Notions de phytosociologie : la sociologie des plantes

     La phytosociologie est une branche de l’écologie et de la botanique qui étudie la manière dont les plantes s’associent dans l’espace et dans le temps pour composer différentes colonies de végétation. Autrement dit, c’est l’étude descriptive et causale des associations végétales. La notion d’association végétale ne doit pas être confondue avec celle de formation végétale (forêt, lande, prairie, etc.), qui ne tient pas compte de la composition et des associations spécifiques des groupements.

Sauf exceptions, les végétaux, organismes « individuellement » ouverts, sont toujours associées avec d’autres espèces végétales et animales, selon trois niveaux:

• un niveau dit statique, réunissant les paramètres abiotiques du milieu (climat, sol).

• un niveau d’interactions, qui tient compte des nombreuses relations interspécifiques (concurrence, symbiose, mutualisme entre différentes espèces..) et formant une association particulière: chaînes trophique, interactions biotiques ou abiotiques.

• un niveau dit de succession, où les groupements passent par des stades différents pour tendre vers ce qu’on appellera un climax. Ce terme désignant l’ensemble sol-végétation caractérisant un milieu donné et parvenu, en l’absence de perturbations extérieures, à un état « stable » d’évolution.

C’est ce dernier niveau de succession qui nous intéressera dans la suite de cet article.

      Dans l’espace, la succession dynamique des différents stades de peuplement tend vers l’institution d’un équilibre populations-milieu qui modifie l’occupation de l’espace : densification des populations, structuration verticale et horizontal, augmentation des relations entre des espèces de plus en plus variées…

      Dans le temps, la succession végétale ou colonisation est le processus naturel par lequel un groupe de plantes d’une même station[1] y remplace progressivement un autre. Au début d’une succession végétale, les plantes sont en général des lichens et des mousses, suivis par des herbes, puis des arbustes et enfin des arbres. Une succession végétale est donc une séquence, une série dynamique de communautés qui sur un même complexe climat-sol, préparent le terrain à une autre communauté plus complexe, jusqu’au stade théorique ultime qu’est le climax.

Processus de colonisation à petite échelle

D’après extraits et sources du centre de ressource pédagogiques en biologie végétale

       A partir d’eau, du carbone et de l’azote contenus dans l’air, la roche nue va donc être progressivement colonisée par différentes associations (séries dynamiques) de végétations.

     Le premier stade de la colonisation est effectué par les végétaux dits « pionniers ». Ainsi des lichens, puis mousses diverses viennent occuper les espaces libres (roche nues, flaque d’eau…). En l’absence de matière organique accessible dans le sol, ces végétaux sont les seuls capables de se développer dans un milieu strictement minéral (autotrophie). C’est notamment le cas des lichens à algues bleues, autotrophes pour le carbone et l’azote.

Comme ces végétaux de structure très simple ne sont pas capables d’une grande adaptation, leur « moment » sur la séquence correspond au temps de la faible compétition, soit à un espace caractérisé par des variations dures et brutales du milieu. C’est l’activité même de ces organismes qui en modifiant le biotope (humidité, brise-vent, création d’humus, compétition intraspécifique…) va alors favoriser l’arrivée de nouvelles espèces plus adaptées et compétitives. C’est donc en se développant que ces pionniers marquent la fin de leur « moment ». Cependant, leur destinée étant de disparaître de la station plus ou moins rapidement, ceux-ci sont programmés pour employer leur énergie à préparer ce départ : appareil végétatif très réduit, toute leur stratégie étant orientée vers la reproduction.

     Le deuxième stade de colonisation est assuré par les végétaux dits « pionniers intermédiaires ». Tout comme les précédents, ils sont aussi destinés à disparaître une fois leur travail accompli. Celui-ci consiste en une densification et une meilleure structuration de l’occupation de l’espace  (structuration aérienne et terrestre). Apparaît alors à ce stade une plus grande diversité des espèces et donc des associations et interactions possibles (inter et intraspécifique).

Cette complexité croissante du milieu nécessite alors un peu plus d’énergie de l’appareil végétatif, lequel est à présent bien plus développé. Ainsi la vie est plus longue, la reproduction plus tardive et moins importante.Cependant il s’agit d’associations d’espèces encore instables, héliophiles (soleil) et sciaphiles (ombre). A ce stade la production brute est forte, la dépense d’énergie étant faible. La biomasse augmente rapidement, la productivité est importante.

     Le dernier satde, ou stade « climacique » est une association dense d’espèces qui toutes se maintiennent dans un milieu maintenant surpeuplé et donc soumis à une compétition très forte. En réponse, la végétation est très structurée, chaque espèce possède une niche écologique étroite. Les interrelations sont fondamentales et aboutissent à une coopération importante et des réseaux trophiques complexes. La biomasse individuelle est importante, la longévité aussi, la reproduction est faible et tardive. Les individus orientent donc leur métabolisme vers la survie et les populations fluctuent selon une stratégie de compétition.

     Un exemple bien connu de série dynamique est celle menant au stade climacique de la forêt de chêne vert sur les sols calcaire de Provence. Dans le processus de colonisation il existe les différents stades d’espèces pionnières qui vont « préparer le terrain » pour l’arrivée de la forêt de chêne vert sur sa niche écologique. Les premières associations végétales vont construire le sol (travail de la roche, formation d’humus…), c’est le cas des diverses pelouses, des landes (garrigue ouvertes à ciste, romarin, ajonc). Les suivantes, comme le Pin d’Alep, permettrons de protéger la croissance (ombre, guide de croissance) des jeunes chênes vert. Voir plus

Conséquences en termes agricoles

     Les cultures de base choisies par l’homme sont majoritairement des végétaux appartenant à des stades pionniers intermédiaires. Ces espèces sont donc très productives à ce stade du fait de la rapidité de la croissance et du renouvellement des individus. Ainsi, afin de satisfaire à des besoins alimentaires importants et immédiats, l’agriculture requière des écosystèmes jeunes ou tout du moins continuellement rajeunis (déboisement, défrichement, pâturages, cultures sur brûlis, labourage…)

Or une caractéristique des écosystèmes jeunes réside dans leur recherche de stabilité, notamment par l’augmentation de la diversité et de la biomasse, d’où la production des « mauvaises » herbes. Parallèlement, leur forte production provoque le développement des consommateurs (parasites, rongeurs, insectes…)

     Pour éviter que ces diverses compétitions ne grèvent les rendements, le travail agricole consiste précisément à s’opposer à cette « logique » naturelle, cela à travers des apports exogènes en eau, engrais minéraux ou organiques, pesticides, énergie…Cependant, dans les écosystèmes jeunes, les cycles sont encore ouverts et les végétaux ne retiennent pas l’ensemble de ces apports au milieu. Dès lors les surplus s’infiltrent dans les sols, l’eau ou passe dans l’atmosphère. Les intrants deviennent alors des polluants, à différent degré selon leur quantité ou leur qualité. L’agriculture moderne productive est donc excessive par essence. Il conviendrait donc de réduire les surplus tout en laissant une place plus importante aux mécanismes de régulation naturels (recyclage, diversité…)

Processus de colonisation à grande échelle

D’après extraits et sources Laboratoire de Chrono-Ecologie, Université de Franche-Comté, CNRS

     A grande échelle, on appelle écozone ou biome, l’ensemble des écosystèmes caractéristiques d’une aire biogéographique. Le biome est donc l’expression des conditions écologiques à une échelle régionale ou continentale. En d’autres termes, l’expression des conditions physiques (nature du sol, topographie…) et climatiques (température et précipitation moyenne), induisant les conditions écologiques auxquelles va répondre une biocénose adaptée : des producteurs primaires, les végétaux autotrophes capables de transformer l’énergie solaire en énergie chimique, des consommateurs que sont les animaux, des décomposeurs ou recycleurs, champignons et micro-organismes hétérotrophes.

Les grandes formations climaciques de ces biomes sont des forêts, sauf dans les régions désertiques, arctiques ou de hautes montagnes.

