A Participatory Dynamic Modelling Framework to Support WEFE Nexus Management: Evidence from the Segura River Basin

Imaginez la Terre comme une machine géante et complexe où chaque engrenage est connecté à tous les autres. Si vous tournez l'engrenage « Eau », les engrenages « Alimentation » et « Énergie » doivent tourner plus vite ou plus lentement pour suivre le rythme. Les scientifiques appellent cela le Nexus WEFE : une façon sophistiquée de dire que l'Eau, l'Énergie, l'Alimentation et les Écosystèmes sont liés dans une danse commune. Vous ne pouvez pas changer les pas d'un partenaire sans que les autres ne trébuchent ou ne perdent l'équilibre.

Maintenant, imaginez que la musique s'accélère et que le sol devient glissant à cause du Changement Climatique. La machine surchauffe et l'approvisionnement en eau diminue. La grande question pour les scientifiques et les dirigeants est la suivante : comment faire fonctionner la machine sans casser aucun des engrenages ? Si nous essayons de sauver l'engrenage alimentaire en pompant plus d'eau, l'engrenage énergétique va-t-il s'épuiser ? Si nous protégeons l'engrenage des écosystèmes, l'engrenage alimentaire va-t-il cesser de tourner ? C'est le casse-tête que tentent de résoudre les chercheurs, particulièrement dans les régions où l'eau est déjà aussi rare qu'un bonbon rare dans un magasin de bonbons.

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Le bassin du Segura : Une machine en difficulté

Cet article propose une analyse approfondie d'un recoin très spécifique et très assoiffé du monde : le bassin du fleuve Segura, dans le sud-est de l'Espagne. Considérez cette région comme une partie de Jenga à enjeux élevés. La tour est construite sur un mélange de pluie, d'eau pompée dans les nappes phréatiques, d'eau acheminée d'autres rivières et d'eau produite à partir de la mer. Mais la tour vacille. Le climat se réchauffe, la pluie devient plus irrégulière, et le « bloc de Jenga » de l'eau acheminée depuis le fleuve Tage (l'aqueduc Tage-Segura) rétrécit.

Les chercheurs, une équipe de l'Universitat Politècnica de València, ne se sont pas contentés de rester dans un laboratoire à deviner ce qui allait se passer. Ils ont construit un Cadre de Modélisation Dynamique Participatif. C'est un terme un peu complexe, alors décortiquons-le :

1. Participatif : Ils n'ont pas travaillé seuls. Ils ont réuni les personnes qui gèrent réellement l'eau, cultivent les aliments et gèrent l'énergie — agriculteurs, responsables et experts — et leur ont demandé : « Comment fonctionne cette machine ? » Ils ont construit ensemble une carte mentale partagée du système.
2. Dynamique : Au lieu de prendre une simple photo de la situation, ils ont construit un film en accéléré. Ils ont créé une simulation informatique qui s'étend de 1980 jusqu'en 2100, observant comment les engrenages tournent au fil des décennies.
3. Cadre de Modélisation : Ils ont transformé cette carte mentale partagée en un modèle informatique très mathématique. Ils l'ont alimenté avec des données historiques réelles pour s'assurer que le modèle se comporte comme le monde réel. Une fois que le modèle a pu reproduire les principaux schémas saisonniers et interannuels du passé avec un accord satisfaisant (comme un jeu vidéo qui correspond assez fidèlement à l'histoire réelle pour être utile), ils l'ont utilisé pour prédire l'avenir.

Ce que la simulation a montré

Lorsque les chercheurs ont appuyé sur « lecture » sur leurs scénarios futurs, les résultats ont sonné comme une alarme. Ils ont testé différents futurs climatiques, y compris un scénario très extrême appelé SSP5–RCP8.5 (considérez cela comme le « pire scénario » où les gaz à effet de serre continuent de grimper sans contrôle).

