Eau et agriculture : enjeux et risques en période de changement climatique

L’agriculture est un secteur très dépendant de la ressource en eau, essentielle au bon fonctionnement des écosystèmes, eux-mêmes garants de la production alimentaire. Le changement climatique engendre des risques quant à la disponibilité et à la gestion quantitative de cette ressource vitale. Les pratiques des agriculteurs doivent donc s’adapter pour maintenir les rendements et la qualité des produits agricoles, alors que l’intensité et la fréquence des événements climatiques extrêmes (sécheresses, fortes chaleurs, etc.) augmentent et que la ressource en eau diminue.

L'AGRICULTURE, SECTEUR TRES CONSOMMATEUR D'EAU

L’activité agricole représente 11 % des prélèvements totaux en eau de la France. La plus grande partie de cette eau sert à l’irrigation des cultures : 6,8 % de la surface agricole utilisée étaient irrigués en 2020. À l’inverse, les utilisations dans l’élevage (abreuvement des animaux, nettoyage des bâtiments) représentent moins de 1 % des prélèvements agricoles déclarés. Les cultures dont la part irriguée est la plus élevée sont les légumes frais, les fraises et les melons, les vergers, les pommes de terre, le soja et le maïs. Ce dernier représente la plus importante superficie irriguée en France (0,6 Mha pour le maïs grain et semence en 2020), 34 % de ses surfaces étant irrigués ¹. Ses besoins en eau sont concentrés en été, lorsque le niveau des nappes et des rivières est au plus bas. L’irrigation progresse fortement pour d’autres cultures, telles que la pomme de terre, dont la part de surfaces irriguées s’élevait déjà à 39 % en 2020. Si les prélèvements en eau les plus importants se situent dans la moitié sud du pays (bassins hydrographiques Adour-Garonne et Rhône-Méditerranée), l’irrigation augmente le plus dans le bassin Artois-Picardie, notamment avec la culture de pommes de terre. Les surfaces équipées en matériel d’irrigation y ont progressé de 78 % entre 2010 et 2020, contre une augmentation nationale de 23 % pendant cette période. Les surfaces équipées pour l’irrigation augmentent dans tous les bassins hydrographiques du pays.

En agriculture, l’eau extraite ne retourne pas directement vers son milieu d’origine, du fait de l’évapotranspiration² ou de son absorption par les plantes. Cette part d’eau prélevée mais non restituée correspond aux « consommations d’eau ». Ainsi, l’agriculture représente 62 % des consommations d’eau françaises, malgré sa faible part dans les prélèvements ³. Par exemple, le secteur de l’énergie représente, lui, près de la moitié des prélèvements, mais seulement 14 % des consommations (figure). Pour cette raison, l’agriculture a une incidence notable sur la disponibilité de l’eau, et l’évolution de sa gestion est un défi critique, qu’il s’agisse d’accès à la ressource ou de partage entre les différents usages et secteurs.

À l’avenir, cette dépendance de l’agriculture française à l’eau et son incidence sur la ressource devraient croître. La quantité d’eau disponible devrait diminuer en raison des sécheresses et de l’élévation globale des températures. En parallèle, les besoins en eau des cultures devraient augmenter et les surfaces irriguées devraient s’étendre.

LES REPERCUSSIONS DU CHANGEMENT CLIMATIQUE SUR LA RESSOURCE EN EAU ET SUR L'AGRICULTURE

En 2019, la hausse des températures atteignait déjà +1,2 °C en moyenne à l’échelon mondial et +1,8 °C en France, par rapport à la période 1961-1990. Le seuil mondial de +1,5 °C pourrait ainsi être atteint dès 2030-2035 ⁴, contrairement aux engagements pris dans l’accord de Paris. Le changement climatique affecte la disponibilité de la ressource et modifie le cycle de l’eau. Il perturbe les régimes de précipitations et modifie la disponibilité de l’eau, avec des conséquences sur les écosystèmes et l’agriculture. Ainsi, la ressource en eau renouvelable a déjà diminué de 14 % en France entre 1990-2001 et 2002-2018. À l’horizon 2100, dans un scénario d’émissions élevées (RCP 8.5 ⁵), les dérèglements du cycle de l’eau devraient s’intensifier : le réchauffement se poursuivra, les précipitations baisseront en été (25 % en moyenne en France), c’est-à-dire lorsque les besoins en irrigation sont les plus élevés, tandis qu’elles augmenteront en hiver (20 %), et les extrêmes pluviométriques seront plus marqués, ce qui joue sur les rendements. La fréquence, l’extension spatiale et la durée des sécheresses du sol augmenteront. Les superficies touchées devraient tripler ⁶. En France, toutes ces évolutions connaîtront des variations géographiques (possible hausse des précipitations dans le Nord-Est et baisse des précipitations dans le Sud-Est) (voir figure ci-dessous).

