Recherche:Pastech/244-3 Irrigation

Dans le cadre de notre projet d'étude PASTECH, nous avons décidé d'étudier l'évolution des systèmes d'irrigation à travers le temps et l'espace. Nous étudions également les enjeux géopolitiques, économiques et sociétaux qui existent ou qui ont existé autour de la problématique de l’eau. Nous allons comprendre l'importance de l'irrigation dans l'évolution des sociétés et son rôle dans le changement de paradigmes.

Notre planète bleue offre des ressources en eau plus ou moins abondantes suivant les régions. L’irrigation est donc née afin de subvenir artificiellement aux besoins des plantes et cultures, nécessaires à la survie de l’être humain. Les céréales notamment, base de l’alimentation, sont essentielles pendant l’Antiquité. Afin de faire pousser une tonne de blé, 1 500 tonnes d’eau sont nécessaires. En d’autres mots, un champ compris entre 1 et 2 hectares a besoin de 15 à 30 cm d’eau pendant 4 mois, correspondant à la période de pousse. Cependant, alors que le blé est l’une des cultures les plus répandues en Mésopotamie, zone aride et désertique où les précipitations ne dépassent pas 25 cm, la maîtrise de l’irrigation devient vitale. Les techniques d’irrigation ont évolué à travers le temps: l’irrigation gravitaire, présente depuis le Néolithique, est toujours utilisée de nos jours, tandis que de nouvelles techniques économes comme le goutte-à-goutte se développent face aux problèmes environnementaux actuels ainsi qu’aux besoins croissants en eau dans des conditions climatiques extrêmes.

La puissance des machines élévatrices élémentaires n’a cessé d’augmenter au fil des époques: du chadouf à l’écope basculante, elle a été doublée et même multipliée par 12 avec la noria.

De l'époque Néolithique au Moyen Âge

Les débuts de l'agriculture et de l’irrigation dans le berceau des civilisations : la Mésopotamie

Les débuts de l'agriculture

Le climat est l’une des variables essentielles du développement de l’humain et des civilisations. Vers 16 000 av. J.-C., le climat se réchauffe et devient plus humide, entraînant des conditions favorables au Proche-Orient. C’est ici, entre la Syrie-Palestine et les monts Taurus et Zagros, que naît le “croissant fertile”, ces collines où poussent des céréales sauvages, parmi elles l’orge, l’engrain et le blé amidonnier. Vers 12 500 av. J.-C., les chasseurs-cueilleurs se sédentarisent pour profiter de ces ressources naturelles abondantes. Vers 9 500 av. J.-C., ils décident de quitter les collines pour s’installer dans les plaines allant de la vallée du Jourdain (en actuelle Palestine) à la haute vallée de l’Euphrate et dans l’oasis de Damas. Ils forment alors les premiers foyers de domestication des céréales. C’est le noyau levantin. En effet, un village de 2 hectares, Jéricho, existait au IXe millénaire et des murs épais le protégeait certainement des inondations.

C’est vers 8 000 av. J.-C. que la révolution néolithique débute : entre la Syrie et le Sud de l’Anatolie, la population augmente et l’expansion de l’agriculture aux régions voisines commence. La diffusion atteint à l’ouest le littoral syrien et l’Europe par la Méditerranée et le Danube. A l’est, les pratiques agricoles se propagent à la région de Palmyre, à El-Kowm, dans le désert syrien. Cependant, le climat est aride et on peut supposer que l'agriculture irriguée est alors nécessaire à la culture des fèves. Vers 7000 av. J.-C., le climat s’adoucit et le golfe Persique est en eau. Bouqras, au confluent de l’Euphrate et du Khabur, à moins de 100 km de El-Kowm, a pu alors accueillir une vague de migration, qui bientôt atteint les piémonts du Mont Zagros, plus favorisés en termes de précipitations. Ces régions étant proches les unes des autres, la population migre tout en conservant son identité culturelle et ses techniques.

La culture des céréales continuent de se propager et atteint le delta de l’Euphrate au VIe millénaire, dans le Sud de la Mésopotamie. Cette plaine semi-marécageuse offre un environnement favorable à l’irrigation grâce aux multiples bras de l’Euphrate. C’est ici que se développera la première grande civilisation urbaine : la civilisation sumérienne.

La première civilisation urbaine : les sumériens

Le développement d'une ville

Les facteurs principaux menant à ce développement urbain sont certainement l’accroissement démographique et le climat. En effet, on observe au IVe millénaire, l’apparition de nombreux villages. Cependant, d’après l’étude de l’archéologue américain Robert Adams, le nombre de villages diminue fortement alors que certains bourgs deviennent des villes. Ce phénomène est possiblement survenu dû au changement de climat entraînant l’assèchement des bras des fleuves. Pour remédier à ce problème et développer les cultures, il faut drainer les zones marécageuses et irriguer les surfaces arides. La construction de canaux et de réseaux complexes est donc requise. Le développement des villes et des civilisations est donc associé à une certaine technique, avec l’exploitation de techniciens et scientifiques, mais aussi à une activité organisée, dont la mise en place d’une main d’œuvre et la coordination des travaux. C’est ainsi que naît l’une des plus grandes et anciennes villes de Mésopotamie : Uruk. D’une surface de 550 hectares et protégée par un rempart de 9,5 km de long, elle vit naître l’écriture.

L'organisation de la ville

Au temps de la civilisation babylonienne, héritière des civilisations sumériennes et akkadiennes, un système de taxe est mis en place. Les sols sont catégorisés en fonction de différents critères menant à une taxe de terre et d’irrigation. Une terre peut être cultivable, non cultivable ou une jachère. Si la terre est cultivable, elle peut avoir différents noms si elle est préparée pour la culture ou déjà cultivée. Ensuite, la taxe d’irrigation varie en fonction de l'éloignement des terres par rapport aux fleuves : en effet, plus elle sera loin, plus elle sera composée d’éléments fins et donc difficile à drainer, et moins taxée. C’est donc un système complexe qui prend en compte le potentiel agricole, les qualités physiques et chimiques des sols. En effet, les Babyloniens nommaient différemment les sols contenant du chlorure de calcium et ceux possédant une plus grande part de chlorure de sodium.

Vers 1800 av JC, le roi de Babylone, Hammurabi, régnant sur toute la Mésopotamie, recreuse le lit de l’Euphrate en nommant ce canal “Hammurabi est la richesse du peuple” afin d’alimenter en eau les villes sumériennes comme Nippur, Eridu, Ur et Uruk. Le roi établit alors un code rassemblant des édits et des éléments du code civil et pénal. Certains édits décrivent les obligations des populations : ils doivent entretenir les digues protégeant les terrains cultivés près des fleuves, surélever les berges, et nettoyer les rigoles. Si le travail est jugé mal réalisé, des compensations sont requises.

L’eau, une ressource depuis toujours convoitée: exemple des guerres entre Lagash et Umma

Les villes se construisent au bord des cours d’eau, naturels ou artificiels. À l’époque des cités sumériennes, les réseaux d’irrigation demeurent locaux et des jardins ou surfaces cultivés entourent les cités. Les canaux secondaires séparent donc des cités voisines et font souvent l’objet de conflit, comme pour le cas des cités de Lagash et Umma : les plaines de Gu-ennida séparant les 2 cités faisaient l’objet d’un tribut en grains. Cependant ce dernier ne fut pas versé et l’eau d’irrigation fut coupée. C’est ainsi que plusieurs guerres éclatèrent à différentes périodes entre Lagash et Umma. Ce conflit est considérée par la plupart des historiens comme la première guerre de l'eau de l'histoire, et parfois comme la seule, dans la sens où l'eau n'est que très rarement la cause majeure d'une guerre, mais plutôt un facteur aggravant des tensions entre deux nations ou communautés.

L'évolution des pratiques d'irrigation

Des eaux naturelles aux premières maîtrises de l'eau

Aux origines de l’irrigation, la pluie et les ruissellements suffisaient aux cultures. Cependant ce procédé naturel est devenu vite insuffisant : en effet, la pluviométrie est d’en moyenne 200 mm et chaque cultivateur, ou petit groupe, commence à développer l’irrigation par canaux. Cette méthode permet d’améliorer les rendements et d’alimenter en eau les terres plus arides. Les tout premiers travaux hydrauliques sont difficiles à dater mais on suppose que les premières maîtrises de l’eau remontent à 7000 av. J.-C., à Bouqras ou à El-Kowm où des canalisations pour évacuer l’eau des maisons ont été découvertes. Les véritables premières traces d’irrigation se trouvent à Choga Mami où des traces de canaux de 2 mètres de large partant des rivières alimentent les champs en eau.

C’est ainsi que l’irrigation gravitaire se met progressivement en place. En fonction de l’environnement, on peut distinguer 2 cas : soit les champs se situent en contrebas du fleuve dont le lit est creusé par un dépôt progressif d’alluvions soit un canal est creusé en remblai sur la plaine pour amener l’eau au-dessus des champs. Toutefois, cette méthode présente toujours des inconvénients majeurs : les villes sont soumises aux aléas des fleuves et des crues. Ces dernières peuvent être très abondantes pendant une période puis lorsque les eaux se retirent, les cultures doivent récupérer l’humidité des sols pour former leurs réserves et tenter de subsister. Une grande quantité d’eau des crues est donc inutilisée et les cultures s’assèchent. Un principe de conservation et de distribution des eaux est donc nécessaire. L’irrigation en bassins est naît. Les bras du fleuve sont succédés par des canaux secondaires qui remplissent des réservoirs rectangulaires de 12 à 72 mètres de longueur et 1 à 12 mètres de largeur. Ces bassins sont construits sur la plaine grâce à des murs de terres renforcés par de l’argile et des broussailles et leur superficie totale est d’environ 2 000 ha. Des vannes permettent de répartir l’eau dans des rigoles aux sommets des murs et accessoirement de stocker l’eau. L’eau repose quelques temps dans les champs puis elle est retirée pour laisser place à une terre plane et humide prête à être labourée et semaillée. Lors du début de la germination, les terres sont inondées une nouvelle fois pour augmenter le rendement. La période de crue du Tigre et de l’Euphrate étant au printemps, à la même période où les céréales deviennent matures, il faut moissonner avant que les crues emportent les cultures.

L’irrigation gravitaire est donc bien au centre des débuts de l’irrigation et diverses techniques sont inventées, parmi elles, le chadouf qui est encore aujourd’hui utilisé dans certaines parties du monde.

Le chadouf

Le chadouf est le plus ancien dispositif que l’on peut désigner de “machine” puisqu’il modifie, pour un travail donné, la répartition entre force et déplacement. Né en Mésopotamie, il s’est transmis à l’Égypte au IIe millénaire puis à l’Asie et est toujours utilisé aujourd’hui. Son succès résulte de sa simplicité. En effet, sa construction et réparation ne nécessitent que d’éléments rudimentaires. Une perche est reliée par une corde à un levier qui peut pivoter. Au bout de la perche, un seau est relevé à la main par le cultivateur et un contrepoids à l’extrémité du levier permet d’alléger le fardeau.

Chadouf

Situé à une hauteur faible (0,5-1 mètre), le chadouf permet donc d’élever une masse d’eau, maintenue en équilibre grâce au contrepoids grâce à l’énergie musculaire. Sur les berges d’une rivière en pente, plusieurs chadoufs étaient souvent disposés afin d’augmenter la hauteur d’élévation d’eau à travers ces différents étages. Grâce à ce mécanisme, un homme peut lever 3 m³ d’eau à une hauteur de 2 à 2,5 mètres en moyenne par heure (débit de 60 l/min). Cependant, l’énergie humaine reste très chère : un cultivateur peut couper 1 hectare de blé en 8 heures mais il lui faut 3 mois, en travaillant 8 heures par jour, pour lever la moitié de l’eau nécessaire au champ de 1 mètre par rapport au niveau du canal.

La divinisation de l'eau

Sous forme de gouttes de pluie ou jaillissant des terres, l’eau, aux côtés du feu, a toujours eu une place importante au cœur de l’histoire de l’humanité. Elle possède ces 2 facettes, essentielle à la survie de l’humain mais aussi inquiétante et instable à travers ses inondations et fortes crues. La relation entre l’homme et l’eau remonte à des millénaires mais peu de découvertes, que ce soit sous forme d’art ou d’outils préhistoriques, ont été réalisées. C’est à l’époque de la Mésopotamie, vers le IIIe millénaire, lorsque l’écriture naît, que des preuves de cette complicité existent.

Des dieux et déesses

Deesse au vase (Mari)

Très peu d’information ont été recueillies au sujet de cette statue féminine découverte lors des fouilles du palais de Zimri-Lim, à Mari. Morcelée dû au pillage des hommes de Hammurabi de Babylone au milieu du XVIIIe siècle av. J.-C., cette œuvre en calcaire blanche représente une déesse coiffée d’un casque-perruque (que portaient les rois de Mésopotamie) surmonté de petites cornes, montrant le rôle secondaire de la déesse. Ses yeux ont perdu leurs incrustations de coquille de lapis-lazuli mais ses bijoux, sa robe, ceinture, chevelure et sa beauté suggèrent son caractère divin. La robe de la déesse est ornée de poissons montant et descendant et de lignes verticales symbolisant les cours d’eau qui semblent jaillir du vase portée par la statue. En effet, nommée “déesse au vase jaillissant”, la statue est dynamique : la cavité du vase peut être relié à une source d’eau grâce à un canal intérieur traversant la statue verticalement. En la relient à une source magique, elle pouvait être utilisée par le prêtre pour illustrer le caractère sacré et mystérieux du fluide jaillissant du vase et ruisselant le long de la robe. La statue, symbole de fertilité, abondance et prospérité, pourrait même être le plus vieil automate hydraulique du monde !

Les sumériens, à l’origine des débuts des civilisations, vénéraient de nombreux dieux mais suite à à la prise de pouvoir des Akkadiens, peuple vivant auparavant dans le Nord de la Mésopotamie, les mythes et personnages divins se juxtaposent et il est souvent difficile de séparer les histoires antiques sumériennes, akkadiennes et babyloniennes. Les noms des dieux varient donc en fonction du peuple. C’est le cas de Enki (en sumérien) ou Ea (en akkadien ou babylonien). Dieu des eaux, il règne sur l’Apsu, en d’autres termes l’abîme des eaux profondes, mais aussi sur les sources et les fleuves. Aux côtés de Anu, dieu du Ciel et de la Terre, et de Enlil, dieu de l’Atmosphère et du vent, Enki fait partie de la grande triade cosmique mais est surtout connu comme le créateur et protecteur de l’homme. En effet, il joua un grand rôle dans l’épopée de Gilgamesh, récit à l’origine de nombreux mythes à venir.

Le mythe du Déluge aux origines sumériennes ?

Le mythe du Déluge est répandu dans toute la Mésopotamie et présent dans les grands livres sacrés comme la Bible ou le Coran. Il a pourtant des racines bien plus anciennes puisqu’une tablette ornée d’écritures cunéiformes datant de l’époque sumérienne a été découverte à Nippur. Cette tablette est abîmée et seule une partie a été déchiffrée à ce jour, mais reste la plus ancienne version du mythe. La plus connue est celle de l’épopée de Gilgamesh, un récit babylonien écrit au IIe millénaire puisant ses origines dans le mythe sumérien. Dans la légende, les hommes se sont réunis et forment une masse bruyante dont certains dieux se plaignent. Enlil envoie donc 3 fléaux sur Terre : la peste, la sécheresse et la famine. Ea intervient donc et prévient un homme, Ziusudra, le Noé sumérien. Son poème raconte les débuts de l’homme de son apparition jusqu’au déluge, punition divine qui laisse place à une nouvelle ère sur Terre. L’eau, ainsi, a un rôle cataclysmique. Ce n’est plus une source de vie mais bien un moteur de destin. Ce récit illustre bien la peur des anciennes populations de cet élément vital mais aussi mortel et incontrôlable, qu’est l’eau. Tout compte fait, cette inquiétude n’était pas si infondée puisque des traces d’inondations ont été découvertes par des archéologues un peu partout en Mésopotamie : des strates de ruines de cités sumériennes ont permis de détecter des dépôts d’inondations importantes dans certaines villes et à des époques différentes. Shuruppak était très peuplée mais suite à l’inondation de 2900 av JC, elle ne retrouvera jamais son ancienne démographie.

Un problème de salinisation menant aux déplacements de populations

Une grande partie de la Mésopotamie est une plaine alluviale entre le Tigre et l’Euphrate. L’agriculture connut un essor grâce à ces sols relativement plats et fertiles. La faible pluviométrie était compensée par l’apport des 2 fleuves. Cependant, un déboisement et un surpâturage important sur les parties en amont du Tigre et de l’Euphrate ont entraîné une forte érosion. Comme la pente diminue, l’écoulement des fleuves est plus lent dans la plaine et les sables et limons se déposent plus dans les canaux. Le lit et les berges des fleuves remontent et permettent un écoulement vers la nappe phréatique qui remonte. Les taux de transpiration et d’évaporation augmentent et les sels présents dans les sols et eaux d’irrigation remontent à la surface et se concentrent en formant une couche superficielle sur les sols. La pluie, insuffisante, ne peut rincer les sols de cet excédent de sel et la salinisation conduit à la dégradation des sols de Mésopotamie et à la diminution des rendements des cultures. Ce phénomène touche 70 à 80 % des terres cultivées. De plus l’irrigation accentue ce phénomène de remontée de la nappe phréatique.

Certaines civilisations s’adaptent et trouvent des solutions : à Girsu vers 3 500 av JC, lorsque ce problème émerge, la population cultive en quantité similaire le blé et l’orge. Vers 2 400 av. J.-C., le blé ne représente plus que 15 % des cultures, 2 % en 2 100 av. J.-C. et finit par disparaître complètement pour laisser place à une culture exclusivement d’orge, qui est plus résistant au sel que le blé. Cependant, face à cette crise, d’autres populations abandonnent leurs terres et migrent. Le déclin de la IIIe dynastie d’Ur vers 2 100 av. J.-C. est en grande partie dû à cette salinisation des sols poussant le peuple à s’installer dans le Nord, sur des terres moins affectées par le sel.

Malgré la forte salinisation de certaines terres, les sols de Mésopotamie sont plus ou moins affectés et certaines pratiques ont permis de minimiser ce problème : la région de Diyala était basée sur l’économie de l’eau et la minimisation de la remontée des nappes. En effet, cette région développe la jachère, qui assèche la surface des sols grâce à des espèces halophiles et empêche la remontée des sels. De plus, des techniques pour limiter l’évaporation étaient connues, comme les ombrages protecteurs. Finalement, les méthodes employées comme le chadouf n’apportent pas des quantités d’eau excessives et les faibles surfaces à cultiver ne conduisent pas à l’altération des sols.

L’Égypte ancienne

Maîtriser le Nil : les principes ancestraux

Profiter des crues

Probablement grâce aux échanges avec la Mésopotamie, l’agriculture se développe en Égypte vers 5000 av. J.-C.. Au IIIe millénaire, les crues du Nil deviennent essentielles à l’irrigation des terres. Elles proviennent des précipitations tombées des montagnes des terres de Dieu : l’Éthiopie. Grâce à sa puissance, le Nil emporte avec lui des débris volcaniques et métamorphiques, qui deviennent par décomposition du limon. Survenant de juin à août, ces crues et les dépôts de limons servent à fertiliser et inonder le sol avant le labour et la semaille de novembre à février et la récolte de mars à juin. Contrairement aux crues de printemps du Tigre et de l’Euphrate, la crue du Nil correspond bien au cycle des plantations. Tout en étant régulières, les crues ont une amplitude variant au cours du temps. La population dépendante de cette nature, connaît donc des années grasses, ou des années de disette où des famines ont lieu. Ne pouvant contrôler ce phénomène naturel, une technique d’irrigation, s’inspirant de l’irrigation en bassins mésopotamienne, se met en place. De part et d’autre du lit du fleuve, des cuvettes naturelles stockent l’eau pendant un ou deux mois, période au cours de laquelle les sédiments se déposent, puis elle est évacuée vers une cuvette en contrebas où elle rejoindra le Nil. Les terres humides sont alors prêtes à être travaillées. Pour augmenter les surfaces agricoles, des travaux hydrauliques sont développés : des bassins artificiels, des canaux d’alimentation et de drainage et des digues séparant les bassins sont créés.

Une organisation sociale

De nombreuses théories sur la structure économique et politique égyptienne ont été émises et relient souvent la production agricole à une bureaucratie hydraulique et un contrôle despotique central. Pourtant, en Égypte le roi entretient une relation plus complexe avec le pays et ses ressources. En effet, le contrôle des eaux reste local ; les bassins sont soumis à une main d’œuvre et des conditions pédologiques différentes. De plus la pente du Nil ne permet pas la création d’un réseau de canaux très étendu, poussant alors à une administration localisée. Le pouvoir sur l’eau est donc décentralisé. A cela s’ajoute, les problèmes de “communication”. Le roi aurait pu contrôler facilement le Nil puisque la population était regroupée autour de celui-ci, mais sa longueur et sa division en plusieurs zones - le delta, le Fayoum, et la vallée du Nil - compliquent le contrôle économique.

