Plus l'eau douce manque, plus les solutions sont énergivores… ce qui accentue le réchauffement et aggrave la pénurie.
La gestion de l'eau couvre tout le parcours de l'eau dans nos sociétés : la capter, la rendre potable, l'acheminer jusqu'au robinet, puis collecter, dépolluer et rejeter les eaux usées. C'est un service vital, sans substitut possible, dont dépendent la santé publique, l'agriculture, l'industrie et jusqu'à la production d'énergie.
Sa décarbonation est pourtant suspendue à l'énergie. Pomper, traiter et surtout dessaler l'eau consomment énormément d'électricité, tandis que le traitement des eaux usées dégage des gaz à effet de serre méconnus.
Plus l'eau douce se raréfie, plus les usages entrent en concurrence, agriculture, industrie, refroidissement des data-centers, ce qui pousse vers des solutions de plus en plus gourmandes en énergie.
Comprendre le secteur
Périmètre retenu par Chloé in the Sky
La gestion de l’eau est rattachée au recyclage, aux côtés de la gestion des déchets, parce qu’elle ferme une boucle : celle de l’eau. Le périmètre couvre l’ensemble du Cycle anthropique de l'eauLa part du cycle de l'eau gérée par les sociétés humaines (captage, potabilisation, distribution, traitement des eaux usées avant rejet), par opposition au cycle naturel (précipitations, ruissellement, évaporation)., c’est-à-dire la part du cycle de l’eau gérée par les sociétés humaines :
- Eau potable : captage, traitement de potabilisation, distribution,
- Eaux usées : collecte, dépollution, traitement des effluents domestiques et industriels,
- Réutilisation et DessalementLe dessalement produit de l'eau douce à partir d'eau de mer, le plus souvent par osmose inverse. : recyclage des eaux traitées, production d’eau douce à partir d’eau de mer,
- Gestion des boues issues de l’épuration.
L’eau, un intrant universel suspendu à l’énergie
L’eau est un IntrantRessource consommée en entrée d’une activité pour produire un bien ou un service. universel. Sans elle, pas d’agriculture (l’irrigation absorbe l’essentiel des prélèvements mondiaux), pas d’industrie (refroidissement, procédés), pas de santé publique. L’énergie elle-même en dépend : les centrales thermiques et nucléaires consomment de grandes quantités d’eau pour se refroidir. La gestion de l’eau est donc une condition de fonctionnement de presque toutes les autres activités.
En retour, le secteur dépend étroitement de l’électricité, et les coûts énergétiques du traitement sont considérables. Rendre une eau potable, l’acheminer dans des kilomètres de canalisations, dépolluer les effluents et, plus encore, dessaler l’eau de mer exigent une énergie massive : c’est le poste qui pèse le plus sur l’empreinte carbone des services d’eau. Décarboner l’eau revient donc d’abord à décarboner l’énergie qu’elle consomme.
Le paradoxe est là : un service indispensable, à l’empreinte modeste en apparence, mais dont l’impact climatique réel est sous-estimé et structurellement appelé à augmenter à mesure que le stress hydrique impose des traitements plus lourds.
Dynamiques sectorielles
Chaque année, l’humanité prélève près de 4 000 milliards de m³ d’eau douce, soit de l’ordre de 500 m³ par habitant, l’essentiel servant à produire notre alimentation. Et sur trois verres d’eau pompés et potabilisés, environ un est perdu en route, principalement à cause des fuites dans des réseaux vieillissants : de l’énergie et de l’eau gaspillées pour rien.
Trois grandes familles d’acteurs
Les opérateurs de services d’eau exploitent réseaux et usines pour le compte des collectivités. Quelques grands groupes cotés coexistent avec une majorité de régies publiques municipales. Veolia vise une réduction de 50 % de ses émissions directes d’ici 2032 : un objectif validé par la Science Based Targets initiative (SBTi), qui guide ses actions sans pour autant constituer une garantie de résultat.
