Chapitre 9 sur 17 · L'eau et le temps qu'il fait
Chapitre 8. De la rivière au robinet, l'exemple français
Le trajet artificiel que l'eau parcourt entre le milieu naturel et un robinet, puis du robinet au milieu, décrit sur l'exemple de la France.
Un second cycle, fabriqué de la main de l'homme
Tout ce que ce volume a décrit jusqu'ici se passe sans personne. Le Soleil évapore, l'air condense, la gravité fait descendre : aucun de ces mécanismes n'a besoin d'être conduit. Ce chapitre traite d'autre chose, et c'est pour cela qu'il change de vocabulaire.
Entre la ressource et le robinet, puis entre le robinet et le milieu naturel, il existe un second trajet, entièrement artificiel, que les agences de l'eau appellent le petit cycle de l'eau. Il est court, il est court-circuité sur le grand, et il est intégralement construit : des pompes, des usines, des réservoirs, des canalisations, des stations. L'Agence de l'eau Seine-Normandie le résume en une formule : le petit cycle va « de la ressource au robinet et du robinet au milieu ».
Le grand cycle, lui, est celui des chapitres précédents : l'eau dans la nature, à l'échelle de la planète. Les deux ne s'opposent pas. Le petit cycle emprunte de l'eau au grand, s'en sert, et la lui rend. Tout l'enjeu tient dans la qualité de ce qu'il emprunte et de ce qu'il rend.
Un avertissement de portée, et il vaut pour tout le chapitre. Les mécanismes décrits ici sont universels : partout où l'eau arrive à un robinet, il a fallu la prélever, la traiter, la stocker, la distribuer, puis collecter et nettoyer ce qui en revient. Les INSTITUTIONS, les mots officiels et les chiffres, eux, sont ceux de la France, parce qu'ils sont publiés et vérifiables. Ce chapitre est donc l'exemple français d'un mécanisme général : lisez la mécanique comme valable partout, et les noms et les nombres comme valables ici. Le chapitre 10 fera de même pour le dispositif d'alerte météorologique.
Ce que le chapitre 7 avait annoncé se règle ici : manquer d'eau ne signifie jamais que la matière a disparu, mais qu'elle n'est pas à l'endroit voulu, au moment voulu, dans l'état voulu. Le petit cycle est exactement la construction qui répond à ce problème, et elle coûte des usines, des réseaux et de l'énergie.
Les objectifs de ce chapitre
Chacun s'observe. À la fin du chapitre, ou bien vous le faites, ou bien vous savez quelle section relire.
- Distinguer le grand cycle du petit cycle, en disant ce qui les sépare.
- Énumérer dans l'ordre les étapes qui vont de la ressource au robinet.
- Énumérer dans l'ordre les étapes qui vont du robinet au milieu naturel.
- Distinguer une usine de potabilisation d'une station d'épuration, et dire ce que chacune reçoit et rejette.
- Lire une répartition des prélèvements d'eau douce par usage, et repérer l'usage le plus important.
Ce que ce chapitre suppose déjà acquis
Deux prérequis, installés par les chapitres précédents de ce volume : les nappes et l'infiltration d'une part, les cours d'eau et le bassin versant d'autre part.
De la ressource au robinet
Le trajet commence par un prélèvement. Eaufrance décrit la ressource ainsi : l'eau brute est prélevée dans les nappes souterraines, dans les lacs ou dans les rivières. Selon les régions, c'est l'une ou l'autre origine qui domine, et cela dépend directement de ce que le sous-sol local permet, comme le chapitre 5 l'a expliqué.
Cette eau brute n'est pas buvable en l'état, et l'Agence de l'eau Artois-Picardie le dit avec une précision qui vaut d'être citée : « l'eau pompée est propre mais elle n'est pas potable ». Propre et potable ne sont pas synonymes. Une eau peut être limpide et contenir des micro-organismes ou des substances dissoutes qu'aucun regard ne détecte.
Vient donc le traitement, en usine. Eaufrance nomme les deux gestes principaux de la potabilisation : la filtration et la désinfection. La filtration retire les particules en suspension ; la désinfection élimine les micro-organismes. L'Agence de l'eau Artois-Picardie précise que, dans son bassin, l'eau « est ensuite rendue potable dans une usine de traitement », en passant par une filtration et une désinfection à l'ozone et au chlore.
L'eau devenue potable est ensuite stockée. Le réservoir le plus visible est le château d'eau, et sa hauteur n'est pas décorative : c'est elle qui met le réseau sous pression. L'eau descend du réservoir vers les habitations par la seule gravité, ce qui permet de distribuer sans faire tourner une pompe en permanence, et de continuer à distribuer un moment en cas de panne de pompage.
