L’eau du Léman, lac franco-suisse, n’a jamais été aussi limpide, mais ce n’est pas forcément une bonne nouvelle pour le plus grand lac d’Europe occidentale. Derrière cette apparence de carte postale se cache en réalité une invasion silencieuse : celle de la moule quagga, qui filtre massivement l’eau, au risque de bouleverser en profondeur l’équilibre du lac. Des espèces de poissons pourraient être menacées, mais aussi les activités humaines : cette espèce colonise aussi, en effet, les conduites permettant l’approvisionnement en eau.

Depuis 2015, l’eau du Léman, lac frontière entre la France et la Suisse, devient progressivement cristalline. Une aubaine pour les baigneurs : visibilité parfaite, reflets couleur turquoise… un léger air des Maldives en plein cœur de l’Europe !

Mais derrière cette carte postale séduisante se cache une question dérangeante : une eau trop claire est-elle forcément synonyme de bonne santé écologique ? Car ce changement spectaculaire n’est ici pas dû à un miracle naturel, mais en bonne partie à l’action silencieuse d’une minuscule bivalve d’à peine deux centimètres : la moule quagga.

Et si cette transparence nouvelle semble anodine, voire réjouissante, elle est en réalité le symptôme visible d’un bouleversement profond. Car sous la surface du Léman, l’équilibre du lac est en train de se redéfinir autour d’un envahisseur durablement installé. Cela pourrait à terme entraîner le déclin du phytoplancton et des poissons qui en dépendent, ainsi que des proliférations d’algues.

Jusqu’à deux litres d’eau filtrée par jour… et par moule !

Discrète, cette moule filtre l’eau avec une redoutable efficacité : jusqu’à deux litres d’eau filtrés par jour et par moule. À première vue, cela paraît insignifiant, presque anodin. Mais multipliez ce chiffre par le nombre d’invidivus, en moyenne, 4 000 individus par mètre carré, et vous obtenez une machine biologique de filtration d’une puissance vertigineuse.

Aujourd’hui, c’est une armée silencieuse qui tapisse le fond du Léman et d’autres lacs en Europe et dans le monde, transformant en profondeur son fonctionnement. Car dans un écosystème, aucun changement d’une telle ampleur ne saurait être neutre. Cette filtration massive bouleverse les équilibres biologiques et complique sérieusement la gestion du lac.

De nom scientifique Dreissena rostriformis bugensis, la moule quagga est une espèce exotique envahissante. Elle n’est pas née dans le Léman.

Originaire d’estuaires du bassin pontocaspien et plus précisément du delta du Dniepr, en Ukraine, elle a voyagé malgré elle – ou plutôt grâce et à cause de nous. Transportée dans les eaux de ballast des navires ou accrochée aux coques des bateaux, elle a traversé continents et océans, colonisant les Grands Lacs d’Amérique du Nord dès 1988, bien avant d’atteindre les lacs européens. Elle est morphologiquement et écologiquement proche de la moule zébrée (Dreissena polymorpha), autre espèce invasive bien connue, mais la quagga semble présenter une capacité d’adaptation encore supérieure.

On estime que le Léman a été touché en 2015, le lac voisin du Bourget en 2017. Depuis 2022, l’espèce est aussi signalée dans le lac de Garde, première occurrence au sud des Alpes. Sa présence dans le lac Majeur est désormais fortement suspectée à la suite de la détection de son ADN.

Capable de s’installer durablement, de se reproduire rapidement et de se disperser à grande échelle, la moule quagga ne se contente pas de s’ajouter à l’écosystème : elle le redessine. Elle menace les espèces locales, modifie les équilibres biologiques et impacte directement certaines activités humaines.

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Une niche écologique idéale pour l’envahisseur

Cette invasion a pourtant commencé à bas bruit. En 2015, un premier individu était observé à la station de Riva-Gare, dans le canton de Vaud en Suisse. Dix ans plus tard, le constat est saisissant : le fond du Léman est recouvert d’un véritable tapis de moules (jusqu’à 18 000 individus par mètre carré), avec une présence observée à des profondeurs supérieures à 150 mètres, bien au-delà de ce que l’humain peut explorer facilement.