Pendant que la bureaucratie centrale était responsable de l’impôt, les autres administrations relevaient du domaine des régimes locaux. Divers spécialistes - chef des ouvriers du canal, scribe des réservoirs, chef du bureau des eaux, inspecteur des inondations, ministre des irrigations - se répartissaient les tâches : le rétablissement des bornes emportées, le recensement et l’enregistrement de la terre et la surveillance des niveaux du Nil par les nilomètres, éléments centraux de l’administration de l’eau égyptienne.

Le nilomètre

Le nilomètre, échelle graduée gravée dans la pierre, permet de mesurer le niveau d’eau, et par conséquent l’ampleur des crues. C’est un instrument essentiel pour surveiller le système d’irrigation puisqu’il permet de prévoir les conséquences sur les terres en aval, mais aussi de fixer le montant de l’impôt - résultat du rendement agricole. Chaque propriétaire paie une taxe, en fonction de la surface de son champ, du type de culture et de son inondation. L’unité du nilomètre est la coudée nilométrique, valant 0,525 m. Le zéro est certainement calé sur le plus bas niveau des eaux, mais ce dernier varie en fonction de la largeur du fleuve. Les ordres de grandeur correspondant à des amplitudes convenables sont de 21 coudées à Éléphantine, 12 à 14 à Memphis et 7 dans le delta. Les nilomètres sont placés à des endroits stratégiques : à Éléphantine (Assouan), véritable entrée du flot en Égypte, où on compte deux nilomètres et à Memphis, dernière étape avant le delta.

Cependant le nilomètre n’est pas le seul instrument égyptien utilisé pour l’irrigation. D’autres inventions majeures font leur apparition.

Le siècle des inventions

Le chadouf, qu’on peut désigner comme première machine élévatrice, est très utilisé en Égypte ancienne. Cependant, certaines contraintes le font évoluer et créent un nouveau système : la chaîne à godets.

La chaîne à godets

Comme nous l’avons vu précédemment, le chadouf est une machine élémentaire créée pendant l’Antiquité, fournissant une amplitude très limitée. Pour assurer une dénivelée plus grande, plusieurs chadoufs sont alignés en “escaliers” avec des bassins intermédiaires. Cependant, cette méthode ne permet pas de récupérer l’eau d’un puits profond. L’homme est donc revenu à la méthode ancestrale du seau au bout d’une corde.

Ce système a été mécanisé en attelant un animal à la corde passant sur une poutre ou une poulie. Or l’animal doit toujours revenir au point de départ ce qui entraîne une discontinuité du procédé. On observe le même problème avec le seau hissé par un homme. Vient alors l’idée d’attacher 2 seaux distants l’un de l’autre à une même corde.

Chaîne à godets

De plus si chacun d’eux se trouve au bout de la corde, on vide le premier seau qui redescend pendant que le deuxième remonte. En attachant les bouts de la corde, on obtient la première chaîne continue à 2 godets. On puise alors 2 fois plus d’eau et le système n’est pas interrompu. Selon la force et la puissance de levage, on peut ajouter d’autres godets.

La poulie supérieure pose cependant un problème : les pots chargés d’eau glissent et entraînent les pots vides. Certains ont imaginé une poulie polygonale, la chaîne étant remplacée par une succession d’éléments rigides. Pour ce système, la dénivelée ne dépend que du poids de l’eau à élever, de la solidité des éléments et éventuellement du glissement.

Le grand changement entre le chadouf et la chaîne à godets reste la dénivelée qui est multipliée par 4. De plus, le rendement est bien meilleur (0,6 pour la chaîne à godets à des hauteurs d’élévation importantes) grâce à son caractère continu. En effet, le travail d’un homme utilisant le chadouf sera discontinu et marqué par des pauses pour se reposer. Cependant, plus la hauteur d’élévation est faible, plus le rendement diminue. Même si la chaîne à godets semble surpasser le chadouf dans tous les domaines, le débit d’eau reste largement inférieur : 20 l/min contre 60 pour le chadouf. Si un animal est attelé à la chaîne, le débit augmente et atteint 100 l/min. La dénivelée diminue de quelques mètres mais le rendement est conservé.

La vis d'Archimède

Complètement différent des machines précédentes, la vis d’Archimède se distingue par son côté original. De nombreux chercheurs attribuent son invention à l'Égypte même si certains affirment que ce système existait déjà 350 ans avant en Assyrie pour arroser les Jardins suspendus de Babylone. Comme son nom l’indique, la plupart des hypothèses considèrent Archimède comme l’inventeur de ce procédé, ayant les capacités d’analyse et de conception appropriées. Cependant, le scientifique aurait aussi pu s’inspirer des modèles existants pour formuler sa théorie.

Une hélice en bois est montée dans un cylindre métallique. Incliné, le bas de la vis est immergée dans l’eau tandis que le haut est à la hauteur du déversoir. Ce procédé ne peut élever l’eau qu’à de faibles hauteurs, autour de 0,2 à 1 m. Au-dessus de 0,6 m, 2 hommes sont nécessaires pour faire tourner la vis. L’eau est aspirée à chaque fois que l’hélice est immergée dans l’eau. Un volume d’eau est capté dans l’espace clos formé par le cylindre et les spires. En rotation, l’hélice fait remonter les volumes d’eau jusqu’à la sortie du cylindre. Le rendement est de 0,3 pour les vis traditionnelles en bois, de l’ordre du chadouf, mais peut atteindre 0,6 pour les vis métalliques. Le débit quant à lui est largement supérieur aux machines précédentes, pouvant atteindre 500 l/min.

Cultiver dans un désert

Loin du Nil et de ses crues, le désert s’étend sur des milliers de kilomètres et ces plateaux infinis sont devenus totalement inhospitaliers avec le changement du climat.

Le site de El-Deir et ses qanats

Entre 5000 et 3000 av. J.-C., une période d’aridification fait disparaître toutes les sources d’eau en surface. Les précipitations ne dépassent pas les 100 mm d’eau. La seule ressource disponible est alors souterraine. Dans les dépressions, la nappe phréatique est proche de la surface et l’eau, piégée entre 2 couches imperméables et sous pression, ressort par une faille. C’est ici que se forment les oasis, où les populations ont trouvé refuge. Le site El-Deir fait partie de ces lieux.

Qanat cross section - fr

Au nord-est de l’oasis de Kharga, il est un véritable carrefour au centre du désert libyque égyptien : ce point d’eau est une étape pour les caravanes rejoignant la vallée du Nil, le Fezzan à l’ouest ou le Soudan au sud. Afin d’utiliser ces sources artésiennes, 2 systèmes sont utilisés : les qanats et les puits. Les puits ont une origine plus ancienne, vers le VIe millénaire, alors que les qanats seraient apparus en Mésopotamie en Urartu, puis adoptés par les Perses plus tard, au début du Ier millénaire, pour être enfin exportés en Égypte pendant l’empire achéménide. 3 qanats ont été découvert à Kharga.

Le qanat est une galerie souterraine horizontale, creusée dans le flanc d’un relief jusqu’à la nappe aquifère avec une légère pente pour que l’eau puisse s’écouler par gravité. La construction de ce système commence souvent par le forage d’un puits mère jusqu’à la source d’eau pour évaluer sa nature et son niveau avant de creuser la galerie jusqu’au puits mère. Des puits intermédiaires, espacés de 50 à 100 m, sont creusés pour évacuer les déblais de creusement et permettre la ventilation de la galerie. Le puits mère peut atteindre une centaine de mètres de profondeur. La galerie, quant à elle, s’étend jusqu’à parfois des dizaines de kilomètres. Le débit à la sortie du qanat est compris entre 60 et 6000 l/min.

Le royaume de Saba

Au sud de la péninsule arabique, le royaume de Saba trouve place entre les montagnes du Yémen et le désert. Cette région très aride ne possède que les oueds pour s'approvisionner en eau. Ces derniers sont des cours d'eau créé par ruissellement dans les zones arides. Entre mars et août, 2 à 3 fois par an, de fortes pluies tombent sur les montagnes, et les oueds subissent alors des crues violentes. La population s’est donc adaptée afin d’utiliser cette ressource difficilement contrôlable.

Le but est de guider l’eau des oueds vers un système de canaux en terre ramifié munis de vannes, poutres qu’on glisse dans les rainures creusées dans la pierre. Le courant ralentit donc dans les canaux, possédant une pente inférieure à celle des oueds. L’inondation des terres est contrôlée grâce aux vannes et l’eau séjourne quelques temps afin que les sédiments se déposent. Au fil des siècles, l’épaisseur des terres augmente, et atteint plusieurs dizaines de mètres. Le système de canaux doit être redéfini, rehaussé, déplacé à certains endroits, afin que l’eau parvienne toujours aux champs.

Maryab, capitale du royaume de Saba, est la plus grande ville et utilise le oued Dhana. Comme les autres oueds, il connaît des crues rares et violentes ; son débit peut atteindre 600 m³/s (soit 3,6 x 107 l/min). Le principe du système d’irrigation de la capitale est semblable au reste du pays. Cependant, un ouvrage impressionnant a été entrepris : le lit de l'oued a été complètement barré et cette vaste retenue remonte jusqu’à 4 km en amont du barrage. 2 passages mènent l’eau à des canaux secondaires et à des zones irriguées et oasis. Cependant l’épaisseur des terres atteint 30 mètres à Maryab et le dépôt croissant des sédiments dans la retenue ainsi que le débit des crues dépassent les capacités des 2 passages. L'infrastructure est rompue à plusieurs reprises et finit par être détruite définitivement au VIème siècle après J.-C., menant à l’abandon de Maryab.

Hâpy, le dieu du Nil

L’origine des crues étant inconnues en Égypte ancienne, des croyances ont été gravées sur un rocher de l’île de Sehel en 187 av. J.-C.. Face à une sécheresse interminable, Djéser, premier pharaon de la IIIe dynastie, se tourne vers la ville Éléphantine, où 3 dieux, Khnoum, Satis et Anoukis, veillent sur les sources du Nil. A cette époque, on pensait que les crues provenaient des grottes souterraines. Chaque année, ces gardiens libèrent le flot et Hâpy, incarnation du Nil, gère les réserves.

Gravure de Hâpy, incarnation du Nil

Homme avec une poitrine féminine pendante et un ventre bedonnant, symboles de fertilité, Hâpy est représenté avec une chair bleu ou verte, couleurs du fleuve et un papyrus, représentant la Basse Égypte, sur la tête.  Les sanctuaires dédiés à ce dieu sont rares, mais un culte en plein air a lieu chaque année : des offrandes, nourritures, boissons, figurines du dieu et un recueil de prières et liste de dons, le Livre de Hâpy, sont jetés dans le fleuve avant et pendant l’inondation pour obtenir une bonne crue. Une œuvre littéraire, l’Hymne au Nil, lui est aussi consacrée, et décrit une éloge de la nature et de la crue dont dépend l’Égypte entière.

Le monde arabe et l'Asie orientale

Le monde arabe

Les norias

La chaîne à godet, encore utilisée dans le Nord de l’Inde sous le nom de “roue persane”, a inspiré l’idée du cercle. Le procédé a donc naturellement évolué vers le concept de roue. En effet, lorsque la source est moins profonde, la boucle de la chaîne à godets est moins grande et se rapproche de la forme de la poulie. En attachant les godets directement à celle-ci, on obtient la roue à godets, aussi appelée noria. L’eau contenue dans chaque godet est déversée dans une auge à l’intérieur de la roue. Le débit d’eau dépend de la capacité des godets et de la vitesse de rotation de la roue. Donc pour une source d’énergie et une vitesse données, le nombre de godets ne dépend pas de la hauteur d’élévation. Par conséquent, plus la hauteur sera grande, plus les godets seront espacés.

Roue à godets

Comme la chaîne à godets, des pertes d’énergie sont observées lors du remplissage des godets entraînant un ralentissement de la rotation et une chute de rendement. L’un des inconvénients de la roue à godets est sa taille : le diamètre de la roue doit être supérieur ou égal à la hauteur de pompage. Ainsi, pour des hauteurs d’élévation élevées, comme au Vietnam ou en Syrie, les systèmes traditionnels sont encombrants, avec un diamètre de 10 m, et coûteux. Ces roues peuvent irriguer une superficie de 8 ha et délivrent un débit de 420 l/min si 2 bœufs sont attelés, surpassant ainsi toutes les machines précédentes. Le rendement de 0,7 est légèrement supérieur à celui de la chaîne à godets. La roue s’est ensuite adaptée à des hauteurs d’élévation plus faibles et on retrouve en Chine et en Thaïlande, de nombreuses roues de petite taille et bon marché. Le coût de la roue à godets est relativement faible puisqu’elle est de fabrication artisanale mais les emplacements appropriés sont rares et souvent soumis aux inondations. De plus, la réparation des norias atteint 50 % du coût initial. Cependant, d’après des études au Vietnam, la production agricole est supérieure de 24 à 60 % des frais de fonctionnement.

Des “châteaux du déserts” à but plus politique qu’agricole : l’exemple de Qasr al-Heir al-Gharbi

A l’époque des Omeyyades, de nombreux sites appelés “châteaux du désert” sont édifiés dans les steppes du Proche-Orient. Le palais très décoré de Qasr al-Heir al-Gharbi fait partie de l’un d’eux. Composé d‘un bain, de bâtiments annexes, et d’un enclos agricole, il possède un système hydraulique alimentant le palais et les cultures en eau. La pluie est retenue par 2 barrages puis acheminée grâce à un canal souterrain de 16,5 km de long. L’eau amenée à l’enclos est stockée dans un réservoir, qui permet aussi de réguler l’arrivée d’eau avant d’arroser les cultures, et alimente un moulin.

La question du rôle de ces infrastructures se pose. En effet, certains sites ont été construits dans la vallée de l’Euphrate et le long des fleuves, zones au bon potentiel agricole. Cependant le Qasr al-Heir al-Gharbi fait partie des sites installés dans les zones sèches aux sols pauvres. Même si les surfaces agricoles peuvent s’étendre jusqu’à 10 km² pour ces châteaux du désert, le but principal de ces sites n’est pas une production agricole abondante, qui aurait été plus efficace dans les régions mieux arrosées. La rareté de l’eau et les conditions géographiques montrent une adaptation aux contraintes en établissant un réseau d’irrigation plutôt qu’un investissement massif agricole. D’autres hypothèses cherchent à justifier l’emplacement de ces palais du désert : ils seraient, entre autres, le centre des échanges entre les califes omeyyades et les chefs tribaux de la steppe syrienne. En tant que lieux de contact politique et d’exercice de pouvoir, l’architecture et l’environnement des palais reflètent le pouvoir et l’autorité des califes. L’environnement est plus délaissé car secondaire. Plutôt que de cultiver des plantes fragiles et belles, les cultures sont utiles (céréales, olives, légumineuses) pour soit subvenir aux besoins de la population vivant au château, soit obtenir des profits lors des années généreuses. Un environnement verdoyant est synonyme de réserves en eau démesurées. Grâce au contrôle de l’eau, le calife peut ainsi affirmer son pouvoir et contrôler la société.

Le déclin de l'Orient

Au temps des Abbassides et des Omeyyades, le monde arabe est connu pour son agriculture prospère : céréales, vergers traditionnels, mais aussi coton, riz ou canne à sucre sont cultivés. Les méthodes d’irrigation sont diverses et même si le chadouf reste largement utilisé, les norias et les qanats, coûteux, se développent. Ces 2 derniers procédés nécessitent une organisation sociale. Les qanats en Syrie se basent sur un système de tours de 12 jours (de 2h à 14h). L’unité de temps est une “heure” de 100 minutes et chaque travailleur reçoit en alternance, un temps de jour puis un temps de nuit. À Hama, on utilise des cycles hebdomadaires pour entretenir le réseau de norias. Grâce à l’héritage des anciens réseaux d’irrigation et après leur rénovation ou développement, les villes arabes, grâce à leurs bains, fontaines de mosquées, caravansérails, resplendissent.

Cependant au XIIIe ou XIVe siècle, cette région subit une désertification et le bas pays mésopotamien se transforme en marécage. L’Orient est aussi envahi par les Mongols, qui détruisent plusieurs villes et leur réseau d’irrigation. Ainsi, ces villes, prospères depuis 5000 ans sont abandonnées.

L'Asie centrale

L'évolution de l'irrigation à Ceylan

Le rôle de l'irrigation sur l’île de Ceylan, actuelle Sri Lanka, fut plus ou moins important au cours du temps. Le paysage est séparé en 2 zones biogéographiques très différentes : les montagnes centrales et le Sud-Ouest sont arrosés très régulièrement alors que le Nord et l’Est de Ceylan forment la zone sèche de l’île. La riziculture, introduite en Inde vers le Ve siècle, s’est développée dans la zone sèche, bénéficiant d’un meilleur ensoleillement et plus facile à essarter que la zone humide. En effet, cette dernière est connue pour sa végétation dense, ses marécages et sa faune difficile à maîtriser. Dans les plaines sèches du Nord, la petite irrigation était au départ employée : de petits étangs étaient formés pour conserver l’eau de la mousson mais cette dernière ne pouvait être conservée pendant plus d’une saison de culture. Il y avait donc des risques de famine en cas de précipitations insuffisantes. Cette technique d’irrigation ne permettait aucun excès ; afin d’augmenter la population, il fallait étendre le système. Des centaines d’étangs identiques ont été découverts montrant une densification sans développement du système. Cependant, lorsque tous les espaces furent occupés, cette méthode mena à une crise et fut abandonnée.

Pendant le premier siècle après J.-C., un changement d’échelle a lieu : l’irrigation en réseaux fait son apparition. Des canaux de pente très faible dérivent les fleuves des montagnes, dont les courants sont barrés par des chaussées (anicut). L’eau est retenue par des digues allant jusqu’à 14 km de long et la surface des lacs artificiels atteint 4 000 ha. Par ailleurs, l’agriculture évolue vers une philosophie d’optimisation et d’un approvisionnement régulier de l’eau. Le système d’irrigation se perfectionne donc en dérivant davantage de rivières, en reliant les bassins entre eux ou en amenant l’eau dans des dépressions naturelles où la construction des digues est plus facile. L’un des problèmes majeurs fut celui des chenaux d’écoulement. Sous les digues, les tunnels risquaient de s'effondrer ou d’être obstrués par des débris. Un procédé de vannes-puits, réutilisé par les Britanniques à la fin du XIXème siècle, fut mis en place : il permet de régler le débit d’eau malgré la forte pression et de réduire cette dernière lors du passage sous la digue. Un puits rectangulaire en bordure intérieure de la digue laisse entrer l’eau qui ressort à un niveau plus élevé par une conduite qui s’élargit jusqu’à l’extérieur de la digue pour réduire la pression.

Ce nouveau système hydraulique implique la maîtrise de techniques nouvelles, comme la planimétrie et le nivellement, et un bouleversement en termes d’organisation et production. Il faut en effet une planification sur le long terme, mobiliser et répartir une main d’œuvre importante.

Le Dehistan

Le Dehistan, au Nord-Est de l’Iran actuel, plaine alluviale aux conditions climatiques défavorables, est inoccupée jusqu’à l’Âge de fer. Une population de la plaine de Gorgân, émigre et s’installe dans la vallée de la Sumbar où le climat la pousse à maîtriser l’irrigation pour survivre. La poussée démographique et le contrôle de l’eau entraînent la colonisation du Dehistan. Un canal principal de 30 km de long fut creusé.

Le long de ce cours d’eau, plusieurs sites se sont formés, dont trois principaux. Deux des grands sites, Madau Depe et Tangsyk’ildja, sont distants de moins de 15 km et contemporains, mais aucun ne semble régner. Aucune centralisation de pouvoir ne peut être supposée. L’organisation sociopolitique plausible serait une jouissance commune de l’eau basée sur l’entraide et la gestion collective du réseau. Chaque groupe tribal possède son centre décisionnel et son territoire et participe aux travaux, à l’extension du système et à la répartition des quotas. Cette hypothèse se fonde sur un intérêt économique restreint, dominé par l’importance de la survie de chacun.

La période pré-sassanide marque la fin de cette entente sociale avec l’arrivée des Achéménides qui bloquent le flot. La population devient totalement dépendante et soumise à ce pouvoir contrôlant le réseau d’irrigation.

La Chine

L'émergence de l'agriculture

La première civilisation : le mythe fondateur de Yu le Grand

Vers 6000 av. J.-C., l’agriculture apparaît en Chine. On y cultive tout d’abord le millet dans le bassin du cours moyen du fleuve Jaune, puis le blé et l’orge. Dans la région de la Luo et de la Wei, la civilisation chinoise se crée et la légende de Yu le Grand, datée vers 2000 av. J.-C., est souvent racontée : face aux débordements du fleuve, Kouen construit des digues pendant 9 ans mais échoue et est exilé. Son fils, Yu, s’offre comme victime au fleuve, et deviendrait alors hémiplégique. Afin de contrôler les flots, il tente une nouvelle méthode : il creuse des canaux pendant 13 ans afin d’offrir un exutoire aux eaux et approfondit le lit du fleuve. C’est une réussite. Yu devient un héros et le fondateur de la première dynastie, les Xia. La civilisation chinoise serait alors née deux millénaires après les sumériens, mais elle est par contre reconnue pour sa continuité, de son apparition jusqu’à nos jours.

