Eau et énergie - Eaux, villes et changements climatiques

Enjeux de l’hydroélectricité¶

Le Canada figure parmi les plus grands producteurs mondiaux d’énergie hydroélectrique et environ la moitié de sa production annuelle est issue des barrages du Québec. Les barrages-réservoirs ont façonné considérablement le paysage hydrique québécois et permettent de produire une énergie renouvelable, l’hydroélectricité. Ils ont créé de vastes bassins d’eau en amont et asséché les berges en aval. Plusieurs écosystèmes et des populations entières ont dû, par le passé, s’adapter aux changements et doivent, aujourd’hui encore, composer avec la gestion des niveaux d’eau induits par ces barrages. Les aménagements hydrauliques sont d’une importance sociale et économique majeure. Au Québec, la Loi sur la sécurité des barrages, entrée en vigueur en 2002 suite aux inondations du Saguenay de 1996, oblige les propriétaires de ces ouvrages à en évaluer régulièrement la sécurité, notamment sous l’effet des séismes et des crues.

Image d'une centrale hydroélectrique — Centrale hydroélectrique Abénaquis et son barrage, Sherbrooke, Québec

Le contexte des changements climatiques rend l’étude, la surveillance et l’adaptation des ouvrages hydrauliques d’autant plus importantes. Partout dans le monde, les cours d’eau semblent soit se déchaîner, soit disparaître. Les manifestations des dérèglements climatiques sont nombreuses : les embâcles, le verglas, les crues et les inondations, les canicules et les sécheresses, l’érosion et les glissements de terrain. Les capacités hydrauliques et les infrastructures sont impactées.

Les fortes précipitations et crues peuvent donner lieu à un potentiel d’hydroélectricité et contribuer à réduire la dépendance aux énergies fossiles. De plus, dans les projets de barrages, la production d’hydroélectricité est fréquemment complémentaire à d’autres finalités telles que la régulation des débits, le contrôle des inondations, la pisciculture, la villégiature, la réserve d’eau et l’irrigation. Par exemple, la République démocratique du Congo compte sur l’hydroélectricité pour la quasi-totalité de sa production d’énergie. Les Pays-Bas, en grande partie situés au niveau de la mer ou en dessous, ou encore la ville de Venise en Italie, sujette aux marées destructrices, perçoivent les infrastructures de contrôle des inondations comme une nécessité.

Toutefois, les barrages sont des outils controversés dans la lutte contre les changement climatiques. Ils engendrent des impacts négatifs sur la biodiversité et les écosystèmes. L’habitat essentiel et les lieux de reproduction de plusieurs espèces de poissons sont menacés He et al., 2021. Ces ouvrages hydrauliques présentent des risques environnementaux pour les milieux humides, déjà fragiles et déclinants, dont la constitution protectrice et la biodiversité alimentent la vie Viviano, 2022. Les terrains inondés lors de la création de réservoirs émettent des gaz à effet de serre (GES) plus nocifs que ce que laissaient croire les évaluations initiales. Les barrages peuvent aggraver le risque d’inondation en modifiant la composition et la structure des lits de rivière situés en aval Ma et al., 2022. Enfin, les barrages sont dévastateurs pour l’eau, la terre et les gens qui y vivent puisqu’ils segmentent, transforment et détériorent le territoire. Les peuples autochtones sont particulièrement touchés. Ils ont toujours compris et reconnu l’importance de l’eau comme fondement essentiel à la vie et aux services écosystémiques; les milieux hydriques façonnent leur mode de vie et présentent une valeur culturelle et spirituelle Canadian Geographic Education, n.d..

Entrevue – Hydroélectricité et changements climatiques¶

Transcription

Exercice 6¶

from jupyterquiz import display_quiz
exercice46=[{
        "question": "Les infrastructures hydrauliques doivent être adaptées face à l’augmentation des pluies et des débits intensifiés par les changements climatiques. Parmi les énoncés suivants, lequel ne décrit pas une bonne stratégie d’adaptation?",
        "type": "multiple_choice",
        "answers": [
            {
                "answer": "Assurer la sécurité des populations.",
                "correct": False
            },
            {
                "answer": "Étudier la stabilité structurale des barrages afin d'évaluer leurs facteurs de sécurité au glissement en cas de crue.",
                "correct": False
            },
            {
                "answer": "Accroitre la production d’hydroélectricité de façon générale.",
                "correct": True,
                "feedback": "Effectivement, accroitre la production d’hydroélectricité n’est pas une solution miracle pour lutter contre les changements climatiques. Avant tout, il faut réduire la consommation et la demande d’électricité. Puis, il faut étudier et intégrer le contexte du réaménagement des centrales existantes ou, dans certains cas, de la construction de nouveaux barrages. Il est important de mitiger les impacts sociaux et environnementaux."
            },
            {
                "answer": "Développer des techniques de réhabilitation visant à réduire la vulnérabilité des barrages aux crues.",
                "correct": False
            },
            {
                "answer": "Protéger les écosystèmes des risques d’inondations, puis réduire les impacts négatifs de la construction et de l’exploitation des barrages.",
                "correct": False
            }
        ],
    }
]
display_quiz(exercice46)

