Sustain-COAST : Gestion durable des eaux souterraines côtières et réduction de la pollution 

Sustain-COAST est un projet de recherche cofinancé dans le cadre du programme PRIMA 2018 section II, pour une période de 3 ans à partir de juin 2019. Le consortium est dirigé par l’Université technique de Crète (TUC) et est composé d’une équipe multidisciplinaire de sept partenaires de six pays. Le projet entend développer un système d’aide à la décision (SAD) multicritères calibré et une plateforme web de système d’information géographique accessible aux acteurs de l’eau et aux décideurs politiques. Le SAD et la plateforme, combinés à une activité d’animation spécifique, permettront : (i) l’engagement des acteurs sociaux dans un processus d’apprentissage autour des questions d’eau à l’échelle du bassin versant, basé sur la visualisation de cartes thématiques interactives, (ii) l’utilisation de technologies et d’outils avancés, tels que des capteurs optiques et des capacités de télédétection pour une surveillance participative de l’eau, et (iii) l’utilisation de modèles numériques calibrés pour la simulation spatio-temporelle de l’évolution de la quantité et de la qualité de l’eau. Sustain-COAST explore ainsi de nouvelles approches de gouvernance pour soutenir efficacement la conservation des aquifères côtiers contre les pressions anthropogéniques et climatiques, par la promotion de concepts innovants de gestion de l’eau basés sur les principes des 4R : Réduire ; Recycler ; Réutiliser et Récupérer.

Bien que diverses mesures aient été prises par les administrations et les agences des pays Méditerranéens pour promouvoir une gestion plus intégrée et durable des ressources en eau côtières, diverses faiblesses de gestion persistent : pollution due aux activités industrielles et agricoles ainsi qu’au mauvais traitement des eaux usées (Tunisie), utilisation abusive de l’eau du secteur agricole/touristique et intrusions marines (Grèce), consommation excessive du secteur agricole (Turquie), et conflit entre agriculteurs et pêcheurs pour des problèmes d’eutrophisation des zones humides utilisées à la fois pour l’aquaculture et pour les activités agricoles (Italie). Ces quatre pays cherchent à contribuer à l’amélioration de la gouvernance des ressources en eau côtières Méditerranéennes par le biais d’un projet de recherche en collaboration qui est conçu pour explorer pour concevoir et tester des approches de gouvernance innovantes pour les ressources en eau souterraines côtières en Méditerranée en favorisant le dialogue entre les parties prenantes et – la décentralisation et l’engagement de la société civile dans les processus décisionnels.

Les objectifs généraux de SUSTAIN-COAST sont les suivants :

• Concevoir et tester des approches de gouvernance innovantes pour les ressources en eau côtières méditerranéennes ;
• Améliorer la gestion des ressources en eau ;
• Atténuer la pollution des ressources en eau ;
• Application des principes de bonne gouvernance : équité, légitimité, efficacité, transparence et responsabilité ;
• Décentralisation, engagement de la société civile dans les processus décisionnels, engagement du secteur privé dans des partenariats public-privé solides.

Le projet s’organise autour de 4 piliers fondateurs :

1. Renforcement des options souhaitables de gestion des ressources en eau côtières ;
2. Prévention de la pollution des eaux souterraines côtières ;
3. Engagement actif des parties prenantes concernées dans un processus d’apprentissage social ;
4. Renforcement des activités de surveillance, de communication et de diffusion.

Le projet présente un caractère innovant de par l’engagement actif des parties prenantes sur tout le bassin dans un processus d’apprentissage social et la prédiction spatio-temporelle du débit des eaux souterraines et du transfert des polluants en fonction des options de prévention et d’atténuation suggérées par les parties prenantes et des scénarios de changement climatique.

Cadre géographique

Le projet se déroule sur 4 sites d’études, appelés laboratoires vivants « Living labs » : Arborea (Italie), Wadi El Bey (Tunisie), Malia (Grèce), et Erdemli (Turquie).

Figure 1: Localisation des sites d’étude du projet Sustain-COAST.