Le développement de la vallée de la Min par les Qin : le système hydraulique du Dujiangyan

Au IIIème siècle av. J.-C., lorsque les Qin occupent le royaume de Shu, des travaux importants sont entrepris afin d’aménager la région de Chengdu, zone aride détruite régulièrement par les crues violentes du fleuve Jaune. Li Ping, magistrat du royaume, crée un système d’irrigation, proche de la ville de Dujiangyan dans la dépression du Sichuan, afin d’utiliser les eaux du fleuve Min.

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Le système est composé d’une première digue, la "digue de mille pieds” dont la base est en bambou, qui permet la convergence du courant vers un bloc de pierres, le "nez de poisson” qui sépare le cours d’eau en deux. Les deux chenaux résultants sont séparés par la “digue de diamant”. L’un des chenaux est d’ailleurs creusé dans le roc à travers la colline. Cet exploit de creuser dans la montagne fut possible grâce à un système de chauffage et refroidissement et dura 8 ans. Ce système hydraulique nécessite un entretien précis : entre mi-octobre et fin mars, grâce à des barrages amovibles bloquant les cours d’eau, les canaux sont curés, les seuils et digues maintenus à une hauteur constante. Le "nez de poisson" est aussi souvent réparé.

Au début, cette infrastructure permettait d’irriguer 100 000 ha et le Sichuan devint le grenier à céréales de la Chine. Aujourd’hui, elle est toujours utilisée, et améliorée, elle permet d’irriguer 700 000 ha de terres. Li Ping, inventeur de ce système, devient un bienfaiteur immortel et un temple taoïste lui est dédié.

Le système d’irrigation souterrain à Turpan au Xinjiang : les Karez

Dans le désert de Taklamakan, Turpan est une des étapes de la Route de la Soie. Dans ce climat aride, les très faibles précipitations et hautes températures révèlent l’importance de l’irrigation au Xinjiang. Afin de subvenir aux besoins de ses habitants, de ses cultures et des commerçants étrangers, un système de Karez (“puits” en ouïghour) a été développé à Turpan vers 100 av. J.-C., par les Han. Ce procédé est inspiré des qanats, qui amène l’eau des glaciers ou des nappes phréatiques vers les cultures. Creuser ces tunnels prend des années. Turpan se situant en-dessous du niveau de la mer, la gravité achemine l’eau facilement jusqu’à la ville, sans énergie supplémentaire. Comme les qanats, les Karez protègent l’eau de l’évaporation et des sédiments des tempêtes de sable en la faisant circuler dans le sous-sol. Ils permettent alors d’obtenir une eau de bonne qualité.

Cette infrastructure s’étend sur 5 000 km, un Karez horizontal pouvant mesurer jusqu’à 50 km. Au bout de chacun d’eux, au niveau de la “bouche de dragon” un réservoir stocke l’eau la nuit pour mesurer le niveau de l’eau et la redistribuer grâce à des canaux.

Ce système d’irrigation a permis de faire vivre cette région jusqu’en 1950,  lorsque des constructions en béton l’ont finalement remplacé. En 2003, seuls 614 Karez, sur près de 2000, fonctionnaient encore.

Cultiver le blé dans la dynastie Qing

L’irrigation apporte une énergie considérable que l’on peut illustrer grâce à une étude du blé dans la dynastie Qing. 20 % de précipitations en moins par an transformerait une récolte habituelle de 1,5 tonne/ha en 750 kg de blé. La production serait ainsi divisée par 2. Pour compenser un déficit de 10 cm de pluie, il faut apporter 200 tonnes d’eau. Si l’on considère un rendement de 50 %, dû à l’absorption des sols et à l’évaporation, 400 tonnes d’eau sont nécessaires. 2 paysans peuvent soulever cette quantité d’eau à moins d'1 m en 80 heures mais ont besoin de 65 MJ d’énergie. Or un champ de blé fournit 2 GJ d’énergie digestible. Ainsi, la production serait 30 fois supérieure au coût énergétique (c’est-à-dire l’alimentation des travailleurs).

Les techniques d'irrigation

La riziculture et la force humaine

Panier basculant

L’eau est essentielle à la riziculture et une grande partie du système d’irrigation est basée sur la force motrice de l’homme. La méthode la plus simple et économique est un godet ou un récipient rempli d’eau élevé avec une corde. Elle ne délivre certes pas des quantités d’eau astronomiques mais possède des avantages : le transport et la distribution d’eau à chaque plante sont efficaces et ciblés. L’utilisation de godets et écopes à faibles hauteurs d’élévation, a mené au panier basculant, manœuvré par 2 personnes. Ces procédés ne peuvent pas être mécanisés et dépendent donc de la force de la main d’œuvre. Le rendement du panier basculant est faible (autour de 0,1) car l’eau est élevée à 1 m alors que les cultures ne se situent qu’à 0,3 voire 0,5 m. De plus, la torsion du corps absorbe une grande partie de l’énergie musculaire des travailleurs.

Ces procédés ont donc été améliorés. Plutôt que d’être transportables, les nouveaux dispositifs sont fixés au sol et suspendus ou pivotants : c’est le cas de l’écope basculante ou de l’auge basculante (dhone). La hauteur d’élévation reste faible (0,5-1m) mais la vitesse d’exécution est beaucoup plus rapide. Une dhone simple possède un débit de 170 l/min à une hauteur de 0,75 m et son rendement atteint 50%. Cependant, lorsqu’elle est utilisée à des hauteurs d’élévation excessives, son rendement diminue nettement. La dhone est une grande amélioration par rapport au panier basculant dont le débit ne dépasse pas 40 l/min. La dhone reste malgré tout moins efficace que les procédés continus comme la chaîne à godets et la noria mais elle fait office de compromis, étant un dispositif simple à faible coût.

On souhaite irriguer une culture de riz pendant 120 jours avec 850 mm d’eau, à une hauteur de 3 m. Pour cela, on utilise une machine élévatrice ayant un rendement de 0,5. Elle ne peut correspondre aux écopes ou dhones puisque la hauteur d'élévation est trop élevée, mais le chadouf semble être un bon choix. Sur une parcelle de 0,2 ha, on obtient 600 kg de riz. Ce chadouf est mis en mouvement par un homme, qui a par conséquent besoin d’énergie. D’après Kraatz, il aurait besoin de 35 kg de riz, et 35 kg supplémentaires pour les besoins du métabolisme de base, soit 12 % de la production totale de riz. On peut supposer les pertes de riz, dues à une mauvaise récolte, à 20 % de la production. Si 3 personnes sont responsables du champ, l’agriculteur aura besoin de 60 à 90 % de la production, suivant les méthodes d’estimation des besoins en riz. Un léger gaspillage, une main d’oeuvre plus importante, ou de mauvaises récoltes successives mèneraient alors aisément à une survie difficile de l’agriculteur et de sa famille.

La pompe à chaînes et palets

En Chine, la pompe à chaîne et à palets carrés, invention locale, aussi appelée machine aux vertèbres de dragon ou chapelet incliné, fait concurrence à la noria. La version la plus simple et la plus ancienne consiste en une roue à pédales. Le travailleur marche sur les palets pour faire tourner la roue qui amène l’eau jusqu’au dessus de la digue. Cependant, les pertes d’eau sur les côtés de la roue entraînent une diminution du rendement. On ajoute alors un caisson en bois protégeant l’infrastructure. Un problème, identique à celui des norias, se pose : le diamètre de la roue doit être égal ou supérieur à la hauteur d’élévation. On munit alors une chaîne sans fin des palets rectangulaires qui circule dans un long caisson en bois incliné. La chaîne passe sur 2 roues. La roue supérieure, d’entraînement, est tournée par 2 à 8 travailleurs actionnant les pédales, tandis que la roue inférieure est libre. Les palets poussent l’eau dans le caisson afin de l’amener jusqu’aux cultures. Ce procédé semble se rapprocher de la vis d’archimède, dont l’hélice pousse l’eau jusqu’à la hauteur désirée.

Efficace pour de faibles hauteurs d’élévation (de 1 à 5 m) et gros débits, la pompe chinoise est fréquemment utilisée dans les rizières qui nécessitent de grandes quantités d’eau. En effet, son débit peut atteindre 330 l/min. Installée sur des cours d’eau ou canaux, elle est toujours utilisée en Asie du Sud-Est dans les petits champs ou rizières. Comme pour les chadoufs, on peut aligner plusieurs pompes chinoises pour élever l’eau à une hauteur plus importante : 2 équipes de 4 hommes ont réussi à élever près 400 l/min d’eau à une hauteur de 0,9 m.

Résumé de la première partie

L’histoire de l’irrigation débute en Mésopotamie où la première civilisation, les sumériens, naît afin d’organiser la société et créer un réseau d’irrigation nécessaire à la survie du groupe. Grâce aux échanges dans le monde, l’irrigation gravitaire se transmet et évolue suivant les conditions environnementales et les contraintes. Certains systèmes et procédés disparaissent alors que d’autres sont toujours utilisés aujourd’hui, appréciés pour leur simplicité, durabilité ou efficacité.

Du Moyen Âge à la Révolution agricole

Étude de cas: Le canal de Craponne, un exemple de maîtrise de l'eau par l'Homme

Le canal, un système hydraulique intemporel

Un canal est un système hydraulique d’irrigation gravitaire ayant pour fonction de rassembler et distribuer les eaux selon un tracé artificiel, c’est une rivière artificielle. Sa mise en place dépend de nombreux facteurs tels que la topographie du terrain, la disponibilité de la ressource en eau ainsi que son débit ou encore l’accessibilité aux ressources nécessaires pour sa construction. La mise en place de telles infrastructures fait appel à des connaissances diverses et variées dans différents domaines et principalement dans l’hydraulique. En effet, en construisant un tel système, il est nécessaire de maîtriser et de comprendre l’inclinaison du canal, son débit ou encore la répartition d’eau au sein du canal. Un savoir-faire technique est également nécessaire notamment pour la construction du canal ainsi que pour ses propriétés physiques et chimiques (étanchéité, résistance..). Toutes ces connaissances doivent permettre de dériver l’eau sur une longue distance ainsi que de maîtriser son écoulement le long du cours d’eau.

Portrait d'Adam de Craponne

Canal de Craponne

Voici quelques avantages et inconvénients d'un système hydraulique d'irrigation gravitaire :

Avantages	Inconvénients
Technique maîtrisée car ancienne	Long à mettre en place et besoin important de main d'oeuvre
Aucune force extérieure nécessaire	Nécessite une surveillance importante
Augmente la biodiversité en créant de nouveaux réseaux d'eau	Potentielles pertes d'eau dues à la topographie du terrain

Le canal de Craponne, construit au XVIe siècle, constitue l’œuvre majeure de l’ingénieur Adam de Craponne. Œuvre de génie, Il est le fruit de son ingéniosité et a révolutionné les systèmes hydrauliques et renforcé considérablement le système agricole et économique de la région. Situé dans le département des Bouches-du-Rhône, il relie la Durance au Rhône pour un total de soixante deux kilomètres de long. Ce canal, construit en quatre ans, avait pour objectifs majeurs d’alimenter en eau les moulins, d’arroser les terres agricoles présentes dans la région ainsi que de permettre la navigation. En réalité, le canal de Craponne est semblable à un immense réseau d’eau et de canaux secondaires servant principalement pour l’irrigation. Cet immense aménagement hydraulique s’étend sur presque de 145 kilomètres de canaux et est considéré comme remarquable par sa taille, son efficacité ainsi que son débit. C’est le premier grand canal capable de dériver l’eau d’une rivière sur une si grande distance.

En construisant son canal, Adam de Craponne a su faire preuve d’ingéniosité en repensant de nombreux systèmes existant et en cherchant à les améliorer du mieux possible. L’efficacité était son mot d’ordre et l’histoire en est la preuve-même de l’efficacité du système hydraulique qu’il a construit : en quatre siècles, son œuvre n’aura subi que quelques modifications mineures. Les ingénieurs hydrauliciens du XIXe et du XXe siècle ont d’ailleurs souligné l’excellence du travail fourni par Adam de Craponne.  

Le génie d’Adam de Craponne

Lieu de captage de l’eau et prise d’eau du canal

Prise d'eau d'un canal

La mise en place d'un canal est particulièrement complexe et nécessite une étude approfondie du terrain et de la région. Plusieurs défis doivent être relevés afin de pouvoir construire un canal efficace pouvant acheminer l'eau sur une grande distance. L’un des premiers et l’un des plus importants est le choix du lieu de captage de l’eau permettant de donner naissance au canal. Le lieu de captage de l'eau, aussi appelé la prise d'eau, constitue le point de départ de tout canal. Déterminer ce lieu de captage est indispensable pour permettre d’assurer une alimentation suffisante en eau quelle que soit la saison. Plusieurs paramètres doivent être pris en compte pour le choix du lieu de captage de l’eau. Il est tout d’abord impératif de commencer la construction du canal sur un site suffisamment élevé afin de conserver une pente le long du parcours de l’eau lui permettant de s’écouler convenablement suivant la pente naturelle du canal. Cette prise d’eau doit également être placée à l'endroit où la rive est la plus résistante.

En construisant son canal, Adam de Craponne a modifié la composition standard des prises d’eau en révolutionnant les techniques utilisées afin de les rendre plus efficaces et résistantes. Par définition, la construction d’une prise de canal nécessite l’établissement d’un barrage de dérivation. En construisant la prise d’eau de son canal, Adam de Craponne a utilisé un barrage de dérivation amélioré appelé barrage volant et permettant de diriger l'écoulement de l'eau dans la direction souhaitée.  Afin d’éviter tout risque d’inondations des communes alentours, ce barrage ne devait pas pouvoir bloquer une importante quantité d’eau et être facilement emportable par de forts courants. C’est pour cette raison qu’il n’était pas constitué de matériaux résistants et devait être reconstruit à chaque fois qu’il était détruit. Il devait donc être facile à mettre en place, être situé sur les lieux les moins vulnérables afin d’éviter tout accident et devait être placé obliquement au courant de la rivière pour éviter toute destruction prématurée. Il était composé de chevalets, pieux, fascines et gabions et construit à partir de bois et de pierres. Le bois utilisé était du chêne puisqu’il est imputrescible dans l’eau limitant toute détérioration au cours du temps. Les troncs d'arbres utilisés pour les chevalets étaient coupés au niveau de la fourche. Les deux branches partant de la fourche étaient alors enfoncées dans l’eau, laissant seulement apparaître en surface les troncs d’arbres.

Derrière ces troncs fourchus sont disposés des pieux permettant leur maintien en place. La succession de ces troncs fourchus forment alors les chevalets enfoncés dans le bras de rivière et reliés entre eux par des fascines, des branches de pins assemblées entre elles pour former un fagot.

Afin d’assurer la stabilité du barrage et d’augmenter le poids donc la résistance de ce dernier, des gabions sont empilés pour parachever la digue. Ces gros blocs de pierres servent à maintenir les chevalets et les fascines en place dans la rivière. Les gabions étant lourds, un mètre cube de gabion comprend près de 1,5 tonnes de pierre, la mise en place de ces derniers est complexe et requiert une importante main d’œuvre afin de les faire basculer dans la rivière. Ensuite, la dérivation de l’eau se fait par un chenal, un petit cours d’eau parallèle à la rivière et dirigé par l’homme, qui permet de diriger l’eau depuis le barrage volant vers l’entrée du canal. Au niveau du chenal, l’eau est donc dérivée mais son débit n’est pas contrôlé.

La martellière: révolution hydraulique

Gabion

L’un des objectifs majeurs du Canal de Craponne était l’irrigation des terres agricoles de la région. Afin de répondre à l’ensemble de la demande en eau, le débit du canal devait être optimal et pouvoir être maîtrisé à tout moment. Le débit d’eau entrant dans le canal est alors régulé par un aménagement hydraulique particulièrement bien conçu et efficace appelé la martellière. Une martellière désigne de façon générale, une construction en maçonnerie disposant de glissière permettant d’y placer des vannes pouvant être manœuvrées à l’aide de chaînes en fer. Il existe deux types de martellières: les martellières transversales qui permettent de barrer le canal sur toute sa largeur permettant ainsi aux hommes de fixer et de réguler le niveau d’eau grâce aux vannes. Les martellières latérales quant à elles, servent à la distribution de l’eau une fois celle-ci rentrée dans le système hydraulique. La disposition de plusieurs martellières latérales permet de distribuer l’eau dans différentes directions pour des usages différents.

Martellière

La martellière mise en place par Adam est particulièrement efficace et est remarquable pour sa praticité. Elle est faite de piliers en pierre et coupe la rivière en largeur à la manière d’un pont. L’eau entre alors sous des voûtes très basses et arrivent ensuite dans un vaste bassin où elle se déverse. Ce système de régulation se compose de plusieurs vannes ou portes en bois de chêne manœuvrées par des hommes à l’aide de chaînes en fers et permettant de facilement réguler le débit d’eau du canal. Cette construction s’appuie d’un côté sur le rocher et de l’autre sur une muraille de pierre. Cela permet à l’édifice d’être plus résistant et stable face aux forts courants d’eau et aux risques éventuels de crues de la rivière. Au cours du temps, ce système hydraulique aura connu de multiples modifications permettant d’améliorer considérablement son efficacité. Le nombre d’ouvertures pour l’entrée d’eau a par exemple été modifié, ou encore les matériaux utilisés ont également changé. On est ainsi passé de quatre vannes d’ouverture en bois de chênes à huit vannes d’ouverture en fer manœuvrées chacune au moyen de crémaillères permettant de réguler précisément le débit d’eau au litre/seconde près. Afin de manœuvrer ces vannes, une passerelle a été construite au-dessus permettant la libre circulation des hommes et un bon maniement de ces vannes, le but étant d’être précis. Lorsque l’eau traverse les martellières, elle s’écoule ensuite dans un grand bassin servant de bief, situé en aval de l’édifice, puis finit sa course dans le canal.

L’histoire a montré que les idées et les innovations d'Adam de Craponne ont révolutionné le domaine et la façon de construire un canal. En effet, la grande martelière mise en place par Craponne se démarque par son efficacité imparable à freiner l’eau dériver par le barrage ainsi qu’à la contrôler. Ce système hydraulique s’est révélé extrêmement efficace et pertinente au cours des siècles d’existences du canal : au cours des quatre siècles qui ont suivi cette innovation, ce même système fut très souvent réutilisé. Adam de Craponne est donc parvenu à dompter et maîtriser l'eau de Durance, une eau capricieuse et sauvage, afin de se l’approprier et d’en tirer profit. Elle est devenue un véritable atout pour les hommes qui pouvaient à présent modifier comme ils le souhaitent l’écoulement de l’eau et s’en servir pour l’irrigation des terres et l’alimentation des fontaines.

Contrôle, gestion et partage de l’eau : le rôle des partiteurs ( protection du canal)

Arcade du partiteur

Le canal de Craponne requiert une importante maintenance et exige une surveillance accrue. C’est pourquoi il faisait l’objet de contrôles réguliers afin que l’eau puisse circuler normalement et qu'aucun obstacle n'obstrue le chemin. Afin d’éviter le débordement du canal, Adam de Craponne a mis en place un système de prévention appelé système de coup-perdu au niveau de la prise d’eau du canal. Ce système de coup-perdu permet de réguler le niveau de l’eau dans le canal et d’évacuer le trop plein d’eau. A l’aide d’un système de martellières inverses, il est parvenu à faire retourner l’eau naturellement dans la rivière. En effet, lorsque les vannes sont fermées, l’eau ne peut continuer sa course vers le canal et se retrouve bloquée. Elle retourne alors naturellement vers la Durance. Les prises d’eau sont également composées d’un déversoir qui permet à la fois d’évacuer le surplus d’eau ainsi que de définir et réguler le débit d’eau. Ce système hydraulique est semblable à une martellière et une dérivation d’eau.  L’eau est arrêtée par une vanne et des repères permettent de connaître la hauteur d’eau entrante. On peut alors facilement en déduire le débit d’eau entrant en déterminant cette hauteur d’eau et le temps d’ouverture de la prise d’eau. Le contrôle du débit de l’eau était donc grandement amélioré par la mise en place de cet exutoire au niveau de la prise d’eau du canal.

Une fois l’eau calibrée par les déversoirs et les martellières, elle s’écoule dans le canal. Adam de Craponne devait s’assurer de la bonne gestion de cette ressource. Pour ce faire, il est nécessaire de répartir équitablement et proportionnellement aux besoins l’eau du canal vers d’autres segments de canaux servant par exemple à l’irrigation ou encore à l’utilisation personnelle. Le partage de cette ressource était assuré par les partiteurs qui sont des bassins de partages d’eau. Le partiteur est composé d’un bassin de retenue d’eau appelé bief. Lorsque l’eau arrive dans ce bassin, elle est ensuite partagée par un systèmes d’échelles permettant de donner les débits respectifs à envoyer vers les différentes segmentations. Le contrôle de ce débit et la quantité d’eau envoyée sont alors assurés en collaboration avec les martellières ayant des vannes permettant de bloquer ou de favoriser l’écoulement de l’eau. Le partiteur est donc constitué d’une digue de pierre servant d’édifice principal, sur lequel est aménagé un espace permettant le maniement des martellières qui sont à l’origine de la distribution de l’eau. Le débit d’eau est alors régulé par un système de martellières à trois arcades. Chacune de ces arcades va permettre de distribuer l’eau en quantité voulue dans la direction voulue en abaissant puis en relevant les vannes. Dans le cas du canal de Craponne, un partiteur a été construit au niveau de l’intersection entre la Branche d’Arles et Salon. L’une des arcades dirigeait et envoyait l’eau nécessaire pour le canal de Salon. Les deux autres étaient utilisées pour les branches d’Arles, d’Istres et pour le canal d’Eyguières. Pour son époque, cette construction est remarquable pour son efficacité. Elle permet de jauger et répartir l’eau de façon précise, permettant ainsi une répartition de l’eau au plus juste entre chaque branche du canal. Ce partiteur est encore un exemple et une démonstration de la maîtrise de l’eau par l’homme.

