L'eau et l'industrie : un partenariat durable

Les régions industrielles du monde entier se sont traditionnellement regroupées le long des grands cours d'eau, des lacs et des zones côtières, qui ne sont pas seulement des caractéristiques géographiques, mais aussi le moteur de la fabrication, de la production d'énergie et du commerce mondial. Des systèmes de refroidissement des centrales électriques aux itinéraires de chargement qui déplacent les matières premières et les produits finis, les ressources en eau influencent directement la productivité industrielle et le développement économique régional.

Les systèmes d'eau douce fournissent environ 40 % de l'eau utilisée par l'industrie mondiale, le reste provenant des eaux souterraines, du dessalement côtier et des effluents recyclés. Les industries les plus dépendantes des eaux de surface comprennent la production d'énergie thermique, la fabrication de produits chimiques, le raffinage des métaux, la production de pâtes et papiers et la transformation des aliments.

Les grandes rivières dans les régions industrielles

Les corridors industriels les plus productifs au monde sont ancrés par des systèmes fluviaux qui fournissent l'approvisionnement en eau, la navigation, l'assimilation des déchets et l'énergie hydroélectrique. Ces rivières soutiennent des grappes de fabrication qui génèrent des milliards de dollars en production économique chaque année.

Le Yangtze : l'os industriel chinois

Le delta du fleuve Yangtze, y compris Shanghai, Nanjing et Suzhou, représente environ 25 pour cent du PIB chinois. Les industries le long du fleuve comprennent la production d'acier, la fabrication d'automobiles, l'assemblage électronique, le traitement pétrochimique et la fabrication de textiles. Le fleuve supporte plus de 1000 kilomètres de voies navigables pour les navires de charge, les barges et les conteneurs. Le barrage des Trois Gorges, situé au milieu du Yangtze, fournit environ 22 500 mégawatts de capacité hydroélectrique, les usines de production d'électricité et les villes de toute la région. Les prélèvements d'eau du Yangtze servent des milliers d'installations industrielles, les centrales thermiques consommant à elles seules des milliards de mètres cubes par an pour le refroidissement.

Le Mississippi : la voie navigable industrielle de l'Amérique

Le réseau fluvial du Mississippi, y compris ses principaux affluents comme l'Ohio, le Missouri et l'Arkansas, constitue le plus grand réseau de voies navigables intérieures des États-Unis. Le fleuve draine 31 États et soutient une vaste activité industrielle du Minnesota au golfe du Mexique. Les principaux secteurs industriels du Mississippi comprennent le raffinage du pétrole, la fabrication de produits chimiques, la transformation des céréales, la production d'acier et la production d'engrais. Le Port de la Louisiane du Sud et le Port de la Nouvelle-Orléans traitent ensemble des centaines de millions de tonnes de marchandises par année, y compris le pétrole brut, les produits chimiques, le charbon et les produits agricoles.

Le Gange : L'industrie dans un couloir urbain dense

Le Gange traverse l'une des régions industrielles les plus densément peuplées du monde, couvrant le nord de l'Inde, depuis Uttarakhand jusqu'au Bengale occidental. L'activité industrielle du Gange comprend le tannage du cuir, la fabrication de textiles, la production chimique, le travail des métaux et la transformation du sucre. Le fleuve fournit de l'eau pour le traitement, le nettoyage et la dilution des déchets pour des milliers d'usines. Les villes industrielles de Kanpur, Allahabad, Varanasi et Kolkata sont situées directement sur le Gange et dépendent de ses eaux pour les opérations industrielles. Le fleuve soutient également une importante capacité de production d'énergie thermique, avec de multiples centrales au charbon puisant de l'eau de refroidissement du système Gange.

Le Danube : le corridor industriel européen

Le Danube assure la liaison entre les centres industriels, dont Munich, Vienne, Bratislava, Budapest, Belgrade et Bucarest. Les principales industries du Danube sont la fabrication d'automobiles, la transformation chimique, le raffinage du pétrole, la production de pâtes et papiers et la fabrication de métaux. Le Danube fournit de l'eau de refroidissement pour les centrales thermiques et nucléaires, y compris de nombreuses centrales électriques en Allemagne, Autriche, Hongrie et Roumanie. Les voies navigables du fleuve accueillent des barges transportant du minerai de fer, du charbon, des produits pétroliers et des biens manufacturés entre la mer du Nord et la mer Noire. La Commission internationale pour la protection du Danube coordonne la gestion de la qualité de l'eau et la réduction de la pollution entre les pays riverains.

