Les rivières sont des bouées de sauvetage pour de nombreux pays. Ils créent des écosystèmes précieux, fournir de l'eau potable à la population et de l'eau brute à l'agriculture et à l'industrie. Dans les pays du Sud en particulier, il existe une forte concurrence pour l'accès aux ressources en eau douce. L'utilisation croissante de l'hydroélectricité a récemment intensifié cette concurrence.

Prenez l'Éthiopie, par exemple :lorsque le pays a commencé à remplir le méga-barrage Gibe III sur la rivière Omo en 2015, les utilisateurs en aval ont constaté une baisse des volumes d'eau. Les inondations naturelles ont diminué, réduire le volume de boue fertile déversé sur la plaine inondable. Le niveau du lac Turkana au Kenya, dans lequel se jette l'Omo, est tombé temporairement de deux mètres, entraînant des conséquences importantes pour les populations et l'agriculture.

Aborder le lien

Le réseau d'interactions entre l'eau, énergie, l'alimentation et les écosystèmes – que les experts appellent « le lien eau-énergie-alimentation (WEF) » – mènent souvent à des conflits de grande envergure dans les bassins hydrographiques des rivières transfrontalières. Les projets de construction d'infrastructures à grande échelle tels que les barrages et les périmètres d'irrigation ont provoqué des tensions politiques entre les États voisins à divers moments dans le passé.

Une équipe de recherche internationale dirigée par l'ETH Zurich a maintenant développé une boîte à outils stratégique qui peut aider à désamorcer de tels conflits sur l'utilisation de l'eau, par une analyse objective des intérêts des parties prenantes. Dans le projet européen Horizon 2020 DAFNE, 14 partenaires de recherche d'Europe et d'Afrique ont travaillé ensemble pour trouver des approches pour une gestion plus équitable des ressources en eau.

« Nous voulions montrer comment il est possible de gérer durablement le lien entre l'eau, énergie, alimentation et écosystèmes, même dans les grands bassins fluviaux transfrontaliers avec un large éventail d'utilisateurs, " dit Paolo Burlando, Professeur d'hydrologie et de gestion des ressources en eau à l'ETH Zurich.

Intégrer et équilibrer différents intérêts

Bien qu'il soit maintenant reconnu que la planification des bassins versants doit adopter une approche holistique qui respecte les besoins de toutes les parties prenantes, des problèmes de prise de décision multidimensionnels avec un nombre important de parties prenantes rendent difficile la négociation de solutions généralement acceptées.

« Les outils de planification conventionnels sont généralement submergés par des défis tels que ceux-ci, " explique Burlando, qui dirige le consortium DAFNE depuis quatre ans. C'est pourquoi l'équipe du projet a développé une nouvelle méthode pour cartographier et quantifier les compromis dans le lien WEF.

L'approche est basée sur les principes de la planification et de la gestion participatives et intégrées des ressources en eau, qui met l'accent sur le rôle et les intérêts des parties prenantes. La méthodologie DAFNE est conçue pour impliquer les parties prenantes et trouver des compromis et des synergies dans une approche commune. "La clé est de trouver des solutions qui profitent à tous, prendre en compte l'environnement et aussi avoir un sens économique, " explique Burlando.

Activation du dialogue via les modèles

DAFNE utilise des techniques de modélisation de pointe et des solutions numériques pour permettre une planification participative. Un outil de décision stratégique permet au social, conséquences économiques et environnementales des interventions à évaluer dans une approche quantitative, permettre aux utilisateurs d'identifier des voies de développement viables. Les voies sélectionnées par les parties prenantes sont simulées en détail à l'aide d'un modèle hydrologique piloté par des scénarios climatiques à haute résolution, afin d'analyser avec précision l'impact sur les ressources en eau respectives. Des sous-modèles supplémentaires peuvent être utilisés pour modéliser d'autres aspects du lien. Finalement, un outil de visualisation permet d'illustrer les interrelations et d'évaluer les problèmes du point de vue de divers utilisateurs.

« Les modèles visent à faciliter la négociation continue entre les parties prenantes, ce qui est un élément clé de l'approche DAFNE, " déclare le scientifique principal Scott Sinclair, qui a co-développé l'approche de modélisation.

Études de cas avec les acteurs locaux

Le projet DAFNE s'est concentré sur deux grands bassins fluviaux à l'Est, et l'Afrique australe—l'Omo-Turkana et le Zambèze—où les chercheurs ont testé leur méthodologie dans deux études de cas. Dans les deux études de cas, de véritables acteurs ont été impliqués dans l'élaboration des démarches DAFNE, travailler avec eux pour tester des modes de fonctionnement alternatifs pour les centrales électriques et les périmètres irrigués, pour concevoir des scénarios d'utilisation plus durables de leurs bassins versants. Ils ont échangé leurs différentes perspectives dans des négociations simulées pour illustrer le processus.

Dans le bassin Omo-Turkana, les scientifiques ont également utilisé leur méthodologie dans une analyse rétrospective de la phase controversée de remplissage de deux ans du méga-barrage de Gibe III en Éthiopie. "Nous avons observé que l'impact négatif sur les voisins en aval était exacerbé par une sécheresse prolongée, " rapporte Burlando. Le partenaire du consortium DAFNE du Politecnico di Milano a pu montrer dans une étude publiée dans Communication Nature avec Burlando et Sinclair, que ces problèmes peuvent être réduits en combinant les outils DAFNE avec les prévisions saisonnières de sécheresse et en adaptant de manière flexible le régime de remplissage aux conditions hydroclimatiques.

Des barrages en progression dans le monde

Les résultats de l'étude sont d'une grande actualité :l'Éthiopie construit actuellement un autre méga-barrage dans le bassin versant de l'Omo-Turkana, et le remplissage du barrage Grand Ethiopian Renaissance sur le Nil Bleu. À l'échelle mondiale, environ 500 projets de barrages sont prévus dans les régions affectées par les rétroactions climatiques grâce aux téléconnexions. La croissance démographique et la prospérité croissante continueront de stimuler la demande d'énergie, Nourriture et eau. Les chercheurs espèrent que la méthodologie DAFNE deviendra un jour une référence.

« Nous avons conçu les outils de modélisation pour qu'ils soient transférables à d'autres régions avec des besoins en eau concurrents, " dit Burlando. Des projets de suivi sont déjà en cours pour appliquer et développer davantage la technologie dans plusieurs bassins fluviaux du monde entier.