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La mise en valeur des ressources en eau |
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La mise en valeur des ressources en eau
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Baruch Gian
Le lac de Tibériade
Baruch Gian
Le Néguev
Baruch Gian
Le Jourdain
Baruch Gian
Le Néguev
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Dov Sitton
Institut de recherche appliquée, Université Ben-Gourion du Néguev
"... et la terre brûlée deviendra une nappe d'eau et le soi assoiffé des sources d'eau" (Isaïe 35 : 7)
Contexte historique
La rareté de l'eau a toujours été un élément dominant dans l'agriculture du Pays d'Israël, comme c'est le cas dans la majeure partie du Moyen Orient aride. Pour se procurer de l'eau dans la région, l'homme devait compter sur des pluies saisonnières irrégulières et peu abondantes ainsi que sur les rivières. En Egypte, par exemple, le Nil était l'unique source d'eau stable dans un paysage entièrement désertique. Dans l'antiquité, l'agriculture de subsistance était limitée à d'étroites bandes de terres sur chaque rive du fleuve. Aujourd'hui encore, l'agriculture en Egypte est localisée principalement le long des rives du Nil. Le climat d'Israël est fortement influencé par la proximité du désert au sud et à l'est. La majeure partie du territoire d'Israël est considérée comme aride (60%) ou semi-aride. Les pluies ne tombent qu'en hiver, principalement entre novembre et mars. La moyenne annuelle des précipitations s'échelonne de 400 à 800 mm dans les régions nord et ouest du pays et diminue nettement vers le sud et l'est. La saison sèche, pratiquement sans précipitations, commence au début du mois d'avril et se termine à la fin du mois d'octobre.
Jusqu'au début du XXe siècle, l'agriculture du Pays d'Israël, presqu'entièrement fondée sur les pluies, était limitée à la partie nord du pays et à la région côtière. Dans certaines localités du nord dotées de sources d'eau, les champs étaient irrigués. L'eau était acheminée par gravitation de la source jusqu'aux champs au moyen de simples canaux à ciel ouvert. Chaque paysan était censé obtenir sa part d'eau pendant plusieurs heures, une fois tous les quelques jours ou toutes les semaines. Cependant, par suite des pertes importantes occasionnées par l'infiltration rapide dans le sol lors du transport, l'eau était distribuée de façon inégale - les paysans les plus éloignés de la source n'en recevant que fort peu. Le long de la côte, l'eau souterraine était puisée dans des puits peu profonds à l'aide de norias (genre de roue hydraulique à godets) tirées par un âne ou un boeuf. L'eau était recueillie dans un bassin d'où elle était acheminée par gravitation jusquvaux plantations voisines, principalement des orangeraies. Ces puits étaient creusés manuellement et le rendement restait faible. L'idée que l'agriculture nécessite un approvisionnement en eau fiable n'émergea qu'à la fin du XIXe et au début du XXe siècle. Ce changement révolutionnaire fut introduit dans la région principalement par les habitants juifs, prêts à adopter des technologies et un savoir-faire de pointe -pour l'époque. Ces technologies furent apportées par des immigrants professionnels, notamment des spécialistes expérimentés dans les méthodes avancées de forage dans les couches dures, et de pompage de grandes quantités d'eau dans des puits profonds.
Le rôle de l'irrigation dans l'agriculture de pointe
L'utilisation de l'irrigation dans l'agriculture traditionnelle est entravée par plusieurs contraintes :
Les sources d'eau, en particulier dans des conditions arides et semi-arides, sont en général très limitées.
L'eau est acheminée aux champs par des canaux, par gravitation, ce qui nécessite que le sol soit plat. Les terrains montagneux et les pentes ne peuvent donc pas être irrigués selon cette méthode.
La pratique traditionnelle consistant à construire des canaux de terre occasionne d'importantes pertes d'eau par suite de l'infiltration dans le sol, les canaux les plus longs provoquant les pertes les plus considérables.
L'approvisionnement en eau diminue le long de la ligne de répartition, ce qui entraîne un partage inégal des ressources limitées.
