28.05.2026 à 12:24
Les débuts prometteurs de la voiture électrique au XIXᵉ siècle
On ne le sait pas toujours, mais l’histoire de l’automobile électrique commence au XIXᵉ siècle, époque où elle battait des records de vitesse et dominait parmi les flottes de taxis de grandes villes comme New York. Alors que le véhicule électrique s’impose aujourd’hui comme une alternative incontournable pour un transport individuel moins carboné, retour sur ses débuts oubliés et les raisons de son déclin avec Gilles Garel, professeur titulaire de la chaire de gestion de l’innovation du Cnam et membre du conseil scientifique de l’exposition à succès « Flops ? ! » du Musée des arts et métiers.
L’histoire de l’automobile est indissociable de celle des moteurs. À la fin du XIXᵉ siècle, trois modes de propulsion se partagent le marché naissant de l’automobile : le moteur à essence (ou thermique), le moteur électrique et le moteur à vapeur.
En 1800, Alessandro Volta invente la pile voltaïque zinc-argent, permettant de stocker de l’énergie électrique. Avec l’invention de la première batterie rechargeable au plomb-acide en 1850, puis les améliorations du physicien Gaston Planté et de l’ingénieur chimiste Camille Alphonse Faure, les premiers véhicules électriques (VEL) apparaissent en Europe et aux États-Unis à la fin des années 1880, même si des prototypes isolés ont déjà circulé cinquante ans auparavant. L’essor des VEL s’appuie ensuite sur trois grandes pratiques.
Les usages sportifs jouent d’abord un rôle essentiel dans la mise au point et la fiabilisation. Les moteurs électriques fournissent alors un couple maximal dès le démarrage, c’est-à-dire qu’ils délivrent une forte puissance pendant un court moment sans la complexité mécanique des moteurs thermiques de l’époque (vibrations, surchauffe, carburateurs imprécis…).
Dès 1895, des VEL participent ainsi aux premières grandes courses automobiles. Entre 1896 et 1904, plusieurs records de vitesse sont battus : le pilote belge Camille Jenatzy franchit les 100 km/h en 1899 avec la Jamais Contente, tandis que la Baker Torpedo Kid atteint 167 km/h en 1904 aux États-Unis. La presse est friande de ces exploits et relate les exploits des pilotes.
Les flottes de taxis pour le service urbain, en lieu et place des fiacres hippomobiles, constituent un second usage des premiers VEL. Ici, la vitesse importe moins que la fiabilité et l’autonomie.
Dès les années 1890, des compagnies se développent aux États-Unis et en Europe avec des infrastructures de recharge et d’échange de batteries. Les producteurs d’électricité y voient un débouché pour lisser leur production grâce à des recharges nocturnes.
À l’instar de la London Electric Cab Company, créée en 1896, ou de l’Electric Vehicle Company Service, créée en 1897, à New York, des sociétés investissent dans les infrastructures électriques de transports, support d’un service urbain intégrant tramways, trolleys et taxis électriques. D’autres grandes villes américaines, comme Boston et à Baltimore, installent des centres d’échanges de batteries. Ces dernières sont remplacées en quelques minutes. À New York, plus de 600 taxis Electrobat circulent en 1900 sur un total de 1 000 VEL et le marché projeté à cinq ans est alors évalué à 15 000 taxis.
À Paris, plusieurs entreprises lancent des fiacres électriques et organisent la reconversion des cochers en chauffeurs. La Compagnie française des voitures électromobiles est créée en 1898 et exploite des fiacres électriques. Sa station de recharge parisienne traite 40 véhicules à la fois. L’année suivante, la puissante Compagnie générale des voitures, alors en charge d’une cavalerie de 12 000 chevaux, franchit le pas de la mécanisation.
Enfin, un premier marché privé du VEL va se développer en Europe et aux États-Unis. Le cas américain est intéressant, car en raison du piètre réseau routier interurbain, la faible autonomie des VEL permet de concentrer les trajets sur les grandes villes où se trouve aussi une clientèle aisée et féminisée. Lorsque la Ford T est lancée en 1908, le démarrage de son moteur (à essence) nécessite l’activation d’une grosse manivelle, là où les VEL de la fin du XIXᵉ siècle se démarrent en activant un interrupteur.
