La sécurité alimentaire dans un avenir incertain en termes d’eau

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En pensant à l'avenir, l'une des choses qui nous vient à l'esprit est la croissance démographique attendue dans les années à venir. La disponibilité des ressources en eau, en particulier, est l'une des crises les plus graves, avec des implications considérables pour de nombreux autres défis mondiaux apparentés : la pauvreté, la faim, la dégradation des écosystèmes, la désertification, le changement climatique, et même la paix et la sécurité dans le monde.

Une vision actuelle de la situation mondiale

En Ouzbékistan, depuis la fin des années 1950, le 4e plus grand lac du monde, la mer d’Aral, se rétrécit. La raison en est la déviation des flux d’entrée à destination de l’irrigation des plantations de coton réparties dans la région aride.

L’agriculture conventionnelle est, à elle seule, le principal facteur de dégradation des écosystèmes et de pénurie d’eau. De plus, le recours à l’irrigation des terres a permis d’augmenter les rendements et la production agricoles dans les milieux arides et semi-arides. Mais lorsque l’extraction de l’eau se fait sans contrôle, des cas comme celui de la mer d’Aral dans la figure 1 sont plus fréquemment observés.

Figure 1: The changing profile of the Aral Sea since 1960. Source: https://issues.org/molden/
Figure 1: The changing profile of the Aral Sea since 1960. Source: https://issues.org/molden/

L’agriculture est responsable de 70 % des prélèvements d’eau douce dans le monde. À mesure que la population augmente, le système alimentaire doit nourrir davantage de personnes, entraînant ainsi une augmentation de la demande en eau. Les recherches indiquent que le développement socio-économique futur et le changement climatique sont susceptibles d’avoir un impact sur les besoins régionaux et mondiaux en matière d’irrigation, et donc sur les prélèvements d’eau à des fins agricoles. L’accroissement de la demande en eau destinée à l’irrigation sur de nombreuses années a entraîné une diminution des débits d’eau, le défrichement des terres et la détérioration générale de la qualité de l’eau des cours d’eau[1]

Pour répondre aux besoins prévus en eau urbaine et industrielle, il est envisagé de détourner l’eau de l’irrigation des cultures. Ce qui résultera un impact direct sur la sécurité alimentaire. Accroître les rendements de façon à nourrir la population future grâce à une utilisation durable de l’eau dans l’agriculture implique une augmentation de la productivité de l’eau dans les cultures.

L’outil de la sécurité alimentaire

La menace pesant sur la sécurité alimentaire se manifeste par un appel à la vigilance quant à l’utilisation non durable de l’eau en agriculture. Le renforcement et l’amélioration de la gestion de l’eau et des infrastructures d’irrigation deviennent une condition préalable à toute pratique agricole, quelle qu’elle soit. L’exploration et l’application de différentes alternatives peuvent minimiser l’impact de la demande en eau dans le cadre de la production alimentaire.

La production alimentaire mondiale actuelle provient d’environ 1,5 milliard d’hectares, dont 1,1 milliard d’hectares sont alimentés par les pluies et sans système d’irrigation, comme l’indique la figure 2. Cette extension des terres couvre environ 80 % de la surface agricole physique mondiale et produit jusqu’à 60 % des aliments essentiels de la planète[1].

Figure 2: Global rain-fed croplands along with irrigated crops and other land use/land cover[2]
Figure 2: Global rain-fed croplands along with irrigated crops and other land use/land cover[2]
La figure 3 indique d’autre part l’origine des différentes cultures. La comparaison des deux images illustre bien la menace que représentent la pénurie d’eau et le manque de gestion des ressources dans différentes parties du monde en matière de sécurité alimentaire et d’agriculture pluviale.

Figure 3: World agricultural crop diversity distribution[3]
Figure 3: World agricultural crop diversity distribution[3]
Cette situation est particulièrement préjudiciable aux personnes vivant dans les zones rurales. Si certains agriculteurs peuvent bénéficier de précipitations abondantes, dans de nombreuses régions, celles-ci tombent hors saison et sont perdues lors des sécheresses. Les phénomènes météorologiques extrêmes peuvent être dévastateurs pour les cultures en plein champ. Toute mesure prise entraîne une augmentation des prix des denrées alimentaires, affectant principalement la partie la plus vulnérable de la population. Des solutions simples telles que la collecte de l’eau de pluie et le détournement de l’eau des toits vers un réservoir sont quelques-unes des tactiques les plus simples permettant de stabiliser la production de cultures pluviales tout en s’appuyant sur l’irrigation à une échelle minimale.

La solution pour assurer la sécurité alimentaire

Les stratégies visant à préserver la sécurité alimentaire incluent l’expansion des zones irriguées et des zones de culture pluviale pour répondre à la demande alimentaire en 2050. Au contraire, l’introduction d’une technologie nouvelle et améliorée destinée à favoriser les rendements et à maximiser la productivité de l’eau éviterait l’expansion massive de 53 % des terres pluviales, au lieu des 7 % prévus. Bien que les terres soient disponibles, cela suppose la conversion d’écosystèmes naturels en terres agricoles. Les terres irriguées pourraient contribuer à 55 % de la valeur totale de l’approvisionnement alimentaire d’ici 2050, contre 45 % actuellement. Pourtant, cette expansion nécessiterait de prélever 40 % d’eau en plus à des fins agricoles, ce qui menacerait les écosystèmes aquatiques et la pêche.

L’irrigation peut transformer des terres non cultivables en terres fertiles, tout comme cela a été le cas au départ avec les apports de la mer d’Aral et la conversion des terres non fertiles en champs de coton. Les systèmes d’irrigation soutiennent environ 30 % de la production agricole avec 10 % de l’eau totale utilisée pour l’agriculture[5], et ils compensent la différence de productivité entre les champs à haut et à bas rendement. Cependant, les systèmes d’irrigation mal gérés entraînent la salinisation des sols.

