Your browser does not support JavaScript!

Réhabilitation et développement durable de la ressource transfrontalière du lac Peipsi

30 juillet 2004 Paru dans le N°273 à la page 31 ( mots)
Rédigé par : Hubert-machard-de GRAMONT, Jean-pierre HOUIX, Didier PENNEQUIN et 1 autres personnes

Pour éviter ce que l'on a parfois appelé la ?guerre de l'eau', la gestion des ressources en eau transfrontalières est devenue un des enjeux majeurs du XXIème siècle. Abondamment pourvus en ressources, grâce à une pluviométrie généreuse, les pays du nord de l'Europe sont confrontés plutôt à un problème de qualité que de quantité. Si la Directive Cadre Européenne sur l'Eau fait obligation aux pays membres de gérer leurs bassins versants transfrontaliers de manière concertée, rien n?est expressément prévu hors du cadre Communautaire. Grâce à un financement conjoint du Fonds Français pour l'Environnement Mondial et du Programme LIFE, le BRGM travaille depuis 2002 à la mise en place d'une gestion commune des ressources en eau entre l'Estonie et la Russie, sur le bassin du lac Peipsi, nouvelle frontière orientale de l'Europe.

[Photo : carte du lac Peipsi]

Depuis son entrée dans l'Union européenne, l'Estonie doit se conformer aux règles environnementales qui y sont en vigueur. L'objectif du travail effectué par le BRGM, en collaboration avec les Estoniens et les Russes, sur la ressource en eau transfrontalière du bassin versant du Lac Peipsi, vise précisément à vérifier les capacités de l'Estonie à se conformer aux dispositions de la Directive Cadre Européenne sur l'Eau (DCE).

Lac Peipsi, le défi de reconquête et de protection de la qualité des eaux souterraines

Ainsi, le BRGM a pour objectif de fournir au Ministère de l'Environnement estonien les outils techniques d’analyse et de gestion de ses ressources en eau, les décisions politiques et économiques relevant uniquement des autorités nationales. Les études, démarrées en 2002, visent à définir les mesures techniques pour réduire la pollution et réhabiliter les milieux contaminés. Elles doivent également conduire à la mise en place d’une réglementation destinée à recouvrer les coûts d’exploitation et de traitement de la ressource afin qu’ils soient, à terme, supportés par les utilisateurs comme l’exige la DCE.

Dans ce cadre, l’assistance technique du BRGM se focalise sur :

  • • la définition et la caractérisation des masses d'eau souterraines ;
  • • la caractérisation des pressions qualitatives (pollutions) ou quantitatives (exhaure) s’exerçant sur les ressources en eau et la recherche de moyens de réhabilitation et d’amélioration de leur gestion ;
  • • l’élaboration d'un Système d'Information Géographique et de métadonnées, portant essentiellement sur les ressources en eau.
[Photo : Situation du lac Peipsi à la frontière russo-estonienne.]

* L'analyse des usages de l'eau, des mécanismes envisageables pour le recouvrement des coûts de l'eau et la mise en œuvre des analyses économiques nécessaires lors des demandes de dérogation concernant l'état des masses d’eau à l’échéance de 2015 ;

* la contribution à l’élaboration du plan de gestion du district hydrographique du lac Peipsi.

En Russie, les efforts portent sur les mêmes aspects mais avec une moindre envergure puisque les règlements européens ne s'y appliquent pas.

Cependant, en vue de favoriser la collaboration entre les deux pays, la réalisation conjointe d'un modèle de gestion commun portant sur un aquifère transfrontalier de la région d’Ivangorod est en cours d’élaboration.

L'impact de l’activité minière sur la dynamique des aquifères

Malgré la richesse que représentent les schistes bitumineux pour l'Estonie, il faut souligner que les principaux problèmes environnementaux sont étroitement liés à leur extraction et leur exploitation intensive. Les traces laissées dans l'environnement depuis plus de cinquante ans seront longues à effacer.

Dans la région du lac Peipsi, l’alimentation en eau souterraine provient de quatre aquifères majeurs constitués de couches superposées de terrains anciens d’âge primaire et s’enfonçant toutes en direction du Sud. Presque partout, le plus superficiel de ces aquifères est formé de dépôts continentaux quaternaires glaciaires (anciennes moraines). Le plus connu est celui de la vallée fossile de Vasavere (en jaune sur la figure 4) dans la région du lac de Kurtna. D’excellente qualité, il fournit environ 20 % de la consommation urbaine en eau souterraine et on l'utilise pour le mélanger à d'autres aquifères plus profonds et plus chargés en sels.

Cet aquifère est menacé par l’exploitation des mines de schistes toutes proches : à l’ouest, les mines souterraines d’Ahtme et d’Estonia et à l’est les mines à ciel ouvert de Viivikonna et de Sirgala. L’exhaure minière qui en rabat le niveau gaspille fortement la ressource. L'impact combiné des prélèvements effectués pour l’alimentation en eau potable et l'exhaure minière a un tel effet sur l'environnement de la multitude de petits lacs du secteur du lac Kurtna, qu'il a été suggéré de fermer les mines les plus proches et de remplacer l’exploitation de l’aquifère de Vasavere par celle de l’eau du lac de Konsu.