L'approvisionnement en eau - qui dépend des précipitations - est inévitablement irrégulier, et il est donc impossible de Compte tenu des conditions prévalant au début du siècle dans cette région, notamment la prédominance de la culture sèche reposant presqu'exclusivement sur les pluies saisonnières, l'introduction de nouveaux concepts dans l'agriculture supposait non seulement des changements techniques, mais également une modification en profondeur de la stratégie et de l'ampleur des progrès agricoles.
Deux éléments principaux sont à l'origine du passage d'une utilisation traditionnelle de l'eau dans l'agriculture à une utilisation moderne: le facteur humain et l'introduction de technologies nouvellement importées.
Après l'instauration du mandat britannique à la fin de la Première Guerre mondiale, de nombreux immigrants juifs arrivèrent en Palestine, principalement en provenance d'Europe. Cette vague d'immigration fut unique en son genre. Bon nombre de ces immigrants étaient animés par une profonde motivation et passionnés à l'idée de créer de nouvelles localités rurales. Enclins à étudier et à appliquer les nouvelles technologies agricoles, ils comprirent la signification d'un savoir-faire moderne fondé sur des études scientifiques, et se montrèrent impatients de recevoir l'avis des scientifiques et des professionnels. Mais le facteur décisif de leur réussite fut probablement leur capacité à créer des organisations de collecte de fonds, tout en formulant des programmes stratégiques et en dressant des plans de mise en valeur. Ces efforts aboutirent, dans les années 1920 et 1930 à la création d'un grand nombre de localités agricoles.
Dans le cadre du mouvement de peuplement, des géologues furent recrutés pour rechercher des eaux souterraines. Un équipement de forage moderne capable de creuser à de grandes profondeurs sous des couches de roches dures, de nouvelles machines de pompage efficaces, et l'introduction de nouveaux matériaux comme le ciment et les conduites métalliques, furent employés pour développer des systèmes d'approvisionnement en eau fiables. Cependant, au-delà de ces efforts techniques, le défi consistait à modifier radicalement le concept d'un approvisionnement en eau adéquat.
Comme il a été mentionné ci-dessus, les précipitations en Israël sont limitées à l'hiver et déclinent du nord au sud et d'ouest en est. En outre, le total annuel des précipitations varie considérablement d'une année à l'autre et les années de sécheresse sont fréquentes. La planification et la mise en place d'un système d'approvisionnement en eau fiable doivent prendre en considération ces contraintes, c'est-à-dire, assurer la soudure entre les saisons (hiver et été), les régions (le nord et le sud) et les années (aux précipitations suffisantes ou insuffisantes).
Au début, les localités s'associèrent localement, investirent des fonds pour rechercher des eaux souterraines, et réussirent à assurer un approvisionnement en eau plus ou moins continu. Par la suite, une conception plus large de la question de l'approvisionnement en eau fut adoptée. te premier effort concerté pour élaborer un projet de grande envergure rernonte à 1935. Lévy Eshkol, par la suite premier ministre dIsraël, et Simcha Blass, un ingénieur qui fit ensuite carrièré dans la conception et la mise en oeuvre de tous les grands chantiers hydrauliques du pays, furent à I'origine de ce projet. C'est provenait de trois puits forés dans les versants occidentaux de la vallée de Jezréel.
Les principales caractéristiques du projet étaient les suivantes :
1. Acheminement de l'eau dans des canalisations en métal, sous pression, ce qui assurait un approvisionnement continu sur de longues distances. La pression permettait d'irriguer les champs par aspersion, et non plus par inondation traditionnelle.
2. Introduction de deux citernes de béton et de deux réservoirs à ciel ouvert, afin d'assurer un approvisionnement en eau constant. Leau était pompée dans les réservoirs, la nuit, lorsque les tarifs de l'électricité étaient relativement bas; puis l'eau était amenée sans interruption jusqu'au système d'irrigation.