Salinisation des sols et réutilisation des eaux usées

Les systèmes d’irrigation sont sensibles à la quantité et à la qualité de l’eau. Cette dernière joue un rôle important dans la durabilité des terres irriguées, notamment en ce qui concerne la salinisation des sols.

Dans les régions les plus sèches du monde, le sol et l’eau utilisés pour l’agriculture sont naturellement salés. Un environnement salin, une irrigation inefficace et un mauvais drainage conduisent à l’engorgement des sols. En conséquence, la nappe phréatique fait remonter les sels, entraînant également les sels du sous-sol plus près de la surface, comme indiqué dans la figure 4. Au cours de l’évaporation, les racines des plantes restent exposées à une concentration de sel plus élevée, les empêchant d’absorber de l’eau, limitant leur croissance et polluant les réserves d’eau potable, comme le révèle la figure 4 .

Figure 4: Soil salinization caused by salty irrigation water (left) and water table raise (right)
Figure 4: Soil salinization caused by salty irrigation water (left) and water table raise (right)

La salinisation entraîne une réduction de la productivité des sols ainsi que du rendement des cultures. Le sol productif, autrefois parfait, est aujourd’hui non fertile et désert, comme l’illustre l’étude dans la figure 5.

Les terres salines du monde se traduisent par une perte de productivité équivalente à 12 milliards de dollars US par an[5]. À mesure que la qualité de l’eau continue de se détériorer, ce nombre devrait augmenter, à moins que d’autres sources d’irrigation ne soient déployées, en particulier dans les régions où les ressources en eau douce sont limitées.

Plusieurs alternatives se présentent lorsqu’il s’agit de prévenir la salinisation des sols. Une gestion appropriée et durable des ressources en eau, ainsi que des réseaux de distribution d’eau efficaces sont nécessaires pour minimiser la salinisation des sols. Si de telles mesures ne sont pas adoptées, l’utilisation d’une eau d’irrigation de mauvaise qualité entraîne le besoin d’eau supplémentaire pour prévenir l’accumulation de sel dans le sol[6].

Figure 5: Extreme soil salinization kills crops and naturally occurring microorganisms, leading to unproductive soils. Source: https://ensia.com/features/salinization-salt-threatens-soil-crops-ecosystems/
Figure 5: Extreme soil salinization kills crops and naturally occurring microorganisms, leading to unproductive soils. Source: https://ensia.com/features/salinization-salt-threatens-soil-crops-ecosystems/

La désalinisation de l’eau et la réutilisation des eaux usées permettent d’éviter l’épuisement et la contamination des ressources naturelles en eau. Le traitement de l’eau destinée à l’agriculture est déjà pratiqué dans plusieurs régions du monde, comme en Espagne. L’industrie agricole espagnole utilise environ 71% des eaux usées récupérées dans l’industrie agricole, ainsi qu’une plus petite part d’eau désalinisée[6].

Les membranes dans l’agriculture

L’introduction de la technologie des membranes dans les systèmes d’irrigation offre la possibilité de produire de l’eau avec une concentration adéquate de nutriments pour la production de hautes cultures de manière durable. La flexibilité des membranes pour traiter différents polluants de l’eau et leur faible consommation d’énergie en font l’une des meilleures technologies disponibles pour le traitement et la réutilisation des eaux usées dans le secteur agricole[6].

L’eau saline traitée ou les eaux usées réutilisées peuvent être utilisées pour la production alimentaire durable grâce à la technologie des membranes. Leur utilisation contribue à minimiser l’utilisation de l’eau douce, tout en réduisant le volume d’eau polluée déversée dans l’environnement. Cette technologie connaît déjà un franc succès dans différentes régions du monde soumises à un stress hydrique, que ce soit pour la désalinisation de l’eau ou le traitement des eaux usées pour l’irrigation des cultures comestibles et non comestibles.

Pour BOSAQ, chaque goutte d’eau est une ressource limitée sur laquelle repose la sécurité alimentaire. Nous envisageons un système alimentaire durable en mesure de nourrir le monde sans pour autant épuiser nos ressources en eau. Notre équipe d’experts allie des solutions optimisées de gestion de l’eau à des systèmes avancés de technologie membranaire décentralisée, alimentés en énergie renouvelable, destinés à purifier la source d’eau dont vous disposez et à l’adapter à vos besoins.

References:

[1]         M. A. Hanjra and M. E. Qureshi, “Global water crisis and future food security in an era of climate change,” Food Policy, vol. 35, no. 5, pp. 365–377, Oct. 2010.

[2]         C. M. Biradar et al., “A global map of rainfed cropland areas at the end of last millennium using remote sensing and geospatial techniques,” in Geoinformatics 2006: GNSS and Integrated Geospatial Applications, 2006, vol. 6418, p. 64181Q.

[3]         C. K. Khoury et al., “Origins of food crops connect countries worldwide,” Proc. R. Soc. B Biol. Sci., vol. 283, no. 1832, pp. 1–9, Jun. 2016.

[4]         Y. H, “A Review on Relationship between Climate Change and Agriculture,” J. Earth Sci. Clim. Change, vol. 07, no. 02, pp. 1–8, Feb. 2015.

[5]         S. Assouline, D. Russo, A. Silber, and D. Or, “Balancing water scarcity and quality for sustainable irrigated agriculture,” Water Resour. Res., vol. 51, no. 5, pp. 3419–3436, May 2015.

[6]         C. A. Quist-Jensen, F. Macedonio, and E. Drioli, “Membrane technology for water production in agriculture: Desalination and wastewater reuse,” Desalination, vol. 364. Elsevier, pp. 17–32, 05-May-2015.

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