Dans les régions tempérées et froides

• les forêts de conifères des régions boréales : la taïga

Localisation : 31% des forêts du globe réparti entre le Canada et dans le nord de l’Eurasie.
Climat : 4 mois T°m > 10°C, 6 mois T°m < 0°C, enneigement de 160 à 200 jours par an.
Essences végétales : arbres adaptés au froid : conifères (pin, sapin, épicéa, mélèze) et quelques feuillus (aulne, bouleau et le saule).
Production végétale : décomposition lente, croissance et productivité primaire faible. Biomasse de 100 à 300 t/ha du nord au sud, productivité primaire en moyenne de 800 g/m2/an.

• les forêts décidues des régions tempérées

Localisation : Europe tempérée, Chine septentrionale et centrale, continent nord américain jusqu’à la latitude du Saint Laurent.
Climat : Tempéré.
Essences végétales : arbres à feuilles caduques, chêne 34%, hêtre 15%, châtaignier, charme 8%, tilleul, érable et conifères tels que le pin maritime 12%, pin sylvestre 7%, sapin 7%, épicéa 3%.
Production végétale: la productivité primaire est d’environ 1200 g/m2/an et la biomasse de 240 à 320 t/ha.

• les forêts sempervirentes des régions méditerranéennes

Localisation : bassin méditerranéen, régions de Californie, Afrique du sud et Australie.
Climat : T°m 15 à 20°C, étés secs et chauds, hivers doux et humides à gelées exceptionnelles.
Essences végétales : la végétation méditerranéenne primitive a été presque partout détruite par le feu particulièrement et remplacée par des stades de dégradation du maquis et de la garrigue (cistes, romarin, lavande, végétation sclérophylle et pyrophyte …) accompagnés de conifères (pin d’Alep et pin maritime).
Production végétale: Productivité primaire de 1300 g/m2/an et biomasse entre 250 et 350 t/ha.

• les formations herbacées naturelles : prairies et steppes

Localisation : 24% de la surface de tous les continents : formations herbacées naturelles de la steppe russe, prairie nord-américaine et la pampa sud-américaine.
Climat : régions tempérées continentales, étés chauds et humides et hivers froids, pluviosité annuelle de 300 – 500 mm/an jusqu’à 1000 mm/an.
Essences végétales : diverses familles de graminées ou apparentées. Les arbres sont presque totalement absents.
Production végétale: productivité primaire 600 g/m2/an et biomasse 16 t/ha faibles (biomasse souterraine supérieure à la biomasse aérienne).

Dans les régions tropicales humides

• les forêts équatoriales sempervirentes

Localisation : forêts denses et ombrophiles : Amazonie, Afrique occidentale et centrale, Indo-Malaisie.
Climat : régions chaudes à la pluviométrie élevée (2500 à 8000 mm/an), sans saison sèche ou de très courte durée.
Essences végétales : arbres sempervirents d’une grande diversité : palmiers, diptérocarpacées, orchidées, euphorbiacées, rubiacées, répartis par strates. La strate herbacée est clairsemée et formée d’espèces sciaphiles (fougères, sélaginelles).
Production végétale: productivité primaire et biomasse élevées : 2200 g/m2/an et 450 t/ha.

• les savanes

Localisation : formations végétales intertropicales couvrant de larges surfaces.
Climat : régions à climat ensoleillé, chaud en été (T°m 26°C) et pluviosité faible de 250 à 1000mm/an.
Essences végétales : Savanes herbeuses en Afrique, en Amérique du sud, végétation formée de poacées dures formant un tapis herbacé dense et difficilement pénétrable. Savanes arbustives Acacia, Baobab, en Afrique, Eucalyptus en Australie, Cactées en Amérique du sud).
Production végétale: productivité primaire et biomasse faibles : 900 g/m2/an et 40 t/ha.

Dans les régions arides et semi-arides

• les déserts

Localisation : 34% de la surface des terres émergées sont des déserts ou des semi-déserts On estime que 810 millions d’ha ont été désertifiés depuis 50 ans.
Climat : pluviosité annuelle moyenne est inférieure à 100 mm et très irrégulière.
Essences végétales : végétation rare, localisée dans les dépressions ou les rares zones favorables. Arbustes, des plantes succulentes  sont caractérisés par une vie courte localisée à la période humide.
Production végétale: productivité primaire et biomasse très faibles : 90 g/m2/an et 7 t/ha.

• la toundra

Localisation : zone située au delà de la limite naturelle des arbres.
Climat : période sans gelée < 3 mois,  T°m du mois le plus chaud < 10°C et précipitations < 250 mm/an.
Essences végétales : Au sud, arbrisseaux nains mêlés de tourbières à sphaignes. Au nord, pelouses et des tourbières, puis des tapis de lichens. Les conditions thermiques particulières expliquent que la croissance des plantes soit très lente et leur longévité très grande.
Production végétale: Productivité et biomasse très faibles : 140 g/m2/an et 6t/an.

Pour une répartition géographique des différents biomes voir source Wikipédia

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[1] Étendue de terrain de superficie variable (quelques m² à plusieurs dizaines d’ha), homogène dans ses conditions physiques et biologiques.

Stress hydrique, production végétale et OGM

Comme les ressources en eau sont limitées et géographiquement variables dans le temps, la recherche de plantes plus adaptées à la sécheresse est un enjeu fondamental pour la production agricole des prochaines décennies. L’objectif recherché est d’obtenir des plantes capables de produire dans des situations de manque d’eau modéré, la perspective de plantes poussant sans eau restant illusoire. Dans un contexte d’incertitude marqué par le changement des conditions climatiques, l’étude de l’adaptation des plantes à la sécheresse se situe au carrefour de la physiologie, de l’agronomie et de la génétique.

La notion de stress végétal

     Les stress environnementaux nés de la fluctutation des facteurs abiotiques (sécheresse, salinité, basses températures) affectent les conditions de croissance et le rendement végétal. Contrairement aux animaux qui peuvent se déplacer lorsque les conditions de vie deviennent défavorables, les plantes ont développé des stratégies d’adaptation fondées sur le contrôle et l’ajustement de leurs systèmes métaboliques.

Les végétaux perçoivent les signaux environnementaux et les transmettent à la machinerie cellulaire pour activer des mécanismes de réponses. La connaissance de ces réponses, basées sur la transduction[1] des signaux de stress, est donc la base des études visant à améliorer la réponse des plantes cultivées aux différents stress. La voie de transduction du signal commence par sa perception au niveau de la membrane végétale, suivie par la production de seconds messagers et de facteurs de transcription. Ces facteurs de transcription contrôlent alors l’expression des gènes impliqués dans la réponse au stress, incluant des changements morphologiques, biochimiques et physiologiques.

Le stress hydrique

     Le stress hydrique peut se définir comme le rapport entre la quantité d’eau nécessaire à la croissance de la plante et la quantité d’eau disponible dans son environnement, sachant que la réserve d’eau utile pour la plante est la quantité d’eau du sol accessible par son système racinaire. La demande en eau de la plante est quant à elle déterminée par le niveau de transpiration ou évapotranspiration, ce qui inclut les pertes d’eau tant au niveau des feuilles qu’au niveau du sol.

Durant la journée, la plante est soumise à une charge énergétique importante qui correspond principalement à la captation de l’énergie lumineuse du soleil au niveau de ses feuilles. Une partie de cette énergie est utilisée pour réaliser la photosynthèse (voir le schéma suivant), l’autre partie de cette énergie devant être dissipée par la plante pour réguler sa température (homéostasie).

La production végétale est assurée par le mécanisme de la photosynthèse, illustré ci-contre. Pour fonctionner ce cycle nécessite de la lumière et de l’eau (photolyse de la molécule d’eau), des sels minéraux (les fameux NKP des engrais) et enfin le CO2 nécessaire à la fabrication des molécules organiques.