La question de la disponibilité des ressources en eau et de la possibilité de mettre en place des systèmes modernes destinés à assurer un approvisionnement suffisant n'était pas seulement d'ordre théorique ou technologique. Elle avait également des implications politiques. En effet, les droits nationaux sur la terre sont au coeur du conflit entre les communautés juive et arabe. La politique du gouvernement britannique consistait à imposer des restrictions à l'achat de terres par les juifs, à la création de nouvelles localités ainsi qu'à l'immigration en Palestine, en arquant que les conditions matérielles interdisaient la poursuite de la croissance de la population. L'une des mesures prises par les dirigeants de la communauté juive pour contrer la politique britannique fut de prouver qu'avec une mise en valeur appropriée, le pays pouvait accueillir une population beaucoup plus importante. Un effort considérable fut ainsi investi dans la conception et la mise en oeuvre de projets hydrauliques.
Les programmes d'approvisionnement en eau - planification
Dans les années trente, il était admis par les spécialistes que les principes suivants devaient orienter à l'avenir les projets de planification de l'eau :
Tout système mis en oeuvre pour fournir de l'eau devait relier des régions pourvues en eau à d'autres où elle faisait défaut. il devait également assurer la continuité entre la saison des pluies et la saison sèche. Leau des rivières, des crues et des sources devait donc être stockée dans des réservoirs, les nappes aquifères souterraines et des citernes, pour pouvoir ultérieurement être transférée dans les conduites d'approvisionnement en fonction des besoins. Il fallait, en outre, stocker les excédents des années pluvieuses pour pouvoir les utiliser durant les années sèches.
Leau devait être transportée sous pression dans des canalisations. Tout en nécessitant un apport financier substantiel, cette approche contourne les limites imposées par la topographie et minimise les pertes en eau, ce qui permet des économies en eau à long terme. Elle garantit aussi une répartition équilibrée et égalitaire entre tous les usagers.
La planification devait être globale. Autrement dit, les programmes devaient prévoir l'acheminement de l'eau dans tous les endroits du pays et répondre aux besoins d'une population en pleine croissance et d'une agriculture en plein essor, notamment dans le Néguev.
Plusieurs projets d'acheminement de l'eau vers le Néguev furent élaborés à partir de 1939, principalement par Simcha Blass. Une étude globale intitulée "Les ressources en eau du Pays d'Israël : perspectives pour l'irrigation et le développement hydro-électrique" fut préparée, en 1944, par la Compagnie des eaux Mekorot et, à peu près à la même époque, des spécialistes des questions de l'eau et de la conservation des sols des Etats-Unis préparèrent et présentèrent des études sur les projets en Palestine. W. K. Lowdermilk, un éminent expert américain en hydrologie et conservation des sols, publia, également en 1944, un livre ("Palestine - Land of the Promise") sur les possibilités de réaliser des projets hydrauliques en Palestine. La même année, J. B. Hays, un spécialiste américain des barrages et de la préservation de l'eau, effectua dans le pays un voyage d'études portant sur les perspectives de planification d'un projet sur cette question. Son livre, "Tennessee Valley Authority of the Jordan", fut publié quelques années plus tard. Hays poursuivit ses études après la création de l'Etat d'Israël et présenta plusieurs versions d'une stratégie globale de mise en valeur du potentiel hydro-électrique et de l'irrigation. Il fut, par la suite, rejoint par son collègue J. S. Cotton qui soumit, en 1955, un plan général ultérieurement adopté par le gouvernement comme le modèle pour la création de la Conduite nationale d'eau.
Les programmes d'approvisionnement en eau - réalisation

Compagnie des eaux Mekorot
La Conduite nationale d'eau
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Dans le cadre de l'encouragement au peuplement du Néguev, la région sud la plus aride du pays, trois localités expérimentales y furent créées en 1943. L'objectif était d'étudier les conditions du sol dans la région, les ressources en eau (notamment des données sur les précipitations annuelles), et le type de cultures susceptibles de réussir dans ces conditions. Onze autres localités furent créées dans le Néguev en 1946 et cinq autres en 1947, financées et équipées comme précédemment par les institutions nationales juives.