Arborea (Italie) : L’étude de cas est située dans une zone de 60 km2 sous le domaine du Consorzio di Bonificadell’Oristanese, un consortium local contrôlé par l’administration régionale qui est responsable de la distribution de l’eau d’irrigation fournie par le barrage d’Eleonora d’Arborea, l’un des plus grands d’Europe. Les systèmes agricoles vont de l’élevage de bovins laitiers dans une zone vulnérable aux nitrates (la municipalité d’Arborea) à la riziculture (plus de 3 000 ha), en passant par l’horticulture et d’autres activités agricoles pluviales. L’eau est la clé du développement économique du district : le système coopératif d’Arborea est la plus importante industrie laitière de l’île, avec plus de 300 millions d’euros de revenu brut annuel, luttant entre la crise du marché et les restrictions environnementales de la gestion des effluents dans une zone qui a été drainée dans les années 1930 avec une nappe phréatique très peu profonde et des sols sablonneux. La riziculture est l’une des plus grandes consommatrices d’eau par unité de surface dans le district, tout en fournissant non seulement de la nourriture mais surtout des semences de riz. L’horticulture compte parmi les principales exploitations de l’île, produisant des artichauts, des melons et de nombreuses autres cultures de grande valeur.

Wadi El Bey (Tunisie) : Le site pilote de Wadi El Bey est situé à environ 40 km au sud de la capitale tunisienne. Il s’étend sur une superficie de 430 km². Il est bordé au nord par le Golfe de Tunis et les collines de Tekelsa, à l’ouest par les montagnes de Bouchoucha et de Halloufa, au sud par les collines de Hammamet, et à l’est par la montagne d’Abderrahman et les hauts plateaux de la côte orientale. L’oued principal de ce site pilote se déverse dans la Sebkha El Maleh, qui est proche de la mer Méditerranée. Ce site pilote contient diverses industries opérant principalement dans le domaine du textile et de l’agroalimentaire. En outre, il contient des superficies cultivées de manière extensive (agrumes, oranges, raisins et légumes). Le site est caractérisé par un niveau élevé de pollution en raison de l’important développement des activités industrielles, agricoles et touristiques. Les principales sources de pollution sont les activités industrielles et agricoles et le traitement inadéquat des eaux usées.

Malia (Grèce) : Le bassin versant de Malia est situé dans le nord de la Crète, en Grèce, à 40 km à l’est de la ville d’Héraklion. Les eaux de surface et les eaux souterraines sont utilisées pour soutenir l’activité agricole extensive de la région, tandis que ces 20 dernières années, le développement touristique accru a entraîné une demande importante de consommation d’eau. Les ressources en eau de la région sont très importantes pour ses habitants car elles couvrent leurs besoins en eau potable et leur bien-être dépend des activités agricoles et touristiques qui consomment de grandes quantités d’eau. Ainsi, le niveau des eaux souterraines a été considérablement réduit au cours des 30 dernières années, ce qui a entraîné une intrusion importante d’eau salée dans les eaux souterraines. La qualité de l’eau dans la région s’est considérablement dégradée en raison de l’intrusion massive d’eau salée dans l’aquifère. Par conséquent, des concentrations élevées de Cl- sont trouvées dans les eaux souterraines, ce qui, en conjonction avec le pompage excessif, entraîne une baisse des niveaux de l’aquifère et une dégradation des eaux souterraines. En outre, des concentrations accrues de nitrates sont également trouvées dans les eaux souterraines en raison de l’activité agricole extensive dans la région.

