L’eau et l’énergie : une relation symbiotique
08 février 2023
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L’eau et l’énergie sont deux ressources essentielles à la vie humaine, intrinsèquement liées et limitées, sur lesquelles l’innovation et la demande ont une incidence importante
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Par Mario Finis et Ryan Roberts
Notre monde moderne ne peut fonctionner sans deux ressources essentielles : l’eau et l’énergie. Deux ressources d’une grande importance pour le bien-être et pour la prospérité des collectivités. Les Nations Unies, reconnaissant la valeur inestimable de l’eau et de l’énergie, ont d’ailleurs inclus à leurs objectifs de développement durable l’accès pour tous à des services d’alimentation en eau et en énergie gérés de façon durable. Ces deux ressources dépendent l’une de l’autre, et entretiennent une relation symbiotique. L’eau est utilisée pour produire de l’énergie, et l’énergie est nécessaire à la production et au transport de l’eau. Elles seront toujours étroitement liées.
Qu’il s’agisse de l’eau destinée à la consommation domestique, de l’eau utilisée pour la production alimentaire ou la fabrication de biens, ou de l’eau nécessaire pour générer de l’électricité, deux choses demeurent sans équivoque : il nous faut de l’eau pour produire de l’énergie, et il nous faut de l’énergie pour avoir de l’eau. Cette relation entre l’eau et l’énergie est primordiale, et la vie humaine sur terre en dépend.
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Tous doivent s’unir pour espérer trouver des solutions à certains des enjeux les plus complexes concernant la relation entre l’eau et l’énergie.
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L’eau consommée
L’eau est une ressource fondamentale de la vie quotidienne, dont l’être humain a besoin pour survivre. Elle sert à la maison pour boire, se laver ou cuisiner, et à la culture et à la production d’aliments. Cette eau doit être captée, traitée, transportée et réutilisée le plus efficacement possible pour qu’elle puisse être utilisée lorsque le besoin se présente.
Un lien étroit existe donc entre l’eau et l’énergie. Il est nécessaire de traiter l’eau pour qu’elle soit propre à la consommation, mais le processus de traitement requiert une grande quantité d’énergie. Le département des ressources hydriques de Californie (California Department of Water Resources) estime d’ailleurs qu’environ 12 % de la consommation énergétique de la Californie est liée à l’eau, et ce chiffre ne fera qu’augmenter. En effet, l’Agence internationale de l’énergie prévoit que l’énergie utilisée pour alimenter le secteur de l’eau doublera d’ici 2040.
Un type de traitement de l’eau utilisé pour faire face à la crise mondiale de l’eau est le dessalement, un procédé adopté dans des régions confrontées à de graves pénuries permettant de débarrasser l’eau de mer des sels qu’elle contient. À l’heure actuelle, plus de 2,3 milliards de personnes vivent dans des pays où les ressources en eau sont insuffisantes. Le dessalement peut donc contribuer à fournir de l’eau potable aux collectivités qui manquent d’eau. Le procédé est toutefois très énergivore, et certains experts estiment qu’il génère trop d’émissions nocives pour être une stratégie viable. Mais si le dessalement était alimenté avec des énergies propres, peut-être pourrait-il être plus largement accepté.
Plutôt que de seulement consommer de l’énergie, le traitement des eaux usées, soit récupérer l’eau en vue de la réutiliser, pourrait contribuer à obtenir un bilan énergétique net. Comme mentionné précédemment, le fait de traiter et de réutiliser l’eau le plus possible est primordial pour faire face à la crise mondiale de l’eau. Mais il faut également récupérer l’énergie le plus possible. L’une des solutions réside dans les installations de traitement des eaux usées, qui permettent de séparer les matières organiques et de les convertir en biogaz. Le biogaz peut ensuite être utilisé pour produire de la chaleur et de l’électricité, mais il peut également être raffiné pour produire du biométhane ou du gaz naturel renouvelable.
L’eau deviendra une ressource naturelle encore plus limitée à l’avenir, et le besoin de la capter, de l’assainir et de la réutiliser ne fera que s’accroître. Le traitement de l’eau potable, la récupération des eaux usées et le dessalement de l’eau de mer sont toutes des solutions possibles, mais qui nécessitent de l’énergie.
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L’eau est une ressource fondamentale de la vie quotidienne, dont l’être humain a besoin pour survivre. Elle sert à la maison pour boire, se laver ou cuisiner, et à la culture et à la production d’aliments.
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L’eau nécessaire à la production d’énergie
La production d’énergie est un autre domaine important qui tire profit de la relation eau-énergie. L’hydroélectricité en est d’ailleurs un exemple évident. C’est une énergie propre et renouvelable qui dépend uniquement de l’eau, sans la consommer. Mais la plupart des solutions de production d’énergie ont également besoin d’eau. Par exemple, les centrales thermiques traditionnelles consomment du carburant (charbon, pétrole ou gaz naturel) pour faire bouillir l’eau, créer de la vapeur et produire de l’électricité. Ces types de centrales utilisent aussi l’eau à des fins de refroidissement.