Cette expansion fulgurante de la moule quagga dans le Léman s’explique par une nourriture abondante, des courants favorables, l’absence de prédateurs naturels. Toutes les conditions sont réunies pour une colonisation éclair.

D’autant plus que l’espèce ne se laisse pas freiner par les contraintes extrêmes du milieu. Pression élevée, obscurité totale, températures basses ? Cela ne semble pas lui poser problème. Des individus ont été observés à 250 mètres de profondeur, certains atteignant des âges surprenants : plus de dix ans, là où sa longévité moyenne est plutôt de deux ou trois ans à proximité du littoral.

Comment parviennent-elles à survivre dans de telles conditions ? Peuvent-elles s’y reproduire ? À quel rythme ? Autant de questions auxquelles plusieurs équipes de recherche tentent aujourd’hui de répondre.

Une menace pour la production d’eau potable

La moule quagga n’est pas difficile : elle s’installe sur tous les types de fonds. Sédiments divers, cailloux, roches… Même les fonds meubles de vase, limon et sable semblent lui convenir. Elle ne s’arrête toutefois pas aux milieux naturels.

Elle se fixe sur tous les supports disponibles sous l’eau, y compris les structures artificielles. Crépines, conduites et tuyaux de captage d’eau, notamment ceux destinés à la production d’eau potable, deviennent des supports de choix. À terme, ces infrastructures peuvent être partiellement ou totalement obstruées, compromettant l’approvisionnement en eau.

Les acteurs concernés n’ont alors d’autres choix que d’intervenir : nettoyages répétés, désencrassement des installations, ajout de filtres pour empêcher l’aspiration des moules… Autant de mesures indispensables, mais coûteuses. La présence de la moule quagga se traduit ainsi par un surcoût économique non négligeable, payé directement par les gestionnaires et indirectement par la collectivité.

Une bombe à retardement ?

Mais les dégâts causés par la moule quagga ne se limitent pas à une simple invasion de l’espace. Son mode de vie, discret en apparence, agit comme une bombe écologique à retardement pour le lac.

Car la moule quagga est un organisme filtreur redoutablement efficace. En permanence, été comme hiver, elle aspire l’eau du lac et en extrait le plancton grâce à ses branchies. Cela n’a rien d’un détail.

Le phytoplancton, composante végétale du plancton, constitue le socle même de la vie lacustre : sans lui, c’est toute la chaîne alimentaire classique qui vacille. En effet, le phytoplancton nourrit le zooplancton (composante animale du plancton, dont les plus petits représentants peuvent aussi être ingérés par la moule). Or les alevins, ces poissons à peine éclos, dépendent directement de l’abondance du zooplancton pour survivre.

L’exemple des Grands Lacs nord-américains est sans appel. Là-bas, l’arrivée massive de la moule quagga a provoqué l’effondrement des populations de whitefish (ou corégone), un poisson emblématique qui est le pilier économique des pêcheries, tant au niveau local que dans les grands lacs profonds tempérés et froids en général : une catastrophe sociale et écologique.

Pour l’instant, le Léman n’a pas encore connu un tel scénario. Mais l’histoire nous a déjà montré comment cela peut finir.

Quand une eau « trop propre » devient un problème

En filtrant le phytoplancton à très grande échelle, les moules quagga rendent l’eau plus claire et donc plus transparente. À première vue, cela peut sembler positif, presque un argument touristique. Pourtant, cette clarté inhabituelle bouleverse, elle aussi, profondément l’écosystème.

Une eau plus limpide laisse en effet pénétrer la lumière plus profondément, stimulant la croissance des macrophytes, ces plantes aquatiques enracinées. Ces plantes, productrices d’oxygène, zones de nourricerie et de nurserie des poissons, constituent une composante importante du fonctionnement lacustre.

Mais les plantes et le phytoplancton sont en compétition et se disputent les mêmes nutriments. Résultat : plus les macrophytes prolifèrent, plus elles privent le phytoplancton de ressources, accentuant encore son déclin.

