster
Figure 114 : Changement du paysage, entre 1996 et 2002, dû à l’activité des mines Pierina et Antamina
Figure 115 : Le camp de base de Pisco à 4800 m d’altitude, le carré rouge représente la grotte où les touristes ont laissé leurs déchets
LISTE DE TABLEAUX
Tableau 1 : Principales caractéristiques du capteur TM du satellite Landsat 5
Tableau 2 : Principales caractéristiques du capteur ETM+ du satellite Landsat 7
Tableau 3 : Le système territorial
Tableau 4 : Valeurs globales des flux à l’échelle de la planète
Tableau 5 : Flux hydrique des continents vers les océans
Tableau 6 : Répartition de stock d’eau
Tableau 7 : Exemple du retrait glaciaire dans quelques régions du monde
Tableau 8 : Retrait du front glaciaire de Qori Kalis, entre 1963 et 1991
Tableau 9 : Superficie des zones faisant partie de la Réserve Biosphère Huascarán
Tableau 10 : Distribution des glaciers par bassin versant en 1970
Tableau 11 : Distribution des glaciers, lacs et rivières, dans le PNH, par bassin versant
Tableau 12 : Légende des formations géologiques affleurant dans la zone d’étude
Tableau 13 : Liste des phénomènes naturels impliquant glaciers et lacs de la Cordillera Blanca, entre 1702 et 2004
Tableau 14 : Précipitations moyenne dans le bassin versant de río Santa
Tableau 15 : Distribution des régions naturelles selon l’altitude et leurs caractéristiques
Tableau 16 : Températures dans 4 régions naturelles de la zone d’étude
Tableau 17 : Nombre de familles, genres et espèces de la flore du PNH
Tableau 18 : Principales familles de la flore du PNH
Tableau 19 : Evolution du PBI de la région Ancash par branche économique, entre 1995 et 2002
Tableau 20 : Contribution de la région Ancash au PBI national
Tableau 21 : Valeur des exportations de quelques produits miniers de la région Ancash, en 2002
Tableau 22 : Production de l’industrie lourde (sidérurgie) et d’alcool, entre 1999 et 2001
Tableau 23 : Valeur de l’activité industrielle du Pérou et de la région Ancash, entre 1995 et 2001
Tableau 24 : Participation du secteur construction d’Ancash dans l’économie nationale
Tableau 25 : Indicateurs et calcul de l’IDH
Tableau 26 : Indicateurs pris en compte pour l’établissement de l’IDH départemental du Pérou en 1997
Tableau 27 : Echelles pour la mesure de l’Indice du Développement Humain
Tableau 28 : Classes de l’IDH pour 2000
Tableau 29 : Correction des courbes de niveaux au Nevado Taulliraju
Tableau 30 : Superficie de glaciers, de glaciers couverts et d’intrusions rocheuses pour 2002
Tableau 31 : Distribution de la superficie glaciaire par bassin versant
Tableau 32 : Distribution du volume brut et d’équivalent eau par bassin versant en 1987, 1996 et 2002
Tableau 33 : Superficie et volume de 44 lacs avec bathymétrie
Tableau 34 : Nombre des lacs et du volume par bassin versant
Tableau 35 : Distribution des réserves hydriques par bassin versant pour 2002
Tableau 36 : Caractéristiques du capteur ETM+
Tableau 37 : Thèmes numérisés à l’écran
Tableau 38 : Intervalle des valeurs pour le NDVI
Tableau 39 : Seuillage du NDVI, hors thèmes numérisés
Tableau 40 : Critères pour la définition de classes de la densité végétale
Tableau 41 : Images résultant par rastérisation des thèmes numérisés
Tableau 42 : Statistiques de la carte de la couverture du sol
Tableau 43 : Correspondance entre les classes de densité et les associations végétales
Tableau 44 : Récapitulatif du plan d’information du SIG de la Cordillera Blanca
Tableau 45 : Pérou, distribution des rivières par bassin versant