À New York en 1900, 38 % des voitures sont des VEL, 22 % sont des voitures à moteur à thermique et 40 % sont des voitures à vapeur. L’Electric Vehicle Association of America est fondée en 1909. Elle offre des tarifs préférentiels en heures creuses, exploite directement des garages publics, promeut les VEL dans un système intermodal taxi-train.
Toutefois, en dépit de ces débuts prometteurs, les VEL disparaissent presque en près d’une génération. Comment expliquer cela ?
Les partisans de l’approche déterministe expliquent la marginalisation du VEL par des facteurs techniques et économiques qui le rendent intrinsèquement inférieur aux véhicules à essence : autonomie limitée (l’essence stocke énormément plus d’énergie par kilogramme qu’une batterie), contrainte de recharge, manque de fiabilité des batteries et prix.
Alors que la guerre de 1914 justifie des besoins d’autonomie et d’approvisionnement distribués, les progrès sur les batteries stagnent. Le lancement de la Ford T en 1908 a déjà commencé à démocratiser le véhicule thermique personnel.
La production de masse abaisse durablement les prix par l’effet d’économie d’échelle. En 1913, la production annuelle atteint 180 000 véhicules. Le prix de vente passe de 850 $ en 1909 (soit entre 27 000 et 31 000 euros selon le taux de change, NDLR) à 260 $ en 1925 (soit 4 500 euros environ, NDLR).
En 1912, un véhicule thermique se vend pour environ 650 $ (environ 18 000 euros, NDLR) contre 1 750 $ pour un VEL (environ 50 000 euros, NLDR. Dans le même temps, l’offre pétrolière s’élargit avec la découverte de nouveaux gisements et les prix baissent.
De son côté, l’approche constructiviste analyse l’échec des technologies par des facteurs contingents, sociaux, culturels et institutionnels. Le conflit de 1914 développe une formation massive à la conduite de camions à essence et une construction massive de grandes usines de fabrication. Après la guerre, ces développements facilitent l’expansion de la motorisation à essence.
La bascule se joue aussi du côté des usages et des infrastructures. L’arrivée du démarreur électrique chez Cadillac en 1912, puis chez rapidement tous les constructeurs, rend inutile la manivelle de démarrage du moteur thermique. Cette innovation met fin à l’avantage du démarrage facile et non salissant des premiers VEL.
En parallèle, les fonctions aval se structurent pour le véhicule thermique : entretien, distribution, réparation, alors que l’électrique demeure organisé autour de dépôts et de recharges planifiées de flotte et ne parvient pas à développer le marché individuel.
Les recherches historiques ne montrent pas l’existence d’un « complot » délibéré des lobbies pétroliers pour éliminer le VEL, mais un verrouillage progressif du système automobile autour du pétrole et du moteur thermique.
On peut toutefois citer le célèbre cas de National City Lines, une entreprise de transport en commun créée en 1936 à Chicago (Illinois) par des actionnaires des secteurs de l’automobile, du pétrole et des pneumatiques, qui ont intérêt à voir disparaître les transports publics et, en particulier, les tramways électriques qui occupent la chaussée, entravant la circulation de leurs voitures.
National City Lines rachète de très nombreux réseaux de tramways américains, officiellement pour les gérer, en réalité pour les remplacer par des bus. L’entreprise sera condamnée lors d’un procès antitrust en 1949, mais aura anéanti les réseaux de tramways.
Relevons aussi que les constructeurs, les agences publicitaires et les industries pétrolières contribueront à la construction d’un imaginaire et d’une mythologie virilisée de l’automobile thermique.
Ainsi, aux États-Unis, malgré les efforts de l’Electric Vehicle Association of America, les infrastructures de recharge restent insuffisantes, freinées par une électrification domestique incomplète. Les difficultés de l’Electric Vehicle Company (retards, incendies, faillite) fragilisent durablement la filière.
Parallèlement, le développement des liaisons interurbaines favorise le moteur thermique, plus adapté aux longs trajets et au ravitaillement rapide. L’accès à l’essence est aussi facilité. Si les stations-service se généralisent en Occident après la Première Guerre mondiale, on trouve déjà de l’essence auparavant chez les commerçants de proximité. Plus il y a de voitures thermiques, plus les infrastructures essence deviennent rentables et se développent.