Plus bas, on trouve l’aquifère calcaire Ordovicien au sein duquel se trouvent les schistes bitumineux, l'aquifère Cambro-Ordovicien de Pirita, peu important, déprimé et très peu utilisé, et enfin les deux aquifères Cambro-Vendien, de Voronka et de Gdov sous lesquels se trouvent les formations du socle.

L’aquifère Ordovicien, à l’intérieur de la zone d’exploitation des schistes, est presque totalement rabattu par l’exhaure. Cependant, une ressource intéressante existe dans les zones rurales, où l’aquifère est très utilisé en raison de sa profondeur peu importante. L’exhaure minière l’exploite en moyenne à hauteur de 600 000 m³/jour, tandis que la consommation en eau souterraine dans les zones rurales à partir de cet aquifère est estimée à 3 444 m³/jour.

Les calcaires karstiques représentent aussi un problème car ils permettent d’importantes et rapides infiltrations vers les ouvrages miniers, abaissant ainsi la surface de la nappe, ceci jusqu’à de grandes distances des mines. Les populations sont alors contraintes de rechercher leur alimentation en eau dans des aquifères plus profonds.

Par ailleurs, la qualité est généralement mauvaise suite à la pollution due aux activités minières et à la percolation de fer, de manganèse et de sulfates à partir des zones de tourbières et des sols affectés par l’abaissement du niveau de la nappe.

L’impossibilité d’exploiter l’aquifère Ordovicien dans les zones minières conduit à surexploiter les aquifères plus proffonds de Voronka et de Gdov. À partir de forages à grande profondeur, ces aquifères fournissent 82 % de la consommation en eau souterraine du comté. Cependant, cette eau présente de fortes teneurs en sels qui excèdent souvent les limites admissibles fixées pour les eaux potables. De plus, l’exploitation intensive qui en est faite a créé une profonde dépression centrée autour des agglomérations de Jõhvi et de Sillamäe, dépression qui tend cependant à diminuer peu à peu depuis 1990. Malheureusement, cette remontée pourrait résulter de l’arrivée d’eau salée en provenance du Golfe de Finlande.

[Photo : Figure 2 : Coupe hydrogéologique nord-sud du comté d’Ida-Viru.]

L’impact de l’activité minière sur la contamination et la dégradation des ressources en eau

Dans la zone minière, l’exploitation souterraine a altéré la stabilité des sols et entraîné des affaissements de terrain, surtout après l’arrêt de l’exploitation et de l’entretien des mines. Mais elle a surtout entraîné une pollution chimique des ressources en eaux.

Les stériles

Ces énormes volumes de déchets résultent de la séparation du minerai de matières solides inutilisables. Ils sont formés du calcaire de la roche mère et d’une partie des schistes. Stockés dans de gigantesques terrils d’une centaine de mètres de haut, ces stériles contiennent encore suffisamment d’hydrocarbures naturels pour entamer une combustion spontanée, sous l’effet des processus d’oxydation naturelle. Par ailleurs, les précipitations et des phénomènes d’oxydation entraînent des sulfates vers la nappe phréatique.

Les cendres

Après avoir été séparés de leur gangue stérile, les schistes bitumineux sont réduits en poudre et brûlés dans les centrales électriques et thermiques ou utilisés pour produire des hydrocarbures et des solvants pour l’industrie chimique. La quantité de cendres stériles qui en résulte représente environ un tiers du tonnage du combustible brut.

Ainsi, les deux centrales, Estonie et Balti, produisent annuellement quatre millions de tonnes de cendres. Ces dernières, qui contiennent encore une petite proportion d’hydrocarbures et de matière organique, sont transportées sous forme de boues par des pipelines jusqu’à des terrils de stockage où leur accumulation forme de véritables collines.

Le système de transport hydraulique imaginé pour l’évacuation des cendres fonctionne théoriquement en boucle fermée : en aval, des bassins de rétention stockent l’eau de drainage des terrils qui est récupérée avant d’être réutilisée pour le transport des cendres sous forme de boues. Cela permet d’éviter que ces eaux ne soient déversées dans l’environnement, car au contact des cendres, l’eau devient fortement alcaline (son pH dépasse 13). Mais sous ce climat, les précipitations dépassent largement l’évaporation, et il n’est pas toujours facile d’éviter que la pollution ne se propage. En effet, de fortes précipitations obligent parfois à rejeter des eaux excédentaires hyper-alcalines dans les rivières avoisinantes. Toutefois, pour évaporer le plus possible cette eau et limiter ainsi les rejets vers le milieu naturel, des batteries d’asperseurs arrosent continuellement les terrils. Cette aspersion permet également d’éviter une partie de l’envol des poussières.

[Photo : Terrils de cendres et de stériles dans la mine de Kémi.]