Ces tendances perturbent l’agriculture elle-même. En période d’étiage ⁷, l’intensification des sécheresses, l’augmentation de l’évapotranspiration et la baisse des précipitations réduisent la ressource disponible pour l’irrigation et aggravent le stress hydrique des cultures, ce qui affecte leur croissance. Simultanément, les besoins en irrigation de l’agriculture (surfaces irriguées et quantité d’eau prélevée) continueront à augmenter. Les rendements s’en trouveront affectés, de même que la qualité des cultures (altérations des propriétés organoleptiques des productions). En hiver, l’augmentation de la pluviométrie causera des excès d’eau, ce qui est néfaste pour la production, du fait de l’anoxie des systèmes racinaires.

Cependant, la recharge hivernale et le niveau de certaines nappes devraient augmenter à l’horizon 2100. L’intensification des phénomènes extrêmes (pluies, vagues de chaleur, etc.), en augmentant les risques d’érosion et de ruissellement conduira à la perte de biodiversité des sols et à la diminution de leur capacité à produire ⁸. La diminution du débit des cours d’eau altérera les écosystèmes et la biodiversité, avec des rétroactions sur le climat et sur les productions agricoles. Néanmoins, l’augmentation de la concentration de dioxyde de carbone (CO₂) dans l’air devrait accélérer la croissance de certaines cultures.

D’un point de vue économique, la multiplication des aléas et l’augmentation des variabilités interannuelles de production créeront des chocs sur les marchés, qui alimenteront la volatilité des prix et des revenus des agriculteurs. Ces variations de production et de rendements devraient avoir des répercussions sur la balance commerciale de la France et nuire à l’autonomie alimentaire du pays.

À l’avenir, plusieurs régions deviendront inadaptées à certaines cultures. À terme, des productions disparaîtront, comme les cultures d’été les plus consommatrices d’eau dans le sud de la France, et seront remplacées par d’autres, plus économes, telles que le sorgho, le soja, le tournesol, etc. La répartition géographique des cultures sur le territoire continuera à évoluer sous l’effet du climat, ce qui obligera les filières à se restructurer. Les évolutions climatiques représenteront aussi la possibilité d’introduire de nouvelles cultures ou la migration de certaines cultures vers d’autres régions (déplacement de la vigne et du maïs vers le nord, etc.).

LES LEVIERS D'ADAPTATION DES USAGES AGRICOLES DE L'EAU

Le secteur agricole dispose de différentes voies pour s’adapter aux risques engendrés par le changement climatique et ses effets sur la ressource en eau. Le Varenne agricole de l’eau et de l’adaptation au changement climatique a recensé, aux niveaux de l’exploitation, de la parcelle et de l’animal, une centaine de leviers techniques pour l’adaptation de l’agriculture aux stress hydrique et thermique ⁹.