Tableau 46 : Pérou, distribution des eaux superficielles par bassin versant
Tableau 47 : Pérou, valeur de la production agricole, industrielle et minière, pour 1976, par bassin versant
Tableau 48 : Pérou, utilisation de l’eau par bassin versant, année 1984
Tableau 49 : Pérou, utilisation de l’eau pour la production hydroélectrique par bassin versant
Tableau 50 : Pérou, disponibilité hydrique par habitant en 1981
Tableau 51 : Pérou, population avec accès aux services d’eau potable et d’égout
Tableau 52 : Nombre de bassins versants, des ATDR, des « conseils d’usagers », des
« commissions d’usagers », d’usagers et de superficies irriguées par bassin versant
Tableau 53 : Volume de l’eau utilisé par secteurs des sources provenant de la Cordillera Blanca
Table 54 : Liste des événements d’El Niño et de La Niña, entre 1950 et 2004
Table 55 : Intervalle temporel de trois Super Niños
Table 56 : Moyenne des températures mensuelles minimale et maximale (1965 – 1993), dans la station de Querococha
Tableau 57 : Précipitations durant El Niño/La Niña
Table 58 : Variation des précipitations au maximum d’El Niño 1972/73, 1982/1983 et 1997/98
Tableau 59 : Dynamique de la population de la région Ancash, entre 1972 et 2005
I. INTRODUCTION 1. Contexte
1.1. Accroissement de la population, de la production agricole et de la consommation de l’eau
Entre 1972, l’année de la prise de conscience des questions sur l’environnement et 2002, déclarée année Internationale de la Montagne, trois décennies se sont écoulées. Pour cette période, le Programme des Nations Unies pour l’Environnement (UNEP, 2002) fait état d’une dégradation de l’environnement dans le monde :
• Pénurie d’eau et stress hydrique, ainsi que dégradation des sols, dans les pays africains.
• Surpopulation et pauvreté en Asie et dans le Pacifique.
• Stress hydrique dans les régions du sud, de l’ouest et du sud-est de l’Europe.
• L’Amérique du Nord est le principal consommateur de ressources naturelles et le plus gros producteur de déchets.
• Pénurie de l’eau en augmentation en Asie occidentale.
• Dans les régions polaires, l’épuisement de la couche d’ozone stratosphérique.
• Pression sur l’environnement et les ressources naturelles, à cause de l’augmentation de la population, et perte de 400 millions d’hectares de forêt en Amérique latine et Caraïbes.
Une des causes principales de la pression sur l’environnement et les ressources naturelles est l’accroissement de la population mondiale. En effet, en 1970, la terre comptait 3.7 milliards d’habitants, et en 2005, 6.5 milliards (UN, 2006). Ceci implique que pour satisfaire les besoins fondamentaux (eau potable, nourriture, etc.) de cette population galopante, il faut d’avantage de ressources, tant naturelles que financières.
La production de biens de consommation implique plus d’intrants en matière et énergie.
Mais, parallèlement à l’augmentation de la production des biens, il y a un accroissement du volume des déchets, qui atteint l’environnement naturel et même les systèmes humains. La construction de nouvelles infrastructures telles que routes, réseaux d’eau potable et d’égouts, logements implique aussi une pression sur la ressource sol et l’écosystème en général.
Selon l’UNEP (2002), les prélèvements d’eau ont suivi la tendance des surfaces irriguées, qui assurent 40 % de la production vivrière mondiale : en effet, 70 % des prélèvements d’eau sont destinés à des fins agricoles (figure 1).