Exemples : Veolia (France), Suez (France), American Water Works (États-Unis), Severn Trent (Royaume-Uni)
Les fournisseurs de technologies et d’équipements de l’eau produisent pompes, membranes, capteurs et systèmes de traitement. Leur empreinte directe est faible ; leur rôle est d’améliorer l’efficacité énergétique du secteur.
Exemples : Xylem (États-Unis), Pentair (États-Unis/Royaume-Uni), Grundfos (Danemark)
Les régies et services publics locaux gèrent l’essentiel de la distribution mondiale. N’étant pas cotés, ils restent largement hors du périmètre d’investissement : la position défensive du secteur se joue donc sur un petit nombre d’opérateurs et d’équipementiers cotés. Souvent contraints budgétairement, ces services peinent à financer le renouvellement des réseaux et la modernisation énergétique des stations.
Exemples : Eau de Paris (France), nombreuses régies municipales européennes
Une géographie sous tension hydrique
Le marché se recompose sous l’effet du climat :
- L’Europe investit dans la réduction des fuites et la mise aux normes des stations, sous l’impulsion réglementaire.
- Le Moyen-Orient et l’Afrique du Nord concentrent plus de la moitié de la capacité mondiale de DessalementLe dessalement produit de l'eau douce à partir d'eau de mer, le plus souvent par osmose inverse..
- L’Espagne illustre la bascule : pendant la sécheresse de 2024, Barcelone a couvert jusqu’à 33 % de son eau potable par dessalement, contre 3 % en 2021, et le pays a engagé 23 milliards d’euros pour doubler ses capacités de dessalement et de réutilisation d’ici 2027.
Point de vigilance :
la course au dessalement répond à une urgence réelle, mais c’est aussi un signal ambigu. Présentée comme « la » solution à la pénurie, cette technologie déplace le problème vers l’énergie et les rejets de SaumureLa saumure est un concentré d'eau fortement salée, notamment rejeté par le procédé de dessalement, nuisible aux milieux marins s'il est mal géré. si elle n’est pas adossée à une électricité bas carbone.
Défis structurels
La raréfaction de l'eau douce est le premier risque du secteur. Sécheresses, surexploitation des nappes et élévation du niveau marin, qui salinise les eaux côtières, réduisent la ressource disponible alors que la demande augmente.
Décarboner l'eau, c'est d'abord décarboner l'électricité et limiter le recours au DessalementLe dessalement produit de l'eau douce à partir d'eau de mer, le plus souvent par osmose inverse.. L'énergie du secteur pourrait doubler d'ici 2040, tirée par le dessalement et l'élévation des niveaux de traitement.
Des réseaux vieillissants, coûteux à renouveler et chargés de carbone. Canalisations et usines sont anciennes ; leur réfection mobilise béton et matériaux à forte empreinte, rarement comptabilisée dans les bilans carbone.
Un secteur structurellement sous-investi. La tarification de l'eau est politiquement sensible, ce qui freine les recettes nécessaires à la modernisation. Aux États-Unis, plus de 200 milliards de dollars d'investissements sont jugés nécessaires sur vingt ans.
Un service essentiel encore inégalement réparti. 2,1 milliards de personnes restent sans eau potable gérée en sécurité. L'ODDObjectifs de développement durable, fixés par l'ONU n° 6, eau propre et assainissement, ne sera pas atteint avant 2049 au rythme actuel.
L'eau douce devient une ressource disputée. Irrigation, industrie, refroidissement des centrales et, désormais, data-centers se concurrencent et sont exposés à une aggravation du stress hydrique d'ici 2050.
Analyse carbone du secteur
Où se concentrent les émissions du secteur de l’eau
L’empreinte carbone du secteur de l’eau se répartit sur trois maillons distincts. Là où la plupart des industries voient leurs émissions dominées par la combustion de fossiles, l’eau présente un profil inhabituel.
- L’électricité de pompage et de traitement (émissions dites indirectes, liées à l’énergie achetée) : c’est souvent le premier poste pour la production et la distribution d’eau potable. Son poids dépend entièrement du mix électrique du pays.