Le VEL ne disparaît pas complètement, mais se niche sur des petits marchés (taxis, livraison). En 1942, une étonnante petite voiture en aluminium, l’Œuf électrique, œuvre du designer français Paul Arzens, avec son autonomie de 100 kilomètres et une vitesse de 70 km/h, circule à Paris, en pleine période de pénurie de carburant. Mais il s’agit d’un exemplaire unique.
Le choc pétrolier de 1973 relance temporairement l’intérêt pour l’électrique. En France, une petite série de Renault 5 électrique est développée avec EDF. L’ère moderne du VEL débute véritablement en 1996 avec le lancement de l’EV1 par General Motors, mais le véritable tournant intervient en 2017 avec la Tesla Model 3, dont le lancement suscite 450 000 précommandes en une semaine. À partir de 2020, le marché mondial des VEL et des hybrides rechargeables connaît une forte accélération, dominée par la Chine.
Qualifié par certains d’« éternellement émergent », le VEL traverse actuellement le début de la période qui lui permettra enfin de s’imposer.
Gilles Garel ne travaille pas, ne conseille pas, ne possède pas de parts, ne reçoit pas de fonds d'une organisation qui pourrait tirer profit de cet article, et n'a déclaré aucune autre affiliation que son organisme de recherche.
27.05.2026 à 13:13
Face aux chocs pétroliers, les biocarburants ne s’improvisent pas
Face à la hausse des cours du pétrole, le salut viendra-t-il des biocarburants ? Aujourd’hui, les biocarburants les plus intéressants sont ceux de deuxième génération, qui s’appuient sur des sous-produits de l’agriculture et de l’industrie forestière, sans entrer en compétition avec l’alimentation. Mais dans des pays tropicaux, tels que la Malaisie ou l’Indonésie, la fragmentation des paysages et le taux d’humidité élevé des résidus font rapidement grimper la facture : de quoi affecter la compétitivité de cette alternative.
Les tensions pétrolières causées par la guerre en Iran ont fait remonter le cours du Brent à plus de 100 dollars (ou 85,88 euros) le baril début mars 2026. Depuis, les cours jouent au yoyo en fonction des espoirs diplomatiques. Les flux commerciaux sont en tout cas très loin d’avoir retrouvé leur niveau normal.
Dans ce contexte, les biocarburants – incorporant une part biosourcée, soit bioéthanol soit biodiesel – redeviennent plus visibles. À noter qu’aucun des biocarburants disponibles à la pompe n’est du bioéthanol ou du biodiesel « pur », ils sont toujours mélangés avec des carburants classiques. Ainsi, en France, en 2024, le gazole et l’essence consommés à la pompe comportaient au total environ 9 % d’énergie renouvelable biosourcée.
L’Indonésie et la Malaisie, qui souffrent particulièrement du blocage du détroit d’Ormuz pour leur approvisionnement en pétrole, ont récemment annoncé augmenter la teneur en huile de palme dans leurs biocarburants – au risque de faire grimper le cours de l’huile de palme et d’aggraver la déforestation.
Ces carburants actuels restent, pour l’essentiel, des biocarburants de première génération. Les biocarburants de deuxième génération, issus de résidus lignocellulosiques plutôt que de cultures en compétition avec l’alimentation, paraissent plus désirables. Mais à quelles conditions peuvent-ils être réellement compétitifs face aux carburants issus du pétrole ?
Encore faut-il regarder leurs coûts réels. Nous avons mené plusieurs études en Malaisie qui révèlent l’existence de plusieurs coûts cachés en lien avec la fragmentation du territoire, mais également avec le climat tropical, qui impose de transporter de la matière encore humide, faute de pouvoir la laisser sécher sur place.
Commençons par rappeler ce qu’on entend par biocarburant de première, deuxième ou troisième génération.
Les biocarburants de première génération utilisent des matières premières agricoles qui entrent en concurrence avec l’alimentation, par exemple les bioéthanols de betterave, de colza, de maïs ou de blé, ou encore les biodiesels de colza, de soja, ou d’huile de palme.
Les carburants de deuxième génération, pour leur part, ne sont pas en compétition avec l’alimentation. Ils sont au contraire du recyclage de résidus agricoles ou forestiers, donc essentiellement de la cellulose (pailles, pellets, etc.), ou des huiles de cuisson « usagées » issues de la restauration.
