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Section 2 : L’offre d’eau au Canada—réserves et débits
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Le Canada est bordé sur trois côtés par les océans Pacifique, Arctique et Atlantique et possède plus de 243 000 km de littoral 1 . Ceci, combiné à ses caractéristiques topographiques et climatiques, fait qu’il dispose d’importantes ressources en eau douce. Cependant, ces ressources ne sont pas réparties de façon égale sur l’ensemble du territoire : elles sont disponibles en quantités différentes et à différents moments au cours de l’année. Cette répartition inégale influe sur la disponibilité de l’eau dans les écosystèmes et sur la façon dont les Canadiens ont accès à l’eau et l’utilisent.
L’offre totale d’eau est fonction des quantités d’eau accumulées dans l’environnement, appelées réserves d’eau, et des quantités d’eau qui circulent dans le système, appelées débits d’eau. Pour que l’utilisation de l’eau soit durable, la quantité d’eau prélevée ne doit pas être supérieure à celle renouvelée au cours d’une période donnée. Le World Resources Institute définit l’eau douce renouvelable comme étant l’eau qui est remplacée intégralement en une année donnée par la pluie et la neige qui tombent sur les continents et les îles et qui se déversent par les ruisseaux et les rivières dans la mer 2 . La plupart de l’eau contenue dans les lacs et les réservoirs, ou provenant du recul des glaciers, n’est pas renouvelable selon la période visée par cette définition.
Réserves d’eau
Les réserves d’eau représentent les quantités d’eau accumulées dans l’environnement, soit en surface ou sous terre. Une très petite partie de cette eau est emprisonnée sous terre dans des aquifères captifs et ne circule pas à travers le cycle hydrologique. L’eau dans les lacs et les aquifères non captifs se renouvelle, mais seulement sur une période qui peut être très longue. Le renouvellement de l’eau du lac Supérieur, par exemple, prend 191 ans, tandis que l’eau du lac Érié, qui est beaucoup moins profond, se renouvelle tous les trois ans 3 . En outre, même si les rivières « coulent », à un moment donné dans le temps l’eau qu’elles contiennent est considérée comme une réserve d’eau.
Eaux de surface
Les eaux de surface sont les eaux qui se trouvent dans les étendues d’eau telles que les lacs, les rivières, les fleuves et les zones humides, ainsi que celles qui sont présentes sous forme de neige et de glace. Les lacs, les rivières et les fleuves du Canada couvrent environ 12 % de la superficie totale de son territoire (tableau 2.1).
Lacs, fleuves et rivières
Les lacs, les fleuves et les rivières sont alimentés par les eaux de ruissellement provenant des précipitations, de la fonte des neiges et de la fonte des glaciers (en été) ainsi que de l’apport en eaux souterraines, appelé débit de base.
Comptant 563 lacs de plus de 100 kilomètres carrés, le Canada possède la plus grande superficie de lacs au monde 4 . Les Grands Lacs, situés en partie au Canada et en partie aux États-Unis, constituent le plus grand groupe de lacs d’eau douce au monde et contiennent environ 18 % des réserves mondiales d’eau douce de surface. Les Grands Lacs ont un volume d’eau de 22 684 km3 et une superficie de 244 160 km2 5 .
Les autres grands lacs comprennent le Grand lac de l’Ours et le Grand lac des Esclaves situés dans la région de drainage Bas–Mackenzie dans les Territoires du Nord-Ouest, et le lac Winnipeg situé dans la région de drainage Bas Saskatchewan–Nelson. Ensemble, toutefois, ces trois lacs ne contiennent qu’environ le cinquième de l’eau contenue dans les Grands Lacs 6 .
Selon la Base de données toponymiques du Canada, plus de 8 500 fleuves et rivières au Canada ont une dénomination 7 . Le fleuve Mackenzie dans les Territoires du Nord-Ouest, le cours d’eau le plus long au Canada, s’étend sur une distance de 4 241 km et se jette dans la mer de Beaufort. Le fleuve Saint-Laurent, importante voie de navigation au Canada, coule sur 3 058 km et se jette dans le golfe du Saint-Laurent 8 .