Si une partie de ce « surplus » énergétique est directement rejetée sous forme de chaleur, la majorité doit être dissipée par le biais de la transpiration. Cette dernière correspond à la transformation de l’eau liquide en vapeur au niveau des feuilles, processus permettant le transfert d’une quantité importante d’énergie, des cellules de la plante vers les molécules d’eau expulsées. Cetet vapeur d’eau est rejetée dans l’atmosphère au niveau des stomates, la surface des feuilles étant percée de ces nombreux pores microscopiques (10.000 par cm2).

Or c’est également par ces orifices que le gaz carbonique (CO2) pénètre dans les feuilles où il est utilisé comme matière première pour la synthèse de sucres dans la photosynthèse. Or la plante pratique une transaction de type eau contre carbone : c’est lorsque le CO2 pénètre que l’eau de la plante s’échappe massivement par les stomates. Cette transpiration nécessaire explique donc pourquoi les plantes ont des besoins en eau si importants par rapport à leur taille. Si l’ordre de grandeur moyen est très variable d’une plante à l’autre, on estime globalement à 1 000 litres le volume d’eau transpirée pour produire un kilogramme de matière brute végétale. 

On comprend alors que lorsque la plante n’est pas bien alimentée en eau, la réponse immédiate consiste en la fermeture des stomates afin de ralentir la transpiration. Le CO2 pénètre alors plus lentement dans les feuilles et la photosynthèse ralentit, la croissance de la plante aussi. Cepenadant ce type de régulation du stress hydrique par la fermeture des stomates a égalment pour conséquence d’augmenter la température des feuilles. Cette augmentation de la température foliaire peut avoir pour effet une altération des tissus, la plante grille lorsque les températures extérieures sont particulièrement fortes.

L’état hydrique d’une plante est donc directement lié à la différence entre le flux d’eau entrant par les racines et celui qui s’échappe par les feuilles au même instant. La sécheresse ressentie par la plante se définit donc, à chaque instant, par les conditions hydriques aux bornes de la plante, dans le sol et dans l’air.

Le mécanisme de transpiration : osmose et turgescence

     Le rythme de transpiration est affecté par des facteurs extérieurs et peut être calculé à partir de données climatiques (rayonnement solaire, degré de saturation de l’air en vapeur d’eau et vitesse du vent), l’eau étant transpirée par la feuille d’autant plus que la demande climatique est élevée.

Comme la plante ne dispose d’aucune « pompe hydraulique », la circulation de l’eau s’effectue par les gradients physiques que sont les différences de potentiels hydriques entre ses divers organes. Un potentiel hydrique correspond à l’énergie qu’il faut apporter à une masse d’eau pour qu’elle passe à l’état d’eau libre. Ceci s’explique du fait que toute substance en solution aqueuse (ion, molécule) exerce sur les molécules d’eau une force d’attraction. On comprendra donc que plus la solution est concentrée et plus l’attraction est forte, plus le potentiel hydrique est faible et moins l’eau est libre de quitter la solution .

Ainsi l’eau « coule » dans la plante depuis le sol où elle est peu liée (potentiel hydrique fort proche de 0) jusqu’aux feuilles où elle est très liée (potentiel hydrique fortement négatif). Le flux est donc d’autant plus fort que la différence de potentiel hydrique entre le sol et la feuille est forte et que la résistance au transfert est faible. Pour prendre une analogie électrique (U=R*I), le courant peut-être freiné par les résistances hydrauliques de la plante que sont le degré d’ouverture des stomates, la résistance des cellules racinaires au transfert de l’eau…

     A mesure que la transpiration augmente au niveau des feuilles, le potentiel hydrique foliaire diminue. C’est à dire que l’eau restante devient de moins en moins libre à mesure que la concentration augmente, que le coût énergétique de son appropriation est élevé. Si de l’eau est disponible au niveau du sol (potentiel hydrique fort) alors le courant d’eau ainsi créé depuis le sol jusqu’aux feuilles compense les pertes en eau de la transpiration. Mais lorsque la quantité d’eau au niveau du sol diminue (potentiel hydrique faible), le potentiel hydrique foliaire nécessaire à provoquer le mouvement d’eau ascendant doit alors être d’autant plus faible. D’où la nécessaire augmentation des concentrations (ions, molécules) dans les cellules foliaires de sorte à maintenir la différence de potentiel entre le sol et les feuilles.

Les cellules des plantes stockent des matières dissoutes (des solutés tels que des ions minéraux, sucres, acides aminés…) en concentration très importante dans leur vacuole (vois le schéma suivant). Un tel stockage implique la formation d’un potentiel osmotique déterminant le niveau d’eau entrant dans la cellule afin de rétablir le nécessaire équilibre des concentrations.

On entend par osmose le mouvement d’eau qui s’institue entre deux milieux de potentiels hydriques différents séparés par une membrane ne laissant passer que les molécules d’eau. La règle est que ces dernières se déplacent passivement (coût énergétique nul) du milieu le plus concentré en matières dissoutes (hypertonique) vers le milieu le moins concentré (hypotonique). La force permettant d’exprimer ce déplacement d’eau est appelée pression osmotique. Plus la différence de concentration en soluté (donc inversement de concentration en eau) entre les deux compartiments est grande, plus la pression osmotique est importante.

La cellule végétale étant fermée par une membrane rigide laissant circuler les molécules d’eau, dans une solution externe hypotonique, les cellules peuvent donc récupérer de l’eau jusqu’à égalisation des concentrations externe et interne (hypertonique).

La paroi pectocellulosique rigide constitue une sorte de squelette externe. Cette paroi est spécifique de la cellule végétale. Elle la protège. Les plasmodesmes sont des points qui permettent les échanges entre les cellules. A l’intérieur de la cellule, se trouve le cytoplasme, entouré d’une membrane de phospholipides appelée membrane plasmique. Dans le cytoplasme, plusieurs éléments sont présents : Le noyau entouré de la membrane nucléaire renferme l’information génétique. Les chloroplastes sont les organites où se produit la photosynthèse. Ils sont présents dans les organes aériens de la plante, et sont eux aussi spécifiques du monde végétal. C’est le lieu où l’énergie lumineuse est transformée en énergie chimique, puis stockée dans des molécules organiques : les sucres. Les mitochondries : elles transforment l’énergie contenue dans les molécules organiques en énergie utilisable par la cellule pour toutes ses fonctions. Cette forme d’énergie, l’adénosine triphosphate (ATP), est universelle au sein des organismes vivants. Les ribosomes associés au réticulum endoplasmique sont le lieu de la synthèse des protéines. Les vacuoles sont spécifiques de la cellule végétale et permettent le stockage de l’eau, d’ions, de sucres, de dérivés azotés et de produits de dégradation.

     Le potentiel osmotique cellulaire étant généralement plus faible (i.e. plus négatif) que le potentiel hydrique foliaire, on appellera potentiel de turgescence la différence entre les deux (préférence pour l’entrée d’eau dans les cellule ou l’évaporation). Autrement dit la pression de turgescence cellulaire est fonction de la différence entre les potentiels hydriques internes et externes de la cellule.

La turgescence est l’état cellulaire associé à l’élongation de la cellule végétale causée par l’entrée d’eau dans cette même cellule par osmose. L’eau devient alors abondante dans la vacuole, la pression exercée de l’intérieur de la cellule vers le milieu opère alors sur la paroi cellulaire et donnent ainsi de la rigidité aux parties souples de la plante  (tige, feuille…).

A contrario, lorsque les cellules se vident d’eau, la turgescence diminue, les vacuoles se rétractent, les membranes cytoplasmiques se décollent de la paroi, les parties de la plante s’amollissent et cette dernière se flétrie.

a : Le milieu est moins concentré en eau que la vacuole de la cellule. L’eau a tendance à entrer dans la cellule. La cellule gonfle et exerce une pression sur la paroi (pression de turgescence). Si la paroi n’est pas plastique (cellule âgée), l’entrée d’eau s’arrête lorsque la contre pression exercée par la paroi est égal à la pression de turgescence. Si la paroi est plastique, elle se déforme sous l’effet de la pression de turgescence et la cellule grandit. b : Le milieu a la même concentration que la vacuole. Il n’y a aucun échange d’eau. La cellule n’exerce aucune pression sur la paroi. La pression de turgescence est nulle. C’est la plasmolyse limite. La croissance n’est pas possible. c : le milieu est plus concentré en que la vacuole. L’eau à tendance à sortir de la cellule. C’est la plasmolyse.