Voici ce que la simulation suggère qu'il se passera à mesure que le climat se réchauffe et que l'eau se raréfie :

• L'approvisionnement en eau chute : La fiabilité de l'approvisionnement en eau devrait en pâtir. Dans les scénarios les plus défavorables, la quantité d'eau fiable disponible pourrait chuter d'environ 40 %. C'est comme perdre les deux cinquièmes de votre bouteille d'eau avant même d'arriver à la fête.
• La production alimentaire rétrécit : Parce qu'il y a moins d'eau pour les cultures, la production agricole devrait décliner. La simulation montre une baisse allant jusqu'à 17 %. Les agriculteurs sont les premiers à ressentir la pression.
• L'utilisation de l'énergie grimpe en flèche : C'est la partie délicate. Lorsque l'eau facile vient à manquer, le système doit passer au « Plan B » : pomper l'eau de sources souterraines profondes ou transformer l'eau de mer en eau douce (dessalement). Ces méthodes sont des monstres gourmands en énergie. Le modèle suggère que l'utilisation de l'énergie pourrait bondir jusqu'à 6,5 %. Ainsi, pour sauver l'alimentation, nous pourrions devoir brûler plus d'énergie.
• L'écosystème tient bon (pour l'instant) : Curieusement, le modèle a montré que l'« Approvisionnement Environnemental » (l'eau réservée à la nature, aux zones humides et aux poissons) n'a pas autant chuté que les autres. Pourquoi ? Parce que les règles du jeu donnent la priorité à la nature. Le système est conçu pour protéger l'environnement en premier, quitte à ce que les agriculteurs et les utilisateurs d'eau doivent se serrer la ceinture.

Le facteur « Tage »

Les chercheurs ont également joué au jeu du « et si » avec l'aqueduc Tage-Segura, ce gigantesque tuyau qui apporte l'eau d'un fleuve plus humide vers ce fleuve aride. Ils ont simulé ce qui se passerait si ce tuyau transportait 10 %, 50 % ou même 90 % d'eau en moins à l'avenir.

Le résultat est une ligne droite et claire : moins il y a d'eau entrante, plus l'agriculture souffre. Lorsqu'ils ont simulé une réduction de 90 % des transferts, la production agricole a chuté de 55 % par rapport à une réduction plus faible. Il s'avère que l'agriculture de cette région est fortement dépendante de ce tuyau d'eau externe. Bien qu'ils aient d'autres options comme le dessalement, la simulation suggère que ces alternatives ne peuvent pas compenser entièrement la différence sans provoquer une hausse massive de la consommation et des coûts énergétiques.

La vue d'ensemble

L'article ne prétend pas avoir trouvé une solution miracle. Au contraire, il offre un outil puissant : un moyen de voir les compromis avant qu'ils ne surviennent. Il montre que dans un monde où l'eau est rare, on ne peut pas simplement régler un problème sans affecter les autres. Si vous essayez de sauver les cultures, vous pourriez brûler plus d'énergie. Si vous protégez l'environnement, les agriculteurs pourraient avoir moins d'eau.

Les auteurs suggèrent que la meilleure voie à suivre n'est pas de regarder l'eau, l'alimentation ou l'énergie de manière isolée. Au lieu de cela, nous devons regarder la machine dans son ensemble. En utilisant ce type de modèle dynamique et partagé, les dirigeants et les communautés peuvent voir clairement les conséquences de leurs choix. C'est comme avoir une boule de cristal qui vous dit : « Si vous tirez ce levier, cet engrenage va s'arrêter net. »

En fin de compte, l'étude confirme que le bassin du fleuve Segura est un exemple parfait d'un système sous pression. À mesure que le climat change, les arbitrages entre l'eau, l'alimentation, l'énergie et la nature deviendront plus tranchés. La seule façon de naviguer dans cette situation est de comprendre la danse dans son ensemble, et non pas seulement les pas d'un seul partenaire.