Eau verte et eau bleue : définitions et bilan hydrologique

En France, les politiques publiques de l'eau parlent presque exclusivement de prélèvements : 29 milliards de m³ d'eau bleue captée chaque année dans les rivières, les lacs et les nappes. Ce chiffre, le seul que la plupart des élus citent en période de sécheresse, masque une réalité bien plus large : sur les 211 milliards de m³ de précipitations qui tombent en moyenne chaque année sur le territoire métropolitain, environ 60 % repartent vers l'atmosphère sous forme d'évapotranspiration des sols et de la végétation. Cette part, qu'on appelle eau verte, ne figure dans aucune statistique de consommation et n'est gérée par aucune agence de l'eau. Elle nourrit pourtant 100 % de l'agriculture pluviale française, c'est-à-dire la quasi-totalité des grandes cultures.

J'ai longtemps enseigné le cycle de l'eau dans des formations adultes en reconversion environnement, et le moment où la salle bascule est toujours le même : quand on dessine au tableau le bilan hydrologique d'un département agricole et qu'on fait apparaître que la pluie qui tombe sur un champ de blé est, pour 90 % de son volume, consommée par la plante et perdue pour les rivières. La distinction eau verte / eau bleue, formalisée par l'hydrologue suédoise Malin Falkenmark en 1995 lors d'un séminaire FAO, change radicalement la façon de poser la question de la ressource. Ce qui se passe sur le sol agricole, dans les sols forestiers et sur les surfaces végétalisées détermine ce qui arrive ensuite dans les nappes et les cours d'eau. Cet article décompose la définition des deux flux, la construction d'un bilan hydrologique annuel, l'état actuel de la connaissance en France et le statut de l'eau verte dans le cadre des limites planétaires.

Eau verte et eau bleue : la définition Falkenmark#

Le paradigme classique des hydrologues, depuis le XIXᵉ siècle, traite la ressource en eau comme un stock circulant entre des compartiments mesurables : précipitations, ruissellement, infiltration, écoulement de rivière. Tous les indicateurs de stress hydrique construits jusqu'aux années 1990 reposent sur ce paradigme. L'indicateur de Falkenmark lui-même (1989, exprimé en m³ par habitant et par an de ressources renouvelables) s'inscrit dans cette logique.

En 1995, lors d'un séminaire à la FAO, Malin Falkenmark introduit une distinction qui va se diffuser largement dans la décennie suivante. Elle observe que l'agriculture pluviale, qui couvre 80 % des terres cultivées mondiales et produit 70 % de l'alimentation humaine, n'utilise quasiment pas l'eau bleue. Elle dépend d'un flux que les bilans hydrologiques classiques négligent : l'humidité du sol, alimentée par les précipitations et consommée localement par évapotranspiration. Falkenmark propose alors un vocabulaire imagé : eau bleue pour les flux liquides visibles (rivières, lacs, nappes), eau verte pour les flux de vapeur invisibles qui passent par la plante et par l'évaporation directe du sol.

La définition technique, reprise par INRAE dans son modèle Biljou et par la communauté hydrologique internationale, tient en deux lignes. L'eau bleue regroupe toute l'eau qui transite rapidement à travers les compartiments liquides du cycle hydrologique : ruissellement de surface, infiltration vers les nappes, écoulements souterrains et superficiels, débits de rivière. C'est l'eau qu'on peut prélever, transporter, stocker dans un barrage. L'eau verte regroupe l'eau stockée dans les sols et la biomasse, qui retourne à l'atmosphère par évapotranspiration : transpiration des plantes (vapeur émise par les stomates des feuilles) et évaporation directe (eau qui passe du sol ou des surfaces végétales à la vapeur sans transiter par une plante).

