L'AMÉNAGEMENT DES COURS D'EAU
« QUE S AIS-JE ? »
LE POINT DES CONNAISSANCES ACTUELLES
N° 1197
L'AMÉNAGEMENT
DES
COURS D'EAU
par
Jean LARRAS
Inspecteur général des Ponts et Chaussées
D E U X I È M E É D I T I O N MISE A J O U R
P R E S S E S U N I V E R S I T A I R E S D E F R A N C E 1 0 8 , B O U L E V A R D S A I N T - G E R M A I N , P A R I S
1 9 7 4
SEIZIÈME MILLE
Dépôt légal. — 1 édition : 3 trimestre 1965 2 édition : 6 trimestre 1974
© 1965, Presses Universitaires de France Tous droits de traduction, de reproduction et d'adaptation
réservés pour tous pays
INTRODUCTION
Les fleuves, les rivières et les lacs ne contiennent que la 5 0 0 0 partie des quantités d'eau disponibles à la surface du globe et que la 1 0 0 partie des quan- tités totales d'eau douce.
Mers e t océans 1 350 000 000 k m
Glaces polaires 25 000 000 —
F l e u v e s , r i v i è r e s e t lacs 250 000 — N a p p e s s o u t e r r a i n e s 250 000 —
A t m o s p h è r e 15 000 —
Mais les fleuves, les rivières et les lacs c o n s t i t u e n t le seul moyen d'approvisionnement n o r m a l en eau, puisqu'on ne p e u t pas distiller l'eau salée des mers ni fondre l'eau gelée des pôles dans des conditions de prix de revient suffisamment acceptables p o u r l'instant (sauf dans certains centres des zones déser- tiques) malgré l'emploi c e r t a i n e m e n t prochain de l'énergie nucléaire à cet effet (1), et p u i s q u ' o n ne p e u t pas réduire les q u a n t i t é s d ' e a u du sous-sol ou de l ' a t m o s p h è r e sans réduire d ' a u t a n t l ' i m p o r t a n c e d u v o l a n t nécessaire au renouvellement des e a u x courantes.
Or ce volant est e x t r ê m e m e n t faible, puisqu'il ne tombe que 500 000 k m d ' e a u de pluie p a r an sur l'ensemble d u globe, d o n t 100 000 k m pour l'en- (1) Il faut autant de thermies pour faire bouillir 1 tonne d'eau à + 10° que pour porter 1 tonne de glace fondante à + 10°.
semble des continents, et puisque l'évaporation en reprend aussitôt la moitié.
Les quantités disponibles pour entretenir la vie dans le monde ne dépassent donc pas 50 000 k m d'eau par an, et ce n'est pas grand-chose à l'échelle du globe, bien que ce soit l'équivalent d'une lame d'eau d'une centaine de mètres sur l'ensemble de la France.
Fig. 1. — Hauteurs moyennes annuelles de pluie dans le Monde
Les végétaux annuels consomment en effet plu- sieurs dizaines de fois leur poids d'eau, et les végé- taux pérennes (tels que les arbres) consomment plu- sieurs fois leur poids d'eau dans l'année. De sorte que l'agriculture consomme déjà près d'un mètre cube d'eau par personne et par jour sur l'ensemble du globe.
Les pays occidentaux s'apprêtent d'autre part à vivre sur la base d'un autre mètre cube d'eau par personne et par jour pour l'ensemble de leurs besoins d'ordre industriel, familial et social (1).
(1) L'Allemagne en est déjà à plus d'un demi-mètre cube, et les Etats-Unis à près d'un mètre cube, par personne et par jour. La consommation par personne et par jour double, d'autre part, tous les 20 ans en France.
Il ne peut, enfin, pas y avoir de concomitance absolue entre les ressources et les besoins (ne serait- ce que pour l'agriculture en saison sèche), et l'on doit faire face à des besoins très supérieurs à la consommation pour certaines catégories d'usages (comme le lavage ou le refroidissement).
Il n'est donc pas excessif d'admettre que l'huma- nité doit s'organiser sur la base de 3 m d'eau par personne et par jour, et ceci ne permet pas d'envi- sager l'existence de plus de 20 milliards d'habitants sur l'ensemble du globe (soit 5 à 6 fois la population totale d'aujourd'hui) dans les meilleures conditions de civilisation actuelles.
