Quelles sont les ressources en eau disponibles en France ?

Publié le 10 juillet 2023

A l'échelle nationale, il n'y a aucun risque de pénurie d'eau à court terme en France. Malgré une répartition inégale, la réserve en eau renouvelable reste abondante, mais en baisse depuis trente ans, soit environ 200 milliards de mètres cubes par an. C'est le double de l'Espagne. Les prélèvements pour les activités humaines représentent environ 33 milliards de mètres cubes. Les besoins sont donc largement couverts... pour le moment bien que les nappes phréatiques sont à un niveau préoccupant.

Toutefois, les besoins et les ressources en eau sont très déséquilibrés sur l'ensemble du territoire.

La bonne nouvelle est que les prélèvements eau douce baissent depuis 20 ans, mis à part ceux de l’agriculture qui restent stables. Par contre, la quantité d'eau que la France reçoit du ciel et des cours d'eau des pays frontaliers diminue depuis quelques années, ce qui doit inciter à mieux gérer la ressource.

Chiffres clefs des ressources en eau françaises

La France bénéficie de nombreux avantages quant à sa situation hydrique. Elle dispose d'une capacité de stockage élevée grâce à ses montagnes, son réseau hydrographique étendu, ses importantes nappes souterraines et d'une bonne pluviométrie moyenne.

Ressources en eau :

  • 480 milliards de m3 de pluie par an
  • 11 milliards de m3 d'eau provenant des fleuves transfrontaliers

Utilisations :

  • 321 milliards de m3 d'eau s'évaporent dans l'atmosphère chaque année
  • 170 milliards de m3 d'eau sont consommés, soit 2800 m3 d'eau par habitant et par an

Stocks :

  • Le stock d'eau souterraine est estimé à environ 2000 milliards de m3
  • Le stock d'eau de surface stagnante (lacs naturels, grands barrages et étangs) est estimé à environ 108 milliards de m3

Estimation des besoins du territoire métropolitain

Selon l’Organisation des Nations unies pour l’alimentation et l’agriculture (FAO), 46 % de la ressource annuelle en eau (97 Mdm3 pour la France hexagonale) devrait être laissée dans le milieu naturel pour ne pas induire de déséquilibre de l'écosystème.

Avec des prélèvements totalisant environ 32 Mdm3, les besoins en eau semblent donc couverts sans faire peser de risque sur la biodiversité.

L’agriculture est la première activité consommatrice d’eau avec 58 % du total, devant l’eau potable (26 %), le refroidissement des centrales électriques (12 %), et les besoins industriels (4 %).

Des ressources inégalement réparties

La bonne situation globale de la France laisse toutefois place à de forts déséquilibres.

Les ressources en eaux françaises varient selon les saisons ce qui conduit à des difficultés dans certaines régions en période de sécheresse.

💡 50% de l'eau est disponible sur 25% du territoire français.

En Bretagne, la faible capacité de stockage du sous-sol rend les eaux de surface vulnérables aux effluents d'élevage ce qui complexifie leur potabilisation.

En région méditerranéenne, le climat sec est plus enclin provoquer des situations de sécheresse ponctuelles, de même que le grand Sud-Ouest.

En région parisienne, la demande en eau dépasse les capacités naturelles de la Seine et des nappes phréatiques.

La répartition de la consommation varie énormément selon le bassin.
80 % du total d’eau est par exemple consommée par l'agriculture dans le bassins Adour-Garonne et 59% en Loire et en Bretagne. 36 % du bassin Rhin-Meuse est exploité pour la production d'électricité.

Des ressources qui diminuent

La quantité d'eau que la France reçoit du ciel et des cours d'eau de ses voisins a diminué de 14 % sur les 20 dernières années. Cette baisse est provoquée par le dérèglement climatique qui induisent des épisodes de sécheresses plus fréquents et des températures plus élevées.

Selon une étude du ministère de la Transition écologique, la France a ainsi perdu en moyenne annuelle 32 milliards de m3, ce qui réduit son stock d'eau à 197 milliards de m3.

Première cause : la baisse des précipitations de 6 % en moyenne depuis 2002 associée à une hausse de l'évapotranspiration de 3 %.