Figure 1 : Evolution des surfaces irriguées et des prélèvements d’eau douce (source : UNEP 2002, p. 152)
La période entre 1972 et 2002 a été caractérisée aussi par de grands rendez-vous de la communauté internationale, afin de mettre en place des politiques pour le développement et pour diminuer les impacts sur l’environnement. Lors de la Conférence des Nations Unies sur l’environnement, en juin 1972 (Stockholm, Suède), a été créé le Programme des Nations Unies pour l’environnement (PNUE), organisme centralisant les actions en matière d’environnement pour la planète. En 1992, la Conférence des Nations Unies sur l’environnement et le développement (CNUED ou Sommet de la Terre, à Rio de Janeiro, Brésil) a donné naissance à l’AGENDA 21 (ou l’ACTION 21), lequel est un « principe cadre » pour la mise en œuvre du développement durable pour le 21e siècle. Le dernier Sommet mondial du développement durable de 2002 à Johannesburg (Afrique du Sud), recommande une série de mesures pour réduire la pauvreté et protéger l’environnement ; celles-ci concernent principalement les domaines de l’eau, de la santé, de l’énergie, de l’agriculture et de la biodiversité.
1.2. Changements globaux
Selon le Groupe Intergouvernemental d’Experts sur l’Evolution du Climat (GIEC) [2001], le réchauffement climatique de ces 50 dernières années est fort probablement lié à l’activité humaine. Durant le XXe siècle, la température moyenne globale a augmenté de 0.6
°C (figure 2) ; dans l’hémisphère Nord, les année ’90 ont été la décennie la plus chaude et 1998 l’année la plus chaude des mille dernières années. Le niveau de la mer s’est élevé entre 10 et 20 cm et la concentration de gaz à effet de serre, issus de l’activité humaine, a fortement augmenté (figure 3). Les prévisions pour XXIe siècle ne sont guère meilleures et la température devrait encore continuer à s’élever, entre 1.4 et 5.8 °C.
Figure 2 : Variation de la température à la surface de la terre entre 1860 et 2000 (source : GIEC, 2001)
Figure 3 : (a) Evolution de la concentration des gaz à effet de serre : CO2, méthane (CH4) et oxyde nitreux (N2O). (b) Concentration en soufre dans les glaces du Groenland (courbes) et les émissions de soufre depuis 1900 (symbole : +) (Source : GIEC, 2001)
Les effets du réchauffement climatique de ces dernières décennies se font sentir déjà dans les divers écosystèmes de la planète : diminution de la couverture neigeuse et retrait glaciaire dans les régions de montagne ; perturbation dans le cycle de l’eau (sécheresses et/ou inondations), dont les effets sont négatifs pour les écosystèmes naturels et humains ; amplification du phénomène d’El Niño, avec des conséquences néfastes pour l’écosystème marin du Pacifique ainsi que pour les populations, etc.
Depuis quelques années, on admet que les phénomènes globaux ont des répercussions tant au niveau régional que local. Tout d’abord, El Niño était considéré comme un phénomène régional touchant notamment les côtes équatoriennes et péruviennes mais, finalement, on a démontré que c’est un phénomène global, qui affecte régulièrement les précipitations et les températures dans la plupart des zones tropicales et sub-tropicales, voire même dans certaines zones de moyenne latitude (GIEC, 2001). Ce déséquilibre océanique a comme conséquence des pluies diluviennes sur la côte de l’Equateur, la côte nord du Pérou et sur les îles du Pacifique central tout en provoquant la sécheresse en Indonésie et en Australie (NOAA 2006). Au niveau du Pérou (effet régional), El Niño provoque des déficits pluviométriques (Aceituno et Montecinos, 1993 ; Rome-Gaspaldy et Ronchail, 2005), voire des sécheresses dans les Andes du sud (Pouyaud et al., 2005).
Un déficit pluviométrique dans les régions de haute montagne signifie le non- renouvellement des glaciers, ainsi que la baisse du niveau des lacs et, par conséquence, l‘amenuisement des réserves hydriques. Il s’ensuit que toute gestion d’eau dans une région de montagne doit aussi prendre en compte les effets du changement global.