Ce cercle vicieux, connu sous le nom de boucle de rétroaction négative, s’autoentretient et verrouille le système dans un nouvel équilibre bien moins favorable à la biodiversité originelle du lac et à son fonctionnement pélagique, c’est-à-dire, dans la colonne d’eau. On parle alors de benthification des lacs (voir encadré ci-dessous).

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Alors, pourquoi ne pas simplement éliminer la moule quagga ?

La réponse est simple et brutale : parce qu’il est déjà trop tard et la colonisation du mollusque quasi totale. Imaginer son éradication complète du Léman relève aujourd’hui de la fiction, et tenter de le faire risquerait de provoquer un désastre écologique encore plus grave.

La seule option réaliste consiste désormais à apprendre à vivre avec cette espèce, comme c’est souvent le cas avec les espèces exotiques, à mieux comprendre son écophysiologie, à observer l’adaptation des écosystèmes, et surtout, à éviter que l’histoire ne se répète ailleurs. Cela passe par des gestes simples mais cruciaux : rincer soigneusement les coques de bateaux, le matériel de plongée et les équipements de loisirs avant de passer d’un lac ou d’un cours d’eau à un autre.

Car si la moule quagga a déjà gagné la bataille du Léman, la guerre contre sa propagation n’est pas encore perdue pour d’autres lacs. Et il reste à étudier et tester l’ensemble des pistes disponibles pour aider à la conservation des espèces natives du Léman, notamment en travaillant sur la restauration des habitats.

Jean-Nicolas Beisel a reçu des financements de l'ANR (projet QUALAG pour la période 2025-2029).

Stéphan Jacquet a reçu des financements de l'ANR (projet QUALAG pour la période 2025-2029)

Elora Chatain et Théo Gonin ne travaillent pas, ne conseillent pas, ne possèdent pas de parts, ne reçoivent pas de fonds d'une organisation qui pourrait tirer profit de cet article, et n'ont déclaré aucune autre affiliation que leur poste universitaire.

Alors que dans de nombreuses régions françaises l’énergie solaire est en plein développement, son impact sur la biodiversité est l’objet d’études inédites. Il varie selon les sites d’installation, mais aussi la hauteur et l’espacement des panneaux, par exemple.

Entre 75 000 et 124 000 hectares. Telle est, dans les scénarios prospectifs de l’Ademe, la surface mobilisée par le photovoltaïque au sol pour atteindre entre 92 et 144 gigawatts d’ici 2050. Si le gouvernement français lui, vise désormais 48 gigawatts en 2030 et jusqu’à 80 gigawatts en 2035, et s’il a récemment freiné le déploiement du solaire en faveur du nucléaire, le développement de cette énergie renouvelable reste malgré tout une priorité stratégique déjà en œuvre, notamment depuis la loi Aper de 2023.

Mais alors que, dans de nombreuses régions de France, l’énergie solaire est en pleine expansion, de nombreuses questions méritent notre attention :

Quelles plantes poussent encore, à l’ombre des panneaux ? Est-ce que les insectes se maintiennent sur les terrains où sont installés des panneaux solaires ? Comment un champ de panneaux solaires peut limiter la faune sauvage ?

Sur le terrain, développeurs de parcs solaires, bureaux d’étude en environnement, collectivités, associations, scientifiques, services instructeurs de l’État et gestionnaires d’espaces naturels se retrouvent eux confrontés à un enjeu de taille : comment produire une énergie renouvelable tout en préservant le vivant ?

Quelles biodiversités sont concernées ?

De fait, l’installation de parcs photovoltaïques, en exploitation sur trente à quarante ans, ne se résume pas à une simple occupation d’espace par une infrastructure hors sol. Ces infrastructures et notamment les panneaux solaires, par leurs incidences sur les sols et le climat, peuvent constituer dans certains cas un véritable bouleversement pour le vivant.

Des effets positifs, neutres ou négatifs, sont susceptibles de se répercuter à toutes les échelles d’organisation biologique de la biomolécule au paysage, en passant par les espèces et les communautés et donc le fonctionnement des écosystèmes.