La situation s'est plus fortement dégradée dans les sous-bassins situés dans le Sud-Ouest.
Les sous-bassins de la Garonne connaissent nettement moins de précipitations avec une baisse estimée entre 7 % et 14 % par rapport à la normale.

Dans le quart nord ouest par contre, les stocks ont augmenté de 56 % à 62 % dans certains sous-bassins.

Pourquoi les nappes phréatiques sont-elles asséchées ?

Si à l'échelle globale, la France ne manque pas d'eau, il n'en va pas de même pour les nappes phréatiques.

Les pluies infiltrées dans le sol sont insuffisantes pour améliorer leur remplissage. En novembre, le BRGM indique que 65% des niveaux sont sous les normales mensuelles notamment sur le pourtour méditerranéen, le couloir Rhône-Saône et le sud de l’Alsace. Le BRGM estime donc que le risque de sécheresse estivale pour ces régions est très probable.

Pour rappel, fin août 2022, la quasi-totalité du territoire français subissait des restrictions d'eau et 700 communes ont eu des problèmes d'accès à l'eau potable.

Les solutions pour remédier à cette baisse vont de restrictions de l’utilisation de l’eau de la nappe par les particuliers et les agriculteurs en été, l'utilisation de bassines (une solution qui fait polémique), l'implémentation de solutions d'économies d'eau comme les systèmes de goutte à goutte…

Quelle est la différence entre un prélèvement d'eau et une consommation d'eau ?

Le prélèvement d'eau correspond à l'action de retirer de l'eau de sa source naturelle, que ce soit un lac, une rivière, un puits souterrain, ou autre. Ce prélèvement peut être effectué pour divers usages, tels que l'irrigation, l'alimentation en eau potable, l'industrie, l'énergie hydroélectrique, etc. L'eau prélevée n'est pas nécessairement toute consommée. Une partie peut être restituée à la source après utilisation, par exemple après traitement dans une station d'épuration.

évolution des prélèvements en eau 2010 2019

La consommation d'eau se réfère à l'eau qui est effectivement utilisée et qui n'est pas restituée à la source. Cette eau est généralement utilisée de telle manière qu'elle n'est plus disponible car elle a été évaporée, transpirée par les plantes, incorporée dans des produits ou des cultures, consommée par les personnes ou les animaux, ou autre. C'est donc l'eau qui est en fait "perdue" pour le système d'où elle a été prélevée.

évolution consommation eau

En moyenne, entre 2010 et 2019, le volume annuel d’eau consommée est estimé à 4,1 milliards de m3 en France métropolitaine soit environ 15 % des 27,6 milliards de m3 d’eau prélevée, hors alimentation des canaux), soit 64 m3/habitant.

Quelles solutions pour combler les inégalités d'accès à l'eau ?

Les inégalités dans la répartition et les besoins en eau sur le territoire français constituent un défi majeur. Ces déséquilibres nécessitent de trouver de nouvelles solutions pour le stockage et la répartition de l'eau. Cela pourrait inclure :

Amélioration du stockage de l'eau : cela peut impliquer la construction de nouveaux réservoirs ou barrages pour capturer et stocker l'eau pendant les périodes de précipitations abondantes. De plus, les techniques de recharge des aquifères pourraient être utilisées pour augmenter le stockage de l'eau souterraine.

Transfert d'eau entre régions : des canaux ou des pipelines peuvent être construits pour transférer l'eau des régions où elle est abondante vers celles où elle est nécessaire.

Utilisation plus efficace de l'eau : ceci peut impliquer la réduction du gaspillage d'eau, l'amélioration de l'efficacité de l'utilisation de l'eau dans l'agriculture et l'industrie, et l'encouragement à l'économie d'eau dans les ménages.

Recyclage de l'eau : le traitement des eaux usées pour les réutiliser peut également contribuer à réduire la pression sur les ressources en eau.

Une station d'épuration est une installation qui a pour objectif d'assainir les eaux usées domestiques, les eaux industrielles et les eaux pluviales avant de les rejeter dans le milieu naturel, généralement un cours d'eau.

Pour ne pas polluer le milieu naturel, les eaux usées sont nettoyées de leurs nombreuses impuretés : matières solides, excréments, huiles et toutes substances dissoutes. Leur forte concentration rendrait impossible un rejet direct dans le milieu naturel sans générer une forte pollution.