Un canal d’irrigation

Des problématiques de quantités d’eau

En 1559, après 5 ans de durs et longs travaux, l’eau coule enfin dans le canal de Craponne et ce dernier peut alors permettre d’approvisionner en eau les différents champs et culture situés dans son rayon d’action. Cependant, il arrive que l’eau disponible dans le canal soit insuffisante et ne permette pas un approvisionnement suffisant en eau. En effet, ce canal devait approvisionner de nombreuses cultures différentes marquées par des besoins en eau très variés. On retrouvait par exemple la culture de céréales en particulier le froment. La région comptait également de nombreux arbres fruitiers tels que des pommiers, noyers ou encore figuiers ainsi que de nombreux jardins produisant différentes sortes de légumes tels que des poireaux, des courges ou encore des choux. Toutes ces cultures nécessitent des besoins en eau très variés: afin de produire 1 kg de blé, 590 litres d’eau sont nécessaires alors que la production d’un kilogramme de noix requiert pas moins de 9000 litres d’eau ! Ainsi, afin de réguler le débit d’eau, il était donc nécessaire de prendre en compte la nature de la culture ainsi que la taille du champ que l’on irrigue. Afin de permettre aux paysans de pouvoir mener à bien leurs récoltes, des règles précises sur l'arrosage ont été mises en place et témoigne d’une organisation du système d’irrigation dès ses débuts. Des jours de l’eau sont mis en place et permettent aux paysans d’avoir accès à la ressource pour leurs champs.

La région fut aussi marquée par des étés chauds et secs durant lesquels l’étiage, c’est-à-dire le niveau du cours d’eau, est très bas rendant alors impossible l’irrigation et favorisant les manquements à la loi. Des règles strictes sont mises en place. Parmi les règles mises en place, on retrouvait l’interdiction de faire des barrages dans la rivière afin de permettre à l’eau de s’écouler sans interruption ou encore l'interdiction de se servir directement en eau dans le canal. Afin d’assurer le respect de ces règles, des gardes de l’eau appelés egayers étaient postés à différents endroits du canal.

Par cette organisation, Adam de Craponne essaye de permettre à tous de pouvoir profiter de l’eau du canal.

L'acheminement de l'eau du canal

Rigole d'eau

À partir de ce canal, l’arrosage se développe et s’organise. L'apport en eau dans les champs est largement facilité par la présence du canal. L’irrigation des terres se faisait déjà dans la région mais avec l’arrivée du canal de Craponne les méthodes se perfectionnent et l’arrosage prend une toute autre tournure. L’irrigation à partir d’un canal comme celui de Craponne nécessite la mise en place de réseaux d’eau et de systèmes techniques biens structurés permettant à chaque paysan de pouvoir profiter de l’eau apportée. Pour ce faire, le canal de Craponne se dote d’un ensemble de réseau de ruisseaux permettant de conduire l’eau jusqu’aux terres à partir du canal. En effet, avant la construction du canal de Craponne, seuls les cultures et champs situés aux alentours d’un cours d’eau naturel étaient arrosés. En construisant son canal, Adam de Craponne a voulu étendre cette distribution d’eau et permettre d’arroser également les terrains en plaine. La ramification du canal de Craponne en plusieurs petits réseaux d’eau a permis de résoudre ce problème. Ces petits ruisseaux d’arrosage longent les parcelles de terre à irriguer et sont munis d’ouvertures permettant l’arrosage. Chacun de ces ruisseaux est destiné à une ou plusieurs parcelles bien définies. De cette manière, la quantité d’eau distribuée est parfaitement définie. Un plan parcellaire délimité par de nombreux canaux se met en place. Ainsi à partir de la branche mère du canal se met en place des canaux secondaires et tertiaires dotés de rigoles permettant d’acheminer finalement l’eau aux cultures. Le débit des rigoles doit être suffisamment élevé afin d’éviter toute perte d’eau par absorption ou évaporation en raison de la faible quantité d’eau qui circule. L’alimentation en eau de ces réseaux d'eau secondaires se faisait encore une fois à l'aide de martellières. L’ensemble des ces martellières et réseaux d’irrigations montrent une réelle organisation de la distribution de l’eau. Ces systèmes techniques ont été pensés afin de faciliter le partage de cette précieuse ressource et permettre de répondre aux besoins des usagers ainsi que de respecter les droits d’eau.

L'irrigation des terres par le canal

• La préparation des terres : Afin d’arroser les cultures en eau, il est nécessaire de maîtriser l’écoulement de l’eau depuis le canal jusqu’aux cultures. Il faut pouvoir acheminer la bonne quantité d’eau en évitant les potentielles pertes hydriques. Il est donc nécessaire de préparer le terrain à irriguer. Ainsi, les champs vont être épierrés et délimités par les amas de pierres retirées. Des cyprès sont plantés afin de faire barrage au vent et une nouvelle végétation pousse en bordure des ces cultures transformées. Afin que l’eau puisse se répartir parfaitement lors de l’irrigation, il est nécessaire d'équilibrer la surface du sol. Ce nivellement doit se faire sur l’ensemble du champ. La mise en place de l’irrigation va entraîner une véritable transformation du paysage et nécessite donc une importante préparation des terres.

• L'irrigation : La principale méthode d’irrigation employée était l’irrigation par submersion. Cette technique d’irrigation permet de recouvrir le sol d’une couche d’eau d'épaisseur suffisante permettant d’imbiber entièrement la terre. Pour ce faire, des martellières et des déversoirs sont installés au  niveau des rigoles longeant le champ en amont. Ces martellières vont être ouvertes puis refermées successivement afin de déverser la même quantité d’eau sur chaque parcelle du terrain et pouvoir le noyer entièrement sans laisser de surface sèche.

• Le métier d'arroseur : Une fois toutes ces ramifications mises en place, l’arrosage peut alors se faire. Arroser n’est pas une tâche facile et doit être réalisé avec précision et rigueur afin d’éviter tout gaspillage. Par conséquent, l’arrosage des cultures et autres champs est confié à des arroseurs, des hommes ayant une connaissance dans l’irrigation et les pentes du sol. C’est un métier qui s’est développé au cours des XIXe et XXe siècles. L’arroseur vit au rythme de l’eau et organise sa journée en fonction des temps d’arrosage des différentes parcelles. Il avait pour mission d’ouvrir et de fermer les vannes des martellières, de gérer les stocks d’eau. Afin de distribuer l’eau sur l’ensemble de la surface à irriguer, les arroseurs devaient utiliser des barrages faits de sparciers ou de morceaux de bois ou de pierres. Ces barrages permettaient de stocker une grande quantité d’eau délivrant un débit puissant permettant l’arrosage de toute la superficie de la culture. En irriguant les cultures, l’arroseur doit savoir irriguer l’ensemble de la culture sans laisser d’espaces secs ni pour autant la noyer. Il doit être capable d’étudier la pente du sol, la vitesse de l’eau ainsi que la nature du sol afin de parvenir à ses fins. Tout cela nécessite donc des connaissances et un savoir-faire spécifiques.

L'efficacité de l'irrigation par les canaux

Les services d'irrigation d’Adam de Craponne ont intéressé de nombreux paysans, villages et particuliers. À la fin du XVIe siècle, on dénombre près de 900 hectares irrigués à l’aide de l’eau du canal, uniquement dans le territoire de Salon. L’irrigation à partir du canal de Craponne couvre donc une importante partie du territoire. De nombreuses concessions d’arrosage sont accordées à des particuliers augmentant encore une fois la portée de l’irrigation du canal. Cependant, afin d'accroître le nombre d’usagers du canal et donc d’étendre ce dernier, il est nécessaire d’y apporter plus d’eau au préalable afin de pallier à la future consommation. Par conséquent dès 1569, il confie l’agrandissement de son canal à Antoine Gavin, un ménager professionnel. Il confie également aux frères Ravel, d'anciens géomètres, l'arrosage d'une partie du territoire de Salon qui était la seule région géographique arrosée à l’aide du canal de Craponne à ses débuts. Petit à petit, l’arrosage se met en place. À l’aide de son canal et de ses nombreux collaborateurs, Adam de Craponne est maintenant en mesure d'apporter de l’eau en abondance et de façon régulière.

Un besoin d’adaptation à l’essor des cultures (à l’ère industrielle)

Avec la présence du canal de Craponne dans la région, l'agriculture connaît une croissance fulgurante. Au XVIIe siècle, le canal irriguait une superficie de près de 2 300 hectares. Avec la révolution industrielle, les espaces irrigués par le canal de Craponne s’étendent considérablement. En effet, ce nombre se voit sextupler en seulement 2 siècles pour atteindre au début du XIXe siècle une surface irrigué de plus de 13 500 hectares. Finalement en 1955, date de la fin de cette étude de cas, le canal de Craponne alimente en eau près de 14 500 hectares de surfaces agricoles dans toute la région provençale. Le débit d’eau de la branche mère connaît également de nombreuses améliorations et la portée du canal de Craponne est largement améliorée. Vers 1571, le canal disposait de 1125 litres/seconde d’eau à répartir entre les arrosants. Avec les multiples aménagements que rencontre le canal, ce débit se voit fortement augmenté avec près de 1919 litres/seconde d’eau disponible au milieu du XVIIe siècle. Le Canal de Craponne est alors devenu un pilier de l’agriculture, il constitue un véritable atout pour la région et l’agriculture. Son utilité ne cesse de se confirmer au cours de ses années d’existence.

Les conflits des canaux

L’eau, une ressource particulièrement convoitée

Le Canal de Craponne, comme tout système réglementé, connaît ses contrevenants. Des conflits apparaissent avec ceux qui abusent de leurs droits d’eau ou encore ceux qui refusent de payer l’eau. On voit apparaître un véritable phénomène de vols d’eau. Des barrages illicites ou encore des prises d’eau non autorisées se mettent en place sur le canal. Ces actions récurrentes entraînent une certaine paranoïa et de nombreux arroseurs se mettent à passer des nuits à surveiller leur prise d’eau afin d'empêcher tout détournement. De même, certains arroseurs n’hésitent pas à utiliser plus d’eau que ce que leur droit leur avait accordé ou encore à modifier, en amont, les débits d’eau au niveau des martellières. Par exemple, en 1625 soit un peu plus de 75 ans après l’inauguration du canal, le Canal de Craponne compte près de 350 brèches illégales réparties sur l’ensemble du canal. Des tensions se créent entre les concessionnaires de l’eau comme les mouliniers et les paysans ayant tous deux un besoin important de cette ressource. Certains mouliniers n'hésitent pas à user de fourberies pour s’approprier la ressource et impacter les irrigants. Ils étaient par exemple capable de fermer les martellières en amont du canal, de modifier les martellières afin de diminuer le débit d’eau ou encore d’inonder les caves de certaines maisons riveraines. Ces tentatives de captations d’eau sont toujours remarquées et les effectifs des gardes-canal ont été considérablement augmentés au cours des siècles d'existence du canal. Toutes ces actions sont illégales et sont systématiquement réprimandées. Les contrevenants se voient infliger de lourdes sanctions qui se traduisent le plus souvent par des amendes. Malgré la mise en place de règles strictes et d'une surveillance accrue, l’eau reste très convoitée et de nombreux manquements à la loi et incivilités sont observés.

Des problèmes de gestion de l’eau

L’eau est un bien particulièrement précieux. Cela fait de cette ressource une cause de querelles et d'affrontements entre les hommes. Le Canal de Craponne ne fait pas exception à la règle et est tout autant concerné par ces tensions. Son eau est alors convoitée par tous et des rivalités se mettent en place entre les usagers du Canal.

Un des principaux problèmes que rencontre Adam de Craponne est la pénurie d’eau dans son Canal. Cela est due aux conditions techniques, au manque de soin apporté au canal ainsi qu’aux dégâts causés par les inondations de la Durance qui impactent fortement les infrastructures du Canal de Craponne. En effet, après quelques années d’utilisation, l’eau n’avance plus dans le canal. Des débris bloque la voie d’écoulement de l’eau, il est nécessaire de nettoyer le canal et le débit est insuffisant à cause des détournements d’eau qui se font en amont. Les propriétaires de moulins et paysans situés en fin de réseaux se sentent lésés et estiment que leur droit à l’eau n’est pas respecté. Ils décident donc de se retourner contre Adam de  Craponne en portant plainte et en réclamant un dédommagement. Mis à part les manques d’eau, des problèmes d'excès d’eau arrivaient également bien qu’ils soient beaucoup plus rare. Une des principales causes de ces excès d’eau sont le mauvais entretien du canal ainsi que les intempéries pouvant causer des dégâts au canal sur le long terme et entraînant des débordements d’eau difficile à maîtriser.

Un canal influençant la structure sociale

L’organisation du système d’arrosage

Le système d’irrigation est un système d’arrosage cependant à cause la sécheresse l’apport d’eau n’était pas régulier. Le canal permet de meilleur rendement agricole et une sécurité hydrique. De nouvelles parcelles agricoles sont créées.  Pour bénéficier du canal, il y a une redevance à chaque arrosage. Les arrosages sont épisodiques soit deux jours par semaine sur 900 hectares. C’est un système d’arrosage à tour d’eau, c’est-à-dire que chacun se sert à son tour. La durée d’usage dépend de la superficie et du débit de la prise d’eau. Un calendrier journalier est mis en place à cette époque. Le tour d’eau s’adapte à fonction de la demande et des aléas climatiques.

La vision de l’eau du canal

Ce canal est à la fois craint et respecté. Lors de son arrivée, une cérémonie eut lieu pour célébrer la réception de cette eau. Dû aux conditions climatiques peu clémentes et aux courants de la Durance, la plupart des gens ont peur des cours d’eau: c’est un élément non maîtrisé.

Les eygadiers

Ce canal fonde une véritable structure sociale par son organisation et son calendrier journalier mais aussi par la création d’un statut. Les hommes canal ou eygadiers, un métier existant évolue. Ces hommes ont un bon statut social car ils sont respectés. Ils ont la réputation d’être des hommes biens et honnêtes: ils doivent prêter serment pour travailler. Les hommes canal distribuent l’eau, surveillent et entretiennent le canal, organisent les tours d’eau, établissent le paiement annuel et représentent la police des eaux. Tous les ans, le canal est vidé pour l’entretenir. On répare les infrastructures comme les martellières et les fossés, on nettoie pour enlever le limon. Cette technique d’entretien vient de la plaine de la Ghouta vers Damas.

Un système économique de gestion du canal avant-gardiste

Le financement du projet de construction du canal

Ce canal est aussi un témoin d’une organisation économique. En effet pour financer le projet. Craponne doit présenter son projet aux communes et aux villes pour recevoir des financements. Ils marchandent avec des grands propriétaires et sa famille: en échange de leur participation financière, il peut promet un accès au canal. Cette organisation correspond à celle d’un «bien à péage ou de club» : toute personne peut accéder au canal en payant en retour.  Ses projets fonctionnent comme une véritable entreprise. Ses biens bénéficient à de nombreux clients. Les paysans peuvent irriguer leurs terres et avoir un meilleur rendement de leurs récoltes. Les communes rassurent leurs populations en améliorant la maîtrise de l'eau. Adam de Craponne enfouit le canal sous une commune et contrôle le débit de l'eau. Les acteurs privés comme les grands propriétaires peuvent irriguer les jardins de leurs grandes propriétés.

La société d’Adam de Craponne

La société de Craponne lors de la construction emploie des artisans locaux. Les employés viennent avec leurs propres outils (dont ils sont plus à même de maîtriser l’usage). En fonction de leurs compétences leurs salaires journaliers augmentent. Les matières premières comme le bois et la pierre proviennent de forêts et de carrières voisines. C’est une construction locale.  Craponne établit des droits de l’eau, ainsi il est interdit de construire des barrages ou de construire un canal tertiaire pour irriguer son champ. Ces droits permettent à Craponne de gagner des revenus. En effet, chaque personne utilisant le canal lui doit une redevance: les eaux du canal sont considérées de nouveau comme un «bien à péage ou de club».

Les assemblées du canal

La France à cette époque se réforme, beaucoup de statuts sont à modifier ou à créer. Par exemple, le statut d’un ingénieur n’est pas encore défini: c’est un titre donné par le roi mais sans signification. La noblesse et le clergé forment une pression sur le Tiers État avec de nombreux impôts. Malgré un contexte laissant peu la parole aux paysans, des assemblées participatives organisées par l’entreprise d’Adam de Craponne ont lieu pour résoudre les problèmes liés au canal. Les usagers (les clients de la société du canal) peuvent prendre part aux décisions.

De nos jours des organisations similaires existent: ce sont les ASA (Associations syndicales autorisées): elles gèrent les infrastructures, les surfaces d’irrigations et les irrigants. On compte entre 1700 et 2000 ASA d'après le Ministère de l'Agriculture et de l'Alimentation français: des ASA qui pratiquent l’irrigation gravitaire par canaux (les plus anciennes) dans le Sud-Est et en Languedoc-Roussillon et des ASA plus récentes , dans le Sud-Ouest et Poitou-Charentes dont l’eau provient de rivières directement ou par des retenues d’eau. Cependant, ces organisations essentielles sont menacées par le manque de soutien notamment financier au niveau local. L’Etat propose des mesures pour les aider.

Résumé de l'étude de cas du Canal de Craponne

Cette période est marquée par une modernisation des techniques et de l’organisation de l’irrigation. L’Homme s’affranchit des aléas climatiques et maîtrise l’eau améliorant son niveau de vie. Durant cette phase transitionnelle, la société met en place des structures sociales et économiques (la société de Craponne qui construit et entretien le canal) pour consolider cette mainmise sur la “nature” et assurer la pérennité de ces techniques. Utilisé sans interruption depuis le XVIe siècle, le Canal de Craponne a grandement favorisé le développement agricole et économique de la région. L’eau devient de plus en plus demandée au fil des siècles et de nouveaux canaux sont construits. Une concurrence se met en place et provoque des tensions. Ces conflits montrent alors l’intérêt que les gens portent à l’eau. Durant plus de 400 ans, les mêmes conflits se sont reproduits encore et encore. Le Canal de Craponne a créé un véritable mode de vie marqué par de nombreuses tensions auxquelles les hommes ont dû s’adapter. Au cours de ces siècles de nombreuses batailles de l’eau se sont déroulées et montrent à quel point les hommes sont attachés à cette ressource si convoitée. La motivation et la volonté n’ont pas été perdues au cours des siècles et les différents procès et querelles témoignent d’une détermination sans limite. L’eau est un éternel enjeu qui aura su aussi bien diviser que rapprocher les hommes suivant leurs intérêts. Malgré tous ces litiges et conflits, on constate une profonde volonté à vouloir faire respecter les droits d’eau et permettre à tout le monde de profiter des bienfaits du canal.

De la Révolution agricole jusqu'à aujourd'hui

Etude de cas: la Chine de Mao ZeDong

Des stratégies économiques pour un essor économique du pays

La Chine couvrant 9 600 000 km² (d'après l'ONU) possède plus de 50 000 cours d’eau, dont le Fleuve Jaune. Ce fleuve est surnommé le “chagrin de la Chine” car malgré son pouvoir pour rendre les terres fertiles par le limon qu’il draine, il sort souvent de son lit créant de terribles dégâts. Le pays n’est pas en manque d’eau, cependant par sa forte population 612 241 552 en 1955 d’après le département de l’économie et des affaires sociales des États-Unis, le risque de famine est toujours présent. Les régions du Sud moins sèches que celles du Nord restent la principale zone de production agricole. Elles cultivent du coton, du blé, du colza, de l’orge, du maïs, du sésame et du riz. Le climat subtropical permet de faire deux  à trois récoltes de riz dans l’année. Au Sud-Ouest, le climat est chaud avec de fortes pluies, on y cultive du thé, de la canne à sucre et du riz en terrasse à cause du relief escarpé.  

Le pays est sous-développé : en 1949 80% de la population vit de l’agriculture, les paysans disposent des plus bas revenus, l’industrie n’est pas développée. Mao ZeDong souhaite augmenter la puissance de la Chine communiste et la faire rayonner mondialement. Cela se traduit notamment par la réforme agraire puis la politique du « Grand bond en avant» entre 1956 et 1967 dont le but est d’accroître la production agricole et industrielle. Le but est que la Chine « marche sur ses deux jambes »: c'est-à-dire pouvoir s'appuyer économiquement sur le secteur agricole et industriel. Un traité d'alliance, d'amitié et d'assistance mutuelle est créé entre l'URSS (Union des Républiques Socialistes Soviétiques) et la Chine en 1950. Pour l'URSS, la Chine devient son bras droit en Asie notamment pour la guerre de Corée (1950-1953). La Chine, elle, est aidée techniquement et financièrement par l'URSS. Pour pallier le retard industriel, la Chine compte sur l’économie agricole: avec l’exportation des surplus agricoles l’industrie peut être financée. En réalité les surplus agricoles sont des quotas imposés par l’Etat que chaque village doit livrer aux cadres locaux et régionaux (représentants de l'Etat Central chinois). La Chine doit rembourser les prêts faits à l’URSS dans son aide pour son essor économique. Mao ZeDong planifie une production de 750 millions de tonnes de céréales pour l’année 1965. Cela correspond à une tonne produite par habitant. Cette estimation pharaonique est presque quatre fois plus élevée que la bonne récolte de 1958. Au lieu de “reposer les paysans pendant un an” selon l’idée de Mao, cela a accru les difficultés. Face à cette situation un marché noir de nourriture se développe, certains dissimulent une partie de leur culture.