Aujourd’hui, la conception de ces parcs est régie par la séquence Éviter-Réduire-Compenser (ERC) prévue au Code de l’environnement. Celle-ci vise une absence de perte nette de biodiversité, en s’appliquant aux espèces, habitats naturels, et fonctions écologiques.

Les leviers de réduction des impacts atteignent toutefois rapidement des limites si l’application de la séquence ERC se concentre sur la liste des espèces protégées sans intégrer les différentes dimensions de la biodiversité et en particulier les fonctions écologiques (cycles des nutriments, pollinisation, corridors migratoires entre autres) affectées par les changements d’usage des sols. Il est également nécessaire de prendre en compte les changements de biodiversité à différentes échelles spatiales – du site au paysage – et temporelles, des conséquences immédiates aux trajectoires à long terme.

Des impacts écologiques de mieux en mieux documentés mais contrastés

La phase de construction est généralement associée aux perturbations les plus marquées. Nous avons par exemple observé des sols de moindre qualité très rapidement après la construction d’une centrale photovoltaïque dans le sud de la France, se traduisant par une réduction de ses propriétés physiques et biologiques. Cependant, d’autres scientifiques ont observé une augmentation des teneurs en phosphore, potassium et nitrates, 6 ans après l’installation des panneaux solaires dans des écosystèmes arides.

En phase d’exploitation, la nature, l’ampleur, l’intensité et la durée des impacts (Figure 1) sont différentes d’une région à l’autre et dépendent des choix techniques de dimensionnement (hauteur des panneaux, largeur des inter-rangs, présence de pistes construites avec des matériaux exogènes tassés), des modalités de gestion de la végétation.

Par exemple, sous les panneaux, les changements de microclimat sont peu propices aux arthropodes, en particulier aux pollinisateurs, à des communautés végétales diversifiées et aux activités des organismes du sol. Dans les régions plus arides, cependant, les panneaux photovoltaïques peuvent au contraire atténuer les stress hydriques et thermiques, augmentant ainsi la survie et la productivité des plantes sensibles aux fortes chaleurs et lumière intense.

Enfin, les impacts de la phase de démantèlement de la centrale ou du remplacement des panneaux solaires restent à documenter. Cette phase pourrait constituer une perturbation ponctuelle supplémentaire mais potentiellement réversible, dont les effets peuvent dépendre des caractéristiques techniques de ces travaux et de la capacité des milieux à se régénérer après la remise en état du site.

Un enjeu majeur : l’occupation avant-projet et la destination des terres

Les impacts des centrales photovoltaïques sur la biodiversité dépendent également de l’usage historique des sites sur lesquels les installations sont implantées et de la valeur écologique des milieux environnants. Certaines centrales construites en milieux dégradés peuvent créer des habitats favorables à certaines espèces comme les bourdons et les oiseaux inféodés aux prairies, tandis que l’implantation de parcs solaires dans des forêts et des milieux semi-naturels (landes, prairies permanentes, pelouses, garrigues, marais…) peut entraîner une fragmentation des habitats et des pertes conséquentes de biodiversité.

Par exemple, les constructions dans les Landes de Gasconne induisent, en comparaison de milieux prairies comparables, une forte perte des abeilles sauvages et d’autres pollinisateurs, et favorisent le développement d’espèces rudérales (c’est-à-dire qui poussent spontanément dans des milieux fortement dégradés par l’humain) ou exotiques envahissantes si ces pratiques impliquent des travaux du sol.

Il est donc crucial de privilégier la conversion de friches industrielles, de sites dégradés ou pollués, des décharges et aussi des parcelles agricoles afin de limiter les impacts sur les espèces sauvages, voire offrir des opportunités de restauration de certains habitats et de corridors écologiques (passages qui assurent des connections entre des réservoirs de biodiversité) sous réserve d’une gestion environnementale et des clôtures adaptées.

