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Briefing de Bruxelles n. 56 : Paolo D’Odorico " Interactions alimentations-énergie-eau : implications pour les pays en développement "

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Le Briefing de Bruxelles sur le développement n. 56 sur « Les interactions terres-eau-énergie et la durabilité du système alimentaire » organisé par le CTA, la Commission européenne / EuropeAid, le secrétariat ACP et Concord s’est tenu le 3 juillet 2019, de 9h00 à 13h00 au Secrétariat ACP, 451 Avenue Georges Henri, 1200 Bruxelles, Salle C.

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Briefing de Bruxelles n. 56 : Paolo D’Odorico " Interactions alimentations-énergie-eau : implications pour les pays en développement "

  1. 1. Interactions Alimentation-Énergie- Eau: implications pour les pays en développement Paolo D’Odorico, Département de la science, la politique et la gestion de l’environnement Université de Californie, Berkeley
  2. 2. Utilisation de l'eau Production alimentaire Intérieure Boisson 600-1800 1 (données de Falkenmark & Rockstrom, 2005) La majeure partie de l’eau que nous utilisons est destinée à l’agriculture Empreinte sur l’eau Agriculture Intérieure Industrielle 85.8% 9.6% (données de Chapagain et Hoekstra, 2004) (Unités : m3/personne/an) …principalement pour la production alimentaire
  3. 3. Utilisation de l’eau en agriculture 19 % des terres agricoles sont irriguées et produisent 40 % des aliments Agriculture irriguéeAgriculture pluviale Utilise de l’eau « verte » Utilise de l’eau « bleue et verte » « Eau verte » : humidité du sol en zone racinaire « Eau bleue » : eau des cours d’eau, lacs, aquifères
  4. 4. Terre Océans ET=73 P=120 E=509 P=462 (1 unité=1012 m3/an) GR=1 SR=46 Advection=47 Source des données: Chow et al., (1988) Cycle général de l’eau En 2010 : ≈12 ×1012 m3/an (Carr, D’Odorico et al., 2013) 10 % des précipitations terrestres sont utilisées par l’agriculture 16 % de l’évapotranspiration terrestre provient des agroécosystèmes Eau utilisée par l’agriculture Quelle quantité d’eau est utilisée par l’agriculture ? 87% 4% 4% 5% Global Blue Water Uses 67% 3% 30% Water Consumption in Agriculture (Blue + Green) 87% 4% 4% 5% Global Blue Water Uses Irrigation Domestic Industrial Energy 67% 3% 30% Water Consumption in Agriculture (Blue + Green) Food and Fiber Crops Biofuels Livestock (feed + rangeland)
  5. 5. Régions irriguées en l’an 2000 (D’après Rosa et al., ERL, 2018, basé sur les cartes d’irrigation de Portmann et al., 2010) Non durable si la consommation d’eau d’irrigation > disponibilité locale = écoulement - flux environnementaux 40 % de l’irrigation est non durable  perte de flux environnementaux & stocks environnementaux
  6. 6. L’irrigation en Afrique Irrigation Water Consumption (km3 /y) Unsustainable Irrigation (km3 /y) % Unsustaina ble World 847.0 336.0 40% Africa 75.0 31.0 41% Egypt 40.2 17.4 43% Sudan 9.6 2.9 31% South Africa 6.8 2.7 40% Morocco 6.0 3.8 63% Algeria 2.3 1.2 51% Libya 1.7 1.5 86% Tunisia 1.5 0.6 41% Madagascar 1.4 0.0 2% Mali 1.1 0.1 12% (D’après Rosa et al., ERL, 2018, Basé sur les cartes d’irrigation de Portmann et al., 2010 Hypothèse : pas de déficit d’irrigation dans les régions irriguées)
  7. 7. Augmentation de la demande mondiale en eau (Davis & D’Odorico, ERL 2015) Croissance de la population Augmentation de la consommation de viande Biocarburants : 2 à 6 % de l’utilisation d’eau 0 50 100 150 2006 2008 2010 2012 X106m3 Bioethanol Biodiesel (source des données: FAO-OECD, 2013)