Les résidus de cracking

Lorsque les schistes sont distillés pour fabriquer des combustibles ou des solvants, les résidus de cracking sont également déposés sur des terrils. Il arrive qu’au contact de l’air ils s’enflamment spontanément.

En cinquante ans, il a été produit 170 millions de tonnes de résidus de cracking contenant d’importantes quantités de composés organiques (en particulier des phénols) qui sont entraînés, par percolation des eaux de pluie, vers la nappe phréatique et les cours d’eau. Certains bassins de drainage situés au pied des terrils montrent parfois des eaux de couleur rougeâtre, indicateur de cette pollution.

La pollution aérienne et atmosphérique due aux schistes bitumineux

Les cendres alcalines entreposées sont dispersées par le vent et entraînent des modifications sensibles du couvert végétal environnant. De plus, l’utilisation des schistes comme source d’énergie n’épargne pas non plus la qualité de l’air. Selon le Ministère de l’Environnement estonien, le secteur énergétique de la région d’Ida-Viru serait responsable pour plus de 80 % des émissions nationales de SO₂.

Les tendances de la consommation en eau dans le comté d'Ida-Viru

Depuis 1991, s'est amorcée une forte tendance à la baisse de la consommation en eau dans la région. Elle est due à plusieurs facteurs : renchérissement des coûts de l'eau, diminution des gaspillages dans l'industrie par améliorations des procédés industriels et arrêt de certaines industries consommatrices d'eau.

Les eaux souterraines

À l'exception des exhaures minières, les permis d'extractions dans le comté d'Ida-Viru ont été officiellement accordés pour une quantité maximale d'environ 125 000 m³/jour. Cependant, le niveau des autorisations semble bien supérieur à la capacité des aquifères ; en réalité, il en est à peine produit la moitié (56 000 m³/jour) et on estime la demande à l'horizon 2015 à environ 30 000 m³/jour.

La principale utilisation de l'eau souterraine reste l’exhaure minière pour l’exploitation des schistes bitumineux, qui atteint 400 000 à 700 000 m³/jour selon les conditions climatiques (moyenne admise : 600 000 m³/jour).

Les eaux de surface

Le réseau hydrographique comprenant surtout de petits cours d'eau à faible débit et à très bas étiages, les seules sources utilisables à l'échelle régionale sont la rivière Narva et son réservoir ainsi que le lac Konsu utilisé pour les grandes industries de Kohtla. Les eaux de surface servent avant tout à l'alimentation du secteur énergétique, dont les besoins sont de trois millions de mètres cubes par jour pour le refroidissement des deux centrales électriques Eesti et Balti. De plus, la rivière Narva et son réservoir sont utilisés pour l'alimentation de la ville de Narva et d'Ivangorod. L'exploitation des eaux de surface pour Narva et sa ville jumelle russe d'Ivangorod suit la même tendance que pour les eaux souterraines : le maximum d'exploitation se situait en 1990 à 3 212 000 m³/jour, et à environ 1 343 350 m³/jour en 2000. Le total reste important, avec 2 Mm³/jour. Mais contrairement aux eaux souterraines, cela reste bien en deçà des ressources disponibles. De plus, le Réservoir de Narva et le Lac Konsu ont tous deux une capacité de stockage suffisante pour amortir les fluctuations de débit de la rivière Narva. Par ailleurs, l’exploitation de l'eau de refroidissement peut être considérée comme n’affectant pas la disponibilité totale. On s'attend à ce que l'utilisation actuelle décroisse jusque 1,3 Mm³/jour pour ce qui concerne la rivière Narva et son réservoir et jusqu’à 10 000 m³/jour pour le Lac Konsu. Cependant, la réduction de l'utilisation industrielle de l'eau du Lac Konsu pourrait bien être compensée par une augmentation de sa contribution à l'approvisionnement en eau potable urbaine.

[Photo : Figure 4 : Consommation actuelle et besoins estimés en eau souterraine (période 1997-2015). Figure 4: Current consumption and estimated demand for groundwater (1997-2015).]
[Photo : Figure 5 : Évolution de l'exploitation des eaux de surface à Narva (milliers de m³/jour). Figure 5: Change in exploitation of surface water at Narva (thousand m³/day).]

Permis d’exploitation des principaux aquifères régionaux dans zones urbaines et rurales

Licensed extraction from the main regional aquifers in urban and rural areas

Quaternaire : 10 000 m³/j (zones urbaines : 10 000 m³/j ; zones rurales : 0 m³/j)

Ordovicien : 19 200 m³/j (zones urbaines : 0 m³/j ; zones rurales : 19 200 m³/j)

Cambro-Ordovicien : 11 000 m³/j (zones urbaines : 9 500 m³/j ; zones rurales : 1 600 m³/j)

Cambro-Vendien : 84 450 m³/j (zones urbaines : 74 050 m³/j ; zones rurales : 10 400 m³/j)

Total : 124 750 m³/j (zones urbaines : 93 550 m³/j ; zones rurales : 31 200 m³/j)

…et de particules, et pour 40 % des émissions de NOx. Cette forme de pollution est également responsable de la pollution des eaux superficielles.