Les terres agricoles occupent une position particulière dans le développement des parcs solaires. Certaines d’entre elles, notamment celles soumises à des pratiques intensives, présentent un état de biodiversité et de fonctionnement écologique souvent dégradé, ce qui pourrait en faire des espaces prioritaires pour l’implantation de centrales photovoltaïques dans une logique de moindre impact écologique. Toutefois, en France, des contraintes socio-économiques et réglementaires limitent encore largement leur mobilisation pour la production d’énergie solaire, contrairement à des pays, comme l’Allemagne, les Pays-Bas ou le Royaume-Uni, où la majorité des centrales photovoltaïques est implantée sur des terres agricoles.

Peut-on concilier photovoltaïque au sol et conservation de la biodiversité ?

La capacité des projets à préserver la biodiversité dépendra donc étroitement d’une planification territorialisée, fondée sur des connaissances scientifiques robustes, une séquence ERC complète et écologiquement efficace ainsi que sur une volonté locale partagée.

Le premier levier de réduction des impacts est une planification évitant les milieux à forte valeur écologique et idéalement avec une concertation des acteurs locaux. Les collectivités territoriales en charge de la planification devraient être sensibilisées à cette problématique. L’obligation de compatibilité des choix de sites d’implantation des projets par les développeurs avec les documents de planification territoriaux (PLU, PLUi, SCoT, PCAET…) et chartes ou documents cadres associés aux aires protégées doit être respectée.

La construction des centrales photovoltaïques sur des terrains déjà dégradés (sans oublier les toitures et les parkings) peut, lorsqu’elle est associée à la restauration écologique, et à condition que ces objectifs soient intégrés dès la conception et évalués sur le long terme, constituer une stratégie doublement gagnante pour les enjeux énergétiques et écologiques. La construction de petites centrales et la réduction de leur densité au sein d’un même territoire préserveraient les connectivités écologiques.

Le second levier vise le développement des installations à faibles impacts écologiques. Ainsi un espacement des rangées de panneaux au moins équivalent à la largeur des panneaux et un rehaussement de la hauteur minimale au-delà des 1,10 mètre préconisés dans l’arrêté du 29 décembre 2023 sur l’artificialisation des sols favoriseraient la diversification des habitats et les conditions microclimatiques les plus favorables avec moins d’ombre, moins d’exclusion de pluies et moins de modifications des températures.

Un fauchage ou un pâturage extensif, et hors période de floraison, seraient plus favorables pour la conservation de la diversité végétale et des pollinisateurs qu’une gestion intensive de la végétation.

Un effort de collaboration entre chercheurs et aménageurs est attendu sur la quantification des pertes de fonctions écologiques et sur l’élaboration de techniques de réduction et de compensation.

Seulement dans ces conditions, le photovoltaïque au sol pourra contribuer aux transitions énergétique et climatique en s’inscrivant dans une trajectoire écologique positive et intégrée aux territoires. Il semble aussi essentiel d’appeler à ne pas opposer la quête d’une sobriété énergétique et la protection du vivant.

Véronique de Billy (Office français de la biodiversité) et Thomas Eglin (Agence de la transition écologique) ont été relecteurs de cet article.

Gros Raphael a reçu des financements de l'ADEME (projet REMEDE) et de l'OFB.

Armin Bischoff a reçu des financements du consortium Engie Green-ANRT-Université de Tours-Avignon Université (bourse Cifre de Louison BIENVENU), de l'ADEME (projet REMEDE, bourse Quentin LAMBERT), du CESAB (projet ESEB, bourse postdoc de Lucas ETIENNE).

Bertrand Schatz a reçu des financements de l'ANR pour des thèmes différents et de l'Ademe et de l'OFB (projet Remede) pour le sujet des ENR, mais sans conflits ou liens d'intérêts.

Quentin Lambert a reçu des financements de l'ADEME

Alexandra Bideau et Arnaud Lec'hvien ne travaillent pas, ne conseillent pas, ne possèdent pas de parts, ne reçoivent pas de fonds d'une organisation qui pourrait tirer profit de cet article, et n'ont déclaré aucune autre affiliation que leur poste universitaire.