Glaciers
On estime que les glaciers du Canada couvrent une superficie de 200 000 km2. Environ les trois quarts des glaciers au Canada se trouvent dans les îles de l’Arctique, et un autre 24 % dans les chaînes intérieures des montagnes Rocheuses et dans l’aire de drainage situé le long de la côte de l’océan Pacifique 9 . La fonte des glaciers dans les Rocheuses est une importante source d’eau au cours des mois d’été; toutefois, bon nombre de ces glaciers se résorbent et s’amincissent 10 , 11 .
Zones humides
Les zones humides comprennent les marécages, les tourbières, les marais et les tourbières basses ainsi que d’autres aires où le sol est saturé en permanence ou pendant une partie de l’année. Ces zones couvrent environ 14 % de la superficie totale du Canada. Les régions plus au nord comprennent une plus grande proportion de zones humides que celles au sud 12 , 13 . Les zones humides sont des lieux diversifiés sur le plan biologique qui servent d’habitat aux poissons; aux mammifères; à des oiseaux tels que les canards, les oies, les grues et les bécasseaux; à des amphibiens tels que les grenouilles et les salamandres; à des reptiles tels que les tortues; et à des invertébrés, y compris les insectes et les mollusques et crustacés. Les zones humides présentent de nombreux avantages écologiques; entre autres, ils filtrent les nutriments dans l’eau et contrôlent les inondations.
Eaux souterraines
Les eaux souterraines sont des eaux qu’on trouve sous la surface du sol, soit l’humidité du sol et l’eau stockée dans les aquifères. Les aquifères sont des formations géologiques composées de sable, de gravier ou de roche perméable qui peuvent stocker et transmettre de l’eau. Le débit de base, c’est-à-dire l’eau souterraine qui émerge à la surface, constitue une source d’eau stable pour de nombreuses rivières.
La plupart des aquifères peu profonds contiennent de l’eau douce accessible par des puits. La nappe phréatique est la limite supérieure qui sépare le sol non saturé du sol saturé dans les aquifères libres peu profonds. Dans le Sud du Canada, la nappe phréatique se trouve à 20 m sous la surface 14 . Les aquifères captifs sont confinés par des couches de roche imperméable. Lorsqu’elle est captée au moyen de puits artésiens, l’eau qui est sous pression dans ces aquifères peut monter au-dessus du niveau de la nappe phréatique.
Les eaux souterraines comprennent également les ressources en eau non renouvelables dans les aquifères profonds. Leur recharge en eau s’étend sur une longue période de temps, de sorte que ces eaux ne constituent pas une ressource renouvelable. L’eau dans ces aquifères profonds contient souvent des solides dissous et devient salée en profondeur; elle est donc moins propre à la consommation. Les aquifères libres qui sont rechargés chaque année au Canada font partie des ressources en eau renouvelables du pays.
Dans l’ensemble, on estime que 25 % des Canadiens comptent sur les eaux souterraines pour leurs besoins en eau potable (carte 2.1). Cela comprend les Canadiens qui sont approvisionnés par des usines de traitement de l’eau potable et les Canadiens qui tirent leur eau potable de puits. Ce pourcentage varie selon la région. La population de la région de drainage Saint-Jean–St-Croix (région de drainage 23) compte le plus sur les eaux souterraines, tandis que la population de la région de drainage Saskatchewan Sud (région de drainage 11) compte le moins sur les eaux souterraines. La population de l’Île-du-Prince-Édouard, qui fait partie de la région de drainage Côte des provinces Maritimes (région de drainage 24) s’alimente en eau potable entièrement à partir de sources souterraines.
Débits d’eau
La plus grande portion de l’eau douce de surface du Canada s’écoule en direction nord : les eaux de 39 % de la superficie totale du territoire canadien se jettent dans la Baie d’Hudson tandis 36% se jettent dans l’océan Arctique. Quinze pour cent de la superficie totale du Canada est située dans l’aire de drainage océanique Océan Atlantique et 10 %, dans l’aire de drainage océanique Océan Pacifique. Une petite partie du Sud de l’Alberta et du Sud de la Saskatchewan, représentant 0,3 % de la superficie totale du Canada, fait partie de la région de drainage océanique Missouri, les eaux se jetant ultérieurement dans le golfe du Mexique (carte 1.2). La direction et les volumes précis des écoulements d’eau souterraine à l’échelle nationale ne sont pas connus.