Ceux de troisième génération (comme les cultures de microalgues), enfin, promettent de s’affranchir de ces limites car elles ne mobilisent pas de surfaces agricoles ou forestières comme les deux premières, mais restent pour l’heure moins stabilisées aux plans technologique et économique.
Dans l’état actuel, les deux premières générations sont les seules réellement maîtrisées à l’échelle industrielle. Le débat porte donc, pour le moment, sur les conditions concrètes de réussite des biocarburants de deuxième génération.
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La biomasse n’est pas une ressource concentrée. Elle est, pour l’essentiel, répartie dans l’espace, dans des champs et des forêts plus ou moins morcelés. Or, plus une telle ressource est dispersée sur le territoire en petites unités, plus son coût de collecte augmente.
Nos travaux menés en Malaisie montrent que le coût d’approvisionnement augmente à chaque fois que la fragmentation spatiale augmente. Pour un million de tonnes de biomasse effectivement disponible, cela représente plus de 4 dollars (soit 3,44 euros) par tonne par unité supplémentaire de fragmentation spatiale. À titre d’exemple, cette fragmentation spatiale a été évaluée à environ 3,3 dollars pour les déchets forestiers – et même à plus de 6 dollars pour certains déchets de palmiers – contre environ 0,3 dollar pour les scieries productrices de contre-plaqué.
Le reste de la logistique joue tout autant. En effet, le coût d’approvisionnement augmente de plus de 6 dollars (soit 5,15 euros) en moyenne par tonne par tranche de 100 kilomètres de transport. Et l’impact de la taille du camion est tout aussi critique : passer d’un petit camion d’une tonne à un 26 tonnes peut réduire le coût d’environ 84 dollars (plus de 72 euros) par tonne.
Ceci a plusieurs implications importantes. Une biomasse apparemment abondante sur un territoire donné peut être non compétitive si elle est trop morcelée. Inversement, une ressource moins abondante mais davantage concentrée peut devenir plus intéressante au plan industriel.
Cette règle est particulièrement importante en Indonésie et en Malaisie, où les mosaïques tropicales de plantations, forêts, routes et petites unités industrielles n’ont rien à voir avec des territoires plus homogènes que l’on retrouve par exemple dans certaines régions agricoles en Europe et aux États-Unis.
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Ce n’est pas tout. Tous les résidus de biomasse végétale contiennent une part plus ou moins grande d’eau.
Or, transporter de l’eau dans la biomasse, c’est consommer davantage de carburant pour déplacer une masse qui ne produira pas d’énergie utile.
D’autres parmi nos travaux montrent qu’en Malaisie, à disponibilité comparable, la paille de riz reste bien plus compétitive que les frondes de palmier, du fait de leur teneur élevée en humidité.
Tous ces facteurs contribuent à faire augmenter le coût de production des biocarburants :
Quand seule la fragmentation spatiale de la ressource augmente, le coût optimal du biocarburant augmente de 17 %.
Quand seule l’humidité augmente, il grimpe de 42 %.
Quand humidité et fragmentation se cumulent, le coût augmente de 69 %. Dans le même temps, la capacité optimale de l’usine de bioraffinerie qui traite ces résidus chute de 36 %.
Sous les tropiques humides, la différence entre matière sèche et matière humide est donc un déterminant majeur pour les coûts. Ce point vaut aussi pour les stratégies combinant plusieurs types de biomasses : mélanger plusieurs résidus n’améliore pas automatiquement la compétitivité. En effet, tout dépend de ce que le mélange fait à l’humidité moyenne.
Nos travaux montrent qu’un approvisionnement industriel de résidus de régimes vides de fruits (EFB) (le nom que l’on donne au sous-produit végétal obtenu après collecte des fruits), à 60 % d’humidité, peut être 31 % moins rentable qu’un approvisionnement combinant à la fois des EFB et des fibres de fruits pressés (sous-produit fibreux obtenu après extraction de l’huile de palme par pressage), dont l’humidité moyenne est de 48 %.
Un approvisionnement mixte peut donc être une excellente stratégie… à condition d’éviter tout mélange qui ajouterait de l’eau à transporter, et annulerait l’avantage attendu.