Certaines actions d’adaptation s’appliquent à la gestion de la ressource. La transition vers des modes d’irrigation plus efficaces et économes en eau, comme la micro-irrigation plutôt que l’irrigation gravitaire ou par aspersion, devrait s’accélérer et viser la stabilité plutôt que l’accroissement des rendements. Des méthodes innovantes, optimisant encore l’utilisation de l’eau, voient le jour : pilotage de l’irrigation par des stations météorologiques connectées, par des drones ou par l’intelligence artificielle. La réutilisation des eaux usées traitées, encouragée par le Plan d’action pour une gestion résiliente et concertée de l’eau (plan eau) de 2023, augmentera aussi la ressource disponible pour l’irrigation des cultures, sous réserve de respecter certaines contraintes relatives à la sécurité sanitaire et à la protection de l’environnement ¹⁰. Le stockage de l’eau est une autre piste. Aujourd’hui, environ 670 000 équipements existent en France : barrages, retenues en dérivation ou collinaires, réserves remplies par pompage dans les cours d’eau ou les nappes, etc. L’eau stockée est nécessaire à la production agricole en période de sécheresse, mais le stockage ne constituera pas une solution unique en raison de ses effets négatifs sur l’environnement (p. ex. perturbations du cycle de l’eau et des milieux aquatiques, dégradation de la qualité de l’eau, prolifération d’algues). Les réserves de substitution, consistant à stocker l’eau en hiver et au printemps pour l’utiliser en été, peuvent notamment contribuer à aggraver les sécheresses desquelles elles cherchent à prémunir l’agriculture (modifications du cycle de l’eau, diminution de la quantité d’eau présente dans les milieux et les nappes). Pour ces raisons, le stockage doit être considéré comme un outil de régulation en période de crise, complémentaire d’autres solutions plus pérennes.

D’autres leviers s’appliquent aux pratiques agricoles, notamment au choix des cultures et des modes de production adaptés aux conditions pédoclimatiques futures ¹¹. Premièrement, les itinéraires techniques et les pratiques culturales peuvent être modifiés, pour préserver la ressource en eau et optimiser son utilisation par les cultures, tout en favorisant leur résistance (p. ex. sécheresses, inondations). Ainsi, les pratiques agroécologiques, la simplification du travail du sol, l’usage de couverts végétaux et la diversification des cultures permettent non seulement de limiter l’érosion, le ruissellement et l’évaporation, d’améliorer l’infiltration et la capacité de rétention d’eau des sols, mais aussi de lutter contre les inondations et la saturation en eau des sols. Deuxièmement, l’adaptation temporelle et spatiale des cultures au changement climatique devrait s’accélérer. Le décalage des cycles de cultures dans le temps permet d’éviter les périodes de forte chaleur, tandis que les cultures consommatrices d’eau peuvent être remplacées par de nouvelles espèces moins sensibles à la sécheresse. Enfin, la génétique permet d’adapter les espèces aux effets du changement climatique ¹² (sécheresse, stress hydrique). Le processus de sélection variétale est cependant lent (dix ans en moyenne pour développer une nouvelle variété) et il ne garantit pas la préservation des rendements dans les conditions climatiques à long terme.

Les besoins agricoles en eau en favorisant les types et les modes de culture qui permettent une meilleure adaptation au changement climatique. L’utilisation de l’eau pourrait aussi contribuer en priorité à l’autonomie alimentaire du pays, un tiers des surfaces irriguées en France étant actuellement destinées à la production des matières premières ou des denrées exportées.

L’adaptation doit s’effectuer au niveau du système alimentaire global, dont les comportements alimentaires sont un facteur-clé. La végétalisation des assiettes permettrait de réduire les besoins en eau de l’agriculture, 39 % des surfaces irriguées étant destinées à l’alimentation animale (exportations et consommation nationale confondues). Par ailleurs, le plan eau 2023, qui prévoit un objectif global de réduction de 10 % des prélèvements d’ici 2030, rappelle que la sobriété des usages de l’eau est indispensable à la préservation de la ressource ¹³.

GOUVERNANCE DE L'EAU ET DE L'ADAPTATION DE L'AGRICULTURE AU CHANGEMENT CLIMATIQUE

Plusieurs politiques publiques et outils de gouvernance visent à planifier l’adaptation de l’agriculture au changement climatique et à ses répercussions sur la ressource en eau. Le Plan national d’adaptation au changement climatique ¹⁴ (PNACC), dont le troisième volet est encore attendu, définit les orientations générales en matière d’adaptation, détaillées en mesures concrètes (limiter l’imperméabilisation des sols, encourager la sobriété des usages, etc.). Il est complété par des plans régionaux d’adaptation. Quant aux questions propres à l’eau, les Schémas directeurs d’aménagement et de gestion des eaux (SDAGE) et leurs adaptations locales (SAGE) sont des outils importants de planification, puisqu’ils fixent les orientations permettant d’atteindre l’objectif européen de « bon état des eaux ». Ils sont élaborés par des commissions locales de l’eau, qui regroupent, à l’échelon des sous-bassins hydrographiques, les différentes parties prenantes et assurent la gestion locale de la ressource ¹⁵.