L’hydrogène, plus particulièrement l’hydrogène vert, qui est produit à l’aide d’énergies renouvelables, est une autre forme d’énergie qui occupera une place de plus en plus importante dans l’avenir. L’hydrogène est l’élément le plus abondant de l’univers, et il ne libère aucun gaz à effet de serre (GES) lors de sa combustion, c’est pourquoi les experts croient qu’il doit faire partie de l’arsenal de la transition énergétique. Sa production requiert toutefois une grande quantité d’eau qui doit être traitée avant d’être utilisée. En effet, l’hydrogène est produit par électrolyse de l’eau, un procédé qui consiste à faire passer un courant électrique dans l’eau pour décomposer ses molécules en deux composants, soit l’hydrogène et l’oxygène. L’hydrogène extrait peut ensuite servir à des fins industrielles, de chauffage ou de production d’électricité.
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Les secteurs de l’eau et de l’énergie doivent collaborer étroitement, car ce qui a une incidence sur l’un entraînera une incidence directe sur l’autre.
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L’énergie nucléaire est une autre forme d’énergie qui prend de l’ampleur. D’abord critiquée pour ses coûts élevés, sa dangerosité et ses répercussions sur l’environnement, elle connaît un nouvel élan dans l’industrie grâce aux récentes avancées au chapitre des petits réacteurs modulaires. Pour remplacer les combustibles fossiles, une forte capacité de production d’énergie de base est nécessaire, et l’énergie nucléaire pourrait être la solution. Les centrales nucléaires utilisent la réaction de fission pour générer de la chaleur, créer de la vapeur et faire tourner des turbines pour produire de l’électricité. Si le nucléaire fait partie des stratégies envisagées dans l’arsenal de la transition énergétique, l’eau demeurera un facteur clé.
L’eau est nécessaire pour produire de la plupart des formes d’énergie. Et bien que ce ne soit pas le cas pour la production d’électricité à partir d’énergies solaire et éolienne, l’eau est tout de même utilisée dans les procédés d’extraction des minéraux et des métaux servant à la fabrication des composants des technologies solaires et éoliennes. Ainsi, même les formes d’énergie qui ne nécessitent pas d’eau au moment même de la génération en ont besoin à un moment ou à un autre du cycle de production.
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L’eau utilisée pour la fabrication de biens et la production alimentaire
L’eau et l’énergie sont également indissociables dans le secteur industriel. L’eau, appelée « eau industrielle », est utilisée à des fins d’activités industrielles pour la production de matériaux, de produits pétrochimiques, de minerais et de produits pharmaceutiques, entre autres. La production alimentaire utilise également de grandes quantités d’eau. En fait, l’eau est nécessaire pour fabriquer la plupart des produits de consommation courante, ce qui exige aussi une grande quantité d’énergie.
Le marché de fabrication de pointe connaît actuellement une croissance particulière. Les États-Unis ont récemment annoncé des subventions et des mesures incitatives visant à accroître à nouveau la part de marché américaine dans la fabrication de semi-conducteurs. Des subventions sont également offertes pour la fabrication de véhicules à émissions faibles ou nulles, la construction d’installations de transport d’électricité et le développement de technologies de réduction des émissions de GES.
Selon l’Agence américaine de protection de l’environnement (EPA), les États-Unis utilisent plus de 68 milliards de litres d’eau par jour à des fins industrielles, notamment lors de la fabrication, du traitement, du chauffage, du refroidissement ou du transport de produits. L’extraction, l’utilisation, le traitement et l’évacuation de l’eau sont assujettis à des normes réglementaires rigoureuses pour s’assurer que les installations ne nuisent pas à l’environnement ni à l’approvisionnement en eau.
Avant de restituer l’eau dans le milieu naturel, les fabricants doivent la traiter adéquatement. Il s’agit d’un processus énergivore, mais nécessaire pour protéger les collectivités et l’environnement. La relation entre l’eau et l’énergie demeure donc très présente dans le secteur industriel.
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L’hydroélectricité est une énergie propre et renouvelable qui dépend uniquement de l’eau, sans toutefois la consommer.
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L’avenir de l’eau et de l’énergie
La relation symbiotique entre l’eau et l’énergie est essentielle, surtout alors que nous faisons face à une crise mondiale de l’eau et qu’il faut tenter d’accélérer la transition énergétique. Ces deux objectifs semblent contradictoires, et ils le sont parfois. Il n’en demeure pas moins que nous avons besoin d’eau et d’énergie, et que nous devons protéger la planète pour les générations futures.
Tous doivent s’unir pour espérer trouver des solutions à certains des enjeux les plus complexes concernant l’eau et l’énergie. Pour réussir, les secteurs de l’eau et de l’énergie doivent collaborer étroitement, car ce qui a une incidence sur l’un entraînera une incidence directe sur l’autre. Notre avenir en dépend.
Traduction du blogue publié originalement sur le site Ideas de Stantec.
À propos des auteurs :
Mario Finis est vice-président exécutif du groupe Énergie et ressources de Stantec. Il favorise les communications claires, ouvertes et honnêtes, et comprend l’importance d’être un conseiller de confiance pour les clients et les membres de son équipe.
Vice-président exécutif du groupe Eau de Stantec, Ryan Roberts chapeaute la réalisation de projets stratégiques qui procurent une valeur ajoutée et qui satisfont, et même dépassent, les besoins et les attentes des clients.
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