La pollution des nappes due à la déprise minière et la remontée de la nappe

En carrières comme en mines souterraines, l’exploitation des schistes nécessite un pompage intensif pour éviter l’ennoiement des fronts de taille ou des fonds de fouilles, soit l’équivalent de vingt-cinq fois le volume de schistes exploité. Dans d'autres secteurs où les filons sont épuisés et les mines arrêtées, se produit un phénomène analogue à celui des mines de fer de Lorraine. Ainsi, en Estonie, la remontée de la nappe consécutive à l’arrêt de l’exhaure s’accompagne d'une mise en solution de sulfates. Ces sels sont produits par l’oxydation des sulfures naturels présents dans la matrice rocheuse du gisement. Leur concentration dépasse souvent les valeurs maximales admissibles pour de l'eau potable. Les analyses de ces eaux ont également montré la présence d’hydrocarbures résultant de l’en-

Since 1991, the trend has been for a marked reduction in water consumption in the region. This is due to several factors: increased water charges, less wastage in industry through improved industrial processes and the closing down of some factories that were heavy consumers of water.

Groundwater

Excluding mining drainage, extraction licenses in Ida-Viru County have been officially granted for up to about 125,000 m³/day. However, this would appear to be far higher than the capacity of the aquifers. In reality, consumption is only about half of this figure (56,000 m³/day) and, by 2015, estimated demand is expected to be 30,000 m³/day.

The main use of groundwater is still drainage for the oil shale mines, which accounts for 400,000 to 700,000 m³/day depending on weather conditions (mean: 600,000 m³/day).

Surface water

As the drainage system chiefly consists of small streams with a very low minimum flow, the only sources that can be used at a regional level are the river Narva and its reservoir and Lake Konsu, which supplies heavy industry in Kohtla. Surface water is above all used to feed the energy sector, which requires three million cubic meters per day for cooling purposes at the two electricity generating plants at Eesti and Balti. In addition, the river Narva and its reservoir supply the towns of Narva and Ivangorod. The exploitation of surface water for Narva and its Russian neighbor Ivangorod follows the same trend as groundwater: usage reached a maximum in 1990 with 3,212,000 m³/day, and was about 1,343,350 m³/day in 2000.

The overall total remains high, at 2 Mm³/day. However, unlike groundwater, it is still well below the available resources. In addition, Narva reservoir and Lake Konsu both have a sufficient storage capacity to compensate for fluctuations in the flow of the river Narva. Moreover, the use of water for cooling can be considered not to affect the total amount available. Current usage is expected to decline to 1.3 Mm³/day in the case of the river Narva and its reservoir and to 10,000 m³/day in the case of Lake Konsu. Nonetheless, the reduction in industrial use of water from Lake Konsu might well be offset by an increase in the amount it contributes to the urban water supply.

[Photo : Figures 6 et 7 : à gauche, permis d’exploitation actuels en eaux souterraines, consommations réelles et projection de la demande en 2015 par grande ville. À droite, leur utilisation pour l’AEP urbaine et pour l’industrie / Figures 6 and 7. Left: current groundwater extraction licenses, actual extraction in 1997 and estimated demand in 2015 by city. Right: urban drinking-water supply and industrial water.]

Production et disponibilité en eaux de surface

Production and availability of surface water

Source
Réservoir de Narva1 9001 25017 280125 000 000
Rivière Narva61,35610
Lac Konsu22,810731 360 000

noyage des déchets (huiles de vidange et graisses notamment) laissés dans les galeries de mine après leur abandon.

D'autres sources de pollution

Parmi les principales :

Les déchets radioactifs et les restes d'installations militaires

L'usine de Sillimaé, en bordure de Baltique, installée par les Soviétiques pour l'extraction et le traitement de métaux radioactifs, compte d'importantes décharges de déchets radioactifs. Sur le site de l'ancien aéroport militaire soviétique de Tapa, l'aquifère a été pollué par des déversements de kérosène estimés entre 500 et 1 000 tonnes.

Les mines de phosphorite

Dans le comté de Ida-Viru, on trouve de la phosphorite (réserves d'environ 700 millions de tonnes), essentiellement utilisée pour fabri-

When an oil shale mine has been worked out and mining has ceased, there is a phenomenon similar to that seen in the iron ore mines of Lorraine. In Estonia, the rise in the water table that occurs after a mine is no longer dewatered leads to the dissolving of sulphates. These salts are produced by the oxidation of the metallic sulphide ore present in the rock matrix of the oil shale deposit. Their level often exceeds the maximum permitted levels for potable water. Analysis of this water has also revealed the presence of hydrocarbons resulting from the submergence of waste materials (notably drainage oil and grease) left in the galleries of abandoned mine workings.

Other sources of pollution

The main ones include:

Radioactive waste and the remains of military installations

The factory at Sillimaé, on the Baltic coast, built by the Soviets to extract and treat radioactive metals, is responsible for significant

quer des engrais. En 1987, une tentative de création d'une mine géante de phosphorite a entraîné une protestation si vive de la population que le projet a été stoppé net avec l'aide d'organisations écologistes. D'autres gisements existent en Russie dans le secteur de Slantsy, de l'autre côté du lac.