La société transformée par un pouvoir fort

Cantine collective

C’est à coup de promesses, de pressions que l’Etat impose sa politique agricole. Mao ZeDong s’inspire du modèle soviétique: les sovkhozes (fermes soviétiques). Les villages sont organisés sous forme de coopératives ressemblant beaucoup aux fermes soviétiques. Ces organisations doivent être autosuffisantes et autonomes. Elles sont composées de cent à deux cents familles, chaque paysan est payé au prorata selon son travail. Les terres sont confisquées par l’Etat et redistribuées, cela représente 43 millions d’hectares. Ainsi l’agriculture s'intensifie grâce au développement des engrais chimiques, de la sélection des graines productives et de cultures et de la mécanisation (tracteurs, machines d’irrigation). L’irrigation et le drainage sont aussi mis en avant: en trois ans le Nord de la Chine possède 40 millions d’hectares supplémentaires irrigués tandis qu’au Sud le drainage et le contrôle des crues se développent. Dans une logique de politique communiste: le matériel agricole, les infrastructures d’irrigation et les animaux voire les ustensiles de cuisine (création de cantine collective) sont d'abord collectés puis redistribués, ils appartiennent à plusieurs familles et exploitations. On peut l'associer à la notion des communs d'Elinor Ostrom: suivant des règles communes, les villageois se partagent les différents biens. Comme pour l’industrie, les connaissances des soviétiques permettent aux Chinois de moderniser l’agriculture et d’instaurer des techniques d’irrigation notamment avec la construction de nombreux canaux, de digues et de barrages. Ce sont les hommes qui sont chargés des travaux, souvent paysans cela réduit la main d’oeuvre aux champs.

Carte représentant le drainage du bassin du Tarim (Chine Occidentale)

L'État décide d’élargir encore ses territoires agricoles en transformant des régions souvent frontalières comme la Mongolie Intérieure ou le Tibet faibles en hydrométrie avec un climat désertique.Pourtant des oasis très fertiles existent dans ces déserts comme dans le bassin du Tarim où l’irrigation sous forme de canaux sous le sol sont utilisés pour que l’eau ne s’évapore pas. Cette action a un double objectif: augmenter la production agricole mais aussi renforcer le pouvoir du gouvernement dans ces régions. En effet, ce sont des minorités ethniques qui y vivent principalement  comme les Tibétains ou les Ouïghours (à l'Ouest de la Chine). L’ethnie majoritaire en Chine sont les Hans.

Le bilan de la politique du Grand Bond en Avant

Cette politique n’a pas eu le succès escompté et est plutôt considérée comme un échec avec un lourd bilan humain de plus de 30 millions de morts (les chiffres sont très variables, cela correspond à la moyenne). La politique agricole n’est pas viable: le climat peu propice (sécheresses que l’irrigation ne peut compenser) et les prélèvements agricoles sont si importants que certains villages comme dans la province du Henan sont résignés à manger des feuilles, voire à pratiquer le cannibalisme. Cependant le fleuve Jaune traverse le Henan, c’est une terre agricole fertile et abondante en eau. La famine s’abat sur la Chine tuant entre 20 et 40 millions de personnes à cause de quotas mensongers et irréalistes entre 1959 et 1962. L’exécution des Chinois ayant des pensées un peu trop capitalistes que communistes a lieu dans les campagnes, diminuant et affaiblissant la main d’oeuvre et renforçant la famine. L’intensification et la spécialisation d’une culture comme le coton très gourmande en eau et non nourricière affaiblit la main d’oeuvre et les ressources en eau. Elles sont surexploitées:  des oasis du bassin du Tarim s’épuisent voire sont détruites. En effet, l’ethnie Ouïghours traditionnellement est éleveuse et ne cultive pas la terre. La demande en eau est moindre. Même les régions habituellement fertiles où le fleuve Jaune en passant dépose son limon sont produisent très peu. Les paysans sont finalement plus pauvres qu’avant le Grand Bond en Avant.

Etude de cas: le Sénégal

Un système socio-économique pour développer le pays

Avec une superficie de 196 712 km² et une population de 16 209 125 d’habitants en 2019, le secteur agricole est très important pour nourrir la population. Il représente 17,5 % du PIB en 2013 avec 9 millions hectares de surfaces exploitées et emploie des ⅔ des actifs sénégalais. l’agriculture mobilisant plus la majorité de la population a une place importante dans le système social et économique. L’agriculture sénégalaise doit faire face à beaucoup de difficultés comme les pluies d’une année sur l’autre peuvent être très espacées créant de grands écarts de production. Le climat est soudano-sahélien, la pluviométrie peut aller de 300 mm/an au Nord à 1 200 mm/an au Sud-Est. L’irrigation semble être une solution pour diminuer les importations alimentaires comme atteindre l’autosuffisance en riz.

Culture d'arachide en Casamance (région longeant le fleuve Sénégal)

A l’époque coloniale, la valorisation du fleuve Sénégal est pensée mais réalisée uniquement en 1939, c’est une irrigation par submersion. Des digues sont créées pour contrôler la submersion avec une organisation autonome de la vallée du fleuve. Le projet veut irriguer 30 000 hectares pour produire 60 000 t de riz. 5,5 milliards de CFA sont dépensés mais c’est un échec à cause de la méconnaissance du milieu: la technique par submersion n’est pas appropriée. A cela s’ajoutent le manque de pluies, de crues, d’organisation et d’engagement des locaux. L’Etat sénégalais souhaite une structure d'irrigation stable et efficace. Cependant, la coordination entre les différents acteurs comme l’engagement des paysans est non négligeable. L’agriculture irriguée correspond à 5% des surfaces cultivées, elles sont concentrées autour du fleuve Sénégal. En 1972, dans le but de valoriser le territoire par l’irrigation, l’Etat établit une loi foncière pour diminuer les terres privées, hérités par les ancêtres qui créent des inégalités dans l’attribution des terres. Ainsi, ce sont les conseils ruraux qui attribuent les terres. Cependant, les exploitations restent globalement familiales avec un appui d’entreprises agricoles privées. Une société de développement chargée de promouvoir cette technique est créée. Cela correspond à l’«agro-business». Des étrangers et sénégalais investissent dans ces périmètres pour produire de l’horticulture de contre-saison pour l’export en Union Européenne par exemple, du riz, de l’oignon ou des pommes de terre pour une consommation locale. Les principaux bénéfices de la production agricole restent cependant l’arachide, le coton, la tomate et le sucre. L’arachide est cultivée dans 41% des surfaces agricoles, ainsi c’est la culture la plus commune dans les exploitations agricoles. Elle est aussi la principale source de revenus pour les agriculteurs. On estime qu’un tiers de la population vit de l’arachide, cela montre son importance socio-économique. Le coton où la culture est concentrée dans le Sud-Est, est une filière agricole qui a permis la modernisation des exploitations agricoles avec l’apport de l’irrigation notamment.

Une organisation s'adaptant aux ressources humaines et naturelles

Les territoires irrigués sont divisés en trois types: les petits, les grands périmètres et les périmètres intermédiaires. Les équipements et infrastructures sont fournis par des entreprises locales comme DELTA IRRIGATION ou DIOUBO et étrangères comme IDRACO, IRRIFRANCE (françaises) ou NETAFIM. DIOUBO a notamment pour objectif de diversifier ses activités dans le domaine de la construction pour créer des partenariats internationaux avec AZUD par exemple.

Les grands périmètres sont des cuvettes argileuses possédant une station de pompage, un réseau de distribution et de drainage. Ils correspondent à 44% de la production irriguée du pays. Les agriculteurs n’arrivent qu’en fin de projet, dirigé par l’Etat. Ces surfaces ont pour but de produire en grande quantité avec un rendement important. Ainsi la grande mécanisation et une gestion centralisée sont utilisées. La Société Nationale d'Aménagement et d'Exploitation des Terres (SAED), faisant partie de l’Etat, s’occupe de la gestion technique, financière, de la maintenance des aménagements, des équipements agricoles et hydrauliques, des contrôles et de la gestion foncière des terres. Elle gère aussi le calendrier des cultures et la planification des aménagements.  Les paysans n’ont à se préoccuper de rien, ils peuvent pleinement cultiver la terre en suivant les consignes de la SAED. Cette séparation des tâches rend les agriculteurs dépossédés de leur terre. L’Etat a trop de services à prendre en charge et est obligé de déléguer pour tenir au niveau financier.

Les petits périmètres correspondent à des surfaces de 20 hectares. Ils disposent d’un système de motopompe (pompe motorisée) et d’un réseau d’irrigation. L’irrigation permet de faire cohabiter deux activités agricoles: l’élevage et les cultures. La sécheresse créait des conflits entre éleveurs et cultivateurs car les deux activités devaient exploiter le même territoire. Grâce à l’irrigation, les calendriers des cultures sont décalés : le riz est récolté en septembre-octobre et les animaux pâturent par la suite. Ce modèle d’organisation a été mis en place par la FAO (Organisation de la Nourriture et de l'Agriculture des Nations Unies) / OMVS (Organisation de la Mise en Valeur du fleuve Sénégal) de 1972 à 1974 pour améliorer l'agriculture au bord du fleuve Sénégal. Il s’est ensuite largement diffusé par la population sans intervention de l’Etat. Ce type de fonctionnement a été mis en place pour faire face à la crise climatique et vivrière dans un pays avec une forte population. Son engouement est dû à des actions de certains paysans qui introduisent des innovations technologiques dans leurs traditions. Les agriculteurs sont aidés notamment financièrement par l’Etat, des ONG (Organisations Non Gouvernementales) et des bailleurs de fonds. Cependant, c’est eux qui gèrent leurs cultures et leurs terres de la planification de l’aménagement du territoire à l’entretien des cultures. Le Groupement Villageois constitué de paysans permet de partager l’entretien et l’organisation des terres. Il faut cependant noter des rendements agricoles plus faibles. Ainsi certains préfèrent revenir à une agriculture plus traditionnelle sans irrigation demandant moins d’investissements humains et financiers. En effet, l’apport d’eau se fait naturellement avec les pluies et décrues. Étudiant les avantages et inconvénients des grands et petits périmètres une expérimentation d’organisation essaie de tirer profit de ces deux modèles. Les financements seraient apportés par des entreprises mais les paysans auraient une participation active en participant aux travaux d’aménagement du territoire. Les surfaces auraient une motopompe, un système de stockage et du matériel et outils. L’encadrement par la SAED serait conservé mais les paysans géraient indépendamment les équipements et la planification.

Par ses efforts, le Sénégal est le 92ème pays producteur de céréales: sa production double presque entre 1970 et 1990 passant de 533 538 à 977 080 tonnes. Le Sénégal a pour objectif de devenir un pays émergent en 2035.

Cependant, malgré les efforts du gouvernement, l’agriculture pratiquée reste traditionnelle et pluviale à 95% en 2013, il n’y a pas d’utilisation de l’irrigation. Les exploitations sont familiales à 90% et cultivent en même temps des arachides, du coton (culture de rente) et du mil (66% des superficies céréalières), du sorgho, du maïs (14%), du riz (10%), du sésame (culture vivrière). Ainsi, ces cultures sont principalement pour une autoconsommation donc il y a une faible participation au développement économique du pays.

La notion de "communs" selon Elinor Ostrom

De fait, l'exemple du Sénégal illustre bien la notion de communs introduite par Elinor Ostrom (politologue et économiste américaine) dans les années 1970 en opposition avec la thèse d'Hardin selon laquelle tous les biens en accès libre sont surexploités par les populations riveraines, sauf s’ils sont privatisés. En effet, il s'agit bien ici d'un système autogéré par des communautés d’irrigants qui ont mis en place une action collective et une gestion participative comme pour les petits périmètres. Les principales questions posées ici sont : Qui a accès à l’eau ? Comment est-elle répartie ? Quelles sont les droits et les responsabilités de chacun ? Dans la mesure où le système d'irrigation est façonné par la contextualisation géographique et humaine, les règles constitutionnelles et opérationnelles sont modifiables, institutionnalisées, légitimées. Comme dans le cas néolibéral, on observe une désétatisation dans tous les domaines pour libérer le commerce des biens et services. Une organisation effective et coordonnée à différentes échelles, tant au niveau social que juridique et politique, se fait entre producteurs et agences de distribution. Dans le cadre de l'économie institutionnelle, l'irrigation a sa place en tant que technique artisanale avec la notion de bien commun et de prise en compte complète des usagers.

L’irrigation massive et l'augmentation de la demande en eau, sources de tensions multiformes au XXème siècle: études de cas

Si les "guerres de l'eau", qui ont pour cause principale la répartition de l'eau, sont très rares, les "conflits hydrauliques", qui sont des tensions autour de la ressource, sont plus nombreux. Ainsi, ils peuvent catalyser les tensions entre deux états ou parties, et sont donc un enjeu politique majeur. L'irrigation étant une des principales causes de consommation d'eau, et directement liée à la sécurité alimentaire d'un état, elle peut donc être une cause plus ou moins importante de conflits armés. Le XXème siècle, en particulier, marqué par l'industrialisation de l'agriculture et une explosion des besoins hydriques, a donc vu nombre de conflits liés à l'eau, dans un contexte de déréglement climatique naissant. Ces tensions sont particulièrement intéressantes, car elles sont indissociables des problématiques économiques, sociales, et politiques, et ont lieu à toutes les échelles: interétatique, intraétatique, et même locale. Notons que les exemples présentés ci-dessous ne sont pas exhaustifs

Les “California water wars” (1913-1927)

Le "Los Angeles Aqueduct" aujourd'hui

Au début du XXème siècle, la ville en expansion de Los Angeles, en Californie, vit ses besoins en eau augmenter drastiquement, et se retrouva dans la nécessité d'amener de l'eau des régions voisines. Après diverses prospections, il fut décidé que l'eau de la rivière Owens serait détournée et en 1907, débuta la construction du "Los Angeles Aqueduct", long de 359 km et achevé en 1913.

Cependant, ce grand projet ne prit pas en considération que la vallée de l'Owens, où nombre d'agriculteurs étaient établis, dépendait grandement de l'irrigation. La vallée asséchée, la colère monta au sein des communautés de fermiers, qui se rebellèrent à de multiples reprises: ce sont les "California water wars". Ainsi, de nombreux attentats contre l'aqueducs furent entrepris, notamment en 1924 et 1927, avec un succès limité.

Ce conflit déséquilibré, bien que mineur, est un excellent exemple de conflit d'usage intraétatique, opposant d'un côté un pouvoir exécutif puissant aux actions unilatérales, et de l'autre une modeste communauté agricole souhaitant utiliser l'eau à d'autres fins. Il montre également les effets dévastateurs que peuvent avoir une mauvaise gestion de l'eau, en réduisant nettement le moyen de subsistance d'une population dépossédée d'une ressource dont elle jouissait jusqu'alors librement.

Enfin, il convient de noter que la question de l'eau en Californie est toujours d'actualité, les besoins étant toujours grandissants, et la ressource, quant à elle, toujours plus rare.

La Guerre des Six Jours (1967)

L'eau a toujours été une ressource précieuse au Proche et au Moyen-Orient, et l'augmentation de la demande au XXème siècle l'a transformée en enjeu politique et diplomatique majeur. Le partage, en particulier celui du fleuve Jourdain, tient donc du casse-tête, et constitue un important catalyseur de tensions. La région fut donc le théâtre de ce qui est parfois considéré comme la première guerre de l'eau contemporaine: la Guerre des Six Jours, opposant Israël aux pays arabes que sont l'Égypte, la Syrie, et la Jordanie, en 1967.

Ce conflit est la conséquence de plusieurs années de décisions unilatérales concernant l'approvisionnement en eau, qui provoquèrent un durcissement progressif de la position des deux camps. En effet, en 1959, Israël acheva la construction de l'Aqueduc National, détournant les eaux du Lac de Tibériade. Ce dernier, traversé par le Jourdain, constitue l'une des principales sources d'eau de la région, et y prélever de l'eau priva donc la Jordanie, située en aval. Or, il s'agit de l'un des pays avec le moins de ressources en eau de la planète (150 m cubes par an et par habitant), et on peut donc comprendre le ressentiment des pays arabes.

En réponse, furent entrepris par la Syrie et la Jordanie en 1964 des travaux de détournement du Hasbani et du Baniyas, deux affluents du Jourdain. Ce projet, menaçant grandement la sécurité hydrique d'Israël, fut suivi d'une rapide détérioration des relations entre les deux parties. Cela déboucha en guerre-éclair en 1967, où l'armée de l'air israëlienne entreprit de détruire le chantier.

Si l'eau n'est pas l'unique motif de la Guerre des Six Jours, la prise par Israël des plateaux du Golan, où se trouve la source du Baniyas, et l'annexion de la Cisjordanie, où coulent le Jourdain et le Yarmouk, montrent que l'approvisionnement en eau d'Israël fut un facteur de déclenchement du conflit.

Cet exemple de conflit interétatique, qui fit plus de 20 000 victimes, est un exemple de mauvaise gestion diplomatique de la ressource hydrique. En effet, des décisions unilatérales menaçant la sécurité alimentaire de pays voisins, dans une région où l'agriculture repose grandement sur l'irrigation, peuvent avoir des conséquences explosives.

De nombreux conflits “agro-pastoraux” en Afrique (années 1990 et 2000)

Dans un contexte de réchauffement climatique et de forte croissance démographique, l'utilisation de l'eau suscite de vives tensions entre les différentes communautés en Afrique, en particulier entre les fermiers sédentaires et les éleveurs nomades, qui se disputent la ressource et les pâturages. Ces tensions récurrentes peuvent notamment s'avérer particulièrement incendiaires lors des périodes de sécheresse ou de famine, souvent liées, et sont catalysées par les questions ethniques. Ainsi on relève de nombreux conflits intercommunautaires sur cette période dans différents pays africains.

Par exemple, en 2005, des affrontements autour du ruisseau Waso Kidong, au Kenya, dont l'utilisation pour l'irrigation par les fermiers kikouyous menaçait les bêtes des éleveurs Massaï, firent 15 morts.On relève de nombreux autres conflits de ce type sur la période dans le pays, en particulier en 1999, 2005 et surtout 2001, année où les violences firent plus de 100 morts.

On relève aussi, en 1999, des affrontements entre des villages maliens et mauritaniens sur la question de l'accès à l'eau, faisant 13 morts, ou encore, entre 2004 et 2006, des heurts en Somalie ayant fait plus de 250 morts.

Mais le conflit agro-pastoral le plus dramatique n'est autre que la Guerre du Darfour, débutée en 2003, et toujours en cours, qui provoqua un génocide responsable de plus de 300 000 morts au Soudan, ainsi que le déplacement de 2.7 millions de personnes. La région, à l'époque frappée par une terrible sécheresse, vit la fragile cohabitation entre éleveurs et cultivateurs devenir compliquée, les premiers faisant fuir les seconds de leurs terres pour y faire paître et boire leurs bêtes, considérant le partage des terres inégal. La conjonction de cette sécheresse, source d'insécurité alimentaire, à la pression démographique importante, dégénéra ainsi en conflit ethnique, opposant à l'origine les nomades noirs Zaghawas aux fermiers arabes, puis d'autres peuples de la région. Le Soudan fut ainsi ravagée par une terrible guerre civile, la problématique de l'eau ayant catalysé les tensions entre ethnies.

Ainsi, on relève de nombreux conflits locaux, souvent intercommunautaires et de basse intensité, ayant pour objet l'irrigation, mais pouvant toutefois dégénérer en guerres civiles. Si les conflits agro-pastoraux sont quasi-exclusifs à l'Afrique, on relève de nombreux autres conflits locaux dans le monde dans les dernières décennies, notamment au Pakistan (Baloutchistan et Kurram, respectivement 2002 et 2010), en Inde (rivière Kaveri, 1991), et au Kirghizistan (vallée de la Fergana, 1982 et 1988-1990).

Irrigation et conflictualité

Ces divers exemples montrent que l'irrigation, et l'eau en général constituent un facteur de conflictualité important. Si l'eau est rarement le seul motif de déclenchement d'un conflit, sa rareté nécessite la mise en place d'une diplomatie adéquate avec les états ou communautés voisines, un partage inégal menant irrémédiablement à une détérioration des relations. Si on peut dresser ce constat sur le XXème siècle, ce dernier est d'autant plus vrai pour le XXIème siècle, où la ressource est toujours plus rare alors que population et consommation augmentent. Les états devront donc relever le défi de la solidarité et de l'intelligence, sous peine de voire des conflits hydriques de plus en plus récurrents.

L'avènement de l'irrigation goutte-à-goutte (années 1960)

Qu'est-ce que l'irrigation goutte-à-goutte ?