Ces écoulements peuvent être considérés comme la partie renouvelable des ressources en eau douce du Canada 15 . Ces ressources sont renouvelées chaque année grâce à environ 5 500 km3 de précipitations, principalement sous forme de pluie et de neige (tableau 2.1), et à environ 52 km3 d’eau provenant des États-Unis 16 .
La répartition géographique des précipitations diffère d’un bout à l’autre du pays. De façon générale, les côtes du Pacifique et de l’Atlantique reçoivent le plus de précipitations, tandis que les Prairies et le Grand Nord reçoivent les précipitations les moins abondantes. La quantité annuelle moyenne des précipitations va d’un maximum de 1 354 mm dans la région de drainage Côte du Pacifique en Colombie-Britannique à un minimum de 189 mm dans la région de drainage Côte de l’Arctique–Îles dans le Nord (tableau 2.1).
Les précipitations se produisent aussi à différents moments de l’année dans les diverses régions. Dans les terres continentales intérieures, les précipitations atteignent généralement leur maximum en été, qui est la saison de l’année la plus sèche sur les côtes Ouest et Est 17 . Les Prairies et l’Arctique reçoivent très peu de précipitations en hiver, en partie parce que le froid limite la capacité de l’air à contenir de la vapeur d’eau. En revanche, durant l’hiver la côte de la Colombie-Britannique reçoit les précipitations les plus fortes sous forme de pluie, tandis que la côte Est reçoit un mélange de pluie et de neige, les averses de pluie ayant tendance à dominer près de l’océan Atlantique et les averses de neige, plus à l’intérieur du pays dans le Sud du Québec et du Labrador 17 .
Apport en eau au Canada
Les estimations des apports en eau sont calculées d’après les quantités mensuelles de débits non régularisés d’eau de surface dans les rivières et les ruisseaux du Canada. La mesure de cette partie du cycle hydrologique au fil du temps permet de mieux comprendre l’état et les tendances des ressources hydriques au Canada, y compris l’offre mensuelle et les changements d’une année à l’autre. Une description exhaustive de la méthodologie utilisée ainsi que les résultats en ce qui concerne l’apport en eau sont présentés dans un document technique 18 .
L’apport en eau annuel moyen au Canada est de 3 472 km3 (tableau 2.2). À titre de comparaison, il s’agit d’un volume d’eau qui correspond presque au lac Huron (qui contient 3 540 km3 d’eau) et qui est équivalent à une profondeur de 348 mm d’eau sur l’ensemble de la masse terrestre du Canada 3 . Cette ressource abondante est toutefois répartie de façon inégale au pays (tableau 2.2, graphique 2.1 et carte 2.2). De façon générale, les régions de drainage sur la côte du Pacifique, dans le Nord du Québec et sur la côte de l’Atlantique ont les apports en eau les plus élevés. Les régions de drainage dans les Prairies et au Nord des Prairies produisent les plus faibles quantités d’eau. En outre, les régions ayant les apports les plus importants ne correspondent pas aux régions les plus densément peuplées du pays : 98 % des Canadiens vivent dans la partie la plus au Sud du pays, mais cette région est à l’origine de 38 % seulement de l’apport en eau (carte 2.3) 19 .
L’apport en eau varie considérablement selon les 25 régions de drainage au Canada (carte 1.1, tableau 2.2 et graphique 2.1). Les plus importants apports en eau douce renouvelable s’observent sur les deux côtes. La région de drainage Côte du Pacifique en Colombie-Britannique a un apport annuel moyen en eau par unité de surface de 1,54 m3/m2; il s’agit de l’apport en eau douce renouvelable par unité de surface le plus élevé au pays. Viennent ensuite les régions de drainage Terre-Neuve–Labrador et Côte des provinces Maritimes, dont les apports annuels moyens par unité de surface sont respectivement de 0,86 m3/m2 et de 0,85 m3/m2 (tableau 2.2).