Turgescence et transpiration sont donc cruciales pour les plantes soumises à des stress hydriques. La turgescence de la plante peut être maintenue à un potentiel hydrique fort en extrayant une plus grande quantité d’eau du sol ou bien en augmentant la quantité de solutés accumulés dans les feuilles (ajustement osmotique), ou encore en fermant les stomates pour réduire la transpiration.

Régulation végétale

     Nous avons vu précédemment que l’une des principales résistance à la circulation de l’eau dans la plante se trouve au niveau des stomates. Chez une plante bien irriguée ceux-ci sont d’autant plus ouverts que la plante reçoit plus de lumière (échange d’eau interne contre du carbone externe). Les chercheurs ont donc porté leur attention sur le mécanisme physiologique de fermeture des stomates. Ils ont montré qu’en cas de déficit hydrique, les racines synthétisent une hormone (acide abscissique). Celle-ci est par suite véhiculée via les vaisseaux conducteurs, avec l’eau destinée à la transpiration, jusqu’aux feuilles où elle déclenche alors la fermeture des stomates.

Mais l’adaptation des plantes à la sécheresse repose tant sur leur capacité à adapter leur architecture pour limiter le stress, que sur leurs capacités de réactions immédiates. C’est-à-dire qu’en dehors des mécanismes permettant de maintenir la turgescence des plantes au niveau d’une feuille en cas d’assèchement du sol (fermeture des stomates, quantité de solutés dans les vacuoles), il existe des mécanismes permettant de limiter les pertes en eau par transpiration au niveau de la structure plante entière. Il s’agit principalement de la réduction de la surface foliaire. C’est pourquoi de nombreuse plantes adaptées à des conditions semi désertiques possèdent des feuilles de tailles réduites.

Classiquement, dans les études sur les effets de la sécheresse, la réduction de la croissance de la plante n’était envisagée que comme une conséquence du manque d’eau. Aujourd’hui on considère la régulation de la croissance de la surface foliaire et du système racinaire comme un moyen de s’adapter au déficit hydrique.

Ainsi, la croissance des feuilles est directement régulée par les conditions climatiques: plus la demande évaporative est importante (atmosphère sèche, vent), plus la croissance des feuilles est faible, même pour des plantes bien alimentées en eau. La réduction de la croissance des feuilles est généralement plus importante que la réduction de la photosynthèse. Il en résulte un excédent de sucres produits et donc une augmentation de leur teneur dans les feuilles. Les chercheurs étudient si un transport accru de sucres vers les racines ne contribue pas à un maintien, voire une augmentation de la croissance des racines.

Perspectives des OGM dans l’amélioration des réponses au stress hydrique

     Dans la recherche des gènes de résistance au stress hydrique, il est à priori impossible de découvrir un gène permettant aux plantes de pousser sans eau, l’absorption de CO2 et la transpiration de la plante étant les deux manifestations indissociables d’un même phénomène, l’ouverture des stomates.

Or à en croire les prévisions du modèle Météo France (hypothèse d’un doublement des émissions de gaz carbonique) concernant le niveau des précipitations et la quantité d’eau disponible pour les plantes dans les zones racinaires, les occasions de stress risquent être sévèrement accrues.

Rappelons tout d’abord qu’un organisme génétiquement modifié est un organisme dont le génome a été modifié artificiellement par le transfert d’un organisme ou de plusieurs gènes dans son génome de manière à apporter une caractéristique nouvelle.Toute l’histoire de l’agriculture humaine a consisté à identifier et sélectionner les plantes présentant les qualités nécessaires à l’alimentation des populations tout en minimisant les coûts globaux de production. L’amélioration des plants étant assurée par un contrôle plus ou moins précis des croisements. Cette méthode sélective (sélection dirigée, croisements d’espèces éloignées, etc.) est encore la plus utilisée de nos jour, bien que celle-ci soit longue (de 8 à 12 ans) et limitée aux croisements entre plantes appartenant à des espèces proches.

Le génie génétique est quant à lui plus rapide et plus efficace s’il ne faut introduire qu’un seul gène (résistance à un herbicide) ou n’en modifier qu’un (contrôle du mûrissement). Cependant, ce gain de temps est annulé par la longueur de la procédure d’autorisation spécifique aux plantes OGM. Quelle que soit la technique utilisée, il faut toujours une dizaine d’années pour mettre un produit sur le marché.

A long terme, les objectifs du génie génétique sont d’obtenir des plantes résistantes aux conditions de culture difficiles (sécheresse, sols acides des zones tropicales, etc.), d’augmenter la production en rendant plus efficace la photosynthèse et de maîtriser le mûrissement.

Au niveau du stress hydrique, les recherches s’orientent aujourd’hui plutôt vers l’étude du déterminisme génétique de l’architecture des plantes et de sa régulation. Ces mécanismes impliquent probablement un grand nombre de gènes, qui s’expriment de façon différente dans les divers organes de la plante. Cependant les progrès de la génomique rendent aujourd’hui possible l’étude de l’expression des gènes et de leur variabilité au sein d’une espèce.

Ainsi lorsqu’une plante subit un stress, il y a une perte importante d’eau au niveau des cellules, provoquant une tension entre la membrane plasmique et la paroi végétale, un dysfonctionnement de la photosynthèse, et donc une baisse de rendement. Pour y remédier, la plante synthétise, entre autre :

• des osmoprotectants qui permettent de maintenir l’équilibre en eau entre la cellule végétale et son environnement,

• des protéines spécifiques,

• des acides gras afin de modifier la perméabilité de la membrane cellulaire.

Actuellement, aucune variété transgénique tolérante à un stress n’est commercialisée. Les nouvelles variétés n’en sont encore qu’au stade expérimental. L’étape suivante consistera à vérifier si ces tolérances sont conservées au champ. Quoiqu’il arrive plusieurs années d’évaluation sont donc encore nécessaires.

Le cas du maïs transgénique

L’amélioration des rendements d’une plante comme le maïs est due à un grand nombre de facteurs, dont l’un des plus importants est la tolérance aux stress environnementaux, le maïs étant une plante exotique sur nos territoires. Ainsi, pour le maïs, les périodes de pollinisation et de début du remplissage des grains sont très sensibles au stress hydrique. Grâce à des études génétiques, plusieurs variétés de maïs transgéniques ont été créées par l’introduction de gènes impliqués dans la réponse à un déficit hydrique. Par exemple, un maïs plus tolérant à la sécheresse a été mis au point grâce à l’introduction par transgénèse[2] d’un gène de sorgho, céréale africaine particulièrement tolérante à la sécheresse. Ce gène code une protéine impliquée dans la photosynthèse de sorte que les plantes transgéniques obtenues surexpriment cette protéine. Les analyses du comportement photosynthétique de ces plantes en situation de contrainte hydrique en serre ont permis de montrer que l’efficacité d’utilisation de l’eau est significativement augmentée (+ 25 %).

Le cas du riz transgénique

Une réponse commune aux stress est l’accumulation de sucres et autres solutés au niveau des feuilles. Ces composants servent d’osmoprotectants et, dans certains cas, ils servent à stabiliser les biomolécules sous conditions de stress. L’un de ces composants est le tréhalose, un dissaccharide provenant du glucose.