L'irrigation goutte-à-goutte est une technique de micro-irrigation localisée. L'apport d'eau se fait de manière précise et à faible débit. Utilisée en zone aride ou de stress hydrique, elle diminue l’utilisation d’eau et d’engrais. C’est une grande innovation dans l’agriculture moderne, notamment lorsqu’elle est combinée à une planification lors des variations saisonnières ou climatiques et du type de culture. En France, elle a fait ses preuves dans les domaines de la viticulture, de l'horticulture, des cultures fruitières spécialisées, du maraîchage et des cultures sous serres.

L’eau part vers les racines des plantes grâce à des tuyaux d’écoulement, en coulant à la surface ou en irriguant la rhizosphère (couche formée par les racines et micro-organismes des plantes) ou en micro-irrigation (sur des petites zones).

La micro-irrigation dans son ensemble apparaît de fait comme une solution idéale dans un monde où le coût de l'énergie est en hausse et où nous surveillons notre utilisation d'eau. En effet, le goutte-à-goutte assure la meilleure efficience de l’eau et permet d’optimiser les coûts grâce à une plus faible pression (moins d’énergie) et la possibilité de faire de la fertigation ou ferti-irrigation (moins d’engrais).

Les causes historiques de la mise en place de cette technique

Utilisée depuis l’Antiquité avec l'irrigation souterraine par jarre, la technique du goutte-à-goutte se développe véritablement en Allemagne vers 1860, où elle est combinée avec le drainage (évacuation des eaux superficielles). La Seconde Guerre Mondiale voit l'avènement de micro-tubes en plastique. Mais ce n'est qu'en 1959 que l'Israël met en place un émetteur en plastique avec frottements permettant la libération d’eau. La méthode se répand ensuite en Australie et en Amérique du Nord et du Sud. Elle connaît davantage de succès dans les zones à climat aride telles que l'Espagne ou la Californie.

Depuis la fin des années 1990, la micro-irrigation a commencé à se développer pour les petites exploitations familiales dans de nombreux pays de l’Afrique de l’Ouest. Toutefois, elle n’est pas encore très répandue (moins de 2% des surfaces cultivées au niveau mondial) en raison du coût des équipements.

Dans un monde où l'agriculture représente 70% de la consommation mondiale en eau et où une pénurie des ressources hydriques existe déjà dans de nombreux pays, elle apparaît comme une solution idéale pour repenser notre consommation. Elle permettrait de la réduire de 20 à 40% par rapport aux méthodes traditionnelles.

Le principe technique de mise en oeuvre

Dessin d'un système d'irrigation goutte-à-goutte.

Par la méthode de la fertigation, un mélange d’engrais liquide, d'eau et de produits chimiques est effectué. Les goutteurs fournissent de l'eau de manière localisée et à faible débit (un indicateur : 1 à 4 L/h). La consommation d’eau est réduite et optimisée car l’évaporation et les pertes par infiltration sont réduites, mais aussi celle en azote qui favorise l’enracinement de plantes. L’eau arrose directement les racines et non la terre et peut être réutilisée.

Les différents composants d'une installation sont :

·        Une pompe ou surélévation du réservoir de stockage : peu de pression est nécessaire;

·        Des filtres à sable et à tamis en cas de matière organique et particules inertes dans l’eau (ils doivent être régulièrement nettoyés pour ne pas obstruer les tuyaux);

·        Des régulateurs de pression et un manomètre pour contrôler;

·        Des tuyaux secondaires pour transporter l’eau jusqu’aux tubes GAG;

·        Les tubes GAG et les goutteurs : au pied de chaque plant, un micro-filtre, des réducteurs de pression ainsi qu'une chambre de sortie. Les goutteurs peuvent fournir de l'eau dans un certain intervalle de pressions à l'aide de ressorts au autres, mais peuvent aussi être sujets au colmatage, d'où la nécessité des filtres.

Des kits sont disponibles pour les propriétaires de maison, ce qui rend cette méthode d'irrigation autonome accessible à tous.

Avantages et inconvénients

Avantages	Inconvénients
Efficacité proche de 100% en début de culture contre 50-65% pour la gravitaire	Texture du sol (adapté aux sols sableux)
Affranchissement des contraintes climatiques	Degré de salinité peu toléré
Peu coûteux	Inclinaison du sol limitée (ou utilisation de régulateurs de pression)
Economie de 40-50% comparée à l’irrigation en planche	Endommagement des tubes
Fonctionnement à basse pression
Réduction de la main d’œuvre (moins de désherbages, simple ouverture et fermeture de la vanne)
Facilité de mise en œuvre
Adaptable: eaux calcaires ou légèrement salées utilisables

Le goutte à goutte enterré : une solution innovante pour irriguer sous conditions restrictives en eau   

Palmeraie à dattiers dans le sud du Maroc. Carte postale d'avant 1920.

Le goutte-à-goutte enterré (GGE), comparé au système d’irrigation goutte-à-goutte classique (GGS), est adapté à une forte demande évaporative en eau. La distribution en profondeur n’entrave pas les travaux agricoles de surface (désherbage, labour). Il existe une meilleure et plus stable distribution d’humidité dans le sol à une profondeur plus importante, ce qui limite la sénescence de l’arbre et permet une meilleure résistance aux conditions climatiques sévères observées dans les zones oasiennes. Le goutte-à-goutte classique en surface, lui, impose une croissance racinaire en surface de l’arbre.

Au Maroc, cette technique semble adaptée à l'irrigation du palmier dattier en raison d'une bonne efficience potentielle, une forte demande évaporative de surface et un sol limoneux.

En 2017, une modélisation numérique a permis d'étudier l'effet de la variation de la profondeur d’installation sur la distribution d’humidité dans le sol. L'expérience a montré plus de stabilité à une plus importante profondeur. Les principaux avantages de cette méthode ont été confirmés avec une augmentation de la teneur volumique en eau sous la surface du sol, au niveau des racines, du fait de la réduction des pertes par évaporation, ruissellement, percolation ainsi que la possibilité de mettre en place la fertigation (apport localisé des intrants augmentant l'efficacité). Le travail du sol est limité. De plus, le rendement est meilleur et les eaux peuvent être usées et épurées.

Les inconvénients démontrés ont été la possibilité de colmatage, la nécessité d'une filtration régulière et soignée (le bouchage n'étant pas visible), le coût de l'installation et de la récupération du fait de matériaux non biodégradables.

Des modèles de simulation comme Hydrus-2D peuvent prédire la distribution de solutés/azote. L'expérience menée était la suivante : un débit de 2L/h est appliqué en GGE et en GGS, puis un calcul de l’humidité volumétrique du sol à l’aide de l’amplitude de l’onde transmise est réalisé. La teneur en eau volumique pour différentes positions par rapport au goutteur et en fonction de la profondeur de placement des rampes est mesurée, avec et sans irrigation.

Dans le cadre d'Hydrus-2D, on fait l'hypothèse d’un sol isotrope, homogène et initialement uniforme. Le point de départ est l’équation de Richards, qui s'inspire de la loi de Darcy en décrivant la filtration de l'eau dans les sols non saturés. On modélise des fonctions de rétention d’eau et on représente une courbe de conductivité hydraulique. L’équation régissant l’écoulement de l’eau est résolue et le modèle permet de prendre en compte la variabilité des doses d’irrigation. Le modèle est validé par comparaison aux données expérimentales, mais l'expérience ne permet pas d’illustration de la croissance du système racinaire en fonction de l’irrigation.

Les résultats ont été les suivants:

• la distribution de l’eau dans le sol dépend de sa texture, du débit du goutteur et des prélèvements racinaires.
• la teneur en eau diminue en fonction du temps car la plante a besoin de plus d’eau.
• l'humidité du sol est plus stable à 35 cm, ce qui limite la sénescence. Lorsque la profondeur des goutteurs augmente, la profondeur des mouvements de l’eau augmente et donc il y a une meilleure absorption par les racines.
• la meilleure répartition est verticale, or le GGS, lui, incite les racines à se développer près de la surface du sol (l’homme impose la croissance de l’arbre d’une façon artificielle). Le goutte-à-goutte enterré, en revanche, peut permettre d’améliorer la résistance du palmier aux conditions climatiques sévères des oasis.

Résumé de la troisième partie

La population croissante augmente le risque de famine. Pour résoudre ce problème et pour avoir un essor économique, on assiste à une phase de sélection: les Etats choisissent l’agriculture intensive en donnant une place plus importante à l’irrigation. Les caractéristiques techniques sont scellées et certaines entreprises commencent à dominer le marché : c’est les prémices de la phase de spécifique. Les ressources en eau deviennent le centre de conflits par la demande accrue d’eau de l’irrigation massive. De nouvelles terres sont conquises grâce au développement de nouvelles techniques d’irrigation. Des techniques économes en eau, telles que l'irrigation goutte-à-goutte (notamment enterrée), apparaissent comme particulièrement adaptées aux demandes auxquelles nous faisons face de nos jours, que cela soit dans des zones au climat aride ou ailleurs, la priorité étant désormais de subvenir aux besoins agricoles tout en préservant au mieux les ressources dont nous disposons.

Aujourd'hui et demain

Étude de cas : Amérique latine

Un système d’irrigation, par l’intermédiaire des industries agricoles, génère de forts revenus pour leurs pays. Les pays, où l’industrie agricole est le principal secteur économique, sont le Brésil (le plus grand producteur mondial d’orange, de café et de canne à sucre) et le Mexique (élément clé des zones rurales pour la vie). Nous étudierons ces 2 pays, où l'irrigation exerce une influence sociale et politique.

Situation au Brésil

Les enquêtes estiment que les zones de productions agricoles mondiales s’élèvent à 1,5 milliard d’hectares, dont quelque 278 millions (18 %) sont équipées d’infrastructures d’irrigation, représentant 44 % de la production agricole totale.

Au Brésil, la superficie cultivée est de plus de 58 millions d’hectares avec une production de 131 millions de tonnes par an. Sur la superficie totale cultivée, une base de croissance annuelle moyenne de 3,3 % est estimée et environ 3,89 millions d’hectares ont été irriguées en 2008. Le pays dispose encore d’une zone agricole potentielle supplémentaire, destinée à une agriculture irriguée, d’environ 26 millions d’hectares, qui représente 13% des zones potentiellement irriguées dans le monde. De plus, la réserve d’eau douce au Brésil représente environ 8 % de l’ensemble de la réserve.

Investissements

Le Brésil est la neuvième économie mondiale et première en Amérique latine avec un PIB de 1 960 milliards de dollars en 2019. De plus, le secteur agricole produit 20 % du PIB.

Une grande partie du développement de l’irrigation brésilienne a été réalisée par le secteur privé, avec peu de soutien gouvernemental. Les investissements publics se sont concentrés dans la région semi-aride du Nord-Est, avec une forte concentration de population à faible revenu. Plus de 2 milliards de dollars de fonds publics ont été investis dans des travaux d’irrigation au cours des trois dernières décennies, desservant 200 000 hectares dans la région de Semi-aride au Brésil, dont 140 000 hectares sont en production.

Les coûts des investissements pour le règlement des petits agriculteurs dans les projets publics d’irrigation se sont élevés en moyenne à 6 500 dollars EU/hectare, y compris le développement de terres agricoles et l’équipement nécessaire à l’irrigation. Pour un terrain de 6 hectares, l’investissement par famille est d’environ 40 000 dollars EU en moyenne, sans compter le coût des services de soutien agricole et des subventions opérationnelles.

Les programmes brésiliens

Le Brésil est essentiellement urbain, environ 80 % de la population réside dans ces zones. Même si la population rurale a tendance à être plus pauvre, environ 22 % de la population (quelque 42 millions de personnes) vivent sous le seuil de pauvreté national. Selon des données fournies par l’Institut national de recherche économique appliquée, environ 11,5 % de la population (plus de 20 millions de personnes) font partie de la catégorie considérée comme très pauvre.

Le gouvernement fédéral a mis en œuvre plusieurs grands projets d’irrigation pour les zones irriguées pour l’agriculture familiale et les entrepreneurs, afin de répondre à la demande alimentaire et de promouvoir le développement régional. Les deux principaux programmes de lutte contre la pauvreté au Brésil sont, BPC (Bénéfice de Prestation continue) créé en 1993 et Bolsa Familia (fonds familial, BFP) créé en 2003. Ils ont permis d’améliorer le bien-être familial et de garder la population dans les zones agricoles.

Irrigation par région

Le Brésil dispose d’une vaste extension territoriale avec une grande diversité de zones climatiques allant des zones tempérées au Sud aux zones tropicales au Nord. Le pays est divisé en cinq régions climatiques possédant des caractéristiques différentes pour les besoins de l’irrigation.

Région du Sud (Meridonial) : Possédant un climat subtropical, son climat se caractérise par des vents chauds et humides et des hivers froids et secs. En hiver avec une sécheresse prolongée, l’irrigation supplémentaire peut être une garantie de production.

Région du Sud-Est (Oriental) : Une grande partie des précipitations dans la région se produit en l’été, et l’hiver est modérément sec. Les températures sont élevées en été (jusqu’à 40°C) et douces en hiver (moyenne de 20°C). La région se caractérise également par l’agriculture technique et les producteurs différenciés qui utilisent la technologie d’irrigation de manière complémentaire principalement pendant l’hiver.

Région du Midwest (Central) : Elle couvre une grande partie du territoire, des limites occidentales du bassin amazonien à l’Est de l’État de Goiás. Les précipitations dans l’extrême Ouest de la région atteignent 2 500 mm/an, puis 1 000 mm/an lorsqu’elles se déplacent vers l’est. L'extrême Ouest a besoin alors d'une irrigation supplémentaire alors que l'Est nécessite une irrigation continue pendant les six mois de la saison sèche. La région a également une topographie plate dans de vastes zones favorables aux systèmes d’irrigation par pivot automoteur.

Région du Nord-Est (Nord oriental) : Elle couvre les régions semi-arides du Brésil présentant une répartition irrégulière des précipitations avec une moyenne annuelle allant de moins de 250 mm à 750 mm. Elle est considérée comme la région agricole la plus pauvre du pays où l’agriculture de subsistance due à la disponibilité des ressources en eau prédomine. La rivière São Francisco est la principale ressource en eau de la région. Il existe des zones de plaine propices à la culture du riz inondé en particulier dans la culture des fruits.

Région du Nord (Setentrional) : Elle couvre la majeure partie de la région amazonienne représentant près de la moitié du territoire brésilien (45,27%). Le climat chaud et humide se dispense presque de l’utilisation de l’irrigation. Actuellement, l’irrigation localisée a été utilisée dans l’irrigation des pépinières d’arbres et dans la culture protégée de légumes.

Situation au Mexique

Le Mexique a une superficie territoriale de 2 millions de km² et une superficie irriguée de 6,5 millions d’hectares. Le pays est classé comme aride et semi-aride et il possède également 5 000 barrages et terrains de stockage et 2526 usines municipales de traitement d’eau résiduelle.

Activité agricole

L’agriculture est un secteur très important pour l’économie du pays, même s'il représente un faible partie du PIB du Mexique (3,4% en 2018). L’agriculture est une activité fondamentale dans la zone rurale (population de moins de 2500 personnes) où 24 millions de Mexicains vivent, soit un quart de la population nationale. Les 5 États qui concentrent la plus grande activité agricole du pays et qui se développent dans ce secteur grâce à leur production sont : Michoacán, Sinaloa, Jalisco, Chiapas et Sonora. La production agricole de ces 5 régions contribue au secteur primaire du PIB (1,14 milliards de dollars EU) et crée environ 2 millions d'emplois pour ses habitants. Michoacán produit, par exemple, des recettes d’environ 65 millions de pesos mexicains. Plusieurs cultures sont plantées sur les parcelles, comme les légumes, les fruits, les céréales, même si l’avocat reste reconnu comme culture principale.

La pauvreté

La lutte contre la pauvreté est une priorité au Mexique et le développement agricole et rural joue un rôle prédominant. Des programmes de quartiers ont été mis en place comme le programme Oportunidades créé en 2002 qui a inspiré le programme brésilien Bolsa familia.

Selon les données du Rapport sur le développement humain du Programme des Nations Unies pour le développement (PNUD), 41.9% de la population mexicaine vit dans la pauvreté (Covenal 2018), 2 % avec 1,25 dollar par jour, 4,8 % vivent avec 2 dollars par jour et 17,6 % sont en dessous du seuil national de pauvreté alimentaire. La population rurale développe des activités basées sur l’agriculture, comme le commerce local et les ventes alimentaires, où, pour la population la plus pauvre, ces activités représentent 42 % du revenu.

Le but de l'irrigation

L’importation de zones dotées d’un système d’irrigation au Mexique est essentielle pour contribuer et assurer la sécurité alimentaire. Cette irrigation a un impact direct sur la production alimentaire, et par conséquent sur les commerces locaux. Elle permet aussi d'augmenter les revenus de nombreuses personnes dans les zones extrêmement pauvres.

Dans les vergers dotés de systèmes d’irrigation, tels que les systèmes d’aspersion, les systèmes de détection de vaporisation et transpiration, doivent être mis en œuvre pour calculer la quantité d’eau nécessaire pour les coquilles.

Etude de cas : la France

La situation des systèmes socio-économiques d’irrigation

La France est le premier producteur agricole en Europe en 2015, principalement leader dans la production de céréales, soit 20% de la production européenne car la concurrence est rude avec l’entrée de nouveaux pays dans l’Union Européenne dans les années 2000 comme la Pologne ou la Hongrie. Cette production agricole végétale bénéficie à la croissance économique du fait de la valeur de ces produits plus importante que dans d’autres domaines. En 2017 d’après les Indicateurs de Développement du Monde (WDI), la France est le 1er producteur mondial de céréales avec une production de 64 495 956 tonnes, derrière la Chine, les États-Unis, l’Inde, la Russie, le Brésil, l’Indonésie et l’Argentine. Les territoires français représentent 16% des territoires de l’Union européenne. En 2016, la France possède 437 400 exploitations agricoles. Les petites exploitations disparaissent peu à peu tandis que de grandes exploitations apparaissent. Les grandes représentent 42% des exploitations et produisent 87% du potentiel de production agricole (mesuré par la production brute standard). Les exploitations sont soit individuelles (278 000 individuelles) soit des sociétés (157 000 sociétés) comme par exemple les GAEC (Groupement Agricole d’Exploitation en Commun). Cette forme la plus commune permet de partager financièrement le matériel agricole et la main d’oeuvre humaine.

Carte du climat en France métropolitaine (hors Corse) de 2010

La France couvre 543 940 km² de territoire en métropole. D’après la carte du climat en 2010 en France, le Sud ayant un climat méditerranéen, des hivers doux et humides mais des étés chauds et secs, est la zone française nécessitant le plus d’eau pour l’agriculture. Toutefois, les exploitations agricoles sont nombreuses par exemple en Occitanie : 74 039 en 2012.  La production est principalement axée sur le vin (36% de la production française) et les fruits (20% de la production française). Avec un climat difficile ne permettant pas un apport régulier d’eau, des structures d’irrigation sont nécessaires dans cette zone.

En 2007, 27% des exploitations l’utilisent soit 13 500 exploitations, cela représentent 233 300 ha irrigués. Ce sont des exploitations dites «professionnelles » qui la pratiquent généralement (soit 37% des exploitants). L’irrigation permet un meilleur contrôle de l’apport en eau, les cultures s'affranchissent des aléas climatiques, cela maintient ainsi l’emploi dans ces exploitations. Les rendements agricoles sont meilleurs : le rendement du maïs irrigué est en moyenne multiplié par ⅔ par rapport au maïs sec. L’Occitanie a besoin de l’irrigation. Sans elle, la région perdrait 100 millions d’euros de chiffres d’affaires et 2 800 emplois.

L’irrigation gravitaire, une technique très ancienne est depuis longtemps commercialisée. Des entreprises produisent comme NETAFIM et distribuent du matériel. Depuis 1990 après un accord avec l’Etat français, la Compagnie d’Aménagement des Coteaux de Gascogne s’occupe du canal de Neste (entretien, valorisation des territoires). Long de 29 km, comprenant 90 km de rigole, il est indispensable pour alimenter le système hydraulique Neste. Cette infrastructure bénéficie à des agriculteurs, des industries et des particuliers. La technique d’irrigation goutte à goutte s’est largement développée, comme en France où le changement climatique a rendu les économies d’eau nécessaires. Un grand nombre d’entreprises propose des goutteurs ou des lignes de goutte à goutte comme AZUD ou NETAFIM, une entreprise israélienne qui fut la première à développer cette technologie (1965). Maintenant les équipements de goutte à goutte faisant partie du matériel d’irrigation, ils doivent respecter la norme ISO 9261. L’activité est encore en expansion. Ainsi, les entreprises cherchent toujours à améliorer le rendement et les fonctionnalités de ces systèmes. Cependant l’objet du goutteur semble établi. L'eau est gérée par des agences de l’eau (établissements créés en 1964 dépendant du ministère du développement durable) : celles-ci prennent en charge l’entretien et la modernisation des infrastructures et les redevances pour une utilisation durable de l’eau.