1.3. Développement durable - Agenda 21
L’AGENDA 21, issu de la Conférence des Nations Unies sur l’Environnement et le Développement (Rio de Janeiro, 1992), aborde les problèmes majeurs qu’affrontent l’humanité et la planète. Ce document-cadre encourage la mise en valeur des régions de montagne, leur protection et l’utilisation de leurs ressources dans la perspective du développement durable.
Notre projet de recherche, qui vise la mise en valeur des ressources hydriques de la Cordillera Blanca, en vue de leur gestion durable, s’inscrit bien dans cette perspective. En effet, étant donné que 98 % des glaciers et la centaine de lacs du massif sont localisés à l’intérieur d’une aire protégée, le Parc National Huascarán désigné par l’UNESCO comme étant le patrimoine naturel de l’humanité, nous estimons que ces réserves hydriques doivent être gérées de manière durable, garantissant la ressource pour les générations présentes et futures ; ceci est d’autant plus nécessaire que dans la région, durant 6 mois par an, il n’y a pas de précipitations. Dans une telle situation, c’est la fonte glaciaire qui garantit l’eau pour la population, l’agriculture et la génération de l’énergie hydro-électrique.
2. Objectifs du projet
Depuis quelques années, les préoccupations dans les domaines de la protection de l’environnement, la gestion des ressources naturelles et le développement durable sont omniprésentes. Toutes ces inquiétudes ont mis en évidence la complexité des interactions entre les activités humaines et les ressources naturelles, renouvelables ou non. En effet, pour chaque groupe social (acteur) une ressource n’a pas le même sens, et les quantités de consommation diffèrent par type d’usage ; les rapports avec la ressource elle-même diffèrent aussi d’un groupe à l’autre, et les interactions entre les groupes sociaux (par ex. villes – villages), autour de la ressource, deviennent complexes, voire conflictuelles.
Notre premier objectif est de conceptualiser, puis de représenter les interactions entre les divers acteurs présents autour des ressources hydriques dans la région de la Cordillera Blanca (Pérou). L’analyse systémique devrait aider à cette tâche. Le deuxième, objectif principal de cette recherche, est la mise en place d’un outil d’aide à la décision pour la gestion durable des ressources hydriques de ce massif. Un tel outil devrait pouvoir répondre aux requêtes suivantes :
Quoi ? quels types de ressources sont localisées entre telle ou telle altitude.
Où ? localisation spatiale des ressources (où est localisée telle ou telle ressource ?).
Combien ? quantification des ressources hydriques de surface (solide et liquide, par bassin versant).
Comment ? recherche de relations autour de la ressource eau.
Quand ? état et changement intervenus dans les ressources hydriques.
Et si ? définit une fonction d’évolution de ressources hydriques, par ex. sous l’effet d’un changement climatique.
Les SIG ont ces capacités, car ils permettent la saisie, le stockage, l’analyse et la représentation des informations géoréférées. Les SIG constituent, en quelque sorte, un modèle de la réalité qui devrait faciliter la gestion durable des ressources hydriques de la Cordillera Blanca (voir II. 2 pour des précisions).
En plus, ce SIG devra permettre aussi d’incorporer les diverses informations du système socio-économique et celles fournies par la télédétection satellitaire et le GPS (Système de Positionnement Global).
3. Questions de départ
Cette recherche devrait répondre aux questions suivantes :
1.- Quel est l’indicateur principal des effets des changements climatiques dans une zone de haute montagne (écosystème de montagne) ? Est-il quantifiable ?
2.- Comment conceptualiser et formaliser les rapports entre les acteurs autour d’une ressource (eau) en zone de montagne, en vue de sa gestion durable ?
3.- Comment et avec quels outils peut-on envisager la gestion durable des ressources hydriques d’une région de montagne ?