Certaines espaces végétales accumulent du tréhalose, il s’agit des plantes dites « à résurrection », qui sont capables de résister à des sécheresses intenses et de renaître à la première pluie, alors même leur teneur en eau ne représente plus que 5 % de leur poids (80 à 95 % en temps normal).
Le riz est une plante de culture très importante puisque c’est l’aliment le plus consommé au monde. Une variété de riz transgénique de type indica (80 % de la production mondiale) a été créée et dans laquelle a été intégrée deux gènes d’origine bactérienne produisant les deux enzymes responsables de la synthèse du tréhalose. Les résultats ont montré que les plants transgéniques produisent trois à huit fois plus de tréhalose que les plants témoins, sans que leur croissance ou leur fertilité en soit affectée dans des conditions normales de culture.

En laboratoire, lorsque les plants transgéniques sont soumis à des stress importants, ils montrent tout leur potentiel de « résurrection », tandis que les plantes non transgéniques soumises à ce régime voient leur croissance « sévèrement inhibée ». Par ailleurs, les résultats ont également montrés que ces mêmes lignées de riz transgénique survivent aussi à des températures inférieures de dix degrés à la normale.

Sources

Université de Hambourg : botany online
Glossaire de la biotechnologie : FAO
GNIS : la cellule végétale
INRA : perception de la sécheresse par les plantes
Biotechnologie de l’académie de Bourgogne : l’osmose
Université de Lausanne : l’eau et les végétaux
Bulletins-electroniques.com : développer des plantes résistantes à la sécheresse
OGM.com : la tolérance à la sécheresse
Science et décision : l’industrie des biotechnologies

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[1] La transduction de signaux désigne l’intégration d’un message d’origine extracellulaire par une cellule.[2] La transgénèse est une technique consistant à introduire un ou plusieurs gènes dans des cellules (par exemple végétales ou animales) menant à la transmission du gène introduit, ou transgène, aux générations successives.

Bonnes et mauvaises rencontres

http://www.dailymotion.com/video/5nvTF3ZWQzDKQ6ffw

DELEUZE / SPINOZA Cours Vincennes – 24/01/1978

Faire des rencontres

« Lorsque je fais une rencontre telle que le rapport du corps qui me modifie, qui agit sur moi, se combine avec mon propre rapport, avec le rapport caractéristique de mon propre corps, qu’est-ce qui se passe? Je dirais que ma puissance d’agir est augmentée; elle est au moins augmentée sous ce rapport-là. »

« Lorsque, au contraire, je fais une rencontre telle que le rapport caractéristique du corps qui me modifie compromet ou détruit un de mes rapports, ou mon rapport caractéristique, je dirais que ma puissance d’agir est diminuée, ou même détruite. Nous retrouvons là nos deux affects – affectus –, fondamentaux: la tristesse et la joie. »

« Lorsque je suis empoisonné, mon pouvoir d’être affecté est absolument rempli, mais il est rempli de telle manière que ma puissance d’agir tend vers zéro, c’est-à-dire qu’elle est inhibée. Inversement, lorsque j’éprouve de la joie, c’est à dire lorsque je rencontre un corps qui compose son rapport avec le mien, mon pouvoir d’être affecté est rempli également et ma puissance d’agir augmente. »

« Dans le cas d’une mauvaise rencontre, toute ma force d’exister (vis existendi) est concentrée, tendue vers le but suivant: investir la trace du corps qui m’affecte pour repousser l’effet de ce corps, si bien que ma puissance d’agir est diminuée d’autant. »

« Vous avez mal à la tête et vous dites: je ne peux même plus lire. Ça veut dire que votre force d’exister investit tellement la trace migraine, ça implique des changements dans un de vos rapports subordonnés, elle investit tellement la trace de votre migraine que votre puissance d’agir est diminuée d’autant. » 

http://video.google.com/videoplay?docid=-280097884890390788

« Au contraire, quand vous dites: ô je me sens bien, et que vous êtes content, vous êtes content aussi parce que des corps se sont mélangés avec vous dans des proportions et des conditions qui sont favorables à votre rapport; à ce moment-là, la puissance du corps qui vous affecte se combine avec la vôtre de telle manière que votre puissance d’agir est augmentée. Si bien que dans les deux cas votre pouvoir d’être affecté sera complètement effectué, mais il peut être effectué de telle manière que la puissance d’agir diminue à l’infini ou que la puissance d’agir augmente. »

Composer des rapports

« Sûrement dans ma génération, en moyenne, on était beaucoup plus cultivé ou savant en philosophie, quand on en faisait, et en revanche on avait une espèce d’inculture très frappante dans d’autres domaines, en musique, en peinture, en cinéma. J’ai l’impression que pour beaucoup d’entre vous le rapport a changé, c’est à dire que vous ne savez absolument rien, rien en philosophie et que vous savez, ou plutôt que vous avez un maniement concret de choses comme une couleur, vous savez ce que c’est qu’un son ou ce que c’est qu’une image. »

« Vous vous rappelez qu’une idée-affection, c’est l’idée d’un mélange, c’est-à-dire l’idée d’un effet d’un corps sur le mien. Une idée-notion ne concerne plus l’effet d’un autre corps sur le mien, c’est une idée qui concerne et qui a pour objet la convenance ou la disconvenance des rapports caractéristiques entre les deux corps. »

« Si j’en savais assez sur le rapport caractéristique du corps nommé arsenic et sur le rapport caractéristique du corps humain, je pourrais former une notion de ce en quoi ces deux rapports disconviennent au point que l’arsenic, sous son rapport caractéristique, détruit le rapport caractéristique de mon corps. Je suis empoisonné, je meurs. »

« Vous voyez que, à la différence de l’idée d’affection, au lieu d’être la saisie du mélange extrinsèque d’un corps avec un autre, ou de l’effet d’un corps sur un autre, la notion s’est élevée à la compréhension de la cause, à savoir, si le mélange a tel ou tel effet, c’est en vertu de la nature du rapport des deux corps considérés et de la manière dont le rapport de l’un des corps se compose avec le rapport de l’autre corps. Il y a toujours composition de rapports. »

« Lorsque je suis empoisonné, c’est que le corps arsenic a induit les parties de mon corps à entrer sous un autre rapport que le rapport qui me caractérise. A ce moment-là, les parties de mon corps entrent sous un nouveau rapport induit par l’arsenic, qui se compose parfaitement avec l’arsenic; l’arsenic est heureux puisqu’il se nourrit de moi. L’arsenic éprouve une passion joyeuse car, comme le dit bien Spinoza, tout corps a une âme. Donc l’arsenic est joyeux, moi évidemment je ne le suis pas. Il a induit des parties de mon corps à entrer sous un rapport qui se compose avec le sien, arsenic. Moi je suis triste, je vais vers la mort. »

Typologie des modes d’existence

« Tant que vous avez un affect triste, c’est qu’un corps agit sur le vôtre, une âme agit sur la vôtre dans des conditions telles et sous un rapport qui ne convient pas avec le vôtre. Dès lors, rien dans la tristesse ne peut vous induire à former la notion commune, c’est-à-dire l’idée d’un quelque chose de commun entre les deux corps et les deux âmes. »

« Généralement les gens font la sommation de leurs malheurs, c’est même là que la névrose commence, ou la dépression, quand on se met à faire des totaux : oh, merde, il y a ceci, et il y a cela… Spinoza propose l’inverse: au lieu de faire la sommation de nos tristesses, prendre un point de départ local sur une joie à condition qu’on sente qu’elle nous concerne vraiment. Là-dessus on forme la notion commune, là-dessus on essaie de gagner localement, d’étendre cette joie. C’est un travail de la vie. On essaie de diminuer la portion respective des tristesses par rapport à la portion respective d’une joie, et on tente le coup formidable suivant: on est assez assuré de notions communes qui renvoient à des rapports de convenance entre tel et tel corps et le mien, on va tenter alors d’appliquer la même méthode à la tristesse, mais on ne pouvait pas le faire à partir de la tristesse, c’est-à-dire qu’on va tenter de former des notions communes par lesquelles on arrivera à comprendre de manière vitale en quoi tel et tel corps disconviennent et non plus conviennent. »

« A ce moment là, vous pouvez déjà dire que vous êtes dans l’idée adéquate puisque, en effet, vous êtes passé dans la connaissance des causes. Vous pouvez déjà dire que vous êtes dans la philosophie. Une seule chose compte, c’est les manières de vivre. Une seule chose compte, c’est la méditation de la vie, et la philosophie ça ne peut être qu’une méditation de la vie, et loin d’être une méditation de la mort, c’est l’opération qui consiste à faire que la mort n’affecte finalement que la proportion relativement la plus petite en moi, à savoir la vivre comme une mauvaise rencontre. »

Un manifeste de l’urgence écologique ?