Vient enfin la distribution : l'eau est acheminée par un réseau de canalisations jusqu'aux habitations, aux exploitations agricoles et aux sites industriels, sous l'effet de cette pression. Le trajet aller est terminé.
| Étape | Ce qui entre | Ce qu'on y fait | Ce qui sort |
|---|---|---|---|
| Le captage | L'eau du milieu naturel : nappe, lac ou rivière. | On la prélève par pompage ou par captage de source. | De l'eau brute, propre mais pas potable. |
| La potabilisation | De l'eau brute. | On filtre pour retirer les particules, puis on désinfecte pour éliminer les micro-organismes. | De l'eau potable. |
| Le stockage | De l'eau potable. | On la met en réserve en hauteur, le plus souvent dans un château d'eau. | De l'eau potable sous pression. |
| La distribution | De l'eau potable sous pression. | On l'achemine par un réseau de canalisations. | De l'eau au robinet. |
| La collecte | De l'eau usée après usage. | On la rassemble par les égouts, ou on la dirige vers un dispositif individuel. | De l'eau usée acheminée. |
| L'épuration | De l'eau usée. | On la nettoie en station d'épuration, ou dans un dispositif d'assainissement non collectif. | De l'eau rendue au milieu naturel, et des boues. |
Du robinet au milieu
Le trajet retour commence là où l'usage s'arrête. Après utilisation, l'eau usée est collectée, et l'Agence de l'eau Seine-Normandie distingue deux voies : l'assainissement collectif et l'assainissement non collectif.
L'assainissement collectif passe par les égouts et par une station d'épuration. L'Agence de l'eau Artois-Picardie le décrit ainsi : « après utilisation par les consommateurs, l'eau usée est acheminée jusqu'à la station d'épuration pour y être nettoyée ». La station retire les matières en suspension et traite la pollution dissoute, puis rejette l'eau dans un cours d'eau ou dans la mer.
L'assainissement non collectif concerne les habitations qui ne sont pas raccordées à un réseau, souvent en zone peu dense. Le traitement s'y fait sur la parcelle, par un dispositif propre à l'habitation, et l'eau retourne au milieu localement.
Une précision est indispensable ici, et Eaufrance la donne explicitement : l'eau potable « ne provient jamais des stations d'épuration ». Ce sont deux chaînes séparées, avec deux usines différentes, deux réseaux différents et deux directions. L'usine de potabilisation prend de l'eau au milieu et la rend buvable ; la station d'épuration prend de l'eau usée et la rend au milieu. Confondre les deux est l'erreur la plus fréquente sur ce sujet, et c'est le piège de ce chapitre.
Les mots à retenir
Quatre mots, dont deux qui se ressemblent et qu'il ne faut jamais confondre.
- Le grand cycle de l'eau
- Le cycle naturel de l'eau à l'échelle de la planète : évaporation, nuages, précipitations, ruissellement, infiltration. Il fonctionne sans intervention humaine.
- Le petit cycle de l'eau
- Le trajet entièrement artificiel qui va de la ressource au robinet, puis du robinet au milieu naturel. Il emprunte de l'eau au grand cycle et la lui rend.
- L'usine de potabilisation
- L'installation qui reçoit de l'eau brute prélevée dans le milieu et la rend potable, principalement par filtration et par désinfection. Elle se trouve au DÉBUT du petit cycle.
- La station d'épuration
- L'installation qui reçoit les eaux usées collectées et les nettoie avant de les rendre au milieu naturel. Elle se trouve à la FIN du petit cycle, et son eau ne repart jamais vers les robinets.
Combien la France prélève, et pour quoi faire
Les chiffres qui suivent viennent du rapport public sur l'état de l'environnement et portent sur l'année 2022. Ils sont utiles parce qu'ils déplacent une idée reçue : l'eau du robinet n'est pas le principal usage de l'eau douce prélevée en France.
Environ 30 milliards de mètres cubes d'eau douce ont été prélevés en France cette année-là. La répartition par usage se lit en pourcentages, et ce sont eux qu'il faut retenir : le refroidissement des centrales de production d'électricité vient en tête avec 45 % du total, l'eau potable suit avec 19 %, puis les canaux de navigation avec 17 %, l'agriculture avec 12 %, et enfin l'industrie et les autres activités avec 7 %. Ces cinq parts font bien cent.
Ce volume s'en tient aux pourcentages et ne recalcule pas les volumes correspondants, pour une raison de méthode qui mérite d'être dite : le total publié est arrondi, les volumes publiés le sont aussi, et multiplier un pourcentage arrondi par un total arrondi produit un nombre qui n'est plus celui de la source. Un chiffre reconstitué a l'air aussi sûr qu'un chiffre relevé, et c'est précisément ce qui le rend dangereux.