4. Transfert de technologie Nord-Sud
Depuis 1972, année de lancement du premier satellite d’observation de la terre (Landsat 1), la télédétection satellitaire s’est développée rapidement. Durant les années ’80, grâce aux images satellitaires, les pays du Nord ont mis à jour leurs cartes. Dès les années 80, les Systèmes d’Information Géographiques (SIG) ont fait leur apparition et depuis lors, ces outils ont permis la mise en relation des cartes avec les données alphanumériques (Université de Montréal, 2006).
Dans les pays du Nord, ces nouvelles techniques se sont appliquées rapidement dans le domaine de la protection de l’environnement, de la gestion des ressources (sol, forêt, etc.) et le cadastre. Toutefois, avant l’avènement du World Wide Web (en 1992), les expériences et les techniques restèrent « cantonnées » dans les pays du Nord, quoique les pays du Sud en eussent le plus besoin.
Notre projet de thèse s’inscrit dans l’esprit de transfert de technologie Nord-Sud, tel que prôné par le GRID-UNEP1, et encouragé par l’AGENDA 21 (chap. 34). En effet, une fois la méthodologie validée, principalement dans le domaine du traitement et de l’interprétation des images satellitaires, nous souhaiterions partager les procédures avec le personnel des institutions péruviennes vouées à la gestion de l’environnement et des ressources naturelles.
Ce transfert de connaissances devrait se faire par le biais d’une formation aux outils SIG des gestionnaires péruviens. Une fois leur autonomie acquise, ils seront en mesure de mettre à jour les informations complémentaires pour enrichir leur base de données.
En outre, dans la perspective de la gestion durable des ressources hydriques d’une région de montagne, il est fondamental de connaître les informations de première main comme celles fournies par les images satellitaires : en effet, un inventaires des ressources basé sur ce type d’images représente un gain de temps et des économies, ce qui permettra aux gestionnaires de prendre de décisions appropriées.
5. Bibliographie
Aceituno, P. et Montecinos, A. (1993) Análisis de la estabilidad de la relación entre la oscilación del sur y la precipitación en América del Sur. Bull. Inst. fr. Études andines, 22 (2):
53-64.
Groupe Intergouvernemental de l’Evolution du Climat (GIEC) [2001] Bilan 2001 des changements climatiques : Rapport de synthèse.
http://www.ipcc.ch/pub/un/giecgt1.pdf (au 23.01.2006)
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II. CADRE THEORIQUE ET CONCEPTUEL
1. Analyse systémique et gestion des ressources hydriques d’un écosystème de montagne
L’analyse systémique est une approche transdisciplinaire qui permet la représentation schématique de la réalité. Elle prend en compte l’ensemble des éléments du système étudié, ainsi que les interactions et les interdépendances existant entre ceux-ci (Bornicchia 2004, p.
14). En tenant compte des interactions multiples et réciproques, elle offre « un champ complexe de relations et de processus dynamiques entre les parties elles-mêmes et entre les parties et leur tout » (Pilet et Odum, 1987, p. 7).
La systémique est fondée sur l’idée que, sous l’apparente diversité des phénomènes, il existe des traits communs, des régularités, des invariants que partagent un grand nombre de systèmes, qu’ils soient physiques, écologiques, sociaux ou cognitifs (Prélaz-Droux 1995, p.
45). Il s’agit de mettre en évidence et de formaliser ces éléments « communs » afin de rendre intelligible (compréhensible) le fonctionnement du système.
Selon Walliser (1977), l’analyse systémique permet une réelle synthèse en vue d’appréhender un système dans son ensemble et de comprendre son fonctionnement. Elle vise à connaître l’ensemble des éléments et de leurs relations en étudiant leurs aspects qualitatifs et quantitatifs, dans une démarche qui se veut globale.