Les pollutions agricoles

Le secteur nord-ouest du comté de Ida-Viru, appelé plateau de Pandivere-Adavere, est constitué de plateaux calcaires et dolomitiques karstiques. C'est une région d'activité agricole intensive et une zone sensible aux nitrates où la qualité de l'eau est particulièrement surveillée. La plupart des eaux de ruissellement parviennent directement dans les eaux souterraines par l'intermédiaire du karst en raison de la quasi absence de réseau hydrographique de surface. Actuellement, la situation s'y améliore nettement en raison de la diminution de l'utilisation des engrais et de la diminution de l'élevage. L'accès aux aides européennes risque cependant de faire évo-

[Photo : Terrils de cendres de schistes bitumineux.]

Le développement de l'exploitation des schistes bitumineux dans le nord du pays

En Estonie le comté d'Ida-Viru, au nord-est du bassin de la rivière Narva, a été profondément marqué par le développement d'une industrie lourde dans la période qui suit la seconde guerre mondiale. Cet essor industriel a été en grande partie dû à la mise en exploitation de gigantesques gisements de schistes bitumineux, principale source d’énergie du pays, utilisés avant tout pour la production d’énergie électrique et thermique.

Exploités dans ce comté dans la partie nord du lac Peipsi, ils constituent une seule couche économiquement exploitable d'une épaisseur de 2 à 3 mètres. Situés au sein des calcaires primaires de l'Ordovicien, les schistes bitumineux (la kukersite) sont extraits dans des carrières à ciel ouvert ou dans des mines souterraines à une profondeur qui varie entre 7 à 100 mètres. La zone minière s’étend sur une superficie totale de l'ordre de 2 700 km² avec une superficie de mines actives de l'ordre de 250 km². L'extraction de ces schistes correspond à 70 % de la production mondiale et aux deux tiers de l'ensemble de la production des ressources minérales d’Estonie. La grande majorité de l'électricité produite en Estonie provient des usines thermiques qui fonctionnent avec des schistes bitumineux comme combustible.

L'exploitation des schistes, débutée pendant la « Grande Guerre » en 1916 pour les besoins en combustible des flottes de Russie et d'Allemagne, ne prendra réellement une dimension industrielle qu’après l'annexion de l'Estonie par l'Union Soviétique en 1940, pour répondre aux besoins énergétiques de la ville de St. Pétersbourg. Deux des plus grandes centrales au monde fonctionnant grâce à ce minerai seront alors construites : Balti en 1959 (1 390 MW) et Eesti en 1969 (1 610 MW).

[Photo : Exploitation à ciel ouvert de schistes bitumineux - mine de Kémi.]

luer la situation dans le mauvais sens.

Les pollutions naturelles

Enfin, certains secteurs des aquifères les plus profonds, proches du contact avec le socle, contiennent des éléments radioactifs qu’il est nécessaire de surveiller, mais dont l’origine est très probablement naturelle.

Les mesures destinées à enrayer la pollution due aux schistes

Afin de respecter les normes européennes, la plupart des lieux de stockage de déchets de schistes en Estonie devront être fermés ou aménagés dans les prochaines années.

Malgré des effets néfastes, l'exploitation minière et la production d'électricité sont des priorités nationales qui ne pourront pas être remises en cause dans un avenir proche. Néanmoins, le gouvernement estonien s'est engagé à améliorer la situation de façon significative et à court terme. Prenant acte de cet engagement, l'Union Européenne a concédé à l’Estonie, lors de la préparation de son traité d’adhésion, une importante phase de transition pour une application progressive des directives européennes :