Dès le début, il s'avéra que, dans le Néguev, la principale limite à laquelle se heurtait l'agriculture était la rareté de l'eau. La prise de conscience que la réussite d'une agriculture moderne dépendait de l'irrigation, ce qui nécessitait un approvisionnement en eau fiable, conduisit à entreprendre une série d'études exploratoires dans les domaines de la météorologie, de la géologie et de l'hydrologie. On tenta de forer des puits et d'amener l'eau souterraine près des localités ; mais les quantités obtenues étaient plutôt réduites, et la salinité de l'eau souvent trop élevée pour une utilisation dans l'agriculture. Les tentatives de construire des barrages et des réservoirs de collecte des eaux des crues saisonnières échouèrent en raison des fluctuations trop importantes d'une année à l'autre, de la quantité, de l'intensité des crues et par suite de difficultés techniques. On en conclut que la seule façon d'assurer un approvisionnement suffisant à lagriculture était de transporter de leau douce depuis les sources du nord par des conduites.
La première "canalisation du Néguev", installée en 1947, assurait un approvisionnement en eau fiable, bien que limité à la plupart des localités du Néguev (plusieurs devaient encore compter sur les puits locaux). Cette modeste conduite transportait leau des puits du nord-ouest du Néguev, une région ou les eaux souterraines étaient relativement abondantes. Le premier tronçon, installé et mis en fonction en 1947, était constitué par des conduites de 190 km de long et de 6 cm de diamètre fournissant 1 million de mètres cubes par an. Par la suite, le diamètre fut porté à 20 cm, ce qui permit un débit annuel de 30 millions de mètres cubes. Cette entreprise pionnière fut suivie par deux projets de grande envergure qui seront décrits plus bas. L'existence de cette conduite signifiait que l'idée de transporter de l'eau du nord pour approvisionner la partie sud aride du pays était désormais solidement ancrée dans les esprits.
Le premier grand système d'approvisionnement en eau, la "conduite Yarkon-Néguev", fut construit peu après la création de l'Etat d'Israël. Cette canalisation de 66 cm de diamètre transportait de l'eau du Yarkon jusqu'au Néguev, sur une distance de 130 kilomètres. Le débit annuel était d'une centaine de millions de mètres cubes.
Il s'agissait d'un projet ambitieux, compte tenu des moyens disponibles à l'époque. Mais il devint bientôt évident qu'un système plus important et plus global s'imposait, ce qui abouti au deuxième projet de grande envergure, l'ambitieuse Conduite nationale d'eau. La Conduite avait pour fonction principale d'acheminer l'eau du lac de Tibériade au nord vers la région sud du pays. A l'origine, elle devait puiser l'eau du Jourdain avant qu'il ne se jette dans le lac de Tibériade. Les premières étapes du chantier débutèrent en 1953. Cependant, par suite de l'opposition syrienne et d'une résolution des Nations unies, Israël dut suspendre les travaux et modifier son projet. Les plans définitifs furent approuvés en 1956, et la Conduite nationale d'eau fut achevée et entra en fonction en 1964. Il s'agit d'un réseau de canalisations souterraines, de canaux à ciel ouvert, de réservoirs intermédiaires et de tunnels, fournissant chaque année quelque 400 millions de mètres cubes provenant du lac de Tibériade, situé à environ 220 mètres au-dessous du niveau de la mer. L'eau est pompée à une altitude de 152 mètres au-dessus du niveau de la mer, et s'écoule par gravitation vers la région côtière, d'où elle est pompée vers le Néguev.
Outre le lac de Tibériade, deux grandes nappes aquifères, celle de la montagne et celle de la côte, contribuent à fournir respectivement quelque 350 et 250 millions de mètres cubes par on à la Conduite.
La Conduite nationale d'eau constitue non seulement la principale source d'approvisionnement en eau, mais également un déversoir pour l'excédent d'eau du nord en hiver et au début du printemps, ainsi qu'une recharge des nappes aquifères de la région côtière. La majeure partie des systèmes hydrologiques régionaux sont reliés à la Conduite nationale pour constituer un réseau bien équilibré dans lequel l'eau peut être transférée d'une canalisation à une autre en fonction des circonstances et des besoins.

