Les réservoirs d’eau aux États-Unis se réduisent et deviennent moins fiables, selon une nouvelle étude

Selon une nouvelle étude, les principaux réservoirs d’eau des États-Unis continentaux connaissent des périodes de faible stockage plus longues, plus sévères et plus variables qu’il y a plusieurs décennies. Les problèmes sont plus graves dans l’ouest et le centre des États-Unis, mais les réservoirs de l’est et du sud-est des États-Unis ne sont pas épargnés, selon l’étude. Dans l’ensemble, les réservoirs sont moins fiables et plus vulnérables au changement climatique qu’auparavant.

Les résultats, qui mettent à jour des informations essentielles sur le stockage de l’eau, devraient améliorer les prévisions en matière d’eau, aidant ainsi les gestionnaires de l’eau aux niveaux national, régional et local à prendre des décisions plus éclairées sur le calendrier et le volume de libération de l’eau. L’étude est publiée dans Lettres de recherche géophysique.

Les réservoirs de stockage d’eau deviennent de plus en plus importants à mesure que le stockage naturel, plus éphémère, devient moins fiable : dans de nombreuses régions, le manteau neigeux diminue, les rivières s’épuisent et les humains pompent les réserves d’eau souterraine.

Les réservoirs peuvent contribuer à limiter la propagation de la sécheresse en aval, mais les interruptions de leur fonctionnement normal peuvent entraîner des problèmes généralisés de disponibilité de l’eau. Prenons par exemple le faible niveau de stockage des lacs Mead et Powell de 2000 à 2021, soit la période de 22 ans la plus sèche de la région depuis 1 200 ans. Cette sécheresse a déclenché des restrictions généralisées de l’utilisation de l’eau dans le sud-ouest des États-Unis.

La sécheresse, les prélèvements d’eau et l’accumulation de sédiments derrière les barrages déterminent la quantité d’eau pouvant être stockée dans un réservoir. Chacun de ces facteurs a évolué, poussant dans de nombreux cas les réservoirs à fonctionner dans des conditions qui ne correspondent pas à celles pour lesquelles ils ont été conçus.

« Les réservoirs sont un élément clé du cycle moderne de l’eau, et les gestionnaires de l’eau peuvent les influencer », a déclaré Caelan Simeone, hydrologue au Centre des sciences de l’eau de l’Oregon de l’US Geological Survey, qui a dirigé l’étude. « Nous savons que les réservoirs évoluent et qu’ils ont été conçus pour des conditions hydrologiques historiques. Il existe donc désormais une incertitude quant à la manière dont les réservoirs pourront s’adapter. »

Aperçu national de l’eau

Une grande partie des informations et des recherches sur les réservoirs sont locales ou régionales, ce qui limite la compréhension des scientifiques sur la manière dont les changements climatiques et anthropiques impactent le stockage de l’eau à l’échelle nationale.

« Les gestionnaires des réservoirs d’eau pourraient tirer profit de ces connaissances », a déclaré M. Simeone. « Cela leur permettrait de prendre en compte les tendances nationales plus vastes en matière d’eau ainsi que les tendances plus locales. »

Pour obtenir une perspective nationale sur l’évolution des réservoirs, Simeone et ses collègues ont analysé les niveaux d’eau dans 250 grands réservoirs de 1981 à 2020, à la recherche de changements dans les niveaux d’eau de base, maximum et minimum. Ils ont comparé les niveaux d’eau aux pratiques de gestion et au climat, à la recherche de modèles pouvant expliquer les changements de niveau d’eau. Les données sur les réservoirs du nord-est des États-Unis n’étant pas disponibles, cette région est exclue de l’étude.

Les réservoirs des régions plus arides de l’ouest et du centre des États-Unis ont tendance à connaître des périodes de faible stockage plus longues, plus sévères et plus variables. C’est en partie prévisible, car les réservoirs des régions plus sèches sont prévus et conçus pour gérer des conditions de ruissellement annuel et de sécheresse variables. Mais les conditions de sécheresse actuelles poussent les conditions de faible débit à l’extrême.

Le problème ne concerne pas uniquement l’Ouest aride. Les réservoirs du Sud-Est et du Nord-Ouest Pacifique, plus humides, ainsi que les régions arides, ont vu leur capacité de stockage maximale annuelle diminuer. Sur les 250 réservoirs étudiés, 169 ont vu leur capacité de stockage maximale diminuer, et 89 d’entre eux ont connu des baisses importantes. Sur l’ensemble des réservoirs, la baisse médiane de la capacité de stockage maximale par rapport à la moyenne était de 2,2 % ; pour les réservoirs ayant connu des baisses importantes, la baisse médiane était de 8,1 %.

Simeone ne s’attendait pas à ces chutes.

« La réduction du niveau maximal annuel de stockage a été généralisée, ce qui nous a vraiment surpris », a déclaré Simeone. « De nombreux réservoirs ne se remplissent plus à leur niveau d’origine. Dans l’ensemble, nous observons une baisse du niveau maximal de l’eau à travers les États-Unis. C’était le cas même dans les endroits où les périodes de faible stockage n’étaient pas plus fréquentes. »

Selon Simeone, une combinaison d’augmentation des sédiments et de changements des conditions hydroclimatiques est probablement à l’origine de l’augmentation observée de la variabilité du stockage de l’eau et de la diminution globale des niveaux d’eau.

Les gestionnaires de réservoirs tentent de s’adapter à ces conditions changeantes, ce qui peut s’avérer difficile lorsque les réservoirs ont été conçus il y a plusieurs décennies, en partant du principe que le climat et la société seraient relativement similaires. (La plupart des réservoirs et des barrages étudiés ont été construits entre 1930 et 1970 environ.)

« On pensait que les conditions seraient plus ou moins stationnaires », a déclaré Simeone. « Le changement climatique a mis fin à cette hypothèse. Les gestionnaires doivent désormais essayer d’atténuer les changements hydrologiques que nous observons. »