Il existe enfin un troisième coût caché, lié aux économies d’échelle que l’on imaginerait faire en centralisant le traitement des résidus de biomasse. Il existe, en effet, un concept industriel qui remonte à l’invention du fordisme : plus l’usine est grande, plus l’économie d’échelle est forte. C’est vrai en théorie, mais dans la pratique, cela se vérifie ou non selon les cas.
Concernant les biocarburants, cette règle se heurte rapidement à la géographie réelle des ressources. Plus l’usine est grande, plus il faut aller chercher loin des biomasses plus ou moins humides, fragmentées, potentiellement difficiles d’accès ou coûteuses à prétraiter. Les gains d’échelle en termes de procédés pour la raffinerie peuvent alors être effacés par les coûts amont. C’est pourquoi toutes les biomasses sont d’intérêt variable, selon le contexte.
Dans le cas de la Malaisie et de l’Indonésie, la voie de fermentation de seconde génération est la plus compétitive, avec la paille de riz et la fibre de fruits pressés. À l’inverse, les troncs de palmier et certains résidus d’hévéaculture n’y sont sont pas rentables pour de la bioraffinerie.
Mais dans d’autres endroits, la situation pourra être opposée. La stratégie industrielle ne doit donc pas reposer sur des économies d’échelles maximum, mais sur l’ajustement de la capacité industrielle à la matière réelle disponible sur le terrain, à son humidité, à sa dispersion et à son accès.
Les biocarburants sont, en général, une excellente solution à l’instabilité des cours du pétrole. Mais ils ne sont pas performants par simple abondance de biomasse. Ils exigent un travail fin d’ingénierie : séchage, points de prétraitement, points de collecte et de regroupement, choix des mélanges, logistique, adaptation de la taille des usines…
Les schémas imaginés pour les grandes plaines homogènes du Midwest américain, où la production d’éthanol est concentrée dans la Corn Belt, ou pour certains contextes agricoles centrés sur le colza ou la betterave en Europe, ne se transfèreront pas tels quels dans les pays tropicaux. En particulier en Asie du Sud-Est, où l’humidité, la fragmentation et les contraintes locales changent toute l’équation.
Les biocarburants ne sauraient se réduire à un simple substitut au pétrole, où l’on déclinerait la même solution partout. Ce sont des solutions régionales, qui ne peuvent fonctionner qu’à condition d’être conçues région par région.
Cet article a été décliné sous forme de chronique radio dans l'émission Le Club de C'est pas du vent, diffusée sur RFI le 27 mai 2026 et disponible sous forme de podcast.
Les auteurs ne travaillent pas, ne conseillent pas, ne possèdent pas de parts, ne reçoivent pas de fonds d'une organisation qui pourrait tirer profit de cet article, et n'ont déclaré aucune autre affiliation que leur organisme de recherche.
26.05.2026 à 16:32
Refuges thermiques en rivière : quand les eaux souterraines sauvent les poissons de la surchauffe
Appréciés des poissons et bien connus des pêcheurs, les refuges thermiques en rivière sont précieux pour la faune aquatique, mais potentiellement menacés par le changement climatique. Dans une étude sur trois d’entre eux dans le bassin du Rhône, le Bureau de recherches géologiques et minières, ou BRGM, et ses partenaires se sont intéressés au rôle des sources d’eaux souterraines dans la régulation de la température des cours d’eau.
Les canicules touchent également durement la faune, et notamment les habitants de nos rivières. Lors de ces épisodes estivaux, la température de l’air augmente inexorablement ainsi que la température de surface des cours d’eau. La chaleur s’accumule et réchauffe progressivement l’eau des rivières. Comme nous, la faune aquatique tolère une certaine variation de température de son milieu ambiant, mais seulement jusqu’à une certaine limite. Au-delà, trouver une zone moins chaude pour s’y abriter devient une condition de survie. On nomme ainsi « refuge thermique » un tronçon de rivière dans lequel la température de l’eau est sensiblement plus froide l’été, ce qui permet à la faune de s’y abriter pour survivre et se reproduire.
Bien connus des pêcheurs, les refuges thermiques résultent souvent de caractéristiques hydrographiques visibles : présence de végétation en bordure de rivière leur fournissant de l’ombre, encaissement du cours d’eau dans des gorges, ce qui les protège du rayonnement solaire ou encore une confluence avec un affluent plus froid, en provenance de la montagne. Toutefois, un grand nombre de refuges thermiques ont une origine invisible : les eaux souterraines.