- Les procédés de traitement des eaux usées (émissions directes) : les stations d’épuration dégagent du Méthane (CH₄)Gaz à effet de serre dégagé par la décomposition de la matière organique (boues, effluents). (⚠️ Méthane (CH₄)Gaz à effet de serre dégagé par la décomposition de la matière organique en l'absence d'oxygène (déchets enfouis, boues, effluents). Environ 28 fois plus réchauffant que le CO₂ sur un siècle ; il disparaît de l'atmosphère en une douzaine d'années.) et du Protoxyde d'azote (N₂O)Gaz à effet de serre émis lors du traitement biologique de l'azote des eaux usées. (⚠️ Protoxyde d'azote (N₂O)Gaz à effet de serre beaucoup plus réchauffant que le CO₂ à quantité égale. Pour les biocarburants, il provient surtout des engrais azotés épandus sur les cultures.) lors de la décomposition de la matière organique et de l’azote. Ces deux gaz sont invisibles mais très puissants : à quantité égale, le méthane réchauffe ~28 fois plus que le dioxyde de carbone (CO₂), et le protoxyde d’azote ~270 fois plus (GIEC, 2023).
- Le carbone embarqué dans les infrastructures (émissions indirectes amont) : béton, canalisations, construction des usines. C’est le maillon le moins déclaré.
Ordres de grandeur indicatifs : les données ne sont pas harmonisées d’un pays à l’autre ni d’un maillon à l’autre. Elles servent à situer les enjeux, non à fournir un bilan précis du secteur.
Un profil carbone où le procédé compte autant que l’énergie
Une part importante des émissions directes de l’eau ne vient pas de l’énergie, mais des réactions biologiques du traitement des eaux usées.
Selon une estimation industrielle, le traitement des eaux usées concentrerait environ 70 % des émissions directes des services d’eau. Ce trait rapproche le profil de l’eau de celui de l’agriculture : des gaz autres que le CO₂, difficiles à mesurer et à réduire. Il ne doit pas faire oublier que, sur l’ensemble du cycle, l’électricité reste le levier dominant.
Limites des données : les émissions de procédé (N₂O, CH₄) sont difficiles à mesurer et sous-déclarées. Une étude publiée dans Nature Climate Change (2026) estime que les inventaires nationaux sous-estiment de 5 à 6,5 % les émissions mondiales hors CO₂ en omettant une partie des sources liées aux eaux usées. Le carbone embarqué des infrastructures n’est presque jamais intégré.
Décarbonation du secteur
Le secteur de l’eau ne dispose pas d’une trajectoire 1,5 °C normalisée comme l’acier ou le ciment. Son alignement repose sur deux ancrages :
- La décarbonation du réseau électrique : sa principale source d’émissions étant l’électricité, sa trajectoire dépend de celle du réseau. Le scénario Net Zero de l’Agence internationale de l’énergie (AIEAgence internationale de l'énergie) suppose une électricité mondiale décarbonée à ~90 % d’ici 2040.
- La réglementation européenne : la directive révisée sur les eaux résiduaires urbaines (2024/3019) impose la neutralité énergétique aux stations de plus de 10 000 équivalents-habitants d’ici 2045, avec étapes intermédiaires en 2033 et 2039. Cet objectif est entré en vigueur en 2025, et loin d’être tenu à ce jour.
Neutralité en 2045
Repère d'alignement du secteur : la neutralité énergétique des grandes stations d'épuration d'ici 2045, imposée par l'Union européenne aux installations de plus de 10 000 équivalents-habitants.
Leviers de décarbonation
Aucune solution n’est suffisante isolément. On distingue trois familles :
- des leviers matures mais qui ne traitent qu’une partie du problème (efficacité énergétique) ;
- des leviers à fort potentiel mais contraints par la ressource électrique ou la maturité (DessalementLe dessalement produit de l'eau douce à partir d'eau de mer, le plus souvent par osmose inverse. bas carbone, réduction du ⚠️ Protoxyde d'azote (N₂O)Gaz à effet de serre beaucoup plus réchauffant que le CO₂ à quantité égale. Pour les biocarburants, il provient surtout des engrais azotés épandus sur les cultures.) ;
- et la sobriété, la plus puissante mais qui relève du modèle économique.