Leur remise en question

La surexploitation de l’eau la rend rare. Nous ne pouvons plus considérer cette ressource comme inépuisable. En effet entre 1990 et 2017, le coût des catastrophes naturelles comme les inondations et sécheresses représente 33 milliards d’euros, soit en moyenne 983 millions par an. La production agricole végétale a diminué entre 2016 et 2017 de 3,4 milliards d’euros. La France fait partie des pays agricoles les plus touchés par le changement climatique. Au vu de cette situation, le Ministre de la Transition Écologique a déclaré des objectifs : la protection des captages d’eau potable, l’économie et la réorganisation du partage de l’eau (mieux l’utiliser) et la préservation des rivières et milieux humides. En 2006, le gouvernement instaure une loi renforçant la tarification de l’eau dans le principe: « le pollueur paie » et déclare les droits de l’eau. Cependant l’eau a toujours été considérée comme un bien commun appartenant à tous et à personne comme établi dans le Code Civil. Le droit de l’eau désigne le respect de la patrimonialisation, de son usage dans l’intérêt général, de la gestion durable et équilibrée de cette ressource. Cela permet de protéger juridiquement l’eau et une police de l’eau permet son application.

Malgré cela, notre consommation actuelle par an est de 5,5 milliards de m³, où l’agriculture est la première consommatrice (45%). En été, elle augmente et atteint 80%. Cependant l’irrigation représente moins de 6% des surfaces agricoles et 60% de la part de consommation d’eau. Par exemple, il faut 25 litres d’eau pour produire 1 kg de salade, 1500 litres d’eau pour 1 kg de blé et 400 litres d’eau pour le maïs. Le maïs est une céréale exotique très consommatrice d’eau. L’été étant sa période de floraison, la plante doit être arrosée et pourtant cela correspond à la période où l’eau est la plus rare. Cependant pour nourrir le bétail, la culture du maïs ne cesse d’augmenter en France. Ainsi la production d’un steak de bœuf est estimée à 13 000 litres d’eau. De plus, l'entretien et l’amélioration des infrastructures sont coûteux. Ainsi le barrage de Laye en Alpes de Haute Provence qui a permis son développement agricole et urbain sera possiblement rasé à cause de coûts de sécurisation trop importants n’assurant pas de bénéfices assez intéressants.  

Nous pouvons prendre exemple sur un pays voisin tel que la Belgique : depuis 1990, les eaux usées sont traitées pour obtenir de l’eau potable. Les eaux pluviales ne sont pas reliées aux réseaux d’eau pour permettre l’infiltration dans les sols. En France à partir de 2017, des collectifs appelés «assises de l’eau» se créent pour repenser nos usages de cette denrée essentielle à la vie. Les villes comme Villeurbanne et Roanne lancent des politique de végétalisation, de «déperméabilisation » du sol pour régénérer les nappes phréatiques. En 2017, Villeurbanne lance le plan Climat agissant dans plusieurs domaines: trafic automobile, isolation thermique des bâtiments et notamment favoriser le végétal et la préservation des ressources en eau. Les jardins, les parcs, les toits et les façades sont végétalisés pour diminuer la température ambiante. La ville veut économiser l’eau en utilisant des écoproduits, trouver des alternatives et interdire l’utilisation de pesticides et de sel pour le déneigement. A Roanne, un contrat Vert et Bleu est instauré en zone rurale pour préserver les écosystèmes. Il consiste à sensibiliser les acteurs locaux comme les agriculteurs et enfants aux enjeux écologiques, à mobiliser les syndicats des rivières pour leur conservation et à diverses politiques écologiques. L’usage des eaux usées n’est pas valorisé dû aux nombreuses restrictions et visions sociales. L’eau usée est considérée comme sale et dangereuse pour la santé. L’organisation Rur’eaux souhaite utiliser les eaux usées (après un traitement) pour irriguer gravitairement les cultures. L’installation de démonstration est dans l’Hérault. Ce projet de valorisation des eaux est financé et en partenaires avec de nombreux acteurs locaux comme Ecofilae, Synthea, Montpellier Engineering, Irstea, la Commune de Saint-Jean-de-Cornies, la Chambre d’Agriculture (34) et l’Université de Montpellier. Des arrêtés dans les communes sont promulgués, comme en Guadeloupe pour protéger les forêts humides en empêchant leur exploitation en 2011, mais aussi en été dans les communes restreignant les agriculteurs d’irriguer un jour par semaine, plusieurs jours par semaine, certaines heures voire l'interdiction totale lors de sécheresses.

Etude de cas : Israël

L’irrigation : une solution pour coloniser des territoires

Israël est le 130ème pays producteur de céréales avec 220 572 tonnes. Sa superficie est de 20 770 km² avec 8,68 millions d'habitants.  Cependant l’agriculture y est très difficile du fait des conditions climatiques : un climat méditerranéen, aride ou semi-aride voire désertique. Ainsi seul 20% du territoire est cultivable. A cela s’ajoute le manque de ressources en eau : le pays est pauvre en eau selon l’indice IPE (Indice de Pauvreté en Eau). « Israël a des conditions extrêmement défavorables pour l'agriculture. Avec 420 000 hectares de sols arables, nous manquons de terre, ce qui ne nous permet pas de répondre à nos besoins en céréales. Nous manquons également de main-d'oeuvre, ce qui nous contraint à employer 26 000 Thaïlandais. Surtout, nous n'avons pas d'eau.» évoque Itzhak Ben-David, le directeur général au ministère de l’agriculture (tiré d'un article du Monde). Malgré ces difficultés, le territoire agricole a triplé depuis la création du pays et la production est multipliée par 16. Israël est aujourd’hui un pays quasiment autosuffisant en produisant 95% de ses besoins alimentaires. De plus, ce secteur apporte au pays 1,67 milliards d’euros en 2010 d'après la Banque Mondiale.

Depuis les années 1930, les juifs d’Europe pensent établir un territoire juif pour vivre. Après 1930, des juifs émigrent vers la Palestine sous tutelle britannique. Cette augmentation de population oblige les britanniques à réfléchir à de nouveaux territoires pour nourrir la population comme l’exploitation du désert de Néguev. « Les déserts de Palestine ont été habités aux temps anciens, et même de nos jours ils ne sont pas entièrement vides d’hommes, le début de leur conquête doit être entrepris par des hommes de désert juifs, des Bédouins juifs, qui savent vivre, travailler, demeurer sous la tente et se nourrir comme des Bédouins arabes – mais à l’aptitude des hommes primitifs du désert s’ajouteront leurs aptitudes de civilisés, leurs possibilités scientifiques et leurs moyens techniques, et par cette combinaison ils montreront la voie pour fertiliser la terre aride et transformer le désert en pays habitable »  (Discours prononcé en hébreu en Palestine en août 1944 par David Ben Gourion).

Pour cela, dans les années 1940, les migrants juifs en Palestine vont valoriser les territoires désertiques pour l’agriculture en s’inspirant des techniques anciennes de la région comme la récupération des eaux pluviales dans des citernes et de techniques occidentales. Des projets d’irrigation sont imaginés comme le «The All Palestine irrigation Project» dont le but est d’acheminer l’eau du nord vers le sud grâce à des pipelines en 1944, un projet similaire sera réalisé en 1964 : un système de canalisations et de pipelines amenant les eaux du lac Tibériade vers Tel-Aviv et le Néguev. Des cours d’eau du nord comme le Jourdain sont détournés. En effet, cette volonté de développer l’agriculture dans ces territoires n’est pas simplement nécessaire pour subvenir aux besoins de la population mais aussi pour un but politique et s’approprier les territoires encore britanniques de la future Israël. Des établissements agricoles se construisent en 24 ou 48 heures, ils sont appelés Homa Ve Migdal (Tour et Enceinte). Ces territoires sont considérés comme appartenant au Fond national juif car elles sont exploitées par des juifs. Ainsi à la création d’Israël en 1948, il y avait 17 centres agricoles juifs soit plus de huit mille hectares dans le désert du Néguev. Aujourd’hui dans un contexte conflictuel, les territoires agricoles sont encore utilisés à des fins politiques. En lors des négociations d’Oslo et aujourd’hui le nombre de colons (personnes juives occupent des territoires ) est passé de 105 000 à 470 000. Elles témoignent de la volonté de domination d’Israël face aux Palestiniens.  

Une réussite économique par des avancées technologiques

Culture de fraises au Nord-Ouest du désert du Néguev grâce aux techniques agricoles israéliennes

Cultiver dans cette zone hostile est une véritable prouesse. Elle est réalisée grâce à l’utilisation de toutes les ressources en eau du pays dont les aquifères et les rivières comme le Jourdain et à la coopération des paysans, entreprises agroalimentaires et chercheurs. En effet, dans ces conditions, l’Etat investit 17% de son budget agricole dans la recherche pour développer de nouvelles techniques s’adaptant au mieux à l’environnement israélien. Ainsi l’agriculture israélienne est très moderne avec le contrôle de l’irrigation goutte à goutte par ordinateur, la réutilisation des eaux usées à 86%, des centrales de désalinisation de l’eau de mer, le développement de nouveaux fruits et légumes. Le centre de recherche principal appelé le Volcani est à Tel-Aviv, où 200 chercheurs étudient des variétés de plantes en les modifiant génétiquement et en les sélectionnant. Ces dernières peuvent se développer dans un milieu hostile et se contenter de peu d’eau. La technique d’irrigation développée est extrêmement scientifique : ils utilisent l’imagerie satellite pour contrôler leur système d’irrigation. Ainsi le volume d’eau utilisé par l’agriculture a presque diminué de moitié (100 à 530 millions de mètres cubes) depuis 1989 notamment grâce à l’usage des eaux usées. Le goutte à goutte créé en 1965, a grandement permis des rendements agricoles importants avec une quantité d’eau extrêmement faible. NETAFIM est son créateur, à présent le leader mondial, la société a valorisé 900 millions de dollars en 2011 . Aujourd’hui NETAFIM produit toujours en Israël mais s’est étendue dans le monde en développant son concept : 10 millions d’hectares de surfaces irriguées grâce à plus de 150 milliards de systèmes goutte à goutte bénéficiant à plus de deux millions d’agriculteurs à travers le monde. Elle travaille en collaboration avec des ONG comme Stockholm Industry Water Award, Sustainable Development Goals, CEO Water Mandate et United nations Global Compact. De nouvelles recherches sont en cours pour adapter le goutte à goutte à la riziculture à l’université Ben Gourion du Néguev. Cette technique a de grands avantages et Israël a pour objectif de l’exporter dans les pays d’Europe. Ceux-ci ont de plus en plus des problèmes de rareté de ressources en eau avec le changement climatique.

L’irrigation, une pratique aux nombreuses conséquences environnementales

Diminution du flux hydrique en aval et accentuation des déficits hydriques

Prélever de l’eau en surface pour l'irrigation, implique de retirer une partie de leur eau aux milieux naturels, et donc provoque un abaissement plus ou moins important des niveaux des cours d’eau et des zones humides. Ces ponctions sont d’autant plus fréquentes en période estivale, où les rivières sont à leur plus bas niveau (étiage), ce qui peut accentuer fortement le déficit hydrique de ces dernières. L’écoulement des cours d’eau est donc fortement impacté par l’irrigation, qui peuvent aller jusqu’à s’assécher complètement : c'est l'assec.

Les conséquences écologiques de ce phénomène sont diverses : fragmentation des habitats par rupture de la continuité écologique, perturbation des écosystèmes aquatiques et de zones humides, augmentation de la température de l’eau, ou encore altération des caractéristiques physiques et chimiques de l’eau.

Toutes ces choses ont pour impact de réduire la biodiversité ainsi que les populations animales et végétales, allant parfois jusqu’à l’extinction d’espèces rares ou particulièrement sensibles.

Par exemple, on comptait, dans les années 1950 dans la tourbière de Redgrave et Lopham, en Angleterre, 35 espèces végétales vivant en zone humide. En 1959, un forage fut réalisé pour alimenter en eau les populations locales, prélevant chaque jour 3 600 mètres cubes d’eau dans l’aquifère alimentant l’écosystème. On ne compta en 1992 plus que 5 de ces espèces végétales (Fojt 1992). Depuis 1993, le site est classé réserve nationale et des projets de restauration de l’écosystème ont eu lieu, mais une grande partie des dégâts est irréversible.

Assèchement de lacs et de mers

Les étendues d’eau comme les lacs et les mers intérieures sont très impactées par l’irrigation. En effet, si le débit des cours d’eau qui les alimentent est réduit, elles peuvent se retrouver en déficit hydrique, perdant plus d’eau par évaporation qu’elles n’en gagnent par ruissellement.

L’un des exemples les plus criants n’est autre que ce qui fut, jusque dans les années 1960, le quatrième plus grand lac du monde (66 500 km²), alimenté par deux des plus importants fleuves d’Asie Centrale, l'Amou-Daria et le Syr-Daria (apportant entre 45 et 80 km cubes d’eau par an). Il était ainsi le moyen de subsistance de nombreuses communautés de pêcheurs, dans une région très aride partagée entre Kazakhstan et Ouzbékistan, mais également un régulateur du climat local et un écosystème très riche.

A gauche, la Mer d'Aral en 1989, à droite la Mer d'Aral 2008

Dans les années 1960, les Soviétiques décidèrent de détourner une grande partie de l’eau de ces fleuves pour irriguer des champs de coton. La mer perdit très rapidement en surface, et fut réduite en 30 ans à 40% de sa taille originelle. Aujourd’hui, son volume est estimé à 10 % de celui qu’elle avait dans les années 1950.

Cet assèchement eut de graves conséquences sur la biodiversité et les populations locales. Alors qu’au début des années 1960, la pêche en mer d’Aral faisait vivre 60 000 personnes, les prises avaient diminué de 75 % en 1977 et l’industrie de la pêche fut réduite à néant dans les années 1980. L’impact sur l’économie et les sociétés locales fut donc dévastateur, causant l’abandon de nombreux villages. Par ailleurs, la mise à nu d’une telle surface causa de nombreux problèmes de pollution de l’air par le soulèvement de poussières, qui encore aujourd’hui impactent fortement la santé des habitants de la région.

Par ailleurs, la salinité du lac grimpa tellement que des millions de poissons succombèrent, menaçant la survie de certaines espèces.Tout l’écosystème fut ainsi irréversiblement ravagé en quelques dizaines d’années sous l'action de l'irrigation, et les projets récents de restauration du lac ne sauront qu'effacer partiellement les conséquences d'un tel désastre.

On peut citer également le Lac Tchad, en cours d'asséchement en raison de l'irrigation abusive et des sécheresses récurrentes. Notons toutefois que de tels changements ne sont pas totalement irréversibles, comme en témoigne la renaissance progressive du lac d'Ourmia, en Iran.

Abaissement du niveau des nappes phréatiques

Les eaux souterraines sont prélevées en quantité pour les besoins de l’agriculture, en particulier quand les précipitations sont faibles et les eaux de surface à un bas niveau. Cela a pour conséquence d’abaisser le niveau des nappes phréatiques. Si certaines se rechargent grâce aux précipitations pendant la période hivernale, d’autres nécessitent un temps très long à l’échelle humaine pour renouveler leur stock : ce sont des aquifères fossiles. Ces derniers, principalement situés dans des zones arides ou désertiques (Sahara, Arabie, États-Unis…), peuvent ainsi être épuisés en quelques années ou décennies par la pratique d’une agriculture intensive, au détriment parfois des populations locales qui en faisaient un usage raisonné.

Pollution des eaux

Sur les terres agricoles, les eaux d’irrigation peuvent lessiver les pesticides et les fertilisants qui y sont utilisés. Ainsi, par ruissellement, les eaux de surface en aval et les eaux souterraines vont se retrouver polluées et on observera donc une diminution de leur qualité. Cela a des conséquences sur la santé humaine, mais également sur la biodiversité, en particulier sur les organismes habitant les cours d’eau. Notons que si ce phénomène a lieu sans irrigation, il est accentué par cette pratique.

Erosion des sols

L’irrigation gravitaire contribue au lessivage des sols, ce qui induit une perte de sol arable mais aussi d’éléments nutritifs, qui se caractérisent par un appauvrissement et un amincissement du sol. Cela nuit également à la texture et la rétention d’eau du sol, qui se retrouve ainsi plus vulnérable aux sécheresses. L’érosion d’un terrain induit donc une baisse générale de sa fertilité et des rendements agricoles. Elle peut être prévenue par des pratiques culturales adaptées (couverture permanente du sol, labour profond limité, plantation de haies …), mais aussi en pratiquant une irrigation raisonnée ou des méthodes de micro-irrigation

Intrusions salines

Sur les littoraux et les îles, les aquifères d’eau douce sont au contact d’aquifères d’eau salée. Ainsi, si l’eau est prélevée en trop grande quantité, par le principe des vases communicants, une intrusion saline peut avoir lieu, contaminant la nappe et rendant l’eau inutilisable pendant plusieurs années. Il s’agit donc d’une menace pour la sécurité en eau de certains territoires, comme La Réunion.

Hydromorphie

Une irrigation excessive, notamment en l’absence de drainage, a pour conséquence de saturer le sol en eau, ce qui cause une anoxie des sols (baisse de la teneur en oxygène disponible dans le sol). Les racines des plantes sont donc “asphyxiées”, réduisant considérablement leur métabolisme, en particulier l’absorption de l’azote. Ce phénomène, appelé hydromorphie, est donc très néfaste aux végétaux, mais également aux micro-organismes du sol. Il se traduit par une diminution de la fertilité, ce qui est l’inverse de l’effet recherché à travers l’utilisation de l’irrigation. Notons que les sols argileux y sont particulièrement sensibles, de par leur capacité de rétention d’eau.

Augmentation de la salinité des sols

Une culture détériorée par la salinité du sol

Lorsque l’irrigation est trop importante sur un sol non drainé, le sol se retrouve humidifié en profondeur et des remontées salines ont lieu (les sels minéraux du sous-sol remontent à la surface). Cela a pour conséquence d’augmenter la teneur en sel des sols, ce qui est néfaste voire toxique pour les plantes : c’est le phénomène de salinisation. Il est parfois accompagné d’une alcalinisation du sol, c’est-à-dire une augmentation de son pH. Ainsi, nombre de terres agricoles sont rendues infertiles voire stériles dans le monde à cause de ce phénomène de salinisation.

A noter que ce problème est réversible par différentes méthodes que nous ne détaillerons pas, mais qui présentent l’inconvénient d’être coûteuses à mettre en place. Il peut aussi être prévenu par la mise en place d’un système de drainage des terres, une irrigation raisonnée, ou des méthodes culturales particulières.

Destruction des habitats et des paysages

L’irrigation contribue de deux manières à la destruction des écosystèmes, habitats et paysages. Premièrement, par la construction des infrastructures d’irrigation en elles-mêmes (barrages, canaux, réservoirs …) qui nécessitent l’accaparement de terres parfois hôtes d’écosystèmes très riches en biodiversité, et qui provoquent également une artificialisation des berges lors de la construction d’ouvrages en béton comme des canaux. Deuxièmement, par la perturbation du cycle de l’eau, qui conduit à une fragmentation des écosystèmes aquatiques (à cause des barrages par exemple), et aussi à l'assèchement de certaines zones humides ou certains cours d’eau par l’adduction d’eau en grande quantité. Ainsi une irrigation mal gérée a des impacts non négligeables sur les habitats et donc sur la biodiversité.

Création de nouveaux écosystèmes et paysages

Si l’irrigation a détruit de nombreux écosystèmes, certaines méthodes d’irrigation, en particulier traditionnelles, ont également créé de nouveaux habitats et paysages riches en faune et flore.

Un canal du marais mouillé

Un des meilleurs exemples d'irrigation "bénéfique", situé en France, n'est autre que le Marais Poitevin. Aménagé par l'homme pendant des siècles, il est divisé en deux parties principales : en amont, le "marais mouillé", une zone humide traversée de milliers de canaux, divise de multiples parcelles à vocation plutôt maraichère, forestière ou de pâturages, et en aval, le "marais desséché", une zone agricole plane vouée aux cultures céréalières. Ces deux milieux entretiennent une relation particulière, car le marais mouillé, constituant une gigantesque réserve d'eau, permet d'irriguer le marais desséché, améliorant ainsi les rendements agricoles. Toutefois, cela n'empêche pas le marais mouillé de disposer d'une faune et d'une flore foisonnante, abritant par exemple la loutre d'Europe, très menacée, ou de nombreuses espèces d'oiseaux, d'amphibiens et de poissons.

Ainsi, l'exemple du marais poitevin montre que la mise en place de certaines pratiques d'irrigation traditionnelles, en harmonie avec l'environnement où elles sont mises en place, peuvent être génératrices de biotopes très riches en biodiversité, tout en présentant un réel intérêt agricole.

La nécessité d'un changement des pratiques

L'irrigation en elle-même ne constitue pas véritablement un problème, mais c'est plutôt son abus, sa mauvaise gestion, et l’utilisation de mauvaises pratiques culturales qui la rendent problématique pour l'environnement. Ainsi c’est surtout l’irrigation massive, et son gaspillage, qu’il nous faut condamner. Un changement de paradigme serait donc nécessaire: faire de l’irrigation non plus une norme ou une nécessité mais en faire une pratique dont l’usage serait exceptionnel. Cela impliquerait toutefois de repenser nos modèles agricoles dans leur globalité. Quelques pistes pour de tels changements sont étudiées plus bas.