Pour compléter la conception de ces outils et l’instauration de ces instances de gouvernance, plusieurs concertations ont été menées à l’échelon national. En 2019, les assises de l’Eau ont réuni l’ensemble des acteurs du secteur autour des questions d’économie, de partage, et de protection de la ressource. Elles ont notamment débouché sur la création des projets de territoire pour la gestion de l’eau (PTGE), démarches de concertation locale. Leur objectif est d’améliorer le partage de l’eau entre acteurs (y compris hors agriculture) et d’élaborer des programmes d’actions permettant de tendre vers un équilibre entre les besoins et la ressource disponible au niveau d’un territoire, tout en anticipant les effets du changement climatique. En 2021, le Varenne agricole de l’eau et de l’adaptation au changement climatique a permis d’aborder les questions de gestion de l’eau spécifiques au secteur agricole. La feuille de route qui en est issue répertorie des leviers d’action pour l’adaptation de l’activité agricole à l’exploitation (utilisation d’eaux non conventionnelles¹⁶), à la parcelle (pratiques améliorant l’infiltration des sols) et de l’animal (adaptation de l’alimentation). À l’issue du Varenne, les interprofessions des différentes filières agricoles ont élaboré des stratégies d’adaptation spécifiques. Enfin, le plan eau 2023 a déterminé 53 mesures pour une gestion plus résiliente de la ressource, qui s’appliquent également à l’agriculture (sobriété des usages, préservation de la qualité de l’eau, etc.) Plus généralement, la réalisation de travaux prospectifs à l’échelon des territoires permet de réunir l’ensemble des acteurs pour qu’un diagnostic de la situation soit établi, et que des pistes d’action soient élaborées à partir de projections futures¹⁷.

Enfin, certains outils sont propres à la gestion de l’eau en période de crise. Lorsqu’un déséquilibre structurel est constaté entre la ressource et les besoins, le classement en zones de répartition des eaux ¹⁸ (ZRE) permet la mise en œuvre de mesures de sécurisation de l’approvisionnement des activités économiques et de préservation des écosystèmes. Des arrêtés de restriction des usages peuvent également être pris lors d’une crise (forte sécheresse). À l’avenir, le levier financier pourrait être davantage activé : le montant des redevances pour prélèvement versées aux agences de l’eau, notamment par le secteur agricole, serait augmenté. Le prix de l’eau refléterait ainsi davantage la rareté croissante de la ressource, et inciterait à la réduction des prélèvements. Des outils de gestion des risques propres au secteur agricole ont aussi été conçus, tels que les mécanismes de partage du risque (assurances, stocks, etc.). Enfin, des évolutions du droit sont envisagées ; il est question d’accorder une personnalité juridique aux fleuves, voire à tous les cours d’eau, de manière que leurs intérêts puissent être défendus devant la justice¹⁹.

Le changement climatique affectera à la fois la ressource en eau et l’agriculture. En parallèle d’une diminution de la ressource disponible, les besoins agricoles augmenteront, notamment lors de la période estivale où les tensions sur la disponibilité de l’eau sont les plus fortes. L’adaptation de l’agriculture semble essentielle, qu’il s’agisse de la gestion de l’eau (systèmes d’irrigation), de choix de cultures et de modes de production (agroécologie, cultures économes en eau) ou de répartition des usages et de sobriété. La planification de cette adaptation du secteur agricole et de la gestion de la ressource, déjà entamée, fait appel à divers modes de gouvernance, nationaux et territoriaux, et à des outils de gestion de crise. Les possibles évolutions de la répartition géographique des cultures sur le territoire national et l’introduction de nouvelles espèces permise par le changement climatique sont des enjeux spécifiques  à anticiper pour assurer une bonne adaptation du secteur agricole, y compris des filières en aval.

Au-delà de la gestion quantitative de l’eau, assurer la qualité de l’eau sera crucial dans les années à venir, en raison des répercussions sur la production agricole, sur la santé humaine, sur la biodiversité, etc. La qualité de l’eau est elle aussi affectée par le changement climatique, à cause de l’élévation des températures, de la multiplication des agents pathogènes ou de la salinisation des sols et des nappes phréatiques. Le secteur agricole devra ainsi considérer conjointement la quantité et la qualité dans sa stratégie d’adaptation.