Un système se définit comme étant une entité globale en liaison avec un environnement, formé de sous-systèmes en interaction et subissant des modifications dans le temps, tout en conservant une certaine permanence (Walliser, 1977, p. 11). Selon Prélaz-Droux (1995), l’interdépendance de sous-systèmes se traduit par le fait que toute modification d’un sous- système ou toute impulsion de son environnement (un événement) se transmet à l’ensemble des sous-systèmes. Cela signifie, par exemple, que sous l’effet du changement global, une modification dans les caractéristiques d’un sous-système aurait des conséquences dans l’ensemble d’un écosystème de montagne (figure 4) : une augmentation de la température impliquerait un retrait glaciaire qui, à son tour, induirait une migration de la flore vers des sols dépourvus de glaciers ; il y aurait donc une modification dans les conditions de l’écosystème.
Changement dans les écosystèmes de montagne : . Stratégies observées . Indicateur du développement . Détection
Changement global
Niveau de développement du
système socio- économique
Réponse locale / régionale : gestion
Conséquences pour les ressources en eau et
sol
Figure 4 : Modèle conceptuel intégré des effets du changement global dans les régions de montagne (adaptation d’après IGBP 2001, p. 21). Les flèches indiquent les relations causales
Dans la perspective de la gestion durable des ressources hydriques d’un écosystème de montagne, il est donc fondamental de tenir compte des effets du changement climatique.
Ceci signifie qu’un modèle de gestion doit aussi intégrer des changements dans les paramètres environnementaux et climatiques. Dans ce sens, le modèle de gestion connu sous le nom de « gestion intégrée des ressources en eau (GIRE) par bassin versant » (Burton, 2001 ; Gangbazo, 2004) s’avère comme étant le plus adéquat.
La gestion intégrée des ressources en eau par bassin versant fait appel à l’approche systémique, car elle tient compte à la fois des populations et des écosystèmes. D’après Gangbazo (2004), ce type de gestion est un processus qui favorise la gestion coordonnée de l’eau à l’intérieur des limites d’un bassin versant en vu d’optimiser, de manière équitable, le bien-être socio-économique qui en résulte, sans pour autant compromettre la pérennité des écosystèmes. Ce type de gestion intègre donc les effets du changement climatique dans les écosystèmes.
En outre, le concept du développement durable reconnaît la dimension multisectorielle de l’eau et encourage son partage équitable. Par conséquent, la gestion intégrée des ressources en eau par bassin versant s’applique tout à fait aux régions de montagne, où il existe bel et bien des interdépendances entre les systèmes humains et l’écosystème (figure 5). En effet, la montagne sert non seulement de support aux populations, mais elle fournit aussi des ressources (eau, nourriture, fibres, minerais, etc.) et des services (contrôle de l’érosion, régulations du climat, loisirs et écotourisme, valeurs esthétiques et spirituelles) [MEA, 2005 ; Costanza et al., 1997].
ECOSYSTEME SYSTEME SOCIO-ECONOMIQUE
Facteurs internes Système
économique
Système politico- administratif
Système socio- démographique
Système socio- culturel UTILISATION DU SOL
Type et intensité d’utilisation du sol affectant les écosystèmes:
écosystèmes naturels ou peu anthropisé
écosystèmes agricoles- sylvicoles
infrastructures urbaines, industrielles et techniques Ressources
abiotiques Géologiques Géomorphologiques Climat local Eaux souterraines Eaux de surface Sols Services
Ressources biotiques
Plantes Animaux
Facteurs externes
INFLUENCES ECOLOGIQUES EXTERNES INFLUENCES SOCIO-ECONOMIQUES EXTERNES
Limites dans un contexte régional
Systèmes socio-économiques et utilisation du sol Ecosystème et utilisation du sol
Figure 5 : Modèle conceptuel d’un écosystème et d’un système humain dans une région de montagne (adaptation d’après Schaller, 1994, p. 46)
Dans un contexte régional, les éléments d’un écosystème de montagne sont en interaction en plus, ils représentent des ressources naturelles pour les populations de la région. Le biotope (ressources abiotiques) sert comme support à la biocénose (ressources biotiques) et