Erdemli (Turquie) : L’aquifère côtier d’Erdemli est situé à environ 30 km à l’ouest du centre-ville de Mersin (dans le SE de la Turquie), couvrant une superficie de 45 km2. La population du district d’Erdemli est de 140 331 personnes, dont la majorité est principalement engagée dans des activités agricoles. Une partie non négligeable de la région est constituée de zones agricoles telles que des serres et des vergers d’agrumes. La partie sud de la zone ACE, qui est très proche de la côte méditerranéenne, est principalement composée de dépôts alluviaux, tandis que les hautes terres du nord sont composées de roches carbonatées avec de nombreuses caractéristiques karstiques (par exemple, des dolines, des grottes, etc.). Dans la région, principalement dans les zones côtières méditerranéennes, les eaux souterraines de l’aquifère côtier sont largement utilisées pour répondre aux demandes en eau d’irrigation domestique et agricole. Les principaux problèmes de la région sont l’utilisation intensive des eaux souterraines, la diminution de la quantité et de la qualité des eaux de surface et souterraines en raison de l’augmentation des sécheresses, des activités agricoles et des rejets d’eaux usées non traitées.

Explication détaillée

La pratique de gestion est développée autour d’un SAD multicritère (méthode d’analyse décisionnelle multicritère par SIG) et des plateformes multi-acteurs (Living Labs). Le SAD est basé sur des facteurs multicritères incluant des contraintes sociales, économiques, techniques et environnementales locales et spécifiques. Ce système est conçu et mis en œuvre pour chaque étude de cas. Les règles de décision pour la mise en place du SAD dépendent de données quantitatives dérivées de couches SIG (Système d’Information Géographique) pondérées et des cartes thématiques sont créées pour chaque critère principal. À un stade ultérieur, des cartes de sensibilité et d’adéquation sont produites en utilisant une méthode de superposition pondérée dans le SIG sur la base des cartes thématiques pondérées. Enfin, plusieurs scénarios « what-if » sont développés et évalués, en considérant une grande variété de questions relatives à la gestion de l’eau, telles que l’évaluation du niveau de satisfaction, la tarification de l’eau, les suggestions d’économie d’eau aux utilisateurs, la proposition de nouvelles infrastructures et leur impact. Le classement de ces différentes alternatives par ordre de préférence peut également avoir lieu grâce à l’utilisation du SAD en considérant les principes de la théorie des jeux en termes de jeu à somme nulle.

Les sources de données sont scannées et transférées dans un outil SIG (ArcGIS), et toutes les couches de données sont géoréférencées avec le même système de projection. Ensuite, toutes les données nécessaires dans les couches seront numérisées à l’aide de l’outil Arc Editor. Après la numérisation des données, les cartes vectorielles sont créées pour chaque facteur et les attributs sont saisis manuellement (lithologie, utilisation du sol et type de sol, transmissibilité, niveaux d’eau piézométriques et paramètres de qualité de l’eau) ou calculés automatiquement (distance des linéaments, sources et puits, plans d’eau) en utilisant les outils d’ArcGIS. Toutes les couches vectorielles créées sont converties au format raster et chaque sous-critère est pondéré par la valeur de l’évaluation. La dernière action concerne la création de la carte de convenance en utilisant la méthode d’agrégation « Weighted Linear Combination » (WLC) avec les données spéciales disponibles pour chaque zone d’étude de cas qui peut causer un stress sur la pollution des eaux souterraines.

Figure 2 : Méthode d’analyse décisionnelle multicritère développée dans le cadre du projet Sustain-COAST.

Enfin, une plateforme multi-acteurs impliquant les acteurs concernés, basée sur des sessions participatives et interactives – Living Labs – est conçue et mise en œuvre par les partenaires dans chaque étude de cas. Les principales parties prenantes intéressées par la mise en œuvre d’une gouvernance innovante des sites étudiés en tenant compte de leurs priorités mais aussi de leurs contraintes sont prises en considération. La consolidation et le maintien de l’engagement actif des principaux acteurs socio-économiques concernés (assurant un partenariat public-privé-populaire) par leur implication précoce dans la gestion globale et la gouvernance efficace des aquifères côtiers des sites d’étude de cas sélectionnés sont deux des objectifs de Sustain-COAST. À cette fin, cinq laboratoires vivants dans chaque étude de cas sont co-conçus et organisés. Le but ultime de cette tâche est de promouvoir des espaces d’apprentissage social, où des connaissances scientifiques et locales intégrées sont développées pour soutenir les décideurs dans la conception de voies adaptatives pour les communautés locales concernant les systèmes de ressources en eau durables.