Enjeux des mesures d’efficacité d’eau¶

L’utilisation plus efficace de l’eau et de l’énergie est certainement une mesure essentielle pour réduire l’impact des villes, mais ces mesures peuvent avoir des impacts sur la santé humaine. La réduction des débits d’eau par l’installations d’équipements sanitaires économes en eau ainsi que la baisse de l’utilisation d’eau chaude peuvent conduire à des enjeux concernant la qualité microbiologique de l’eau et l’éclosion de bactéries. Ces enjeux doivent être identifiés et étudiés afin de proposer des pistes de solutions.

Entrevue – Mesures d’efficacité et santé¶

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Exercice 7¶

from jupyterquiz import display_quiz
exercice47=[{
        "question": "Quelles peuvent être les causes de la prolifération des bactéries dans un évier, son environnement immédiat et sa tuyauterie?",
        "type": "multiple_choice",
        "answers": [
            {
                "answer": "Réduction du débit d’eau du robinet",
                "correct": True
            },
            {
                "answer": "Ajout d’air dans le robinet",
                "correct": True
            },
            {
                "answer": "Montée du niveau d’eau dans l'évier",
                "correct": True
            },
            {
                "answer": "Désalignement du jet d'eau avec le drain",
                "correct": False,
                "feedback": "Non, le désalignement du jet d'eau avec le drain est plutôt une solution limitant les éclaboussures et la prolifération des bactéries."
            },
            {
                "answer": "Réduction de l’utilisation d’eau chaude du robinet",
                "correct": True
            },
            {
                "answer": "Augmentation de l'efficacité de drainage",
                "correct": False,
                "feedback": "Non, l’augmentation de l'efficacité de drainage est plutôt une solution limitant les éclaboussures et la prolifération des bactéries."
            }
        ],
    }
]
display_quiz(exercice47)

Enjeux des mesures d’efficacité d’énergie¶

Les tours de refroidissement permettent de climatiser des bâtiments et de refroidir des procédés industriels et énergétiques tels que des centrales électriques, des installations de combustion, des industries. Elles évacuent vers le milieu extérieur la chaleur issue de systèmes de refroidissement en faisant circuler de l’eau. L’eau est refroidie par ruissellement en contact avec l’air.

Toutefois, l’usage de ces équipements comporte des enjeux concernant la présence de particules (pollen, insectes, poussières) dans l’eau et la prolifération de bactéries. Il en résulte une grande consommation d’eau et une efficacité réduite du système. De plus, la demande de climatisation est croissante en contexte de réchauffement planétaire. La recherche se penche sur des solutions plus sobres et appropriées. Les travaux de la professeure Émilie Bédard permettent d’améliorer l’efficacité énergétique des systèmes de refroidissement au moyen d’une filtration en continu qui en réduit les impacts.

Recherche – Filtration des tours de refroidissement¶

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References¶

He, F., Thieme, M., Zarfl, C., Grill, G., Lehner, B., Hogan, Z., Tockner, K., & Jähnig, S. C. (2021). Impacts of loss of free-flowing rivers on global freshwater megafauna. Biological Conservation, 263, 10. 10.1016/j.biocon.2021.109335
Viviano, F. (2022). Sauver Venise de la montée des eaux pourrait mettre en péril sa biodiversité. National Geographic. https://www.nationalgeographic.fr/environnement/sauver-venise-de-la-montee-des-eaux-pourrait-mettre-en-peril-sa-biodiversite
Ma, H., Nittrouer, J. A., Fu, X., Parker, G., Zhang, Y., Wang, Y., Wang, Y., Lamb, M. P., Cisneros, J., Best, J., Parsons, D. R., & Wu, B. (2022). Amplification of downstream flood stage due to damming of fine-grained rivers. Nature Communications, 13(1), 11. 10.1038/s41467-022-30730-9
Canadian Geographic Education. (n.d.). Notre rapport à l’eau : Enseignements autochtones sur la façon dont l’eau façonne nos vies et assure notre survie et pourquoi nous devons la protéger. https://storymaps.arcgis.com/stories/581c68b2b1994f2d9d8875efa4f39f94

5.4 Eau et énergie

Enjeux de l’hydroélectricité¶

Entrevue – Hydroélectricité et changements climatiques¶

Exercice 6¶

Enjeux des mesures d’efficacité d’eau¶

Entrevue – Mesures d’efficacité et santé¶

Exercice 7¶

Enjeux des mesures d’efficacité d’énergie¶

Recherche – Filtration des tours de refroidissement¶