Il y a encore quelques décennies, les excréments – urines et matières fécales – étaient considérés comme des sources d’engrais vitales. Ils ont été évincés par les engrais d’origine fossile au prix d’importants dommages environnementaux et sanitaires. Aujourd’hui, relégués au rang d’encombrants déchets, les excréments humains voient leurs précieux nutriments majoritairement détruits ou rejetés en rivière.

Dans le livre, qui paraît ce jour aux éditions Actes Sud, le chercheur Fabien Esculier, de l’École nationale des ponts et chaussées (ENPC), plaide pour la réhabilitation de ces matières et leur réintégration dans une forme d’économie circulaire. Nous reproduisons ci-dessous un extrait de son introduction.

Les excrétions humaines ont progressivement été reléguées au rang d’impensé collectif. La principale interaction que nous avons avec elles est d’espérer les voir disparaître le plus vite possible, les éloigner le plus possible de tous nos sens.

Presque personne n’en parle ni ne se soucie de savoir ce qu’elles deviennent… sauf les jeunes enfants, naturellement très intéressés par ces matières fascinantes ! Or il y a là deux paradoxes majeurs.

Premièrement, nous produisons quotidiennement deux ressources précieuses, les urines et les matières fécales, qui sont fondamentalement de la nourriture pour les sols et pour les plantes. Du point de vue du fonctionnement des écosystèmes, et donc du soutien de la vie humaine sur Terre, comme du point de vue de la prévention pour la santé humaine, mettre nos excrétions dans l’eau fait probablement partie des pires options envisageables, déployées à grande échelle seulement depuis quelques décennies.

Jadis exploitées pour leur pouvoir fertilisant, aujourd’hui traitées comme des déchets

Les humains doivent manger des plantes pour vivre – ou manger des animaux qui ont eux-mêmes mangé des plantes. Une fois qu’elle a été ingérée, la quasi-intégralité de la matière de notre alimentation se retrouve dans nos excrétions (sauf principalement le carbone qui est expiré sous forme de gaz carbonique et que les plantes captent ensuite dans l’atmosphère).

Or, les sols et les plantes se nourrissent justement de ces excrétions qui, utilisées précautionneusement, peuvent permettre une réelle économie circulaire entre la gestion des excrétions humaines et la culture des plantes alimentaires.

Dans l’histoire récente de l’humanité, il semble plutôt difficile de trouver une société qui n’ait pas mis à profit le pouvoir fertilisant de nos excrétions. Ce faisant, les risques sanitaires liés aux excrétions sont d’ailleurs susceptibles d’être mieux gérés que s’il s’agit principalement de s’en débarrasser.

C’est là qu’apparaît le deuxième paradoxe majeur. Bien que nous cessions d’y penser une fois la chasse d’eau tirée, nos excrétions ne disparaissent pas pour autant.

En fait, notre société en prend très grand soin. Depuis les personnes qui changent les couches, nettoient les toilettes ou débouchent les tuyaux, en passant par les égoutiers, les constructeurs et les exploitants de stations d’épuration, jusqu’aux agriculteurs qui épandent les boues dans leurs champs, le secteur de la gestion des excrétions humaines est un pan très important de notre économie. Et très dévalorisé pourtant.

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Recréer une économie circulaire des excrétions

Il ne s’agit pas seulement de mieux s’occuper de nos excrétions mais aussi d’opérer un basculement de valeur dans la manière de les considérer.

En effet, depuis quelques décennies, avec le développement des engrais de synthèse issus de ressources fossiles et l’abandon progressif des pratiques millénaires de valorisation agricole de nos excrétions, la résultante principale de cette économie des excrétions humaines mélangées à l’eau est une perte de résilience alimentaire.

Elle induit également une pollution des milieux aquatiques et une destruction coûteuse de l’engrais naturel que sont nos excrétions. Ainsi, dans les boues d’épuration qui sont épandues sur les champs en France, il n’y a même pas 10 % de la principale matière fertilisante de nos excrétions, à savoir l’azote.