     Le quotidien l‘express proposait un Blog dédié à l’urgence écologique, dans le but de recueillir l’avis des internautes sur la composition des 25 mesures constituant son « manisfeste pour sauver la planète« . Rien que ça ! Le résultat final présente ainsi un catalogue de mesures, agrémenté de la signature caution des quelques people autorisés au débat. Disons le tout de suite, et pour reprendre l’expression à la mode actuellement, nous sommes assez loin de faire de l’écologie (politique) autrement.

En avant propos, il est précisé la ligne suivante : « en insistant sur la modification non pas de nos comportements individuels, ce qui demeure nécessaire, mais des politiques publiques. » Les différentes mesures sont alors classées par grands thèmes chapeaux, selon l’ordre suivant :

• faire émerger un droit d’ingérence environnemental reposant sur un droit mondial de l’environnement;

• proposer des normes strictes et une consommation responsable dans les équipement-consommation-échanges;

• développer une fiscalité écologique;

• favoriser une meilleure information sur notre environnement;

• favoriser une plus grande inventivité en matière de recherche environnementale;

• développer des transports plus écologiques et pour le développement des énergies alternatives;

• favoriser une agriculture «raisonnée et raisonnable»;

Au final, rien de véritablement nouveau sous le soleil, tout en soulignant qu’il est bien difficile de ne pas être en accord vec les objectifs proposées. Le reproche principal de l’ensemble concernerait donc, comme souvent, l’absence de perspective d’ensemble permettant d’accompagner ce qui pour l’heure ne reste qu’un catalogue de souhaits débouchant sur des mesures contraignantes. 

     Car à l’heure où notre société s’interroge sur la perte de ses tissus sociaux, industriels… autrement dit sur la perte de lien, il semblerait intéressant de penser dans un même mouvement d’ensemble la question écologique. Celle-ci ne se résume pas à la protection de la nature, mais bien aux conditions même de reproduction de nos modes de vie. En ce sens, il conviendrait d’articuler écologie environnementale et sociale sous peine de passer à côté de la véritable question, de ne faire que du vieux avec de l’ancien, pour au final les même conséquences. Si en 2005 l’ADEME notait qu’environ 25% des français liaient encore effet de serre et trou dans la couche d’ozone, en 2007 on ne pouvait que remarquer les difficultés de cette communication d’urgence écologique à assurer une présence pérenne dans les débats publics. Malheureusement on préferera retenir que les « gens » ne sont pas prêts à entendre, plutôt que de penser que c’est le type même de communication qui est inefficace. Car si l’écologie « naturelle » aime le concept de recyclage, il n’en n’est peut-être pas de même pour celle des idées. 

Remarquant la diminution des liens, il conviendrait sans doute de s’exprimer plus précisément et de préférer parler d’une réorganisation générale des liens. Autrefois centrées dans l’espace public de la rue, les capacités de connections sont maintenant multipliées et intériorisées dans les appartements individuels. Dès lors, dans ce qui apparaît comme un mouvement de lente substitution du monde réel-collectif par le virtuel-privé, comment penser que le rapport au monde des individus n’en soit pas profondément bouleversé ? Comment penser que de seules solutions contraignantes de niveau collectif puissent venir s’opposer à des changements encore mal identifiés ? 

Nous ne feront pas l’économie de repenser notre rapport au monde tout en interrogeant réellement le chemin parcouru jusqu’ici. Or de cette interrogation intérieure, nous n’en sommes pas capables à l’heure actuelle. Seul le développement de la Chine et de l’Inde nous amène aujourd’hui à quelque peu repenser le nôtre. La crise « écologique » n’est pas une crise de la nature, c’est avant tout la crise organisationnelle et sociale d’une espèce parmi d’autres. Comme le soulignait Spinoza, l’homme n’est pas un empire dans un empire. Alors s’il est souhaitable de proposer quelques sparadraps intérimaires, les véritables questions ne s’en trouvent pas moins repoussées à demain. Mais la question écologique, telle qu’elle se pose à nous, est bien plus la réactualisation de la question de l’homme. Un nouvel avatar de celle-ci, son éternel retour… 

A partir de ce constat, il semble important de favoriser la prise de conscience individuelle des termes même de la question, à travers l’éducation et l’invitation à l’interrogation personnelle. Soutenir que la planète va exploser demain, affirmer des chiffres et moraliser sur des pourcentages, tout cela n’a jamais empêché la poursuite des conflits et se révèle au final le plus souvent contre productif. Quelques pistes en vrac : 

• introduire à l’école une pédagogie visant à développer chez l’enfant un questionnement sur son rapport à la nature, en tant que complément du développement de ses relations à autrui. Cela à travers les exercices classiques que son la lecture, les explications de texte, les sorties et visites en extérieur, les travaux artistique, pour orienter l’attention vers … 

• proposer la création d’une journée civique ou les individus participeraient à des travaux d’intérêt généraux sur des biens collectifs tels que l’eau, les forêts…, pour une pratique concrète des écosystèmes. 

• favoriser le développement d’une programmation audiovisuelles et éditoriales afin de favoriser la diffusion d’une pédagogie écologique globale, au-delà de celle des groupes particuliers (chasseur, militant vert…) pour décloisonner ces questions des positions des groupes qui se l’approprient le plus souvent ; 

• favoriser le développement de la recherche en sciences humaines, dans le but d’accélérer l’intégration dans le champ et les pratiques sociales des découvertes de sciences telles que l’écologie, l’éthologie, la cybernétique … 

On pourrait imaginer bien d’autres pistes de réflexion reposant sur le fait que l’intelligence collective à laquelle nous aspirons ne pourra se construire que sur la biodiversité des intelligences individuelles, dans la capacité des hommes et des femmes à créer des agencements créatifs, artificiels comme naturels avec leur environnement. Apprendre à apprendre, orienter l’attention vers, plutôt que bombarder avec des chiffres standardisés. Eduction et recherche, attention particulière à la question de l’eau semblent être des axes prioritaires et prometteurs en ce sens. Mais l’urgence, toujours l’urgence …

Le Pérou sous tension

D’après un article de James Painter, BBC news, 12 mars 2007

     Les experts s’accordent à dire que la fonte rapide des glaciers andins menace l’équilibre économique à long terme du Pérou. Dans ce pays et dans ce siècle, un baril d’eau pourra couter plus cher qu’un baril de pétrole.

70% des habitants du pays vivent sur une bande côtière ouest regroupant moins de 2% des ressources en eau du pays et qui ne serait qu’un désert sans les ruissellements d’eau en provenance des Andes. Les châteaux d’eau andins sont vitaux dans la régulation des eaux et l’alimentation des rivières en saison sèche. En dehors des besoins en eau potable, 80% de l’énergie du pays reposent sur la production hydroélectrique. Par ailleurs les secteurs les plus dynamiques de l’économie, exportations agricoles et secteur miniers, absorbent de grands volumes d’eau. Dans le cas de l’agriculture, cette eau quitte définitivement le pays.

     Dans ce contexte, un groupe de scientifiques internationaux a récemment estimé que le Pérou et la Bolivie, deux pays regroupant à eux seuls 90% des glaciers tropicaux du monde,  avaient perdu environ un tiers de leurs surfaces glacières depuis les années 70. Lors des études, une attention particulière a été donnée à la chaine de montagne de la Cordillera Blanca. L’eau descendant de ses sommets alimente une large gamme d’activité dans la vallée avale de Rio Santa : une usine de production hydroélectrique comptant pour 5% de la capacité du pays, de l’eau potable pour deux agglomérations, l’alimentation des activités commerciales et agricoles de la plaine. Durant la saison sèche (6-7 mois), cette eau des glaciers est vitale à l’ensemble de ces activités.