[Encart : texte : Le développement de l'exploitation des schistes bitumineux dans le nord du pays Development of oil shale mining in the north of the country Afin de faire face aux besoins croissants en matières premières, l'exploitation des gisements est ensuite modernisée et de nouvelles mines sont ouvertes. D'environ 4,7 millions de tonnes en 1940, la production passera à 7 millions de tonnes en 1955. À cette époque les schistes étaient surtout utilisés comme combustible dans les centrales thermiques de Tallinn, Kohtla-Jarve et Ahtme, distillés dans les usines chimiques de Kohtla-Jarve et Kividli, et leurs résidus utilisés dans l'usine de ciment de Kunda. À partir des années 1965, la construction de nouvelles tranches thermiques eut pour effet d’augmenter la demande en schistes qui portera la production à plus de 17 millions de tonnes en 1970. Elle dépassera 31 millions de tonnes en 1980. À ce stade, un projet d’extraire 50 millions de tonnes par an pour satisfaire les besoins croissants en énergie a été envisagé, mais le lancement en 1981 de la centrale nucléaire russe de Sosnovy-Bor, à 200 km de Saint-Pétersbourg, provoquera le déclin de la demande énergétique de la part de l’URSS. La production retombera ainsi à 20 millions de tonnes en 1994, à l'heure où l'Estonie recouvre son indépendance, pour se stabiliser autour de 12 millions de tonnes par an dans la dernière décennie. Des estimations récentes font état de réserves encore exploitables en Estonie évaluées à environ 10 milliards de tonnes, soit plus du double de ce qui a déjà été extrait jusqu’à présent. En outre, l'exploitation du minerai revêt pour l’Estonie une importance stratégique essentielle, celle de couvrir à plus de 90 % ses besoins en électricité et donc de lui assurer une quasi-indépendance énergétique. Grâce à cette ressource, l’Estonie exporte son électricité vers ses voisines lettone et russe (1,7 TWh en 2002). L'exploitation des schistes connaît ainsi aujourd'hui un nouvel essor, limité certes, mais réel, avec une augmentation de 17 % de la production au cours des cinq dernières années, pour atteindre 13,7 millions de tonnes en 2003. L’exploitation minière et la production d’électricité ont ainsi été le moteur du développement industriel régional pendant plus de cinquante ans. Le secteur industriel emploie encore à l'heure actuelle plus de 50 % de la population active du comté, dans les secteurs de la chimie, du textile et bien sûr de l’énergie : AS Narva Elektrijaamad, qui possède les deux centrales électriques, et Eesti Põlevkivi, qui exploite les schistes, emploient à elles seules 12 % des salariés de la région. Cette longue tradition industrielle a par contre laissé des traces, et notamment en matière de pollution de l'environnement et des ressources en eau.]

* L’Estonie disposera ainsi d’une durée de cinq ans pour réduire d’un facteur dix les quantités de cendres de schistes bitumineux mises en décharge, et qui devront être réduites à 350 000 tonnes par an au 31 décembre 2008.

* Les installations de combustion aux schistes bitumineux devront être modernisées d’ici à 2015 afin que leurs émissions de dioxyde de soufre ne dépassent pas 25 000 tonnes en 2012 et puissent être encore réduites par la suite.

* Certaines valeurs fixées pour la qualité des eaux ne seront applicables qu’à partir du 1ᵉʳ janvier 2008 pour les localités de plus de 2 000 habitants avant d’être étendues à l’ensemble du pays à partir du 1ᵉʳ janvier 2013.

Selon une estimation du Ministère de l’Économie estonien, le coût de la mise en conformité du secteur énergétique avec les principales directives européennes s’élèvera au total à plus de 370 millions d’€ d’ici à 2009. D’autres mesures risquent également de devoir être prises ultérieurement pour enrayer les effets liés à cette pollution énergétique. L’ensemble des mesures qui seront proposées dans le cadre du plan de gestion du district du lac Peipsi feront l’objet d’une seconde phase d’études.

Premiers constats et premières orientations

Le BRGM vient de terminer la première phase de son étude sur l’évaluation de la situation environnementale en Estonie réalisée en collaboration avec une émanation du Centre Estonien d’Information sur l’Environnement (projet « Viru-Peipsi CAMP » – Viru-Peipsi Catchment Area Management Plan).

Plusieurs sources de pollution, dont l’exploitation minière des schistes bitumineux, ont été clairement identifiées. Elles font peser un risque important sur l’alimentation en eau potable du district hydrographique du lac Peipsi : aquifères surexploités et ressources impropres à l’alimentation humaine car trop fortement dégradées par des polluants.

Jusqu’à présent, ces problèmes avaient pu être contournés mais, en l’absence de mesures efficaces, ce ne pourra plus être le cas demain. En effet, les solutions adoptées pour les eaux souterraines, plus ou moins satisfaisantes jusqu’ici, ne peuvent pas perdurer. Ainsi, dans les zones de repli de l’activité minière, la diminution du drainage de certaines mines entraîne une remontée du niveau des nappes dont les eaux se chargent en sulfates, phénols et autres hydrocarbures au contact des parois des mines.

Ce phénomène a deux conséquences majeures : d’une part, la charge polluante rend le coût de potabilisation de ces eaux prohibitif et interdit leur utilisation à des fins alimentaires ; d’autre part, les eaux chargées risquent, si la remontée de la nappe dépasse un seuil critique, de contaminer l’aquifère supérieur, le rendant à son tour impropre à la consommation.

Ailleurs, la surexploitation des nappes souterraines risque, dans un proche avenir, de favoriser l’infiltration d’eaux salées marines dans les eaux douces. Ailleurs encore, l’abaissement artificiel du niveau des nappes phréatiques contraint les municipalités à s’approvisionner à partir de deux autres sources : un aquifère supérieur, perché.

[Photo : Phénols dans les eaux de surface du secteur de Kohtla-Jarve]

Le contexte géographique et géopolitique de la République d’Estonie et du Lac Peipsi

État le plus septentrional des trois pays baltes, la République d’Estonie a pour voisins directs la Finlande au nord, la Suède au nord-ouest au-delà de la Baltique, la Lituanie directement sur sa lisière sud, et surtout, à l’est, la Fédération de Russie avec laquelle la frontière correspond dans sa plus grande longueur au cours de la rivière Narva et au lac Peipsi. Également appelé lac Chudskoye par les Russes, c’est, depuis le 1er mai 2004, l’un des plus grands lacs de la frontière orientale de l’Europe.