Trois propriétés distinguent les deux flux et conditionnent leur gestion. L'eau bleue circule rapidement et peut être déplacée par des infrastructures (canaux, aqueducs, pompes, conduites). L'eau verte doit être consommée sur place par la végétation et ne peut pas être transférée. L'irrigation est l'opération technique qui convertit de l'eau bleue en eau verte : un m³ pompé dans une rivière pour arroser un champ devient, presque intégralement, de la vapeur évapotranspirée par la culture. Inversement, planter une forêt augmente la consommation locale d'eau verte et réduit l'eau bleue qui serait sinon disponible en aval, ce qui explique certains conflits sur la reforestation à grande échelle.

Une variante apparaît dans la littérature : l'eau grise, parfois ajoutée à la palette. Elle ne correspond pas à un flux physique mais à un indicateur. C'est le volume d'eau bleue théoriquement nécessaire pour diluer les polluants émis par une activité jusqu'à des concentrations conformes aux normes de qualité. L'eau grise sert à l'analyse d'empreinte hydrique mais n'apparaît pas dans les bilans hydrologiques proprement dits.

Construire un bilan hydrologique : les briques de calcul#

Un bilan hydrologique annuel applique le principe de conservation de la masse à un bassin versant ou à un territoire. L'équation de base s'écrit : précipitations totales = évapotranspiration + écoulement (vers les rivières et les nappes) + variation de stock (humidité du sol, neige, réservoirs). Sur une moyenne pluriannuelle, la variation de stock tend vers zéro et l'équation se simplifie : pluie = vapeur + débit.

Le débit cumulé d'un bassin (écoulement annuel) donne donc l'eau bleue brute disponible. L'évapotranspiration cumulée mesure l'eau verte consommée. La répartition entre les deux dépend du climat, de la nature des sols, du couvert végétal et de la saisonnalité des pluies. Dans les climats tempérés océaniques, l'évapotranspiration capte typiquement 50 à 70 % des précipitations. En climat méditerranéen sec, cette part dépasse 80 %. En climat tropical humide, elle peut redescendre vers 40 %.

L'évapotranspiration réelle (ETR) n'est pas directement mesurable à l'échelle d'un bassin versant, c'est l'une des difficultés méthodologiques majeures de l'hydrologie. On la calcule à partir d'un modèle de bilan hydrique qui combine plusieurs entrées : précipitations mesurées par les stations Météo-France, évapotranspiration potentielle (ETP) calculée par la formule de Penman-Monteith à partir des paramètres climatiques (température, humidité, vent, rayonnement), capacité de rétention en eau du sol (variable selon la texture et la profondeur), coefficient cultural (Kc) de la végétation présente. INRAE a développé et publie le modèle Biljou, accessible via l'interface en ligne de la station Grand-Est, qui restitue ces calculs pour les peuplements forestiers et donne la partition eau verte / eau bleue à l'échelle d'un point.

Pour les cultures, INRAE et Arvalis chiffrent les consommations d'eau cumulées sur un cycle végétatif à partir de l'ETP × Kc. Sur la base de données françaises moyennes, un blé d'hiver consomme environ 435 mm d'eau verte entre semis et récolte, un maïs environ 500 mm sur un cycle plus court mais plus chaud. Une vigne en zone méditerranéenne consomme 400 à 600 mm selon le cépage et la conduite. Ces volumes correspondent à la pluie absorbée par la plante et évapotranspirée ; en année déficitaire, la différence entre besoin et pluie reçue déclenche soit un stress hydrique soit un appoint d'irrigation, qui ajoute de l'eau bleue convertie en eau verte.

Le bilan hydrologique français : les chiffres consolidés#

Le Service des données et études statistiques (SDES) publie chaque année un Bilan environnemental qui consolide les données du cycle de l'eau en France métropolitaine. La dernière édition disponible (extrait du Bilan environnemental 2024, données 1990-2021) donne les ordres de grandeur suivants.

Le volume de précipitations annuel moyen sur la France métropolitaine, sur la période 1990-2021, atteint environ 511 milliards de m³. Sur ce total, environ 300 milliards de m³ repartent directement à l'atmosphère par évapotranspiration et 211 milliards de m³ se renouvellent annuellement dans les compartiments liquides (rivières, nappes), constituant la ressource en eau bleue brute. La FAO estime à environ 97 milliards de m³ par an le volume durablement mobilisable par les activités humaines sans dégradation de la ressource.

