Un grand potentiel de stockage pour les futurs bassins glaciaires sans glace

Avec le réchauffement de la planète, la plupart des glaciers du monde entier vont fortement fondre dans les décennies à venir. Ce ne sont pas seulement de magnifiques monuments naturels qui disparaissent, mais aussi une fonction essentielle pour le cycle de l'eau. Ainsi, les masses de glace dans les hautes montagnes sont d'importants réservoirs d'eau qui alimentent les grands systèmes fluviaux et aident à équilibrer le débit de manière saisonnière.

Sans glaciers, le débit des cours d'eau serait nettement inférieur pendant les mois d'été, ce qui aurait des conséquences radicales sur la disponibilité de l'eau, l'énergie et l'agriculture dans de nombreuses régions du monde. C'est pourquoi les milieux scientifiques ont déjà évoqué l'idée de compenser la diminution de la fonction de stockage des glaciers par des lacs de retenue (voir Blog du futur ).

Un groupe de glaciologues de l'ETH Zurich et de l'Institut fédéral de recherche sur la forêt, la neige et le paysage WSL s'engage à nouveau dans le débat sur la disparition de la glace : Dans une étude publiée dans page externeNature Dans une étude publiée dans le rapport de l'EPFZ, les scientifiques examinent le potentiel mondial de stockage de l'eau et d'hydroélectricité dans les régions glaciaires qui seront libérées des glaces au cours de ce siècle.

Utiliser les bassins glaciaires comme réservoirs

Dans leur étude, l'équipe de recherche dirigée par Daniel Farinotti, professeur de glaciologie au Laboratoire de recherches hydrauliques hydrologiques et glaciologiques (VAW) de l'ETH Zurich et au WSL, a analysé quelque 185 000 glaciers. Pour ces sites, ils ont calculé un potentiel de stockage total maximal théorique de 875 kilomètres cubes (km³) et un potentiel hydroélectrique théorique maximal de 1350 térawattheures (TWh) par an au total.

"Ce potentiel théorique total correspond à environ un tiers de la production hydroélectrique mondiale actuelle. Mais seule une partie de ce potentiel serait effectivement réalisable dans la réalité", admet Farinotti.

Afin d'obtenir une estimation plus réaliste, les chercheurs ont en outre soumis les sites à un premier test d'adéquation. Ils ont ainsi identifié environ 40 pour cent du potentiel total théorique comme "potentiellement" approprié, ce qui correspond à un volume de stockage de 355 km³ et un potentiel hydroélectrique de 533 TWh par an. Ce dernier correspond à environ 13 pour cent de la production hydroélectrique mondiale actuelle ou à neuf fois les besoins annuels en électricité de la Suisse.

"Ce volume de stockage potentiellement approprié suffirait déjà à retenir environ la moitié de l'écoulement annuel des bassins versants glaciaires étudiés", précise Farinotti. En outre, dans l'hypothèse d'un scénario climatique moyen, environ trois quarts du potentiel de stockage pourraient déjà être libérés de la glace d'ici 2050.

Un potentiel estimé avec retenue

Pour leur analyse, les glaciologues ont utilisé un inventaire global des glaciers et ont d'abord placé virtuellement un barrage à l'extrémité actuelle de chaque glacier d'une surface supérieure à 50'000 mètres carrés en dehors de la région subantarctique. Ils ont ensuite optimisé la taille des barrages en choisissant une orientation et une hauteur appropriées. Ce faisant, ils ont également veillé à ce que les réservoirs minimisent les effets négatifs sur le paysage et ne se contentent pas de maximiser le rendement économique. Pour déterminer le volume de stockage des 185 000 sites ainsi sélectionnés, l'équipe a utilisé des modèles numériques d'altitude du terrain sous-glaciaire et les a combinés avec un modèle de développement des glaciers.

Lors du test d'aptitude qui a suivi, les chercheurs ont évalué les sites sur la base de plusieurs critères écologiques, techniques et économiques. "Sur cette base, nous avons exclu les zones glaciaires les moins appropriées dans le but de les considérer de manière plus réaliste", explique Vanessa Round, affiliée aux deux institutions et qui a participé de manière déterminante à l'étude. Construire un barrage sur chaque glacier n'est ni réaliste ni souhaitable.

Un modèle pour l'avenir ?

L'équipe souligne que les effets locaux doivent être évalués au cas par cas. Néanmoins, les résultats de l'étude du potentiel global indiquent que les bassins déglacés pourraient apporter une contribution importante à l'approvisionnement énergétique national et au stockage temporaire de l'eau dans un certain nombre de pays, en particulier dans les hautes montagnes d'Asie.

Les pays dont le potentiel est particulièrement important sont le Tadjikistan, où le potentiel hydroélectrique calculé pourrait représenter environ 80% de la consommation actuelle d'électricité, le Chili (40%), ou le Pakistan (35%). Le Canada, l'Islande, la Bolivie et la Norvège ont un potentiel de 10 à 25 pour cent de leur consommation actuelle. Pour la Suisse, l'étude arrive à un potentiel de 10 pour cent.

Pendant ce temps, l'office fédéral de l'énergie a revu fin ao?t à la baisse le potentiel de développement de l'énergie hydraulique suisse. Ceci principalement en raison de nouvelles estimations des pertes de production dues aux dispositions relatives aux débits résiduels et parce que le potentiel de développement de la petite hydroélectricité est jugé plus faible qu'en 2012. Dans son évaluation, l'OFEN a toutefois explicitement exclu le potentiel hydroélectrique qui pourrait être créé dans les zones glaciaires qui seront libres de glace à l'avenir. Les glaciologues autour de Farinotti ne voient donc pas de contradiction avec leurs résultats, car les deux études ne peuvent pas être comparées directement.