Avec un paysage modelé au Quaternaire par l’érosion glaciaire, l’altitude du pays est en moyenne de 50 m. Les plaines et les bas plateaux y dominent au nord, tandis qu’on trouve des collines plus marquées au sud, en raison d’une activité glaciaire autrefois plus accentuée. Le relief y dépasse rarement 100 m d’altitude, culminant au sud du pays à 318 m au « Suur Munamägi », point le plus élevé des pays baltes. L’origine glaciaire de sa morphologie explique la profusion de lacs que compte le pays (environ 4 400), dont les deux plus importants sont le lac Peipsi qui s’étend sur 3 555 km², et le lac Võrts (270 km²) situé plus à l’ouest et qui fait également partie du bassin versant du Peipsi.

Pourvu de plus de 3 000 km de littoral, l’Estonie compte environ 1 500 îles et îlots, dont la plus importante est Saaremaa (2 922 km²) à l’extrême ouest, longtemps zone interdite et base militaire la plus occidentale de l’ancienne URSS. Doté d’environ 7 000 cours d’eau, la rivière la plus longue de ce pays est la Pärnu (144 km) au sud-ouest. Les autres cours d’eau les plus importants sont les rivières Kasari, Pedja, et en particulier les rivières Emajõgi et Narva.

Environ 240 affluents se jettent tout autour du lac Peipsi. Les plus importants d’entre eux sont, en Russie, les rivières Velikaia (bassin hydrographique de 25 600 km²) et Jeltcha (1 220 km²), et, en Estonie, les rivières Emajõgi (9 745 km²) et Võhandu (4 423 km²). À eux quatre, ces cours d’eau représentent à peu près 80 % de la masse du bassin hydrographique du Peipsi et 80 % de l’apport en eau vers le lac.

Le bassin du Peipsi compte également de nombreuses zones humides, dont celle d’Emajõe Suursoo en Estonie à l’embouchure de la rivière Emajõgi, et celle de Remedovski en Russie, toutes les deux sous la protection de la Convention de Ramsar.

D’un point de vue administratif, la zone du lac Peipsi comprend en Estonie quatre comtés : celui d’Ida-Viru, plutôt industriel et situé au nord-est du pays, où se trouvent les gisements estoniens de schistes bitumineux et la ville frontalière de Narva ; ceux de Jõgeva, de Tartu et de Põlva, à dominante agricole et situés à l’ouest du lac. Pourvus d’une population de 444 500 habitants, ils couvrent à eux seuls un quart du territoire estonien, soit une superficie de 11 224 km². La partie russe du secteur du lac appartient à deux différents oblasts : celles de Leningrad et de Pskov. Ces oblasts comprennent d’une part le secteur de Slantsy où sont exploitées les mines russes de schistes bitumineux et la ville d’Ivangorod, jumelle de Narva, et d’autre part les villes de Pskov et de Gdov. La population russe du secteur du lac compte 424 000 habitants.

Dans des dépôts alluviaux du Quaternaire, vulnérable aux pollutions accidentelles, existe un aquifère profond, enfoui à plus de 140 m.

S’il est aujourd’hui encore difficile d’évaluer l’ampleur des risques qui pèsent sur les aquifères, il est en revanche certain que ces derniers ne pourraient plus supporter une augmentation significative de la demande, comme celle qu’entraînerait une reprise de l’activité économique par exemple.

À ce stade, et afin de pouvoir faire face à une augmentation toujours possible de la demande, plusieurs options s’offrent aux autorités locales :

[Photo : image mosaïque satellite du bassin du lac Peipsi au sud du golfe de Finlande ; à l’ouest, le lac Võrts.]
[Photo : Figure 12 : Localisation des principales sources de pollution des aquifères. Figure 12. Location of main sources of aquifer contamination.]
  • La première serait de continuer à utiliser l’aquifère tout en menant une politique d’économie de son utilisation, principalement en rénovant les circuits de distribution. Cette solution ne permettrait qu'une augmentation très limitée des volumes utilisables et demanderait de lourds investissements.
  • La seconde consisterait à compléter l'approvisionnement en s'alimentant à partir de l'aquifère quaternaire. Cependant, outre que celui-ci ne peut fournir qu'une quantité limitée d’eau, sa contamination par les effluents des mines reste toujours possible.
  • La troisième relève encore de la théorie : celle d'utiliser l'eau du Lac Konsu, destinée aujourd'hui à un usage industriel. Cette solution mérite d’être étudiée, en particulier pour trouver à l'industrie une source d’alimentation supplémentaire.
  • La dernière solution, celle qui, pour l'heure, a la préférence des autorités, consiste à s'approvisionner sur la rivière Narva. Cette solution semble satisfaisante tant du point de vue de la qualité que de la quantité de la ressource, même si elle nécessite des investissements importants.

Les aspects techniques, économiques et environnementaux de chacune de ces solutions devront être étudiés dans l’esprit de la directive cadre sur l'eau avant toute prise de décision.