L’eau, enjeu diplomatique et catalyseur de tensions au XXIème siècle: études de cas

Dans un contexte de réchauffement planétaire, de croissance démographique, et d'augmentation du niveau de vie, l'eau, en quantité limtée, devient de plus en plus convoitée. La ressource est donc devenue un enjeu diplomatique majeur, avec la naissance de "l'hydrodiplomatie", mais également un catalyseur de tensions dans de nombreuses parties du monde, dans le cas où une politique adéquate n'est pas mise en place. Ainsi, une gouvernance multilatérale est peut-être la solution pour éviter de nouvelles "guerres de l'eau" aux conséquences dramatiques, dans un siècle où la coopération est plus que nécessaire pour faire face à la crise climatique et écologique.

Le Colorado

Le delta du Colorado, asséché à plus de 5 km de son embouchure, en 2009.

Le fleuve Colorado, long de 2 300 km, fournit en eau douce plus de 38 millions de personnes aux États-Unis et au Mexique, incluant une trentaine de tribus indigènes. Aménagé par de nombreux barrages et réservoirs, il est ainsi vital pour l'autonomie en eau et en énergie du Sud-Ouest américain : par exemple, 15 % des cultures états-uniennes sont irriguées par l'eau du Colorado.

Toutefois, le cours d'eau est l'objet d'importants problèmes de gouvernance, aggravés par les sécheresses récurrentes et le réchauffement climatique. En effet, les États-Unis sont grandement avantagés par les accords de partage des eaux, à tel point que pendant certaines périodes de faibles précipitations, le fleuve n'atteint plus son embouchure dans le Golfe de Californie. Ainsi, si les deux pays voient leurs besoins grandir, le Mexique est de loin le plus lésé, tandis que l'état de Californie se taille la part du lion, avec 40 % du volume du fleuve, ce qui lui permet de soutenir la consommation d'eau de ses mégalopoles, mais aussi son agriculture très dépendante de l'irrigation.

Face à un tel déséquilibre, il est plus que nécessaire de renégocier ces accords dépassés, des efforts ayant déjà été faits pour laisser une partie de l'eau aux tribus amérindiennes. De même, un accord fut signé en 2012 entre les États-Unis et le Mexique pour renforcer leur coopération, et flexibiliser leurs échanges d'eaux, tout en visant à restaurer le delta du fleuve, l'environnement étant jusqu'alors le grand oublié des discussions.

Toutefois, la baisse continue des niveaux d'eaux dans les réservoirs, et la nécessité future d'un rationnement menace ce fragile équilibre. Ainsi l'avenir géopolitique du Colorado reste très incertain. Les États-Unis ne vont donc pas pouvoir se contenter de l'unilatéralisme, et devoir faire des concessions, sous peine de voir leur relation avec le Mexique, déjà mouvementée, se détériorer encore plus. La situation nécessite donc la mise en place d'une hydrodiplomatie, sous peine d'une montée des tensions dans la région.

Le Tigre et l’Euphrate

Le barrage turc Atatürk, pièce centrale du GAP, permet à lui seul d'irriger plus de 870 000 hectares de terres agricoles avec l'eau de l'Euphrate.

Le Tigre et l'Euphrate sont depuis toujours des fleuves vitaux pour le Moyen-Orient, de l'essor de la Mésopotamie à aujourd'hui. Traversant la Turquie, la Syrie, et l'Irak, ces deux fleuves sont essentiels pour l'agriculture dans une région aussi aride.

Les deux fleuves, dont le volume varie avec la saison, ont en commun un débit diminuant fortement de l'amont vers l'aval, étant principalement alimentés par les précipitations turques. Cette situation rend donc l'Irak et la Syrie vulnérables face à la Turquie, qui peut si elle le souhaite s'accaparer la majeure partie de l'eau.

Dans les années 1970, la Turquie lança le Projet d'Anatolie du Sud-Est, ou Güneydoğu Anadolu Projesi (GAP), prévoyant de construire 22 barrages et 19 usines hydro-électriques sur le cours des deux fleuves, dans l'objectif d'augmenter sa production d'électricité, et surtout d'irriguer 1,7 milliards d'hectares de terres, majoritairement destinées à la production de coton. Si ce projet a permis de grandement développer la région, il a aussi grandement réduit le flot hydrique en amont, ce qui attira de vives critiques de la part de la Syrie et de l'Irak, dans un contexte où les sécheresses sont de plus en plus récurrentes.

Les tensions liées à l'eau dans la région ne sont pas nouvelles. En effet, la mise en service par la Syrie en 1975 du barrage de Tabqa, sur l'Euphrate, faillit déjà provoquer une guerre avec l'Irak, déjà fortement affaibli par le lancement du GAP. De même, en 1990, lors du remplissage du barrage Atatürk, la Turquie mobilisa son armée, étant donné que le flot de l'Euphrate se retrouva réduit de 75%. Devant une telle situation, l'Irak menaça de faire exploser le barrage, ce à quoi la Turquie répondit qu'elle pouvait à tout moment couper l'approvisionnement en eau des pays en aval. Notons tout de même qu'un accord de partage des eaux fut établi entre la Turquie et la Syrie en 1987.

Dans la trajectoire actuelle, les tensions entre les trois pays ont plutôt tendance à croître : l'Irak, de plus en plus touché par les sécheresses et les pénuries, voit sa situation de plus en plus désespérée, puisque la Turquie prévoit à terme de prélever 70% de l'eau de l'Euphrate. Le pays prévoit donc de régler son contentieux avec la Syrie et la Turquie devant l'ONU, ce qui pourrait à terme, si cela ne porte ses fruits, amener l'Irak vers une politique plus agressive voire même une déclaration de guerre. De son côté, la Turquie utilise l'argument de l'eau pour inciter l'Irak, et surtout la Syrie, à combattre les rebelles kurdes.

Ainsi, le partage des eaux du Tigre et de l'Euphrate font l'objet de vives contestations, dans la région déjà troublée qu'est le Moyen-Orient. Notons que ce "conflit" fait déjà de nombreuses victimes, l'impact du manque d'eau sur l'agriculture ayant causé la migration d'au moins 100 000 Irakiens.

Le partage des eaux du Nil, est l'objet de tensions similaires : l'Égypte, qui comme l'Irak, pouvait jusqu'alors user de l'eau en abondance, se voit menacée par les projets des pays en amont, en particulier l'Éthiopie, construisant actuellement le gigantesque Barrage de la Renaissance sur le Nil Bleu. En effet, le remplissage d'un tel barrage induirait une forte tension hydrique sur l'Égypte pendant de nombreuses années, dont l'eau provient à 98% du Nil. Notons toutefois que dans le cas du Nil, les raisons de l'Éthiopie sont plus énergétiques qu'agricoles.

Les fleuves du Sud-Est asiatique

Le Tibet est surnommé "le château d'eau de l'Asie", à juste titre, car l'Indus, le Mékong, le Bhramapoutre, le Salouen et le Fleuve Jaune y prennent leur source. La Chine, qui contrôle la région, se retrouve donc être une puissance hydraulique au détriment des pays en aval, en particulier ceux du sous-continent indien et du Sud-Est asiatique. En effet, par sa politique agressive de construction de barrages, en particulier sur le Bhramapoutre et le Mékong, le pays menace ses voisins.

Ainsi, la Chine a dors et déjà construit 8 barrages sur le Mékong, et prévoit d'en construire 20 de plus. Ce fleuve fait vivre 60 millions de personnes, et est vital pour des états comme le Cambodge ou le Laos. Cependant, la Chine n'a pas accepté une régulation stricte sur le partage des eaux, et se laisse donc la liberté de grandement contrôler le flux hydrique en aval.

De même, la Chine par sa mainmise sur le Bhramapoutre, constitue une menace pour l'Inde, elle-même menaçant le Bangladesh : des détournements du fleuve pourraient générer d'importantes tensions.

Si le débit des fleuves Sud-Est asiatiques est pour l'instant accru par la fonte des gigantesques glaciers himalayens, le réchauffement climatique va nécessairement faire baisser à terme le niveau de tous ces fleuves vitaux pour la région. Ainsi, si la Chine peut se permettre un certain unilatéralisme pour le moment, de par sa puissance et la relative disponibilité de l'eau, les pays de la région vont devoir établir un partage strict de la ressource, sous peine d'aggraver les tensions dans cette zone extrêmement peuplée et en pleine croissance.

Le XXIème siècle, siècle des guerres de l'eau ?

Sur tous les continents du monde, excepté l'Océanie, des tensions liées à l'eau naissent, la plupart au moins en partie liés à l'irrigation, citons par exemple:

• en Afrique: le Sénégal, le Nil, le Zambèze, ainsi que les aquifères sahariens
• en Europe: le Danube, le Douro, le Tage
• en Asie: le Mékong, le Bhramapoutre, l'Indus, le Gange, le Syr-Daria
• au Proche et au Moyen-Orient: le Jourdain, le Tigre, l'Euphrate
• en Amérique du Nord: le Colorado, le Columbia
• en Amérique du Sud: le Cenepa, le Paraná

Notons que ce phénomène a d'ailleurs plutôt tendance à s'accroître face à la conjoncture de la croissance démographique, de l'augmentation du niveau de vie, et du déréglement climatique. Toutefois, cela ne signifie pas que des guerres de l'eau vont éclater dans le monde entier. En effet, le XXIème siècle est peut-être le siècle le plus pacifique que nos civilisations aient jamais connu, et on ne peut que relever que les conflits armés sont de plus en plus rares. Cela est notamment dû à la mise au point de l'arme atomique, mais surtout à la mondialisation, qui, en induisant une forte interdépendance des états et une prédominance de l'économie, rend les guerres trop risquées. Ainsi ces conflits hydriques pourraient très bien se jouer sur le terrain économique ou diplomatique, bien que la perspective militaire ne soit pas à totalement à exclure.

Néanmoins, établir une régulation ou un partage de l'or bleu constitue une prouesse que nombre de nations devront réussir, les conséquences en cas d'échec étant potentiellemement désatreuses, que ce soit sur le plan environnemental, social, économique ou politique. Le XXIème siècle serait-il donc le siècle de l'hydrodiplomatie ?

Vers un changement de paradigme concernant l’irrigation: des cultures moins demandantes en eau ?

Comme nous l'avons vu, l'irrigation a su se rendre indispensable à l'agriculture. Toutefois, les problèmes environnementaux, sociaux et politiques que soulèvent cette pratique, ainsi que la raréfaction de l'eau, impliquent de repenser nos modèles agricoles dans leur globalité afin de les rendre moins dépendants. Un changement de paradigme agricole pourrait-il s'amorcer ?

Le choix des plantes cultivées

Face au défi de l'eau, l'une des clés est la diversification et le choix des cultures à développer. En effet, certaines plantes, comme le maïs et le soja, sont très consommatrices d'eau et offrent un rendement plus faible que d'autres. Le maïs est d'ailleurs l'une des plantes les plus répandues en France. La moitié de l'eau utilisée en France sert à l'irrigation du maïs qui se déroule en plein été. De plus, le maïs, utilisé pour nourrir le bétail, se développe. Dans le Sud de la France, le sorgho remplace peu à peu le maïs. Cette céréale consomme 30% moins d'eau que le maïs et résiste mieux aux sécheresses. Le rendement du sorgho dépasse celui du maïs en l'absence d'irrigation : l'écart peut atteindre 2 tonnes/ha de différence entre les 2 cultures. D'autres alternatives sont aussi adoptées, comme développer des cultures semées tôt le printemps ou en hiver (pois, blé d'hiver) ce qui permet de ne pas irriguer en plein été et de valoriser au printemps une eau peu utilisée.

Les méthodes culturales

Jardin en permaculture dans le Nord de la France

L'eau étant de moins en moins disponible, on peut se demander si l'agriculture conventionnelle, très demandante en irrigation, est la plus adéquate dans la trajectoire actuelle. Intéressons-nous donc à d'autres méthodes culturales pour voir s'il est possible d'être moins dépendant en eau.

La permaculture

Inspirée du modèle d’agriculture naturelle par l’agriculteur Masanobu Fukuoka, la permaculture (mot-valise pour « culture permanente ») est une branche de la biomimétique qui couple bénéfices humains et environnementaux. Il s’agit du développement optimisé d’écosystèmes agricoles durables et autosuffisants par la symbiose des relations entre hommes, plantes et animaux.

L’avènement de la permaculture s’est fait en considération des impacts environnementaux qu’a l’agriculture conventionnelle en vue de la maximisation de la production (réduction de la biodiversité, utilisation massive d’eau et de pesticides, réchauffement climatique…).

Elle limite la nécessité d’acteurs extérieurs tels que les produits chimiques ou de dépendance des systèmes industriels de production et de distribution. A l’inverse, elle maintient la biodiversité, réduit tout gaspillage et s’adapte au changement en développant une résilience des écosystèmes naturels.

En somme, la permaculture est une boîte à outils multidisciplinaire incluant agriculture, énergie, construction naturelle, gestion du gaspillage, systèmes d’animaux, technologie, économie et développement communautaire.

L'agroforesterie

Culture de sorgho sous des Faidherbia albida et des borasses (près de Banfora, Burkina Faso)

L’agroforesterie est une technique de culture antique qui est remise au goût du jour. Elle consiste à créer des micro-écosystèmes en associant culture, élevage et arbres. Les parcelles de terre la pratiquant ont largement diminué au fil du temps avec l’agriculture intensive (qui a spécialisé les exploitations) et avec la PAC (qui oblige une parcelle à deux activités agricoles à avoir des subventions pour ces deux productions). En 2006, les avantages de l’agroforesterie sont mis en avant et cette condition est supprimée de la PAC.

Cette méthode culturale permet la diversification de la production agricole et en constituant un micro-écosystème peut améliorer la productivité (fertilisation) et stopper la détérioration des terres. De plus, les arbres ou haies captent le CO₂ et ainsi diminue les effets du changement climatique.

Cependant, l’agriculture actuelle n’est pas adaptée à l’agroforesterie. Les machines agricoles peuvent difficilement passer entre les arbres. Le choix des végétaux demande une grande connaissance, il ne s’agit pas de planter une seule espèce d’arbre mais une multitude. Le nombre important des activités agricoles créées exige plus de main d’œuvre.

Ainsi, l’agroforesterie améliore l’usage de l’eau en rendant son utilisation plus efficace. Elle peut réduire les besoins en eau car les arbres retiennent l’eau dans leurs racines. Néanmoins, il est important de s’adapter en fonction du climat pour ne pas assécher une nappe phréatique en choisissant une plante trop gourmande en eau. En tenant compte de son large champ d’action environnemental, le projet agroécologique de la France compte notamment sur le développement de l’agroforesterie. Elle participerait aussi à l’initiative « 4 pour 1000 » en enrichissant le sol en matières organiques et en stockant le carbone grâce aux arbres associés à l’élevage ou à la culture des terres. D'autres initiatives apparaissent dans le monde notamment en Afrique du Nord et Afrique Subsaharienne, en Amérique du Nord et latine, en Asie et en Europe pour valoriser des espaces en suivant un modèle plus durable. Cette méthode ne diminue pas directement la demande en eau agricole mais augmente l'efficacité de son usage. L'agroforesterie peut donc être une des solutions face aux problèmes agricoles actuels.

L'hydroponie

Culture de bananier sous hydroponie

L'hydroponie est une technique horticole ancienne qui consiste à pratiquer une culture hors-sol sous serre. La terre, traditionnellement utilisée dans la plupart des cultures, se voit ici remplacée par un substrat inerte et stérile comme des billes d’argile ou encore des fibres de coco. Ce substrat est régulièrement irrigué par une solution nutritive, constituée d’eau et d’engrais liquide, permettant d’apporter les sels minéraux et nutriments indispensables au bon développement de la plante. Lors de l’irrigation, le substrat va alors retenir les éléments nutritifs de l’eau tout en laissant circuler suffisamment d’oxygène. En parallèle, afin que les plantes poussent de manière optimale, ces dernières ont besoin de lumière (naturelle ou artificielle) ainsi que d’une température stable et tempérée apportée par le chauffage de la serre.

Cette culture possède de nombreux avantages et se révèle être particulièrement efficace.  

Elle permet d’obtenir des récoltes de qualité tout en augmentant la production au m² et en raccourcissant la période de culture de près d’une semaine. Concernant la consommation d’eau, l'hydroponie nécessite en moyenne près de 70 à 90% d’eau en moins qu’une culture traditionnelle.

Cependant, malgré de multiples avantages, cette culture présente plusieurs inconvénients non négligeables.

En effet, la culture sous serre nécessite une consommation en électricité et en chauffage particulièrement important ainsi qu'un emploi massif de matières plastiques telles que des bâches permettant de protéger les récoltes. L’hydroponie fait donc appel à une large utilisation d’énergie fossile participant au réchauffement climatique. De plus, la solution nutritive utilisée pour nourrir les plantes est à usage unique. Ainsi après utilisation, de l’eau riche en oligo-éléments est rejetée et peut avoir un impact non négligeable sur l’écosystème. Tous ces inconvénients font de l'hydroponie une culture à empreinte écologique élevée.

Enfin, la consommation importante en électricité ainsi que l’importance du capital nécessaire à investir freine les grands groupes industrielles qui préfèrent continuer à utiliser les méthodes traditionnelles. Cette culture hors-sol ne résoudra donc pas à elle seules les problématiques agricoles rencontrées actuellement au XXIè siècle.

L'aquaponie

Une ferme aquaponique en Arménie

L'aquaponie est une technique d'agriculture biologique combinant aquaculture et hydroponie, c'est-à-dire mettant en place un système où sont simultanément cultivés des légumes et où sont élevés des poissons dans un même bassin. Contrairement à l'hydroponie, où les nutriments sont fournis par l'homme dans l'eau, l'aquaponie se veut être un circuit fermé où tous les déchets sont valorisés.

En effet, les poissons du bassin, rejettent dans leurs excréments de l'ammoniaque et de l'urée, riches en azote. Ceux-ci vont être "digérés" par des bactéries, souvent logées dans des billes d'argile, ce qui présente le double intérêt de les transformer en nutriments absorbables par les végétaux, et de nettoyer l'eau pour les poissons. Ainsi, les légumes peuvent croître, fournissant une production pour le cultivateur, mais aussi une biomasse, qui, compostée, permet l'élevage de vers qui vont nourrir les poissons du bac. Cela permet donc de fermer le cycle, tout en produisant du poisson.

Schéma des relations d'un système aquaponique

L'aquaponie, par la mise en place d'un écosystème autosuffisant, a donc de multiples avantages, car elle n'utilise pas d'engrais ni de pesticides, occupe peu d'espace, produit légumes et poissons, ne produit pas de déchets, et est peu gourmande en énergie. De plus, son équilibre bactérien ne nécessite pas la mise en place d'un environnement stérile. D'un point de vue environnemental, elle est donc en tous points supérieure à l'hydroponie, bien qu'elle n'offre pas le même contrôle de la culture, et aurait même, d'après certaines études, un meilleur rendement.

Enfin, l'aquaponie, par la mise en place d'un cycle de l'azote, ne nécessite pas de changer l'eau, mais uniquement de compenser l'évaporation : elle est donc pertinente dans un contexte de limitation de la consommation d'eau. Présentant des rendements prometteurs, et un intérêt écologique, elle pourrait donc être un contituant de l'agriculture de demain.

Toutefois, l'aquaponie présente également de nombreux inconvénients, car les infrastructures sont coûteuses à mettre en place, ne permettent pas de cultiver tous les types de plantes, et les exploitations, en particulier l'élevage de poisson, sont pour l'instant rarement rentables. C'est pourquoi la majeure partie des végétaux cultivés sont des légumes à forte valeur ajoutée, comme les salades, tomates, et herbes aromatiques. Ainsi, l'aquaponie est pour l'instant cloîtrée à un marché de niche où les clients ont les moyens de payer plus pour des produits plus respectueux de l'environnement, bien qu'elle se démocratise de plus en plus. Cette technique ne peut donc être la seule réponse apportée au défi agricole du XXIème siècle.

Résumé de la quatrième partie

Grâce à la recherche des pays aux conditions extrêmes deviennent autosuffisants. Les conséquences de l’intensification de l’agriculture et de l’irrigation confrontent les Etats à réfléchir à des alternatives plus durables. Ils se tournent vers les techniques des régions aux climats extrêmes. Il faut redynamiser l’industrie en s’ouvrant à de nouvelles trajectoires.

Conclusion

L’irrigation augmente les rendements de la production alimentaire, si bien seulement 20 % des zones agricoles sont irriguées, elles produisent 40 % des approvisionnements alimentaires. Par ailleurs l’irrigation garantit également la production agricole en fournissant artificiellement de l’eau aux cultures lorsqu’elles en ont besoin comme en cas de sécheresse.

L’eau d’irrigation est confrontée à deux problèmes, le changement climatique et l’augmentation de la population mondiale, qui augmente dans les deux cas, le besoin de l’eau pour l’irrigation, créant des conflits dans la distribution de l’eau à usage humain, et pour les milieux aquatiques. Les chercheurs d’IRSTEAmènent des recherches sur la gouvernance de l’eau et l’amélioration de la précision de l’irrigation, donc pour éviter les conflits il faut réfléchir à d’autres usages et partages de l’eau pour les foyers, le secteur de l’agriculture et de l’industrie.

En 2050, il faudra produire 70 % de nourriture en plus: l’irrigation devra donc être optimisée et localisée (réduction de l’expansion des surfaces agricoles). Des drones pourront mesurer en permanence l’activité et la santé des plantes, des robots faire leur propre culture.