Pourtant la France, en tant que nation agricole, est presque championne du monde occidental dans ce domaine : les autres pays tournent plutôt autour de 5 %, 2 %, voire souvent 0 % de valorisation de l’engrais naturel azoté de nos excrétions.

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La plus grande « usine de destruction d’engrais naturel » de France

C’est en m’intéressant à ce deuxième paradoxe que je me suis progressivement passionné pour nos excrétions. Après une formation généraliste d’ingénieur à l’École polytechnique, je me suis spécialisé dans l’ingénierie de l’environnement à l’École nationale des ponts et chaussées.

En 2007, mon premier stage d’ingénieur a consisté à étudier une phase de travaux de ce que je renomme désormais la plus grande « usine de destruction d’engrais naturel » de France, à savoir la station d’épuration des eaux usées d’Achères (dite Seine aval), qui reçoit les excrétions d’environ 5 millions d’habitants de l’agglomération parisienne.

Avant cette phase de travaux, l’azote des eaux usées arrivant à cette station était principalement rejeté en Seine, ce qui induisait une pollution dramatique du fleuve. Il était alors vu comme un très grand progrès environnemental d’envoyer dans l’atmosphère l’azote des eaux usées pour protéger le fleuve.

Pour moi, ce fut une entrée en dissonance majeure. Le plus grand chantier de génie civil d’Europe de l’époque, auquel je contribuais, était dédié à construire une usine qui allait utiliser des ressources fossiles pour détruire de l’engrais azoté naturel.

Le taux de dilution de nos excrétions empêche en effet de mettre en œuvre des procédés de récupération : 1,2 litre (l) d’urine et 120 grammes de matières fécales sont mélangées chaque jour à environ 25 l de chasses d’eau et 125 l d’autres eaux usées domestiques collectées dans les égouts.

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Détruire l’azote des eaux usées d’un côté, importer des engrais de synthèse de l’autre

À l’échelle de toute la France, la solution qui a été mise en œuvre ces dernières décennies est donc de détruire la moitié de l’engrais azoté de nos eaux usées, tout en continuant d’en rejeter environ 40 % dans les milieux aquatiques.

Dans le même temps, la France est depuis longtemps devenue totalement tributaire des importations de ressources fossiles pour faire la réaction exactement inverse dans les usines de synthèse d’engrais azotés. Ces réflexions autour de mon travail de stage m’amenèrent à étudier comment circulent les matières, molécules et atomes, pour subvenir à nos besoins fondamentaux d’alimentation et d’excrétion. En voici le parcours.

Nous dépendons en amont d’une usine pétrochimique de synthèse d’engrais azotés. Dans cette usine, moyennant une grande quantité d’énergie et de ressources fossiles, l’azote atmosphérique est converti en engrais azoté disponible pour les plantes.

Ces atomes d’azote voyagent alors de l’usine au champ, du champ à la plante, de la plante à notre bouche, de notre bouche à nos cellules, enfin de nos cellules à notre urine, qui est la voie par laquelle le corps humain excrète majoritairement l’azote. À ce stade, l’azote est exactement sous la même forme chimique qu’à la sortie de l’usine de synthèse d’engrais azotés, à savoir l’urée.

Et son voyage continue : de notre urine à la toilette, de la toilette à l’égout, de l’égout à la station d’épuration. Et là, avec à peu près la même quantité d’énergie consommée et la même quantité de gaz à effet de serre émis par unité d’azote, l’engrais azoté de nos excrétions subit la réaction exactement inverse de celle de l’usine pétrochimique d’engrais : sa dissipation dans l’atmosphère.

En 2007, alors que j’étais choqué par ce fonctionnement linéaire, intensif et polluant, pour la plupart des personnes avec qui j’avais pu en parler, il n’y avait pas de problème. Les ressources fossiles étaient illimitées, le changement climatique n’était pas très important, les pandémies étaient de mauvais souvenirs, la paix en Europe était éternelle, la croissance économique allait reprendre et l’eau coulerait toujours au robinet.