Les différences entre les régions sont les plus marquées lorsqu’on compare les apports en eau dans les Prairies à ceux d’autres parties du pays. Les régions de drainage 9, 10, 11 et 12 comprennent la plus grande partie du territoire des Prairies et s’étendent sur la partie Sud de l’Alberta, de la Saskatchewan et du Manitoba. L’apport annuel moyen d’eau douce renouvelable par unité de surface pour cet ensemble de régions de drainage est de 0,05 m3/m2. Cela équivaut à 12 % de l’apport de la région de drainage Grands Lacs, 6 % de celui de la région de drainage Côte des Maritimes et 3 % seulement de celui la région de drainage Côte du Pacifique (tableau 2.2). Lorsque les apports en eau des régions de drainage 9, 10, 11 et 12 sont combinés, puis divisés par la superficie totale de ces quatre régions, le volume d’eau douce renouvelable par unité de surface qui en résulte est inférieur à celui pour l’Australie ou pour l’Afrique du Sud (tableau 1.1).
Ces quatre régions de drainage correspondent globalement à l’écozone des Prairies, qui en 2006 comptait plus de 4,5 millions d’habitants. La population de cette écozone s’est accrue de 1,6 million d’habitants de 1971 à 2006 20 .
La disparité régionale peut également être assez prononcée même à l’intérieur d’une province. En Colombie-Britannique, l’apport annuel en eau par unité de surface dans la région de drainage Côte du Pacifique est de 1,54 m3/m2, tandis que la région Fraser–Basses-terres produit 36 % de ce volume et la région Okanagan–Similkameen, 18 % seulement.
Apport en eau par habitant
L’examen de la répartition de la population par rapport aux ressources hydriques donne une indication des pressions qui s’exercent sur les ressources hydriques. Le calcul de l’apport en eau par habitant est une façon de montrer cette relation.
Lorsqu’on divise l’apport en eau total du Canada par sa population, on constate que près de 110 000 m3 d’eau douce renouvelable sont produits par personne chaque année (tableau 2.3). Le Brésil, qui a l’apport en eau douce par unité de surface le plus élevé au monde, fournit 43 756 m3 d’eau par personne par an, soit 40 % de ce qui est disponible par personne annuellement au Canada. Même si l’apport en eau total des États-Unis est comparable à celui du Canada, la quantité d’eau douce renouvelable par habitant aux États-Unis est seulement 9,1 % de celle par habitant au Canada parce que la population des États-Unis est beaucoup plus importante (tableau 1.1).
Ce fait renforce la notion selon laquelle la population du Canada dispose d’abondantes ressources en eau douce renouvelables. Cependant, cette hypothèse est trompeuse : les régions plus peuplées du pays ne correspondent pas habituellement aux régions qui produisent la plus grande partie de l’eau renouvelable au pays (graphique 2.1, tableau 2.3). Les cinq principales régions de drainage en termes d’apport en eau produisent 55 % de l’eau mais comprennent seulement 8 % de la population. La région de drainage Grands Lacs où 34 % de la population du pays réside produit seulement 4 % de l’apport national en eau renouvelable (graphique 2.1). Dans le Sud, qui comprend la plus grande partie de la population, l’eau douce renouvelable disponible par habitant se chiffre à 42 661 m3, comparativement à 4 193 014 m3 par habitant dans le Nord : la disponibilité d’eau par habitant est de 98 fois supérieure au-dessus de la ligne du Nord qu’au-dessous de celle-ci (carte 2.3).
De même, en Colombie-Britannique, près de 360 000 m3 d’eau sont disponibles par habitant dans la région de drainage 1, tandis que dans l’intérieur de la province, 4 % de ce volume est disponible par habitant dans la région de drainage 3 (tableau 2.3).
Variation des apports en eau au fil du temps
On analyse souvent les tendances de la production économique, des taux de chômage et de la température pour mieux comprendre comment l’économie, la société et l’environnement ont évolué au cours de la période couverte par les séries chronologiques. De même, les tendances de l’apport en eau permettent de mieux comprendre l’évolution des ressources en eau renouvelables du Canada de 1971 à 2004.
Tendances de l’apport en eau dans le Sud du Canada, 1971 à 2004
Les tendances de l’apport en eau de 1971 à 2004 dans le Sud du Canada ont été établies à partir des débits annuels estimés pour cette période 21 . Même si les données insuffisantes sur le Nord (carte 2.3) n’ont pas permis d’établir une tendance nationale, il a été possible d’estimer la tendance pour la région au-dessous de la ligne du Nord. Il s’agit de la partie du territoire canadien où a lieu la majorité de l’activité économique, et qui a une superficie de près de 2,6 millions de km2.