En été, après des jours ou des semaines sans pluie, l’eau des cours d’eau provient essentiellement des nappes d’eau souterraine, dont la vidange est lente et assure ainsi le débit d’étiage vital pour nos cours d’eau. Cette eau, d’origine profonde, est à l’abri du réchauffement au cours de l’été et affiche généralement une température constante tout au long de l’année. Le long de la rivière, les arrivées ponctuelles d’eau souterraine contribuent ainsi à refroidir durant l’été (et à réchauffer durant l’hiver) l’eau des rivières, constituant ce que les hydrologues appellent une « anomalie thermique ». Si celle-ci attire la faune aquatique, elle devient, pour les écologues, un refuge thermique.
L’eau de nos rivières s’est réchauffée de près de 1 °C au cours de la période 2009-2022. Elle devrait continuer à se réchauffer sous l’impact du changement climatique, notamment en été, contrecoup de la baisse des débits d’étiage. Dans ce contexte, les anomalies thermiques pourront-elles continuer à jouer leur rôle de refuge ? Quel serait l’impact d’un réchauffement de l’eau souterraine sur ce mécanisme ?
À lire aussi : Peut-on encore éviter la disparition du saumon sauvage en France ?
Le Bureau de recherches géologiques et minières (BRGM), service géologique national, étudie le sous-sol et les eaux souterraines qu’il contient. Dans le cadre du projet ESTHER, mené en collaboration avec l’Agence de l’eau Rhône Méditerranée et Corse, un programme d’observation et de modélisation des refuges thermiques dépendants des eaux souterraines a été mené.
Cette recherche a permis la surveillance de trois refuges thermiques situés dans le bassin du Rhône :
en Provence verte, le fleuve Argens traverse des roches calcaires aquifères dont l’eau souterraine se déverse ponctuellement dans le cours d’eau via des sources appelées « bouillidous » ;
le Drac, rivière montagnarde au régime influencé par la fonte des neiges, issue du massif des Écrins, interagit avec sa nappe d’accompagnement dans un tronçon alimenté par l’adoux des Foulons, d’origine souterraine ;
la Veyle, rivière des Dombes, traverse un aquifère qui l’alimente tout au long de son cours ainsi que ses affluents, l’Iragnon et l’Être, dont les origines sont des sources drainant l’aquifère local.
Nous avons observé chacun de ces trois sites de façon minutieuse avec des capteurs autonomes qui mesurent à pas de temps fin (toutes les trente minutes) les variations horaires, journalières et saisonnières de la température de l’eau. Disposés à des endroits clés du tronçon de rivière étudié, ces instruments ont été utilisés pour analyser les modifications de température provoquées par les arrivées d’eau souterraine.
Une station météorologique a également été installée sur chacun des sites pour identifier les épisodes de pluies et de fortes chaleurs. En effet, la température de l’air est une variable fondamentale pour comprendre les interactions thermiques entre une rivière et l’atmosphère. Des mesures de débit, enfin, nous ont permis de déterminer l’effet des crues : plus le débit est élevé, plus la rivière est capable de résister aux augmentations des températures de l’air.
Mais l’eau souterraine est capricieuse : elle reste discrète, souvent invisible et cachée dans les profondeurs de la rivière. Pour compléter les mesures mentionnées précédemment, il restait donc à repérer les sources souterraines pour quantifier leur effet.
Pour cela, il a fallu faire preuve d’inventivité… et de courage : il a fallu remonter à pied la rivière avec un dispositif de mesures conçu spécialement pour cette étude.
Il s’agit d’une thermo-perche à laquelle ont été attachés deux capteurs de température : la sonde inférieure est fixée au pied de la perche, tandis que la sonde supérieure est fixée sur un flotteur lui permettant de coulisser le long de la perche.
L’opérateur tient verticalement le dispositif et le déplace sur le fond du lit de la rivière, d’aval en amont, sur la longueur d’investigation souhaitée. En plus de la température, les capteurs mesurent également la conductivité électrique de l’eau et la pression.
Il ne reste alors plus qu’à remonter le cours d’eau avec la thermo-perche pour identifier les écarts de températures entre les deux sondes. Ces derniers sont indicateurs d’une stratification de la température provoquée par une arrivée d’eau souterraine profonde dans le lit du cours d’eau.