Une distinction essentielle accompagne ces chiffres : prélever n'est pas consommer. Une eau prélevée pour refroidir une centrale est en grande partie rendue au milieu peu après, un peu plus chaude ; une eau prélevée pour l'irrigation est en grande partie évaporée par les plantes et ne revient pas à la rivière. Le rapport indique qu'entre 12 % et 15 % de l'eau douce prélevée est réellement consommée, c'est-à-dire non restituée au milieu.
Une seconde donnée éclaire les chapitres précédents : 80 % des prélèvements se font dans les eaux de surface, rivières et lacs, et 20 % dans les eaux souterraines. Attention à ce que ce partage dit exactement : il porte sur l'ensemble des usages confondus, et il ne se transporte pas tel quel sur un usage particulier. Le refroidissement des centrales, qui pèse le plus lourd, se fait par nature en eau de surface ; en déduire la même proportion pour l'eau potable serait une erreur de lecture, et ce volume ne la commet pas faute d'un chiffre officiel ouvert pour cet usage seul.
Le piège de ce chapitre, et il est double. Premièrement : une station d'épuration ne fabrique pas d'eau potable. Les deux chaînes ne se rejoignent jamais, et l'eau qui sort d'une station repart dans un cours d'eau, pas dans un robinet. Deuxièmement, et cela sort du cadre de ce livre : rien de ce chapitre ne décrit une méthode utilisable chez soi. Filtrer une eau ne la désinfecte pas, la faire reposer ne la nettoie pas, et son apparence ne renseigne pas sur ce qu'elle contient. La potabilité d'une eau relève de contrôles réglementés, faits par des laboratoires, sur des paramètres qu'aucun regard ne détecte. Une eau se boit parce qu'elle est distribuée comme potable, jamais parce qu'un livre a expliqué comment une usine procède.
Exemple travaillé. Où l'eau d'un village est-elle prélevée ?
Énoncé : « Un village est bâti sur un plateau calcaire fissuré. Il n'y a aucune rivière permanente à moins de quinze kilomètres, mais plusieurs sources apparaissent au pied du plateau. Le château d'eau est sur le point haut du village. » D'où vient probablement l'eau, et pourquoi le château d'eau est-il là ? Exemple guidé jusqu'à l'avant-dernière étape.
- Éliminer ce qui est impossible
Il n'y a pas de rivière permanente à proximité : un prélèvement en eau de surface est donc exclu, ou en tout cas très coûteux. La ressource doit être ailleurs. - Lire le sous-sol
Le plateau est calcaire et fissuré. Le chapitre 5 a établi qu'un calcaire fissuré est perméable : l'eau de pluie s'y infiltre au lieu de ruisseler. Il y a donc, sous ce plateau, une nappe reposant sur un substratum imperméable. - Confirmer par les sources
Des sources apparaissent au pied du plateau. Une source est l'endroit où une nappe ressort à l'air libre : leur présence confirme qu'une nappe existe et qu'elle s'écoule vers les bords du plateau. - Conclure sur la ressource
L'eau du village est très probablement prélevée dans cette nappe, soit par un forage sur le plateau, soit par captage d'une des sources. C'est cohérent avec ce que le chapitre 5 a établi : une nappe phréatique se trouve près de la surface, et sa faible profondeur la rend facilement accessible. - À vous : expliquez la position du château d'eau
Le château d'eau est sur le point haut du village. Dites à quoi sert sa hauteur, et ce qui se passerait s'il était construit dans le bas. Une phrase de la section « de la ressource au robinet » suffit. Vérifiez au corrigé de l'auto-évaluation, question 5.
Expérience 8. Un filtre à particules, et ce qu'il ne fait pas
Ce qu'il faut : une bouteille en plastique, du gravier, du sable, un morceau de tissu propre, un verre, de l'eau salie avec un peu de terre de jardin. SÉCURITÉ : cette expérience se fait avec l'accord d'un adulte, et l'adulte est présent. C'est l'ADULTE qui coupe la bouteille, avec des ciseaux ou un couteau, et jamais un enfant : le plastique coupé laisse des bords tranchants qu'il faut ensuite recouvrir de ruban adhésif. INTERDIT ABSOLU, et il est le cœur de cette expérience : l'eau obtenue ne se boit pas, ne se goûte pas, et ne sert à rien d'autre qu'à être regardée, puis jetée.