Le graphique 2.2 montre que, dans le Sud du Canada, l’apport en eau a diminué en moyenne de 3,5 km3 par année de 1971 à 2004, ce qui équivaut à une perte totale de 8,5 % de l’apport en eau au cours de cette période. Cette baisse annuelle moyenne de 3,5 km3 correspond presque au volume d’eau de 3,8 km3 fourni à la population résidentielle du Canada annuellement (tableau 3.1).
La courbe de tendance lissée du graphique 2.2 montre une diminution de l’apport en eau de 1971 à 1987, suivie d’une augmentation jusqu’en 1996, puis d’une nouvelle diminution qui se poursuit jusqu’à la fin de la période. Le graphique 2.3 compare, au moyen d’une échelle commune, les tendances lissées pour certaines régions de drainage et montre comment les volumes d’apport en eau de ces régions de drainage ont évolué au fil du temps.
La tendance à la baisse observée dans le Sud du Canada n’est pas répartie également (graphiques 2.3 et 2.4). Plus précisément, en Colombie-Britannique, l’apport en eau dans la région de drainage Columbia (région de drainage 4) est demeuré relativement constant au cours de la période de 34 ans, tandis que les volumes dans la région Fraser–Basses-terres (région de drainage 2) ont diminué de 1971 à 1977 avant de se stabiliser. Cela s’est traduit par une diminution annuelle de 9 % ou de 0,35 km3 de l’apport en eau dans cette région de drainage de 1971 à 2004 (graphique 2.4).
Même si le volume de l’apport en eau dans la région de drainage Saskatchewan Sud correspond à environ 8 % de celui de la région de drainage Fraser–Basses-terres, l’une et l’autre ont néanmoins connu une baisse marquée de leur apport en eau au cours des premières années sur lesquelles porte la période à l’étude.
La plus forte baisse s’observe dans l’Est du Canada : l’apport en eau dans la région de drainage Côte des provinces Maritimes a diminué de 19,6 % entre 1971 et 2004, tandis que celui dans la région de drainage Saint-Jean–St-Croix a diminué de 21,5 %.
Tendances de l’apport en eau dans les Prairies, 1971 à 2004
De 1971 à 2004, la plus forte variabilité de l’apport en eau au Canada s’observe dans les Prairies (carte 2.4) 18 , 22 . Cette partie du territoire comprend les régions de drainage 9, 10, 11 et 12, c’est-à-dire les régions Missouri, Saskatchewan Nord, Saskatchewan Sud et Assiniboine–Rouge, ainsi qu’une partie de la région de drainage 6, Paix–Athabasca.
Étant imprévisible, cette variabilité du débit des ressources en eau renouvelables revêt un intérêt en raison des répercussions sur les activités économiques, y compris l’agriculture.
Les inondations et les sécheresses graves qui ont lieu dans cette région illustrent la variabilité des débits. Par exemple, l’inondation de la rivière Rouge en 1997, qui a causé la pire inondation connue par la région depuis 1852, a obligé 75 000 habitants à abandonner leurs maisons et a causé 450 millions de dollars de dommages (carte 2.5) 23 . À l’autre extrémité du spectre, la sécheresse de 2002 (carte 2.6) a eu des répercussions négatives sur la communauté agricole. En 2002, les rendements des cultures en Alberta étaient inférieurs aux rendements moyens observés de 1981 à 2000 : le blé de printemps était en baisse de 29 %, l’orge, de 27 % et le canola, de 13 % 24 . En outre, les stocks de bétail en Alberta ont diminué de 10,4 % (605 000 animaux) de janvier 2002 à janvier 2003 25 .
De 1971 à 2004, l’apport en eau pour cette région a diminué de 0,56 km3/année (graphique 2.5). À titre de comparaison, ce volume représente environ 80 % du volume total de l’eau produite par les usines de traitement de l’eau potable dans ces cinq régions de drainage en 2005 19 . Au cours de la période de 34 ans étudiée, cela représente une réduction totale de l’apport en eau de 20 km3, équivalente à environ la moitié de l’apport en eau annuel moyen à long terme.