Une station d’épuration est généralement située à l’extrémité d’un réseau de collecte. Elle va utiliser divers processus et dispositifs physiques et biochimiques pour dégrader les matières organiques et les séparer de l'eau.

Le résultat est une "eau propre" qui n'est pas potable mais qui est d'assez bonne qualité pour être absorbée par l'environnement sans nuisance.

Les avantages d'une canalisation en acier pour un réseau d’assainissement

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Comment fonctionne une station d'épuration ?

Les eaux usées sont acheminées jusqu’à la station d’épuration par le réseau d’assainissement.

Ensuite, elles vont subir divers traitements en suivant 5 étapes essentielles :

    1. un dégrillage

    1. un dessablage et un dégraissage

    1. un traitement biologique

    1. la clarification

    1. le traitement des boues résiduelles

1- Le dégrillage

Les eaux usées traversent un dégrilleur, c'est-à-dire un tamis rotatif qui les débarrasse des matières solides : mégots, cheveux... Une vis sans fin remonte ces déchets vers une benne en vue de leur évacuation ou de leur incinération.

2- Le dessablage et le dégraissage

réseau de conduites pour station d'épuration
Réseau de conduites pour station d'épuration

Les eaux usées poursuivent leur cheminement. Elles s’écoulent dans un premier bassin appelé dessableur où les matières plus lourdes que l’eau comme le sable et le gravier se déposent au fond de la cuve. Ce sable est dirigé vers un classificateur qui permet de l'égoutter. Il est ensuite enfoui.

Les graisses remontent à la surface de la cuve sous l'effet d'une aération. Des pompes aératrices diffusent de fines bulles d’air qui aident les graisses à faire surface.

Les graisses sont ensuite dirigées vers un concentrateur puis raclées par un pont automoteur vers des bâches de pompage. Les huiles sont évacuées vers une station de traitement spécifique. L'eau résiduelle est renvoyée dans le système principal de la station d'épuration.

3- Le traitement biologique

traitement biologique dans un bassin de décantation
Traitement biologique dans un bassin de décantation

Les eaux usées doivent ensuite être débarrassées de leurs composés organiques, de l'azote et du phosphore.

Pour ce faire, on utilise divers bassins où se sont développées des bactéries alimentées en oxygène et qui vont digérer très rapidement les impuretés et les transformer en boues.

L'élimination des composés organiques se fait avec des bactéries aérobies qui les dégradent par un phénomène d'oxydation. Ces bactéries sont capables de transformer les molécules organiques ou minérales grâce à leurs enzymes.

L'élimination de l'azote ammoniacal (NH4+) se fait avec des traitements bactériologiques de « nitrification-dénitrification ». La nitrification est une transformation par des bactéries de l'azote ammoniacal en nitrates. Puis ces nitrates sont transformés en azote gazeux qui s'échappe naturellement dans l'atmosphère.

L'élimination du phosphore s'obtient par son accumulation dans les cultures bactériennes des boues.

👉 En savoir plus sur le traitement biologique des eaux usées

4- La clarification

Il s'agit de séparer l’eau des boues issues de la dégradation des matières organiques. C'est une décantation effectuée dans des bassins appelés "clarificateurs". Les boues se déposent au fond du bassin, sont pompées puis évacuées.

L’eau est à ce stade débarrassée de plus de 90 % de ses impuretés. Elle est analysée puis rejetée dans le milieu naturel.

5- Le traitement des boues

Les boues récupérées doivent être traitées. Il en existe différents types :

- les boues primaires issues de la décantation des matières en suspension

- les boues secondaires issues d'un résidu dissout par des cultures bactériennes.

La stabilisation des boues a pour objectif de réduire leur fermentescibilité pour atténuer les mauvaises odeurs.

La stabilisation biologique s'effectue dans les bassins d'aération ou dans des digesteurs avec production de biogaz. La stabilisation biologique est le procédé le plus employé en France par environ 58000 stations d'épuration.

Les boues peuvent aussi passer dans des centrifugeuses qui vont accélérer la séparation de l'eau du reste des composés en tournant à 6000 t/min. La boue résiduelle est raclée par une vis sans fin vers une benne.

Ces boues sont généralement utilisées en agriculture comme engrais. Une fois sèches, elles peuvent aussi être incinérées ou mises en décharge.