La Conduite nationale d'eau - coupe longitudinale
Compagnie des eaux Mekorot
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L'offre et la demande - la gestion de ressources en eau limitées
Les ressources en eau douce d'Israël, qui s'élèvent en moyenne à 2 000 millions de mètres cubes par an, sont actuellement exploitées jusqu'à leur limite. Or, la population du pays est en augmentation constante, comme d'ailleurs la demande en eau. Des mesures urgentes s'imposent afin de fournir des quantités d'eau supérieures. Les eaux secondaires, une catégorie qui comprend les effluents, l'eau saumâtre et l'eau de mer, constituent une source potentielle importante. Un traitement approprié - l'épuration dans le cas des eaux d'égout et le dessalement pour l'eau saumâtre et l'eau de mer - est susceptible de fournir des quantités d'eau supplémentaires fort nécessaires.
Les eaux d'égout
Les eaux d'égout, de plus en plus abondantes, envahissent l'environnement, mettant, en danger les nappes phréatiques et les autres, sources d'eau douce. Le besoin urgent de trouver d'autres sources d'eau, ainsi que l'état critique de l'environnement, ont conduit la Commission de leau à créer l'usine de Shafdan, gérée par Mekorot, un vaste programme de retraitement des eaux d'égout et de production d'eau retraitée'. Les avantages eh sont double :
a) Une nappe aquifère voisine sert de réservoir souterrain pour l'eau rechargée, empêchant ainsi les pertes par évaporation ; l'eau est pompée eh cas de besoin, principalement en été.
b) L'infiltration de l'eau à travers les différentes couches du sol ajouté une phase de nettoyage.
Environ 190 millions de mètres cubes de cette eau épurée sont transportés annuellement pour l'irrigation du Néguev occidental par une canalisation indépendante qui porte le nom de "Troisième conduite du Néguev". Le degré d'épuration étant très élevé, les eaux retraitées peuvent être utilisées pour toutes les cultures, sans le moindre risque pour la santé.
D'autres usines d'épuration des eaux usées sont déjà en fonction, en chantier ou au stade de la planification. On espère que la majeure partie de l'eau allouée à l'agriculture proviendra un jour d'effluents épurés, en sorte que l'eau douce de qualité pourra ultérieurement être transférée de l'agriculture aux usages domestiques.
Des usines de moindre importance, situées dans le Néguev, alimentent en eaux d'égout retraitées des champs situés à faible distance de la source de l'effluent. Le traitement est minimal et l'utilisation de l'eau retraitée se limite aux cultures comme le coton. Ces petits projets s'avèrent hautement rentables.
L'eau saumâtre et l'eau de mer
Il existe deux catégories d'eau susceptible d'être dessalée, l'eau saumâtre (de source et souterraine) et l'eau de mer. Le dessalement de l'eau de mer est un procédé coûteux, compte tenu de la forte concentration en sels. Les efforts portent donc aujourd'hui sur l'invention d'un procédé moins coûteux pour l'eau saumâtre. A long terme, cependant, l'eau de mer pourra elle aussi être utilisée comme une source d'eau potable.
Plusieurs méthodes de dessalement de l'eau saumâtre ont été étudiées en Israël depuis le début des années 1960. L'une des plus efficaces et des moins coûteuses est l'osmose inversée ; cependant le coût de la production d'eau potable par osmose inversée est aujourd'hui supérieur d'environ 25% à celui de l'épuration des eaux usées. Depuis les trois dernières décennies, Eilat, une ville de quelque 37 000 habitants, sans compter les nombreux touristes, est alimentée en eau obtenue grâce au dessalement. Son approvisionnement provient de grandes usines épurant de l'eau saumâtre ainsi que d'une usine d'osmose inversée. Cette dernière, qui utilise un mélange de 80% d'eau provenant de la mer Rouge et de 20% d'eau salée d'une usine voisine, fournit environ 27 000 mètres cubes par jour (approximativement 10 millions de mètres cubes par an).
Outre l'apport d'une source d'eau potable supplémentaire, la mise en oeuvre d'une méthode efficace de dessalement contribuera à renverser l'actuelle tendance - fort dangereuse - de salinisation croissante des nappes aquifères.