  8. 8. Qu’en est-il de l’eau destinée à la production d’énergie ? • Production de biorcarburants (1,8 x 1011 m3an-1)(Rulli et al., 2016) • Extraction de combustibles fossiles (1,8 x 1010 m3an-1)(IEA, 2016) • Énergie renouvelable non basée sur des combustibles Irrigation : ≈1,2 ×1012 m3/an (Siebert et al., 2010) Eau bleue et eau verte Uniquement eau bleue
  9. 9. L’eau pour l’énergie 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 Global Irrigation Energy Production Blue Water Consumption (x 10 12 m3 y-1) (IEA, 2016; D’Odorico et al., Rev. of Geophys., 2018) Biofuels Fossil Fuels Power Generation BLUE WATER CONSUMPTION FOR ENERGY PRODUCTION
  10. 10. 10 Consommation mondiale de bioéthanol et biodiesel Bioethanol Eau (million m3) Utilisation des ressources en eau (106 m3) Biodiesel En 2000: 2-6% de l’eau était utilisée en agriculture (Rulli et al., Sci. Rep. 2016)
  11. 11. Combien d’humains la Planète pourrait-elle supporter si les terres actuellement cultivées servaient à produire à la fois des aliments et de l’énergie ? % pour le transport de carburants tirés de biocombustibles Taille de la population (en milliards) 10 % 6,7 20 % (*) 4,4 100 % (*) 2,5 Application des taux de consommation par habitant de l’UE au monde entier (Rulli et al., Scientific Reports, 2016) Hypothèses : 1) Pas d’expansion de l’agriculture 2) Utilisation des rendements agricoles actuels 3) Énergie uniquement destinée au secteur du transport 4) Application des taux de consommation par habitant de l’UE au monde entier Les terres pour l’alimentation, l’énergie ou les deux ?
  12. 12. Empreinte sur l’eau des combustibles fossiles Extraction combustibles fossiles Remplacement des combustibles fossiles Gaz naturel Pétrole brut Charbon 80 x 1012 70 x 1012 60 x 1012 50 x 1012 40 x 1012 30 x 1012 20 x 1012 10 x 1012 (m3an-1) (m3an-1) 2 x 1010 1 x 1010 Le « nexus » eau-énergie des combustibles fossiles • Biocombustibles : utilisation de l’eau et des terres actuelles – Renouvelable • Combustibles fossiles : produits avec des ressources du passé – Non renouvelable Nous « brûlons » littéralement l’eau du passé Plus d’eau que le cycle de l’eau ne peut le supporter (D’Odorico et al., Earth’s Future, 2017)
  13. 13. Pas assez d’eau et de terres pour dépendre exclusivement des combustibles provenant de la biomasse végétale Dépendre aussi de : • L’énergie ne provenant pas d’un combustible (solaire, éolienne, etc.) • Les combustibles fossiles : augmentation de 20 % d’ici 2040 (US EIA, 2016; Exxon Mob Corp. 2016) - Combustibles fossiles non conventionnels : augmentation de 25 à 40 % d’ici 2040 1) Sables pétrolifères / sables bitumeux / huile lourde 2) Schiste bitumineux 3) Gaz de schiste
  14. 14. Régions dans lesquelles l’extraction de schiste bitumineux / gaz de schiste pourrait entrer en concurrence avec l’agriculture pour l’obtention d’eau Serons-nous bientôt à court d’eau douce pour l’alimentation et l’énergie ? 31–44 % des gisements de schiste se trouvent dans des régions en stress hydrique(Rosa et al, Earth’s Future, 2018)
  15. 15. Comment répondre à la demande croissante d’eau pour l’alimentation ? Intensification de l’agriculture (Godfray, Science, 2010; Foley et al., Nature, 2011) Combler l’écart de rendement (irrigation, engrais, etc.) Transition vers l’agriculture commerciale - Perte de moyens de subsistance ? Extensification de l’agriculture Étendre les superfices cultivées Changement de l’utilisation des terres Déforestation Pertes de biodiversité Les écologistes plaident pour l’intensification …car elle permet d’éviter la destruction d’habitats … toutefois, certaines régions n’ont pas assez d’eau pour combler l’écart de rendement de façon durable