Or d’après les calculs, la fonte de la glace fournit de 10 à 20% des ruissellements annuels alimentant la vallée, 40% en saison sèche. D’après les modèles fondés sur une hausse modérée des températures, il est prévu une augmentation des ruissellements associés à la fonte des glaces à court terme, avant que ceux-ci ne connaissent un déclin brutal après 2050, voire même d’ici 2030. Ainsi les variations saisonnières deviendraient donc beaucoup plus brutales, moins d’eau en saison sèche.

La capitale Lima, construite sur un désert, abrite cependant plus de huit millions d’habitants. Comme les précipitations y sont très faibles, la ville tire principalement son approvisionnement en eau du fleuve Rimac et de deux autres rivières dont les sources sont situées dans les hautes altitudes andines. Ce faisant le système de collecte est partiellement alimenté par la fonte des glaces, alors même que la ville de Lima connaît déjà un large déficit entre offre et demande en eau.

Et la demande de la ville va augmenter mécaniquement à mesure de sa croissance démographique continue. Aujourd’hui on estime que le système de réserve de la ville ne pourrait survivre à deux années de sécheresse consécutives. Les réserves sont très faibles, leurs capacités estimées à moins d’une année d’approvisionnement. Le projet de développement humain  »Aqua para todos » qui souhaite donner un accès à l’eau potable à près de un million d’habitant de la ville pourrait êre rebaptisé « Poco agua para todos », dans la mesure où les infrastructures nécessaires à l’augmentation des réserves et à la diversification des sources d’approvisionnement de la ville, n’ont pas été implémentées ces dernières années. A l’heure actuel Lima dépend uniquement d’un seul tunnel allant récupérer l’eau de l’autre côté des Andes.  

Avec l’attente d’une réduction d’eau en période sèche et le besoin de capturer plus d’eau en saison humide, le développement de nouveaux ouvrages (aqueduc et réservoir) devient donc indispensable afin de réduire rapidement une vulnérabilité croissante à la ressource en eau pour près de 8 millions de personnes.

     Le cas du Pérou n’est pas isolé cette semaine dans l’actualité de la question de l’eau. A travers un récent rapport, la banque mondiale vient d’interpeller les gouvernements des pays du Moyen-Orient et du Maghreb du fait que, sur ces territoires, l’accès à la ressource en eau par habitant sera divisé par deux d’ici à 2050. En ce sens la Banque rappelle qu’il est dès à présent prioritaire d’accélérer la modernisation du secteur de l’eau de ces pays.

Eléments de diagnostic :

« Cities will come to rely more and more on expensive desalination and during droughts will have to rely more frequently on emergency supplies brought by tanker or barge […] All of this will have short- and long-term effects on economic growth and poverty, will exacerbate social tensions within and between communities and will put increasing pressure on public budgets […] this all means the region is going to have to do much more in the water sector with less resources »

Eléments de solution :

« Increased trade in agricultural products [...] reforms of banking and insurance, and development of telecommunications and information technology, could all have important effects on water outcomes [...] »

Fragments d’un langage de l’eau (partie3)

Nature et formes du conflit

     Bien que de moins en moins ignorant, nous restons largement inconscient des enjeux à l’œuvre, de l’inégalité des forces en présence, dans la mesure où nous nous sentons terriblement bien armés pour y répondre. Pour bâtir, exploiter, façonner les cycles naturels à notre convenance, nous disposons aujourd’hui d’une batterie de machines et de savoir-faire qui associés les uns aux autres, qui socialement organisés, constituent une véritable machine de guerre capable d’absorber des puissances très supérieures aux nôtres, comme l’eau.

Globalement il existe cinq types de conflits possibles avec l’eau sur un territoire :

• Pénurie conjoncturelles : sécheresse, conflit d’usage (tourisme estivale et agriculture intensive en eau).

• Pénuries structurelles : une consommation sans rapport avec la disponibilité de la ressource.

• Pénurie par la pollution de la qualité.

• Les inondations.

• Les maladies hydriques : érosion des sols, sédimentation, intrusion d’eau de mer dans les nappes.

Tous ces conflits sont travaillés par le grand réducteur de certitude, perturbateur global que sont les variations climatiques et les déplacements attendus des zones de précipitation (modification du cycle et des réservoirs – glacier)

Petite photographie des « forces » en présence…

     Il existe une différence entre la consommation en eau et le prélèvement selon les activités. Ainsi si l’industrie rejette dans les milieux, après traitement, une grande partie de l’eau prélevée pour les besoins de ses processus de production, il n’en n’est pas de même pour l’agriculture où l’eau prélevée s’évapore ou est intégrée au tissu végétal des plantes. Encore une fois rien ne se perd, rien ne se créé. Seulement de grandes masses d’eau sont quotidiennement déplacées d’un territoire à l’autre avec le commerce des denrées agricole, participant ainsi à déséquilibrer les écosystèmes et le cycle de l’eau.

Ainsi en France, les « consommations nettes » sont de l’ordre de (prélèvement-rejet):

• Eau potable : 26%

• Industrie : 11%

• EDF (production d’énergie nucléaire) : 3%

• Agriculture : 60%

Consciemment ou non, à partir des meilleures ou des pires intentions, le recul historique nous informe que bien des solutions à la question de l’eau se sont avérées contre productives quelques années plus tard (irrigation, barrages, endiguement…) ou ont simplement consisté à déshabiller Paul pour habiller Pierre, favorisant des « dommages collatéraux ».

De l’amont vers l’aval, suivant la pente de l’eau, l’intervention humaine participe à modifier le fonctionnement des réservoirs :

• Les barrages nécessaires à la production énergie, à la régulation du débit des cours d’eau, au captage des débits de crue…brisent les interconnections entre les flux des différents réseaux hydrographique.

• Les plus grands réservoirs de stockages artificiels altèrent le régime des inondations et retiennent les sédiments nécessaires à la fertilisation des terres cultivées en aval. La canalisation des rivières et le dragage des fonds à fin de navigation modifient les également l’écoulement des eaux.

• L’irrigation à grande échelle, le pompage dans la nappe ou la dérivation des cours d’eau modifie également les régimes hydrologiques de sorte à assécher les parties situées en aval, perturber la recharge des nappes souterraines et in fine favoriser l’intrusion d’eau de mer au niveau des parties côtières.

• La déforestation favorise l’érosion des sols et les inondations tout réduisant les fonctions épuratives et de régulation climatique (niveau des précipitations).

• L’ensemble conduit à affaiblir fortement le réseau des zones humide tout en concentrant des flux de pollution (nitrates, pesticides). Les infrastructures de transport et de contrôle des inondations participe également à fragmenter le réseau des zones humides.

Sans doute faut-il ici voir l’effet d’une vision de l’eau en tant que ressource passive, objet extractible relativement déconnecté de son environnement. Vision qui ne posait pas de problème à petite échelle. De ce point de vue, résoudre le conflit avec la ressource impliquait au mieux une gestion des stocks locaux. Or maintenant nous savons que c’est à une gestion intégrée des différents flux (carbone, eau, air…) au niveau mondial que nous avons à faire.

Signes de tension

     Les symptômes (signes, zones de tensions, traces) du conflit se multiplient un peu partout dans le monde selon les caractéristiques des usages tant de la ressource en eau que du territoire. Pour faire simple, on peut choisir de classer les symptômes sous deux grandes familles :

Qualité (pollution): soit la concentration des pollutions (urbaine, agricoles, industrielles) ayant pour conséquences la réduction de la qualité biologique des eaux (surface, souterraines, océans) et affectant ainsi tant la biodiversité que la santé humaine.

Quantité (rupture du cycle): soit les aménagements humains ayants pour conséquences la modification du cycle hydraulique, i.e. les temps de résidence.