Dans une certaine mesure, l'eau saumâtre non traitée est déjà utilisée pour irriguer des cultures. De nombreuses études ont été réalisées pour vérifier si l'eau saumâtre peut être utilisée pour irriguer les cultures. Elles ont montré que certaines cultures comme le coton, la tomate et le melon tolèrent volontiers des eaux saumâtres (jusqu'à 7 à 8 dS/m de conductivité électrique, équivalent à une salinité de 0,41 à 0,47% de chlorure de sodium). Mais, afin de réduire au minimum l'accumulation des sels autour des racines et pour faciliter le lessivage des sels accumulés, il est essentiel :
a) d'utiliser des systèmes dirrigation au goutte-à-goutte délivrant l'eau saumâtre; et b) de cultiver les plantes sans sols ou dans des sols légers (sableux ou terreau sablonneux). Lorsque les cultures le tolèrent, l'utilisation d'eau saumâtre peut aboutir à économiser l'eau douce.
L'augmentation des précipitations par l'ensemencement des nuages est pratiqué en Israël depuis 1960. Utilisant des d'augmenter les précipitations de 15% en moyenne dans le nord du pays.
Les méthodes d'irrigation de pointe
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Baruch Gian

L'rrigation au goutte-à-goutte
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L'une des innovations agrotechnologiques les plus importantes des temps modernes est probablement l'invention israélienne de l'irrigation au goutte-à-goutte par Simcha Blass et son fils (le père avait conçu l'idée et le fils réalisa le dispositif). L'irrigation au goutte-à-goutte présente de nombreux avantages par rapport aux autres méthodes :
L'irrigation au goutte-à-goutte est la méthode d'irrigation la plus efficace en termes d'économies d'eau. Comme les distributeurs émettent l'eau directement au soi à proximité des racines qui absorbent l'eau immédiatement, l'évaporation est réduite au minimum. Cette caractéristique est particulièrement importante dans les zones arides. Dans l'irrigation par aspersion ou par des méthodes en surface, lévaporation est renforcée par les vents, alors que leur impact est minime dans l'irrigation au goutte-à-goutte.
L'eau se déverse uniformément à partir de chaque distributeur adopté au tuyau latéral, même sur un terrain en pente modérée. En outre, la mise au point de distributeurs de compensation permet une irrigation uniforme sur des pentes plus prononcées et sur des distances plus importantes.
Des engrais peuvent être apportés à la plante en même temps que l'eau ("fertigation").
La quantité d'eau apportée peut être optimisée en fonction des différents types de sois, tout en évitant l'infiltration d'eau au-delà de la racine.
La pousse des mauvaises herbes est réduite au minimum.
Les distributeurs réglés pour délivrer une quantité donnée d'eau (de l'ordre de plusieurs litres par heure) peuvent être installés avec l'espacement voulu en fonction des besoins de chaque culture.
Il est possible d'utiliser une eau de piètre qualité (saumâtre ou de effluents)
L'eau saumâtre peut être utilisée car le contact direct entre l'eau et les feuilles est évité, prévenant les brûlures.
Lirrigation au goutte-à-goutte entraîne le lessivage permanent des sels autour de la racine, ce qui évite laccumulation de sels au voisinage immédiat des racines. Cest important lorsque lirrigation porte sur des sols salins ou seffectue avec de leau saumâtre.
L'irrigation au goutte-à-goutte permet l'utilisation d'eaux usées à peine retraitées. En effet, l'eau étant délivrée à même le soi, les risques sont minimes pour la santé.
S'il est entretenu correctement, un équipement d'irrigation au goutte-à-goutte de bonne qualité peut durer de quinze à vingt ans.
Le ratio d'utilisation d'eau est le rapport entre la quantité d'eau absorbée par la plante et la quantité totale fournie. Les études ont montré que l'irrigation au goutte-à-goutte permet d'obtenir un ratio d'environ 95%, contre 45% pour l'irrigation en surface et 75% pour l'irrigation par aspersion. On peut donc en conclure que l'irrigation au goutte-à-goutte présente de nombreux avantages par rapport aux autres méthodes, et qu'elle est supérieure à l'irrigation en surface ou par aspersion, en matière d'économies d'eau.
Conclusions
Cette brève étude décrit la façon selon laquelle les contraintes imposées par des ressources en eau limitées dans un environnement aride et semi-aride peuvent être surmontées lorsque les dirigeants sont capables de définir les futurs besoins, d'identifier les solutions appropriées et de les mettre en oeuvre. Les technologies de pointe se sont avérées indispensables dans ce processus. |
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