La Volga : le cœur industriel russe

La rivière Volga est le plus long fleuve d'Europe et constitue le cœur de la région industrielle de la Russie. La rivière traverse les grandes villes industrielles, dont Moscou (via le canal de Moscou), Nijni Novgorod, Kazan, Samara, Volgograd et Astrakhan. Les industries le long de la Volga comprennent le raffinage du pétrole, la fabrication de produits chimiques, la production automobile, la fabrication aérospatiale et la production d'énergie hydroélectrique. La cascade de barrages hydroélectriques de Volga-Kama fournit environ 12 000 mégawatts de capacité de production, fournissant de l'électricité aux consommateurs industriels de toute la région. La rivière sert de voie de transport critique pour les produits pétroliers, le charbon, le bois et les matériaux de construction.

Grands lacs et réservoirs appuyant l'industrie

Les grands lacs et les réservoirs artificiels offrent un stockage essentiel de l'eau, une capacité de refroidissement et un accès aux transports pour les activités industrielles, qui fournissent des volumes d'eau constants moins affectés par les variations saisonnières des débits que les rivières.

Les Grands Lacs : la réserve industrielle d'eau douce de l'Amérique du Nord

Le réseau des Grands Lacs contient environ 84 % des eaux douces de surface de l'Amérique du Nord et soutient directement les activités industrielles importantes dans huit États américains et deux provinces canadiennes. Les lacs fournissent de l'eau pour la fabrication d'acier à Gary et Cleveland, la production chimique à Sarnia et Midland, l'assemblage automobile à Detroit et Windsor et la production d'électricité dans toute la région. Les Grands Lacs appuient un vaste réseau d'expédition qui transporte du minerai de fer, du charbon, du calcaire et des produits manufacturés par la voie maritime du Saint-Laurent. Les lacs fournissent de l'eau de refroidissement pour des dizaines de centrales thermiques et servent de sources d'eau pour la transformation des aliments, la fabrication de produits pharmaceutiques et la production de papier.

Lac Volta: Approvisionnement industriel en eau en Afrique de l'Ouest

Le lac Volta au Ghana est l'un des plus grands réservoirs artificiels au monde, formé par le barrage d'Akosombo sur la rivière Volta. Le lac soutient l'industrie de la fusion d'aluminium au Ghana, qui dépend de l'énergie hydroélectrique du barrage pour les processus de réduction électrolytique à forte intensité énergétique. Le réservoir fournit également de l'eau pour la transformation agricole, la fabrication de textiles et la production de ciment dans la région environnante. Le lac Volta soutient la pêche commerciale qui fournit des installations de transformation du poisson et fournit des voies de transport pour le transport des matières premières et des produits finis.

Lac Baikal : L'eau industrielle dans un écosystème unique

Le lac Baikal en Sibérie est le lac le plus profond et le plus ancien du monde, qui contient environ 20 % de l'eau douce de surface non congelée de la planète. L'activité industrielle autour du lac Baikal comprend la fabrication de pâtes et papiers, les opérations minières, le traitement métallurgique et la production d'énergie hydroélectrique. La fabrique de pâtes et papiers Baikal, qui a fonctionné de 1966 à 2013, a été un important utilisateur industriel et une source de pollution qui a suscité une vaste controverse environnementale.

Lac Victoria: Hub industriel de l'Afrique de l'Est

Le lac Victoria est le plus grand lac d'Afrique et soutient l'activité industrielle en Ouganda, au Kenya et en Tanzanie. Il fournit de l'eau pour la transformation des aliments, la production de boissons, la fabrication de textiles et les usines de transformation du poisson situées dans les villes riveraines de la rive du lac, notamment Kampala, Kisumu et Mwanza. Il soutient la production d'énergie hydroélectrique au barrage Owen Falls en Ouganda, qui fournit de l'électricité aux consommateurs industriels de toute la région.

Fonctions des plans d'eau dans les zones industrielles

Les plans d'eau remplissent de multiples fonctions interreliées dans les régions industrielles. La compréhension de ces fonctions aide les gestionnaires à optimiser l'utilisation de l'eau, à réduire les coûts et à se conformer aux règlements environnementaux.

Approvisionnement en eau pour la transformation et la fabrication

La fabrication de pâtes et papiers consomme de grands volumes d'eau pour le traitement et le lavage des fibres. La fabrication de textiles utilise de l'eau pour la teinture, le blanchiment et les opérations de finition. Les exigences de qualité pour l'eau de procédé varient considérablement, de l'eau brute adaptée au refroidissement à l'eau traitée répondant aux normes de pureté pharmaceutique. Les utilisateurs d'eau industrielle tirent généralement de l'eau de surface des rivières ou des lacs, l'utilisent pour les procédés de production et l'évacuer après le traitement. Les technologies de recyclage de l'eau ont réduit considérablement le volume d'eau douce nécessaire par unité de production industrielle dans de nombreux secteurs, bien que les industries à forte intensité d'eau demeurent tributaires de sources d'eau de surface fiables.