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Efficacité énergétique et électricité bas carbone
Court termeOptimiser pompes et aération, gros poste électrique des stations, et basculer vers une électricité décarbonée réduit le premier poste d'émissions.
Points d’attention
- Le bilan ne devient positif que si l'électricité est réellement décarbonée.
- Ne traite pas les émissions de procédé (N₂O, ⚠️ Méthane (CH₄)Gaz à effet de serre dégagé par la décomposition de la matière organique en l'absence d'oxygène (déchets enfouis, boues, effluents). Environ 28 fois plus réchauffant que le CO₂ sur un siècle ; il disparaît de l'atmosphère en une douzaine d'années. ).
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Réduction des fuites (eau non facturée)
TransversalChaque mètre cube non perdu, c'est de l'eau, de l'énergie et des émissions économisées sans construire de nouvelle capacité. C'est un levier de sobriété immédiat.
Points d’attention
- Suppose un investissement lourd dans des réseaux vieillissants, peu rentable à court terme.
- Faiblement porté faute de pression économique.
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Récupération d'énergie : biogaz des boues
Moyen termeLa MéthanisationLa méthanisation est la dégradation de matières organiques par des micro-organismes en l'absence d'oxygène. des boues d'épuration produit du biogaz ; une station bien équipée peut couvrir plus de la moitié de ses besoins électriques. Les eaux usées contiennent jusqu'à 5 fois l'énergie nécessaire à leur traitement.
Points d’attention
- Limité aux grandes stations.
- Capter le Méthane (CH₄)Gaz à effet de serre dégagé par la décomposition de la matière organique (boues, effluents). suppose des équipements absents des installations anciennes.
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Réduction des émissions de procédé (N₂O)
Moyen termeAjuster les conditions biologiques (aération, charge) pour limiter la formation de Protoxyde d'azote (N₂O)Gaz à effet de serre émis lors du traitement biologique de l'azote des eaux usées., gaz très réchauffant.
Points d’attention
- Mécanismes encore difficiles à mesurer et mal compris.
- Pas de solution standardisée déployable à grande échelle.
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Dessalement aux énergies renouvelables
Moyen termeAlimenter l'osmose inverse par du solaire ou de l'éolien et récupérer la pression résiduelle réduit l'empreinte d'une technologie indispensable en zone aride.
Points d’attention
- Très énergivore, ~95 % de l'énergie du dessalement est d'origine fossile aujourd'hui.
- Rejette des SaumureLa saumure est un concentré d'eau fortement salée, notamment rejeté par le procédé de dessalement, nuisible aux milieux marins s'il est mal géré. nuisibles aux milieux marins : on dégrade un écosystème pour en soulager un autre.
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Réutilisation des eaux traitées et solutions fondées sur la nature
Moyen termeRéutiliser les eaux usées traitées (irrigation, industrie) et recourir à des zones humides construites réduit les prélèvements et l'énergie de potabilisation.
Points d’attention
- Emprise foncière et dépendance au climat.
- Qualité sanitaire à garantir strictement.
- Échelle encore marginale.
Synthèse
La gestion de l’eau est un secteur indispensable et structurellement exposé : indispensable, parce qu’aucun substitut n’existe et que la demande croît avec la population et le stress hydrique ; exposé, parce qu’il est à la fois victime du dérèglement climatique et dépendant de réponses énergivores à la rareté, dont les émissions augmenteront probablement si la concurrence sur l’eau douce reste arbitrée par la fuite en avant technologique.
Opportunités et risques
Essentialité Un service vital, sans substitut, à demande structurellement croissante
L'eau n'a aucun remplaçant et conditionne santé, agriculture, industrie et énergie. La pression démographique et climatique renforce durablement le besoin, ce qui confère aux opérateurs cotés une position défensive solide.