Dans le cas plus particulier de la France, celle-ci reçoit 400 k m d'eau de pluie par an sur les 550 000 k m de son territoire, mais l'évaporation en reprend plus de la moitié, et l'on n'en retrouve que 180 dans les cours d'eau ou dans le sol. Or, la France consomme déjà près de 5 k m d'eau par an dans ses réseaux de distribution publique, et l'on pense qu'elle en consommera 15 autres pour l'agri- culture, plus 15 autres encore pour l'industrie, d'ici 10 ans. Soit 35 k m d'eau (ou 35 milliards de mètres cubes) à très bref délai. La France s'en va donc vers un manque d'eau qui finira par freiner son développement, car on ne peut pas concevoir l'existence — à la limite — d'une nation surpeuplée sans production agricole, ni verdure, ni rivières, ni forêts. E t le freinage a déjà commencé dans les régions industrielles les plus peuplées qui se trouvent loin des châteaux d'eau naturels du Massif central, des Alpes ou des Pyrénées.
C'est ainsi qu'il devient de plus en plus difficile d'augmenter le potentiel de l'industrie lourde comme on le voudrait dans le Nord et dans le Pas-de-Calais, qui concentrent 8 % de la population et 10 % de
l'activité industrielle de la France sur 2,3 % de son territoire. E t la Belgique, la Hollande ou la Ruhr sont aux prises avec les mêmes difficultés.
Il devient donc de plus en plus nécessaire de coordonner l'utilisation des ressources et de hiérar- chiser les besoins. Les pouvoirs publics du Pays, qui s'en préoccupent, mettent dès maintenant les organismes et la législation nécessaires en place pour parvenir à ce qu'on appelle l' « aménagement intégré des cours d'eau », dans le cadre plus vaste des projets d'aménagement général du territoire et d'action régionale. La loi du 16 décembre 1964 doit notamment permettre d'attribuer les eaux non utilisées à l'Etat, ou bien à des concessionnaires, pour les répartir au mieux et pour les valoriser dans l'intérêt public en saison sèche.
La première chose à faire dans ce but, c'est de connaître très exactement les ressources en eau, et leur répartition dans l'espace et dans le temps, par de longues séries de mesures et de recherches conve- nablement agencées.
La deuxième chose à faire, c'est de fixer les débits réservés qu'il faut maintenir dans chaque partie de la rivière pour sauvegarder les intérêts généraux des riverains ou de l'ensemble du pays (nappes phréatiques, navigation, hygiène, esthétique, ali- mentation des usines au fil de l'eau...). Ces « débits réservés » semblent devoir être, pour ne citer qu'un exemple, de l'ordre de 8 à 10 m à Roanne, 20 à 25 m à Orléans, 240 à 250 m à l'aval d'Angers, sur la Loire.
La troisième chose à faire, c'est de fixer les besoins, c'est-à-dire les « prélèvements » qu'il faut opérer dans la rivière, mais en distinguant soigneusement : 1° Les « consommations nettes », dont l'eau dis- paraît en cours d'usage et ne revient finalement pas
à la rivière (production de vapeur, irrigations, consommation d'eau des villes...) (1).
2° Les « déversements », qui représentent le solde non consommé revenant finalement à la rivière.
Les ressources, les débits réservés et les besoins varient, bien entendu, d'une partie de la rivière à l'autre et suivant les saisons.
La confrontation des ressources, des débits réser- vés et des besoins permet généralement d'envisager plusieurs possibilités. Mais certains aménagements ne modifient pas la qualité des eaux (turbines), tandis que d'autres les dégradent ou les polluent (papeteries, distributions urbaines). On ne peut donc pas considérer tous les mètres cubes comme iden- tiques dans le bilan général qui doit servir de base à l'utilisation des eaux. Et, si l'on doit se resservir de la même eau plusieurs fois de suite (moins les
« consommations nettes »), c'est-à-dire la « recycler », on ne doit le faire que pour des séries d'usages classés par ordre de pollutions croissantes, sans que la pollution tolérable soit nécessairement la même dans toutes les parties de la rivière.