Ces deux familles sont liées si l’on raisonne en termes d’accès global à la ressource (physique et économique) dans la mesure où une baisse de quantité entraine des problèmes de qualité du fait d’une concentration accrue des polluants (moins de dilution). La baisse de la qualité renchéri les coûts de traitement selon les usages (ville, industrie, agriculture…) impactant la quantité des eaux disponibles tant pour l’homme que pour l’environnement.

Pollutions	Ruptures du cycle
Pluies acides. Rejets agricoles (nitrates et eutrophisation). Agents pathogènes divers et micropolluant (pesticides, produits pharmaceutiques…rejets et lessivage des sols industriels et urbains)	Fractionnement des zones humides Dérivation, barrage et modification des ruissellements Surpompage Urbanisation et artificialisation des sols Fonte des glaciers Variation des précipitations / climat Intrusion d’eau de mer Erosion des sols

Pas de conflit sans victime

     Mais tout se passe globalement comme si nous acceptions chaque jour de voir s’enliser un conflit où nous n’avons rien à gagner et absolument tout à perdre (agriculture, énergie, santé…). Alors que la prise de conscience augmente, le conflit demeure encore silencieux. Pourtant les victimes sont nombreuses : 10000 enfants meurent par jour du fait de l’insalubrité de l’eau. Chiffres auxquels il faudrait rajouter les victimes des inondations et sécheresse provoquées par l’intervention brutale de l’homme….un conflit de nature mondial et généralisé.

Global burden of disease of the major water-related diseases for the year 2002, expressed in number of deaths based on data from the 2004 edition of the World Health Report (WHO, 2004a).

Vers une intensification  inévitable ? Pas de solutions sans coûts…

     Selon la moyenne de l’hypothèse basse et medium de l’ONU, les projections démographiques à l’horizon 2050 tournent de 9 milliards d’individu sur la planète. Mécaniquement ceci impliquera 3 milliards * 1100 m3 d’eau supplémentaire pour les nourrir. En effet, la quantité globale d’eau nécessaire à un adulte de taille moyenne, vivant en région tempérée et ne fournissant pas d’effort physique particulier, est d’environ 2,5 litres par jour dont environ 1 litre est apporté par les aliments et 1,5 litre par les boissons. 2/3 des pertes le sont via l’urine, le tiers restant pas la transpiration. Mais en moyenne 1kg céréale = 1000 l eau, 1kg viande = 16 000 l eau. C’est l’addition de ces chiffres calculés selon un régime alimentaire moyen qui nous donne ces 1100m3 annuel.

• Le Dessalement de l’eau de mer : le coût pour produire les 3 milliards * 1100 m3 est équivalent à 3 fois la quantité de pétrole consommée actuellement dans le monde. Arrêtons nous un instant pour dire que le sel de mer provient de l’action des eaux de ruissellement et des eaux souterraines sur la roche terrestre qui arrache à celle-ci des ions (Na, Cl, …) peu réactifs avec les particules et les minéraux marins. La salinité de l’océan ne varie presque plus avec le temps car les apports (ruissellement) et les départs (sédimentation et altération) de sels s’équilibrent. Ainsi concernant le dessalement de l’eau de mer, en plus d’être une solution très couteuse, très consommatrice d’énergie, que feront nous des résidus concentré de sel ?

• L’augmentation des capacités de stockage (Barrage) : pour produire les 3 milliards * 1100 m3, il faudrait multiplier par 10 le rythme de construction actuel des équipements, avec tous les coûts écologiques et sociaux que cela implique.

• La déforestation : pour développer de nouvelles surfaces de culture promet des coûts écologiques de première importance : destruction des habitats, accélération du changement climatique local, modification des précipitations, inondations…

• Augmenter le prix pour favoriser une utilisation plus rationnelle de l’eau: l’eau est une matière première de tout processus de production. Son renchérissement ne sera pas sans impact sur les coûts de production et le pouvoir d’achat, sur l’accès aux ressources des plus pauvres. Cependant, dans certain cas nous n’aurons pas le choix. Même en intervenant maintenant certaines des grandes villes australiennes devront sans doute augmenter par dix le coût de leur eau pour financer le service.

• Productivité/efficacité de l’eau : 60% des consommations nettes se font dans l’agriculture. Cependant les biotechnologies (OGM) restent à ce jour très peu efficaces vis-à-vis de ce problème. Des modes d’irrigation nouveaux (goutte à goutte) ouvrent cependant quelques perspectives.

• Ainsi la modification des régimes alimentaires à grande échelle est peut-être la solution la moins couteuse. Moins de maïs, donc moins de viande, donc moins de…

On le voit, pas même besoin de parler du changement climatique pour voir que la situation est déjà grave, que nous perdons la main et que ce formidable réducteur de certitude qu’est le facteur climat ne risque pas de nous y faire voir plus clair.

De la dégradation des écosystèmes aux conflits : le cas du lac Balkhash

     Comme nous l’avions abordé dans un précédant article, le lien entre dégradation environnementale et conflit n’est pas une relation directe mais bien intermédiée par des facteurs institutionnels et socioculturels et renvoie donc à une analyse des situations au cas par cas. Le cas du lac Balkhash est à ce titre un laboratoire très intéressant, et ce pour plusieurs raisons : les négociations viennent de commencer, le processus implique des pays de puissance  très diverses (Chine et Kazakhstan) et donc nous renseignera sans doute sur les capacités de dialogue de la superpuissance chinoise avec ses voisins. Enfin, ce cas nous rappelle également l’équation suivante = eau = agriculture = nourriture = indépendance et sécurité alimentaire.

Des négociations bloquées autour de l’avenir du partage des eaux en Asie centrale

D’après un article d’Ilan Greenberg, International Herald Tribune, 7 Mars 2007

     Le lac Balkhash, situé au Sud-est du Kazakhstan, constitue le troisième plus grand lac d’eau douce au monde au cœur d’un bassin versant de la taille de la Californie. Plus de 20% de la population Kazakh s’y approvisionne pour son eau potable. Le lac et les zones humides voisines sont alimentés par des rivières transfrontalières venant principalement de la Chine et du Kyrgyzstan.

Or des années de détournement des eaux au profit des usines et des terres agricoles irriguées menacent aujourd’hui la pérennité écologique du lac, selon un schéma proche de celui de la mer d’Aral. Les rivières alimentant la mer d’Aral furent détournées pendant de longues années vers l’économie du coton et ont dramatiquement réduit le niveau de la mer. Aujourd’hui celle-ci ne représente plus que deux petits ilots anémiés, ruinant une pêcherie florissante et modifiant le schéma climatique local.

Pour éviter qu’un tel processus ne se reproduise jusqu’à son terme sur le lac Balkhash, la conférence internationale actuelle, a convenu d’introduire un plan de développement économico-environnemental, soutenue en ce sens par le Kazakhstan et la commission européenne. Cependant les désaccords demeurent. Ainsi la Chine a refusé la proposition du Kazakhstan de fournir à la Chine  de larges stocks de nourriture (gratuitement ou hautement subventionnés) sur les 10 prochaines années, en échange d’un accord visant à laisser libre l’écoulement libre des eaux de la rivière Ili vers le lac. En effet, un barrage ou détournement des eaux de la rivière Ili amènerait rapidement à vider le lac d’une grande partie de ses eaux.

Mais dans sa politique d’aménagement du territoire « Go West », le gouvernement chinois encourage une migration massive de ses populations vers ses territoires de l’ouest (Xinjiang), zone qui représente une large part du bassin versant. A ce jour, les autorités chinoises locales anticipent que la population de la zone, aujourd’hui peu dense, devrait explosée à terme avec l’arrivée de 40 millions de nouveaux habitants. En plus de la pression des populations sur les besoins domestiques, le bassin hydrographique est également drainé vers les activités rizicoles et sucrières aux consommations très peu économes (estimées à 2 fois les normes US ou UE).

En savoir plus…