  16. 16. … mais y a-t-il assez d’eau pour le faire de façon durable ? En comblant l’écart de rendement, nous pouvons nourrir 4 milliards d’habitants… (Davis et al., Earth’s Future, 2014) Écarts de rendement(Mueller et al., 2012) Milliardsd’habitants
  17. 17. Si nous prenons en compte la disponibilité de l’eau et les flux environnementaux (Rosa et al., ERL, 2008) Combler l’écart de rendement par expansion de l’irrigation : durabilité des ressources en eau Il est possible, sur un mode durable, - d’étendre l’irrigation à 26 % des régions à desserte pluviale actuelles - de nourrir 2,8 milliards d’habitants supplémentaires Suppression de l’irrigation non durable : - Dans ce cas, le monde pourrait nourrir « seulement » 1,8 milliard d’habitants supplémentaires
  18. 18. En Afrique : vaste potentiel pour étendre l’irrigation durable aux zones d’agriculture pluviale  Hausse de la production alimentaire Water Current Irrigation Water Consumption (km3 /y) Current Unsustaina ble (%) Max Net Sustainable Increase (%) World 847.0 40% 9% Africa 75.0 41% 101% Egypt 40.2 43% -43% Sudan 9.6 31% 99% South Africa 6.8 40% 64% Morocco 6.0 63% 94% Algeria 2.3 51% 237% Libya 1.7 86% -32% Tunisia 1.5 41% 0% Madagascar 1.4 2% 61% Mali 1.1 12% 214% Food Total Production (1012 kcal y-1 ) Rainfed Production (1012 kcal y-1 ) Net Sustainable Increase (%) World 8981 6104 25% Africa 466 379 100% Egypt 69 0 -54% Sudan 17 15 76% South Africa 43 40 56% Morocco 15 13 107% Algeria 7 7 71% Libya 1 1 0% Tunisia 4 4 125% Madagascar 7 3 186%
  19. 19. Autosuffisance potentielle Autosuffisant Tout juste Autosuffisant Dépendant du commerce 2000 2030 : écart de rendement comblé Même dans le meilleur scénario d’écart de rendement comblé / d’intensification de l’agriculture, des zones de pénurie alimentaire persistent localement, surtout en Afrique. Davis et al., Earth’s Future, 2014
  20. 20. Réseau mondial d’échanges alimentaires 1986 2010 (D’Odorico, et al., Earth’s Future, 2014)Importateurs nets Exportateurs nets Au niveau mondial, 24 % de nos aliments viennent du commerce international
  21. 21. Commerce virtuel de l’eau Dans certains régions, les ressources en eau ne suffisent pas à nourrir la population locale. Importent-elles de l’eau ou des aliments ? Source : www.waterfootprint.org La notion d’« eau virtuelle » En échangeant de l’eau, nous échangeons quasiment des aliments (Allan, 1998) Flux d’eau virtuels au niveau mondial : 2,4-3,2 × 10 12 m3/an Flux d’eau physiques (transferts inter-bassins) : 0,5 × 10 12 m3/an Local Supply>Demand Local Supply<Demand TotalFlux(1012m3y-1) Plants Luxury Animal Others 1980 1990 2000 2010 2.8 ×1012 m3/yr (Carr, et al., PLOS1, 2013) 1986 2011
  22. 22. Nombre de liens commerciaux dans l’espace et le temps Carr, D’Odorico, Laio, Ridolfi, PLoS-One, 2013 L’Afrique reste moins intégrée dans le marché alimentaire mondial Nombre de partenariats commerciaux
