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.

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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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
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. 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. 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. 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. 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. 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. … 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. - 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. 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