Toutes les données collectées par les différents appareils de mesure sont ensuite analysées pour mieux comprendre comment les eaux souterraines influencent la température des rivières étudiées. Elles permettent d’estimer l’importance de l’anomalie thermique et de suivre son évolution au fil des saisons et selon les débits mesurés. Cela renseigne sur la taille du refuge thermique disponible pour la faune aquatique.
Une observation s’impose déjà : quand les eaux souterraines arrivent en quantité suffisante par rapport au débit du cours d’eau, elles agissent comme un « régulateur naturel » des variations de températures. La rivière garde alors une température plus stable, sur une distance pouvant aller jusqu’à plusieurs kilomètres, ni trop chaude en été ni trop froide en hiver, créant ainsi un environnement idéal pour la faune aquatique.
Ceci est mis en évidence par l’évolution de plusieurs indicateurs thermiques, modifiés par les apports d’eau souterraine ; par exemple, le nombre de jours par an pendant lesquels la température de l’eau est supérieure à 20 °C, température considérée par les écologues comme un seuil biologique important pour de nombreuses espèces aquatiques.
Ces résultats sont également précieux pour calibrer et ajuster les modèles numériques développés pour la deuxième phase du programme ESTHER. En effet, pour anticiper les impacts du changement climatique sur les températures des rivières et, plus précisément, sur le fonctionnement des refuges thermiques dépendants des eaux souterraines, nous mettons en œuvre des approches de modélisation numérique.
Cette méthodologie permet de relier explicitement climat, hydrologie, hydrogéologie et échanges de chaleur entre l’atmosphère, les eaux souterraines et les cours d’eau pour explorer la manière dont la température des rivières évoluera selon différents scénarios de changement climatique, à l’échelle d’un tronçon de rivière ou d’un refuge thermique donné.
Qu’entend-on par modélisation ? Il s’agit, dans ce contexte, de représenter le système atmosphère/eau souterraine/cours d’eau par un ensemble d’équations (bilan d’énergie, bilan de masse, forces hydrauliques…), résolues numériquement dans le temps et l’espace. Les données issues des modèles climatiques globaux ou régionaux (par exemple, évolution des température de l’air, des précipitations, du rayonnement solaire, du vent, etc.) sont ensuite réintégrées dans ces équations. Il en résulte des modèles permettant de prévoir l’évolution future des débits et des températures de l’eau de la rivière étudiée.
Une fois bien calibrés, nous pourrons utiliser ces modèles pour tester des solutions d’adaptation au changement climatique, comme le développement ou la densification de la ripisylve (espèces végétales en bordure des cours d’eau) en aval d’une venue souterraine. De quoi protéger le refuge des rayons du soleil et prolonger son influence en aval. Il sera probablement crucial de préserver le débit des arrivées d’eau souterraine en réduisant les pompages dans les aquifères dont elles proviennent.
De même, ces modèles permettront de quantifier les impacts sur la température de l’eau des aménagements destinés à améliorer l’état quantitatif et qualitatif des cours d’eau. Ainsi, l’intérêt des opérations de suppression des seuils hydrauliques, de renaturation, de reméandrage et d’autres aménagements pourra être évalué au regard de leur impact éventuel sur un refuge thermique. De quoi fournir aux gestionnaires une évaluation de la vulnérabilité des refuges thermiques et les aider à identifier des moyens de la réduire.
Nous remercions l’Agence de l’eau Rhône Méditerranée Corse pour son soutien et sa participation au programme ESTHER et, plus particulièrement, Julie Jeanpert et Benoît Terrier, ainsi que la Maison régionale de l’eau, le syndicat mixte de l’Argens, le syndicat mixte Veyle vivante, le syndicat de rivière du Drac amont et de ses affluents (Communauté locale de l’eau du Drac amont, ou Cleda) et le Conseil départemental des Hautes-Alpes.
Jean-Christophe Maréchal a reçu des financements de l'AERMC
Adrien Selles a reçu des financements de l'Agence de l'Eau Rhône Méditerranée Corse
Yvan Caballero ne travaille pas, ne conseille pas, ne possède pas de parts, ne reçoit pas de fonds d'une organisation qui pourrait tirer profit de cet article, et n'a déclaré aucune autre affiliation que son organisme de recherche.
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