C'est ce qu'on fait notamment sur l'Orne, en Lorraine, dont on reprend les mêmes eaux jus- qu'à 17 fois de suite pendant la saison sèche, avant de les lâcher définitivement dans la Moselle, où l'on s'en sert d'ailleurs à nouveau par la suite (2). C'est ce qu'on fait également dans la Ruhr, où l'on (1) Les pertes d'eau correspondantes sont bien souvent de l'ordre suivant :
Production de vapeur 100 %
Irrigations 80 -
Distributions urbaines 30 -
L a « consommation nette » est pratiquement nulle pour les turbines hydrauliques, les condenseurs et les canaux de navigation qui longent les rivières.
(2) Les « consommations nettes » de l'industrie sidérurgique ne représentent en effet généralement pas 5 % des « prélèvements ».
réserve même certains cours d'eau à l'évacuation des eaux polluées. Mais il vaut mieux réduire la pollution des eaux par des traitements biologiques ou chimiques, dans des installations spéciales, avant de les « recycler ». Et l'on peut y inciter les usagers, comme les Allemands l'ont fait dans la Ruhr, par des systèmes de tarification dans lesquels on paye l'eau d'après le cube qu'on ne rend pas, puis d'après la pollution que le solde a subie.
La loi du 16 décembre 1964 sur le régime des eaux a permis d'organiser la lutte contre la pol- lution des eaux par des mesures d'ensemble à l'échelle régionale ou nationale. E t l'agglomération parisienne se trouve être l'une des premières à béné- ficier de ces mesures, puisqu'elle ne rejette pas moins de 1 000 000 de mètres cubes d'eaux d'égout non épurées et de 1 000 000 de mètres cubes d'eaux industrielles à la Seine, sur les 3 500 000 m de débit journalier du fleuve en saison sèche (1).
Mais il n'y a pas de problèmes qu'on ne puisse pas aborder de plusieurs façons, et c'est finalement sur le vu de tout un ensemble de considérations d'ordre économique, politique, démographique, sa- nitaire, industriel et financier qu'on établit les pro- grammes d' « aménagement intégré ».
L'harmonisation qu'ils impliquent fait qu'ils coû- tent généralement moins cher qu'une série d'amé- nagements séparés, pour les mêmes résultats. Et c'est ainsi qu'on n'a dépensé que 2 417 000 000 de dollars pour l' « aménagement intégré » de la Tennessee Valley, au lieu des 2 535 000 000 de dollars (soit 4,5 % de plus) qu'aurait coûté l'exécution d'amé- nagements séparés. Sans se dissimuler toutefois que
(1) L ' a g g l o m é r a t i o n p a r i s i e n n e t r a i t e 2 0 % d e ses e a u x d ' é g o u t d a n s d e s s t a t i o n s d ' é p u r a t i o n , e t 2 5 % d a n s d e s c h a m p s d ' é p a n d a g e .
les irrigations et la production d'énergie l'emportent généralement sur les autres considérations dans la mise au point finale des programmes.
Leur mise en œuvre peut demander beaucoup de temps, parce qu'elle implique de véritables remode- lages du pays, avec des incidences sociales et poli- tiques à long terme, qui nécessitent des retouches successives d'un plan d'équipement à l'autre. Aussi faut-il compter parfois par générations plus que par ans, et c'est une raison de plus, comme disait Lyautey, pour commencer tout de suite.
C'est d'ailleurs une tâche difficile que de concevoir des aménagements qui se commandent l'un l'autre pour des usages différents, et l'on n'y parvient qu'à coups de retouches successives sur des séries de projets séparés. Il nous va donc falloir examiner les problèmes d'aménagement des cours d'eau, un par un, sous chacun de leurs aspects techniques, comme s'il était possible d'en éviter la synthèse finale. E t nous ne le ferons que du point de vue du cours d'eau lui-même, conformément au titre de cet ouvrage, sans aller jusqu'aux problèmes pourtant passionnants des utilisations de l'eau après qu'elle ait quitté la rivière (technique des distributions d'eau, des irrigations, des emplois industriels, etc.).
1974. — Imprimerie des Presses Universitaires de France. — Vendôme (France) ÉDIT. N° 33 348 IMPRIMÉ EN FRANCE IMP. N° 24 081
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