Une station d’épuration produit environ 2 litres de boues par habitant et par jour.

A noter : les boues de lagunage sont un type de boue accumulée au fond des bassins. Elles sont curées de façon périodique, soit annuellement soit tous les 10 ans selon le type de bassin concerné.

station d'épuration vue du ciel
Station d'épuration vue du ciel

Combien t-a-t-il de stations d'épuration en France ?

Selon le Ministère de l’Écologie, du Développement Durable et de l’Énergie, la France comptait en 2008, 18 830 stations d’épuration pour une capacité de 75 millions d’Équivalents-habitants (Eh).

En 2013, la France comptait 20 200 stations de traitement des eaux usées collectives.

En 2016, ce nombre s'élevait à 21 474 stations de traitement.

En 2019, ce chiffre passe à 22002 stations d'épuration.

Que sont les eaux usées ?

Les eaux usées désignent les eaux qui ont été utilisées pour un usage quelconque.

Elles proviennent :

    • des habitations, ce sont les eaux usées domestiques, issues des toilettes (eaux vannes) ou des lavabo et cuisine (eaux grises).

    • des usines ou de l'agriculture, on parle alors d'effluents industriels ou agricoles.

Les eaux de pluie qui coulent sur les toitures, les routes et les parkings, etc. ne sont pas considérées comme des eaux usées. Toutefois, pour des raisons structurelles et d'organisation, les eaux de pluie étaient aussi collectées avec les réseaux de tout-à-l’égout et donc acheminées jusqu’à une station de traitement.

Le remplacement des réseaux unitaires par un réseau séparatif

Lors de fortes pluies, il peut arriver que le réseau d'assainissement soit engorgé par l'eau pluviale en plus des eaux usées. Les stations d'épuration ne pouvant traiter cet afflux, l’eau non traitée est alors rejetée via les déversoirs d’orage implantés sur le réseau. Une solution problématique car cette eau est aussi chargée d'impuretés et a un impact sur l'environnement.

Pour résoudre ce problème, les réseaux unitaires sont progressivement remplacés par un double réseau qui collecte les eaux pluviales séparément des eaux usées. On parle de « réseaux séparatifs ». L'eau de pluie est conduite vers des bassins de rétention pour y être stockée. Les déchets en suspension se déposent au fond du bassin puis sont éliminés naturellement ou curés périodiquement selon les besoins.

L’organisation de l’assainissement collectif des eaux usées

Pour chaque ville, un zonage d’assainissement définit les zones concernées par l’assainissement collectif ou à défaut, un assainissement non collectif. Ce schéma directeur est intégré au plan local d’urbanisme (PLU).

En zone d’assainissement collectif, le propriétaire d’un logement a pour obligation de raccorder son domicile au réseau de collecte des eaux usées. Charge a la commune d'assurer sa mission de service public d’assainissement :

    • mise en place du réseau

    • collecte des eaux usées

    • assainissement.

Le contrôle de la qualité des eaux propres

Les eaux propres rejetées dans le milieu naturel sont étroitement contrôlées.

Les normes en vigueur pour l’assainissement collectif sont issues de la directive européenne 91/271/CEE relative au traitement des eaux résiduaires urbaines (DERU).

Des contrôles portent à la fois sur la capacité maximale de traitement des stations et sur ses performances.

Ainsi, en 2013, les performances de 92,9 % des stations de traitement des eaux usées étaient jugées conformes.

La teneur en polluants des eaux usées et des eaux épurées est mesurée avec plusieurs indicateurs :

    • les matières en suspension (MES) minérales ou organiques mesurées en mg/L.

    • les matières organiques mesurées par différentes analyses techniques comme par exemple la "demande biochimique en oxygène"

    • l’azote et le phosphore mesuré en mg/L

    • les contaminants biologiques en nombre/mL

    • etc.

Qu'est-ce que l’Equivalent Habitant (E.H ) ?

Cet indicateur exprime la charge polluante contenue dans 180 litres d’eau usée soit en moyenne l'équivalent des rejets d’un habitant et pour un jour.

Un Équivalent Habitant correspond à :

    • 60g de D.B.O5

    • 135g de D.C.O

    • 9,9g d’azote

    • 3,5g de phosphore.

Cette unité permet  de  déterminer le dimensionnement des stations d'épuration selon la taille des agglomérations.