- Préparer la bouteille
L'adulte coupe la bouteille en deux et retourne la partie haute, goulot vers le bas, dans la partie basse. La partie haute retournée devient l'entonnoir, la partie basse devient le récipient de collecte. L'adulte recouvre les bords coupés de ruban adhésif. - Empiler les couches
Placez d'abord le tissu au fond de l'entonnoir, contre le goulot. Ajoutez par-dessus une couche de gravier, puis une couche de sable. L'ordre importe : l'eau doit rencontrer les grains les plus fins en dernier. - Rincer le filtre avant de s'en servir
Versez d'abord de l'eau claire. Elle ressortira trouble, parce qu'elle emporte les poussières du sable. Recommencez jusqu'à ce qu'elle ressorte à peu près claire. Un filtre non rincé salit au lieu de nettoyer, et cette étape est celle que l'on oublie le plus. - Salir de l'eau, puis la filtrer
Mélangez un peu de terre de jardin dans un verre d'eau et laissez reposer une minute. Versez ensuite lentement ce mélange dans l'entonnoir et regardez ce qui arrive en bas. - Comparer les deux verres
Posez côte à côte le verre d'eau sale et le verre d'eau filtrée. La différence est nette : les particules en suspension sont restées dans le sable. Vous venez de reproduire l'étape de FILTRATION d'une usine de potabilisation. - Constater ce que le filtre n'a pas fait
L'eau filtrée est plus claire, et c'est tout ce que vous savez d'elle. Ce qui était DISSOUS est passé à travers le sable sans être retenu : le filtre n'a retiré aucun sel, aucune substance dissoute, aucun micro-organisme. Une eau claire n'est pas une eau propre, et une eau propre n'est pas une eau potable. - La preuve par le sel, sans rien porter à la bouche
Refaites l'essai avec de l'eau dans laquelle vous avez dissous une cuillerée de sel, et surtout ne goûtez rien. Pour savoir si le sel est passé, prélevez quelques gouttes de l'eau filtrée, déposez-les sur une assiette sombre et sèche, et laissez-les s'évaporer près d'une fenêtre, comme à l'expérience 1. Le lendemain, une auréole blanche est visible sur l'assiette : le sel a traversé le sable sans être retenu. Le filtre n'a rien pu contre ce qui était dissous. - Ranger, et se laver les mains
Jetez toute l'eau à l'évier, sans exception : rien de ce qui sort de ce montage ne se boit ni ne s'utilise. Videz le sable et le gravier à la poubelle ou au jardin, et lavez-vous les mains à l'eau et au savon avant de toucher quoi que ce soit d'autre, comme après l'expérience 6. C'est exactement parce que la filtration ne fait pas tout qu'une usine ajoute une désinfection derrière elle.
Ce qu'il faut retenir de ce chapitre
- Le grand cycle est naturel et planétaire ; le petit cycle est artificiel et va de la ressource au robinet, puis du robinet au milieu.
- L'aller comprend le captage, la potabilisation par filtration et désinfection, le stockage en hauteur et la distribution sous pression.
- Le retour comprend la collecte des eaux usées, puis leur nettoyage en assainissement collectif ou non collectif, puis le rejet au milieu.
- Une eau brute pompée est propre mais elle n'est pas potable : les deux mots ne sont pas synonymes.
- L'eau potable ne provient jamais des stations d'épuration : ce sont deux chaînes séparées qui ne se rejoignent nulle part.
- En France, en 2022, environ 30 milliards de mètres cubes d'eau douce ont été prélevés, dont 45 % pour refroidir des centrales et 19 % pour l'eau potable ; entre 12 % et 15 % du prélèvement total est réellement consommé.
- Les mécanismes de ce chapitre sont universels ; les institutions, les mots officiels et les chiffres sont ceux de la France, et ils se relisent à leur source.
Auto-évaluation du chapitre 8
Répondez par écrit, avec les seules connaissances données par ce volume jusqu'ici. Le corrigé est regroupé en fin de volume.
- Énumérez dans l'ordre les six étapes du petit cycle de l'eau, de la ressource au retour au milieu.
- Une personne affirme que l'eau du robinet sort de la station d'épuration. Corrigez-la, et dites ce que chacune des deux installations reçoit et rejette.
- Un pompage donne une eau parfaitement limpide. Peut-on la boire ? Justifiez avec la distinction propre et potable.
- En 2022, l'eau potable représentait 19 % des prélèvements d'eau douce en France et le refroidissement des centrales 45 %. Que faut-il ajouter à ces chiffres pour ne pas conclure trop vite que les centrales privent les habitants d'eau ?
- Reprenez l'exemple travaillé du village sur plateau calcaire : dites à quoi sert la hauteur du château d'eau et ce qui changerait s'il était construit dans le bas du village.