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Le projet du Grand Paris incompatible avec le paradigme d’assainissement actuel

Depuis bientôt vingt ans, je constate que ces mirages se sont évanouis les uns après les autres dans la conscience collective et dans la réalité de nos vies. Tragiquement bien sûr, puisqu’il s’agit d’un bouleversement majeur de nos sociétés qui est en cours. Mais il y a tout de même un (maigre) lot de consolation : de plus en plus de personnes s’attachent à nouveau aux conditions matérielles de leur existence. L’air que nous respirons, l’eau que nous buvons, les insectes qui pollinisent nos plantes alimentaires… et nos excrétions qui pourraient fertiliser nos champs !

À la fin de mes études, j’ai eu la chance de pouvoir intégrer la haute administration du ministère en charge du développement durable, en devenant ingénieur du corps des Ponts et chaussées. Le rêve : le Grenelle de l’environnement battait son plein et j’allais pouvoir rejoindre la fonction publique pour mettre en œuvre cette fameuse transition écologique si nécessaire. Le rêve fut de courte durée : quelques mois après ma prise de poste, notre président de la République expliqua que l’environnement, « ça commençait à bien faire ».

Après plusieurs expériences professionnelles dans des administrations en charge de politiques de l’eau et de l’assainissement, l’année 2013 marqua une bifurcation dans ma trajectoire. La direction régionale Île-de-France du ministère en charge du Développement durable venait de rendre un rapport expliquant en substance qu’il n’était pas possible de faire le projet du Grand Paris, tout en respectant les objectifs de qualité de l’eau de la Seine à l’aval de l’agglomération.

Le changement climatique induisait une baisse progressive du débit des rivières, le projet du Grand Paris une hausse progressive de la population. Le faible débit de la Seine ne pouvait déjà pas suffire à diluer les eaux usées traitées de l’agglomération tout en garantissant un bon état des eaux. La situation n’allait qu’empirer à l’avenir.

Un programme de recherche-action sur la gestion des urines et matières fécales humaines

Après que j’eus contacté de très nombreuses organisations pour savoir comment on pouvait répondre sérieusement à cette impasse, ce sont finalement des chercheurs qui m’ont indiqué que, face à un défi d’une telle complexité, la meilleure méthode pour aborder le problème était de faire de la recherche. Après un an et demi d’efforts de montage, j’ai finalement réussi, à la fin de l’année 2014, à lancer le programme de recherche-action OCAPI, hébergé au laboratoire Eau, environnement et systèmes urbains à l’École nationale des ponts et chaussées (ENPC).

Je suis ainsi devenu chercheur, avec également une posture d’« intrapreneur » d’action publique, tentant comme je le peux depuis cette position de donner du pouvoir d’agir aux nombreux collectifs qui s’intéressent à ce sujet, en premier lieu en partageant les connaissances, et en essayant de susciter une transformation de l’action publique et privée en la matière.

Premier programme de recherche-action académique français qui se soit intéressé à questionner les modes de gestion des urines et matières fécales humaines dans une vision systémique, OCAPI a connu depuis dix ans un développement aussi important que la prise de conscience grandissante des impasses de ce mode de gestion qui consiste à prélever une eau précieuse pour la souiller de nos excrétions, l’exporter loin des habitations et tenter de détruire ces matières fertilisantes devenues pollutions des milieux aquatiques et disséminatrices de risques sanitaires. Le programme OCAPI s’intéresse en particulier aux techniques dites de séparation à la source, où les urines et/ou les matières fécales humaines sont collectées séparément pour être valorisées en agriculture, et qui se déploient actuellement en France. Un appel à l’action et des propositions pour changer d’échelle ont récemment été rédigés.

Cet ouvrage a pour objectif de partager le récit, souvent très peu connu, des principales étapes qui nous ont fait arriver à cette situation et d’ouvrir les possibles et les imaginaires vers des futurs soutenables.

Le programme OCAPI (www.leesu.fr/ocapi), coordonné par Fabien Esculier, reçoit des financements publics (Agence de l'Eau Seine Normandie, ADEME, ANR, FranceAgriMer, Union Européenne, collectivités locales).