Apport en eau mensuel
L’analyse de l’apport en eau annuel au Canada a montré que l’apport a diminué de 1971 à 2004 et qu’il a été particulièrement variable dans les Prairies, région souvent touchée par des inondations et des sécheresses. Les débits mensuels d’eau renouvelable peuvent aussi varier fortement. Une analyse des apports en eau mensuels maximaux et minimaux à long terme de 1971 à 2004 révèle que les volumes peuvent varier de plus de 200 % en mai et en août. Par conséquent, une analyse de la distribution temporelle de l’apport en eau au cours de l’année est essentielle pour la compréhension des défis que présente la gestion de cette ressource au Canada.
Dans la majeure partie du pays, l’apport en eau se fait surtout en avril, en mai et en juin par la fonte des neiges et de la glace et l’augmentation des précipitations. Ces phases du cycle hydrologique se caractérisent par un apport en eau plus important qu’à tout autre moment de l’année. Dans le Nord, ce sommet se produit vers la fin du printemps et au début de l’été. Dans le Sud, l’apport en eau est le plus élevé au printemps. À mesure que le printemps cède sa place à l’été, l’apport en eau diminue et la demande d’eau liée à l’activité humaine augmente.
Vers la fin de l’été, habituellement, l’écart entre l’offre et la demande d’eau renouvelable est à son maximum. Dans les régions de drainage de l’intérieur et du Sud de la Colombie-Britannique (régions de drainage 2, 3 et 4), lors d’une année type, 56 % de l’apport en eau se produit avant le 1er juillet. Dans la région Okanagan–Similkameen (région de drainage 3), toutefois, 80 % se fait avant le 1er juillet (graphique 2.6) et on observe pendant le mois d’août, le mois de forte demande, une diminution de 93 % de l’apport en eau du sommet atteint en mai.
Dans les Prairies, les crues printanières dans les régions de drainage Assiniboine–Rouge et Missouri (régions de drainage 12 et 9) amènent une grande quantité d’eau au printemps, hausse suivie de près d’une forte baisse donnant des mois d’été très secs. Dans la région de drainage 12, une année moyenne connaît une diminution de 96 % de l’apport en eau du sommet atteint en avril au mois d’août, mois où la demande est forte (graphique 2.6).
L’apport en eau dans les régions de drainage Saskatchewan Nord et Saskatchewan Sud (régions de drainage 10 et 11) est plus élevé au cours des mois d’été. Néanmoins, les écarts entre l’offre et la demande sont souvent très marqués; dans la région de drainage Saskatchewan Sud, l’apport en eau diminue de 48 % de juillet à août (graphique 2.6). Cette diminution peut être plus importante dans les régions où la fonte des glaciers n’alimente pas les débits pendant la période estivale ou dans lesquelles il y a une grande distance entre les endroits où se produit la fonte des glaciers et les endroits situés en aval. Dans ces régions des Prairies, l’évaporation retire une grande quantité d’eau de la terre et des étendues d’eau durant les mois chauds et secs d’été.
De façon générale, le profil d’apports en eau plus élevés au printemps s’observe dans tout l’Ontario, le Québec et le Canada atlantique. Dans la région de drainage Grands Lacs, les apports en eau diminuent de 88 %, passant d’un pic en avril à un creux en août, mois où la demande peut être près de son maximum. Dans la région de drainage Saint-Laurent, qui comprend les villes de Montréal et Québec, l’apport est à son sommet en avril et diminue de 82 % pour passer à un creux en août (graphique 2.6).
Dans l’île de Terre-Neuve et dans les régions de drainage Côte des provinces Maritimes et Saint-Jean–St-Croix, les apports en eau sont les plus élevés en avril et en mai, diminuent au cours des mois d’été, puis augmentent de nouveau pour atteindre un autre pic, plus petit, en novembre ou en décembre (graphique 2.6).
Un examen de la relation temporelle entre l’offre et la demande permet de mieux comprendre quand les pressions s’exercent sur les ressources hydriques dans des régions données. Pour répondre à court terme à la demande, certaines provinces et certains territoires ont créé des offices des eaux chargés de délivrer des permis et de réglementer les prélèvements d’eau ainsi que d’informer le public de la nécessité de conserver l’eau. Pour gérer à plus long terme la demande d’approvisionnement en eau, la décision a aussi été prise de stocker l’eau produite au printemps aux fins d’utilisation au cours des mois d’été. Ceci a été accompli par l’aménagement d’installations de détournement et la construction de barrages et de réservoirs comme le lac Diefenbaker en Saskatchewan.