Transports et logistique

Les installations portuaires situées sur les rivières et les lacs traitent des marchandises conteneurisées, brisent les expéditions en vrac et les transferts de vrac liquide par les pipelines et les armes de chargement. Les régions industrielles ayant accès aux voies navigables bénéficient de coûts logistiques moins élevés, de la réduction de la congestion routière et de l'accès aux réseaux de transport maritime mondiaux par les liaisons maritimes. Le transport par voie navigable exige un dragage régulier pour maintenir les profondeurs des voies, les écluses et les infrastructures de barrages pour gérer les niveaux d'eau et les installations terminaux pour la manutention des marchandises. La valeur économique du transport par voie navigable varie selon les régions, mais représente généralement un avantage concurrentiel important pour les producteurs industriels situés le long des systèmes navigables.

Production d'énergie

Les centrales thermiques, y compris le charbon, le gaz naturel, le nucléaire et la biomasse, nécessitent des volumes d'eau importants pour le refroidissement par condensation, habituellement en retirant l'eau des rivières ou des lacs et en la renvoyant à des températures élevées. La production d'énergie thermoélectrique représente environ 40 % des prélèvements d'eau industrielle à l'échelle mondiale. La disponibilité d'eau de refroidissement affecte directement le choix de la centrale et la capacité opérationnelle. Les installations industrielles produisent également de l'énergie hydroélectrique à petite échelle pour une utilisation sur place, en particulier dans les industries à forte intensité d'eau où les changements d'altitude dans les systèmes d'approvisionnement en eau produisent de l'énergie récupérable.

Gestion et assimilation des déchets

Les eaux usées industrielles sont traitées et sont utilisées pour la dilution et l'assimilation des polluants restants. Les effluents industriels contiennent une vaste gamme de contaminants, y compris les composés organiques, les métaux lourds, les solides en suspension, les nutriments et la chaleur. Les cadres réglementaires établissent des limites de rejet fondées sur la capacité d'assimilation des eaux réceptrices et des normes de qualité de l'eau. Les installations industrielles traitent les eaux usées avant de les rejeter en utilisant des procédés physiques, chimiques et biologiques selon le type et la concentration de polluants. La disponibilité des eaux réceptrices avec des débits et des capacités d'assimilation adéquats influence les décisions de localisation industrielle, particulièrement pour les industries à forte intensité d'eau dont la composition des eaux usées est difficile.

Gestion et durabilité industrielles de l'eau

Les gestionnaires industriels de l'eau évaluent les risques liés à l'eau, y compris la fiabilité de l'approvisionnement, les changements réglementaires, la variabilité climatique et la concurrence communautaire pour les ressources en eau. Les cadres de durabilité comme la certification de l'Alliance pour la gérance de l'eau et la norme ISO 14046 sur l'empreinte de l'eau fournissent des conseils pour les pratiques industrielles de gestion de l'eau qui réduisent les impacts environnementaux tout en maintenant l'efficacité de la production. Les installations industrielles des régions où le stress hydrique est dû investissent de plus en plus dans d'autres sources d'eau, y compris les eaux municipales traitées, les eaux souterraines saumâtres de dessalement et les eaux pluviales captées pour réduire la demande sur les réseaux d'eau douce.

Défis posés par les voies navigables industrielles

La dégradation de la qualité de l'eau causée par les rejets industriels, les ruissellements agricoles et les eaux pluviales urbaines réduit la capacité des eaux de surface à traiter l'eau industrielle et augmente les coûts de traitement. L'altération des débits par les barrages, les dérivations et les changements climatiques affecte la disponibilité de l'eau pendant les périodes sèches, ce qui crée des contraintes d'approvisionnement pour les utilisateurs industriels. La concurrence pour l'eau entre les utilisateurs industriels, agricoles, municipaux et environnementaux s'intensifie dans les régions où l'eau est éparse, exigeant des mécanismes d'allocation et des améliorations de l'efficacité.

Perspectives d'avenir

La demande industrielle en eau continuera d'évoluer à mesure que les technologies s'améliorent, que les règlements se durcissent et que les ressources en eau sont soumises à une pression croissante. La demande industrielle en eau augmentera dans les régions en développement, alors que la production augmentera, tout en diminuant dans les économies industrielles matures grâce à des améliorations de l'efficacité et à des changements structurels vers des industries à moindre intensité d'eau. Les technologies numériques, y compris la surveillance en temps réel de la qualité de l'eau, les contrôles automatisés du traitement et l'analyse prédictive, permettront une gestion industrielle de l'eau plus efficace.

La compréhension des relations entre les régions industrielles et leurs plans d'eau d'appui est essentielle au développement économique durable. Les rivières, les lacs et les réservoirs fournissent des services irremplaçables aux activités manufacturières et leur condition influe directement sur la productivité et la compétitivité industrielles. Une gestion efficace de l'eau qui maintient la qualité de l'eau, assure un approvisionnement fiable et protège les écosystèmes aquatiques permettra aux régions industrielles de continuer à générer de la valeur économique tout en répondant aux attentes environnementales.