  23. 23. Mondialisation de l’eau par les acquisitions internationales de terres Rulli, Saviori and D’Odorico, PNAS, 2013 Davis et al., Nature Geoscience, 2015 Dell’Angelo et al., World Development, 2017 - >67 millions ha Superficie (millions ha) Les acquisitions de terres induisent-elles une intensification ou une expansion de l’agriculture ? • Intensification de l’agriculture sur des terres précédemment cultivées  Dépossession des communautés locales  Perte de moyens de subsistance ruraux  Insécurité alimentaire locale ? • Expansion de l’agriculture  Déforestation de « terres vierges »?  Impacts environnementaux D’après les données du Land Matrix, 2018 Questions : - Quelles quantités d’aliments supplémentaires pouvons-nous produire ? - Quel est le rôle de l’eau ? 0 10 20 30 40 50 60 70 80 Africa Asia & Oceania South America Total Area(×106ha) Not Under Production Under Production
  24. 24. Total pour l’Afrique (en millions): 52-89: avec les technologies actuelles 123-212: quand l’écart de rendement sera comblé (hausse de 140%) 223 millions de personnes dénutries en Afrique subsaharienne (FAO, 2013) (Rulli et D’Odorico , Environm. Res. Lett., 2014) 72% de terres étrangères 3% de terres exploitées
  25. 25. Les objectifs inavoués des investissements fonciers : - motivés par les besoins en eau - invoqués comme une approche pour combler l’écart de rendement Rulli, Saviori and D’Odorico, PNAS, 2013 Les écarts de rendement restent « gros » dans le monde en développement Acquisitions de terres à grande échelle  transition d’une agriculture de subsistance à une agriculture commerciale à grande échelle 0 50 100 150 200 250 300 350 400 Africa Asia & Oceania South America Total WaterAppropriation(×109m3) Blue Water Green Water (D’Odorico et al., Land Degradation & Development, 2017)
  26. 26. Comment répondre à la demande croissante en eau pour l’alimentation ? Intensification de l’agriculture (Godfray, Science, 2010; Foley et al., Nature, 2011) Combler l’écart de rendement (irrigation, engrais, etc.) Transition vers l’agriculture commerciale - Perte de moyens de subsistance? Extensification de l’agriculture Étendre les superfices cultivées Changement de l’utilisation des terres Déforestation Pertes de biodiversité Intensification durable Améliorer l’efficience Adopter des cultures plus adaptées Augmenter la production sans exiger plus de terres, d’eau ni d’investissements
  27. 27. - Expansion de l’irrigation durable aux zones d’agriculture pluviale (pour combler l’écart de rendement) - Utilisation plus efficiente de l’eau (chaque goutte exploitée pour plus de rendement) Conservation de l’eau des sols (réduit l’évaporation à partir des sols) Espèces végétales caractérisées par une utilisation plus efficiente de l’eau. Plantation de la bonne espèce au bon endroit - Nourrir 825 millions de personnes supplémentaires - Réduire la consommation d’eau de 12 % (Davis et al., Nature Geoscience, 2017) Intensification durable
  28. 28. Conclusions • L’eau reste une contrainte majeure pour la production alimentaire • Certains pays connaissent un déficit chronique en eau • Échanges et investissements internationaux Mondialisation de l’eau, des terres et des aliments • L’intensification de l’agriculture requiert souvent de l’eau et des investissements technologiques - Dans quelle mesure peut-elle se faire sur un mode durable ? - Un système de production agricole à petite échelle passant à grande échelle… • Intensification durable Remerciements : Maria Cristina Rulli, Luca Ridolfi, Francesco Laio, Kyle Davis, Joel Carr, Lorenzo Rosa, Samir Suweis, Davide Chiarelli, Stefano Casirati, Stefano Vandoni, David Seekell, Jampel Dell’Angelo

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