Réglementation La directive européenne transforme la contrainte en marché
Les objectifs de neutralité énergétique, de traitement renforcé et le principe pollueur-payeur — les producteurs de médicaments et cosmétiques financeront au moins 80 % du traitement avancé des micropolluants — créent un marché durable d'équipements et de services.
Ressources L'eau usée devient une ressource, plus seulement un déchet
Biogaz, récupération de phosphore (matière première critique pour l'Union européenne) et réutilisation de l'eau permettent de faire des stations des centres de valeur plutôt que de simples centres de coût.
Efficience Réduire les fuites : un gisement immédiat d'eau et d'énergie
Près d'un tiers de l'eau potabilisée est perdue avant le robinet. La récupérer économise eau, énergie et émissions sans nouvelle capacité de production, à condition d'investir dans les réseaux.
Énergie Le dessalement, une « solution » qui peut aggraver le problème
Première réponse à la pénurie, il consomme plus d'énergie que la potabilisation classique d'eau douce, à 95 % d'origine fossile aujourd'hui, et rejette des SaumureLa saumure est un concentré d'eau fortement salée, notamment rejeté par le procédé de dessalement, nuisible aux milieux marins s'il est mal géré.. Sans électricité décarbonée, il déplace le problème de l'eau vers le climat.
Allocation Une ressource de plus en plus disputée
À mesure que l'eau douce se raréfie, agriculture, industrie, énergie et data-centers entrent en concurrence. Cette compétition pousse vers les réponses les plus énergivores et fragilise les actifs situés en zone de stress hydrique.
Procédés Des gaz invisibles, puissants et difficiles à mesurer
Le Méthane (CH₄)Gaz à effet de serre dégagé par la décomposition de la matière organique (boues, effluents). et le Protoxyde d'azote (N₂O)Gaz à effet de serre émis lors du traitement biologique de l'azote des eaux usées. des eaux usées sont sous-déclarés dans les inventaires nationaux. Ils sont difficiles à réduire faute de solution mature, et leur poids réel pourrait être plus élevé qu'estimé.
Climat Le premier exposé au dérèglement qu'il aide à combattre
Sécheresses, inondations et élévation du niveau marin menacent à la fois la ressource et les infrastructures. Le secteur est en première ligne et structurellement vulnérable.
Convictions de Chloé in the Sky
La gestion de l’eau est un service vital, rattaché au recyclage car il peut fermer une boucle : transformer un service essentiel et énergivore en un modèle bas carbone et circulaire. L’enjeu est d’identifier les rares acteurs investissables (l’essentiel du service étant public et non coté) et capables de cette transformation. Trois critères conditionnent l’investissement :
- Mesurer réellement le carbone. Prendre en compte les trois principales sources d’émissions : l’électricité (pompage, traitement, DessalementLe dessalement produit de l'eau douce à partir d'eau de mer, le plus souvent par osmose inverse.), les émissions de procédé (Méthane (CH₄)Gaz à effet de serre dégagé par la décomposition de la matière organique (boues, effluents)., Protoxyde d'azote (N₂O)Gaz à effet de serre émis lors du traitement biologique de l'azote des eaux usées.) et le carbone embarqué des infrastructures, souvent passé sous silence.
- Privilégier la circularité. Réutiliser les eaux traitées et récupérer l’énergie (biogaz des boues) et les matières (phosphore) répondent directement à la raréfaction. À l’inverse, le dessalement alimenté par des énergies fossiles augmente l’offre sans résoudre le problème énergétique et carbone.
- Miser sur la sobriété : Réduire les consommations et les fuites et rénover les réseaux vieillissants sont les leviers les plus structurants. Mais ils se heurtent à un modèle économique souvent fondé sur les volumes vendus et à des cycles d’investissement longs, d’où l’importance de privilégier les acteurs qui s’y engagent réellement.
Point de vigilance :
L’essentiel de la décarbonation du secteur dépend du mix électrique, que les opérateurs ne maîtrisent pas. Même le plus vertueux ne pourra être pleinement bas carbone tant que l’électricité ne le sera pas.
