Grand potentiel de stockage dans les futurs bassins glaciaires libérés de glace

Le réchauffement de la planète entraînera un recul considérable des glaciers pour la majorité des glaciers de la planète au cours des prochaines décennies. Non seulement cela signifiera la fin de certains monuments naturels, mais cela affectera aussi le cycle de l'eau de façon importante. Dans les régions de haute montagne, ces masses de glace servent de réservoirs alimentant les grands réseaux hydrographiques et équilibrant les débits saisonniers.

Sans les glaciers, les cours d'eau auront un débit beaucoup plus petit, ce qui aurait des conséquences notables sur la disponibilité en eau, la production énergétique et l'agriculture dans de nombreuses régions du monde. Les chercheurs avaient déjà discuté de l'idée de compenser la fonction de stockage des glaciers par des réservoirs (voir Zukunftsblog - en allemand seulement).

Un groupe de glaciologues de l'ETH Zurich et de l'Institut fédéral de recherches sur la forêt, la neige et le paysage (WSL) participent à nouveau au débat sur la fonte des glaces : dans une étude publiée dans Nature, ils étudient le potentiel mondial de stockage de l'eau et de production hydroélectrique dans les zones actuellement glaciaires qui seront déglacées dans le courant de ce siècle.

Utilisation des glaciers comme réservoirs

Dans son étude, l'équipe de recherche de Daniel Farinotti, professeur de glaciologie au Laboratory of Hydraulics, Hydrology and Glaciology (VAW) de l'ETH Zurich et au WSL, a analysé environ 185 000 glaciers. Pour ces sites, ils ont calculé un potentiel de stockage théorique maximal de 875 kilomètres cubes (km3) et un potentiel hydroélectrique théorique maximal de 1350 térawattheures (TWh) par an.

"Ce potentiel théorique total correspond à environ un tiers de la production hydroélectrique mondiale actuelle. Mais en réalité, seule une partie serait réalisable", explique Daniel Farinotti.

Afin d'obtenir une estimation plus réaliste, les chercheurs ont procédé à une évaluation initiale de la pertinence de tous les sites. Ils ont identifié environ 40 % du potentiel théorique total comme "potentiellement" approprié, soit un volume de stockage de 355 km3 et un potentiel hydroélectrique de 533 TWh par an. Cette dernière correspond à environ 13% de la production hydroélectrique mondiale actuelle, soit neuf fois la demande annuelle d'électricité de la Suisse.

"Même ce volume de stockage potentiellement serait suffisant pour stocker environ la moitié du ruissellement annuel des bassins glaciaires étudiés ", dit Daniel Farinotti. Dans l'hypothèse d'un scénario climatique moyen, environ les trois quarts du potentiel de stockage pourraient devenir libres de glace d'ici 2050.

Estimation prudente du potentiel

Pour leur analyse, les glaciologues ont utilisé un inventaire global des glaciers et ont placé des barrages virtuels à l'extrémité actuelle de chaque glacier d'une superficie de plus de 50 000 mètres carrés situés à l'extérieur du subantarctique. Ils ont ensuite optimisé la taille des réservoirs par un positionnement et une hauteur de barrage appropriés. Ce faisant, ils ont minimisé l'impact des réservoirs sur le paysage et n'ont pas seulement maximisé le rendement économique. L'équipe a utilisé des modèles numériques d'élévation du terrain sous-glaciaire et les a combinés avec un modèle d'évolution des glaciers pour déterminer le volume de stockage des 185 000 glaciers qu'elle avait sélectionnés.

Dans l'analyse de convenance qui a suivi, les chercheurs ont évalué les sites en fonction de plusieurs critères écologiques, techniques et économiques : "Sur cette base, nous avons exclu les sites les plus inadaptés, ce qui a permis une évaluation plus réaliste ", explique la coauteure Vanessa Round, qui était affiliée aux deux institutions et a joué un rôle central dans l'étude. Elle ajoute également qu'il n'est ni réaliste ni souhaitable de construire un barrage pour chaque glacier.

Un modèle pour l'avenir ?

L'équipe souligne également que les impacts locaux devraient être évalués au cas par cas. Néanmoins, les résultats indiquent que les bassins déglaciaires pourraient contribuer de manière significative à l'approvisionnement énergétique national et au stockage de l'eau dans un certain nombre de pays, en particulier en Asie.

Parmi les pays les plus prometteurs figurent le Tadjikistan, où le potentiel hydroélectrique calculé pourrait représenter jusqu'à 80 % de la consommation actuelle d'électricité, le Chili (40 %) et le Pakistan (35 %). Au Canada, en Islande, en Bolivie et en Norvège, le potentiel équivaut à 10-25 % de leur consommation actuelle d'électricité. Pour la Suisse, l'étude montre un potentiel de 10 %. 

Entre-temps, l'Office fédéral de l'énergie (OFEN) a récemment révisé à la baisse le potentiel d'expansion de l'énergie hydraulique suisse. Cela s'explique principalement par les estimations révisées de l'impact d'une réglementation plus stricte sur les débits environnementaux et par le fait que le potentiel des petites centrales hydroélectriques est désormais considéré comme inférieur à ce qu'il était en 2012. Toutefois, dans son évaluation, l'OFEN a explicitement exclu le potentiel hydroélectrique qui pourrait découler de futurs bassins libres de glace. Pour cette raison, les glaciologues dirigés par Daniel Farinotti ne voient pas de contradiction avec leurs résultats, car les deux études ne peuvent être comparées directement.