La situation semble moins alarmante pour ce qui concerne les prélèvements réalisés dans les eaux de surface. Ainsi, l’essentiel des prélèvements étant effectué à des fins de refroidissement, le bilan hydrique est quasiment nul : les eaux prélevées pour le refroidissement sont rejetées à proximité de leur lieu de pompage, sans altération de l'environnement, autre que thermique, et dans un contexte où les débits de prélèvements restent largement inférieurs au débit moyen de la rivière.

En revanche, il y a plusieurs points de rejet dans les secteurs miniers qui contribuent à dégrader localement la qualité des rivières et eaux de surface. L'industrie également pollue et, même avec des prélèvements de 7 000 m³/jour, modestes par comparaison avec ceux du secteur énergétique, son impact sur l'environnement est significatif du fait d'un traitement peu efficace des effluents industriels.

Selon un récent rapport du Ministère de l'environnement estonien, les rejets en nitrate d'une seule des usines de la région, spécialisée…

[Photo : Figure 13 : En rouge, le secteur de Pandivere. Figure 13. In red, the Pandivere sector.]

Dans le traitement des métaux rares, équivalent à l'ensemble de ceux de Tallinn. Pour ces différentes raisons, les rivières du comté d’Ida-Viru comptent ainsi parmi les plus polluées du pays, avec notamment des teneurs importantes en nitrates et en phosphates.

Dans la seconde phase du projet, qui doit durer environ dix-huit mois, l'assistance du BRGM va conduire à organiser des métadonnées et un SIG sur les données du bassin. À ce titre, le BRGM a déjà permis d'identifier et de caractériser les trois districts hydrographiques et les masses d'eau souterraines d’Estonie. Ces districts ont été officiellement reconnus par décret :

  • le bassin d’Estonie occidentale qui comprend les sous-bassins des îles de l'Ouest, de la Harju, la Matsalu et la Pärnu,
  • le bassin d’Estonie orientale qui comprend les sous-bassins du Peipsi, du Viru et du lac de Vorts,
  • le bassin de Koiva/Gauja, transfrontalier avec la Lettonie.

Le BRGM apportera également son expérience pour l’analyse des usages de l'eau, afin de définir des propositions concernant le recouvrement des coûts de l'eau, et pour les études économiques pouvant justifier de dérogations. Enfin, il participera à l’élaboration d’un plan de gestion pour le district hydrographique du lac Peipsi qui prendra nécessairement en considération les aspects transfrontaliers.

En Russie, pour des raisons d’ordre contractuel, le travail est moins avancé mais il a débuté par une première collaboration fructueuse avec l'Université de Saint-Pétersbourg visant à élaborer un SIG sur les eaux souterraines de la région du lac Peipsi.

Références bibliographiques

  1. Documents BRGM : Rapports du Projet “Gestion des ressources en eau du bassin versant transfrontalier du Lac Peipsi”. Financement Fonds Français pour l’Environnement Mondial, Life Environnement, BRGM.
  2. Jean-Pierre Houix : Géostratégie des ressources en eau sur la frontière russo-estonienne.
  3. Karin Pachel (Estonian Centre for Environmental Information). Data on water. http://grida.no/enrin/htmls/estonia/env2001/content/soe/water_33.htm
  4. MAVES – Overview of the groundwater resources in Viru-Peipsi catchment area.
  5. MAVES. REDOS2 – Water Resources Assessment for Ida Viru County, Estonia 3rd Draft October 1999.
  6. Mapping potential areas of ground subsidence in Estonian underground oil shale mining district (Ingo Valgma) The Mining Institute of Tallinn Technical University, Kopli 82, Tallinn, 10412, Estonia.
  7. Site web (textes et photos) : http://www.tusnet.nl/encyclo/e/esteconom.shtml http://www.esis.ee/ist2000/einst/nature/environment.htm#Military%20pollution%20and%20subsoil%20water http://www.ene.ttu.ee/maeinstituut/maeselts/ems/id224.htm

Les activités doivent s'accélérer à partir de septembre 2004.

La difficulté majeure de cette étude réside dans l'instauration d'une réelle collaboration entre des partenaires estoniens et russes qui connaissent les mêmes problèmes mais pas les mêmes contraintes réglementaires et qui, de surcroît, doivent surmonter des méfiances et des difficultés héritées du passé.

Un premier séminaire, organisé à Saint-Pétersbourg en juin 2004, a réuni les spécialistes des bases de données et des ressources des deux pays. Il devrait favoriser le dialogue indispensable à la réalisation d'un modèle de gestion d’aquifère dans le secteur de Narva et d'Ivangorod.

En tout état de cause, le règlement du problème doit s’appuyer sur une approche et une analyse pluridisciplinaire prenant en considération à la fois les aspects environnementaux et les données du tissu socio-économique du secteur, dans une optique de développement durable.

[Publicité : Éditions Johanet]
Cet article est réservé aux abonnés, pour lire l'article en entier abonnez vous ou achetez le
Acheter cet article Voir les abonnements