Les prélèvements d'eau bleue, hors hydroélectricité et canaux de navigation, ont atteint 27 à 29 milliards de m³ par an sur la période récente, en baisse tendancielle de 1,3 % par an depuis 2008. La consommation nette (eau non restituée au milieu après usage) plafonne à environ 4,1 milliards de m³ en moyenne 2010-2021. Cette consommation se répartit ainsi selon les données SDES : agriculture 58 %, eau potable 26 %, refroidissement des centrales électriques 12 %, industrie 4 %. En 2023, la part agricole monte à 61 % selon les données les plus récentes, avec une variabilité géographique forte : 83 % de la consommation totale dans le bassin Adour-Garonne, 58 % dans le Loire-Bretagne, mais seulement 21 % dans le Seine-Normandie où l'eau potable domine.

Ces chiffres ne traitent que de l'eau bleue. L'eau verte agricole, c'est-à-dire la fraction de précipitations consommée par les cultures pluviales, n'apparaît pas dans la comptabilité de l'eau française. Pourtant, l'ordre de grandeur est massif : sur les 28 millions d'hectares de SAU française, dont environ 6 % seulement sont irrigués, la consommation d'eau verte par évapotranspiration cumulée des cultures atteint un volume de l'ordre de 100 milliards de m³ par an. Pour fixer les idées : la totalité des prélèvements d'eau bleue agricoles annuels (2,8 milliards de m³ d'irrigation environ) pèse moins de 3 % de l'eau verte que la même agriculture consomme par les seules précipitations.

INRAE et la connaissance opérationnelle du flux vert#

Aucune publication INRAE de juillet 2026 ne consolide à ma connaissance, à la date de rédaction (mai 2026), un "premier bilan eau verte" complet de l'agriculture française. La maquette éditoriale du sujet, telle que je l'ai vue circuler dans certains supports de vulgarisation, semble anticiper un produit qui n'est pas encore publié. Cet article s'appuie donc sur les bases documentaires effectivement disponibles : le dossier Eau et agriculture d'INRAE, le modèle Biljou (Bilan Hydrique des Peuplements Forestiers), le rapport Sécheresse et agriculture : réduire la vulnérabilité piloté par INRAE, et les chiffres consolidés du SDES.

Le projet Explore2, co-piloté par INRAE et l'Office international de l'eau et publié dans sa version complète en 2024, fournit le cadre prospectif le plus solide à ce jour. Il décrit l'évolution des débits, des recharges de nappes et de la disponibilité en eau bleue pour 4 000 sous-bassins français jusqu'à 2100 selon trois scénarios climatiques. Explore2 conclut à une baisse moyenne des débits d'étiage de 10 à 40 % selon les bassins et les scénarios à l'horizon 2050, avec une accentuation de la sécheresse édaphique (déficit d'eau dans les sols) qui touche directement la disponibilité en eau verte pour les cultures.

La chaire partenariale Eau, agriculture et changement climatique, lancée par INRAE en 2024 avec le ministère de l'Agriculture et plusieurs instituts techniques, a explicitement pour objectif d'intégrer eau verte et eau bleue dans une approche de gestion territoriale unique. C'est l'amorce institutionnelle d'une bascule conceptuelle que les hydrologues réclament depuis vingt ans : raisonner non plus en termes de prélèvements à la rivière mais en termes de partition globale du bilan hydrologique entre usages et milieux.

L'eau verte dans le cadre des limites planétaires#

Le rapport de Johan Rockström et de l'équipe du Stockholm Resilience Centre publié dans Nature en 2009 a défini neuf limites planétaires, dont une portait sur l'usage de l'eau douce. Dans cette première version, la limite était calibrée sur les prélèvements d'eau bleue, avec un seuil mondial fixé à 4 000 km³ par an. Cette approche était partielle : elle ignorait l'impact des modifications du flux vert (déforestation, changement d'usage des sols, perte d'humidité des sols) sur le cycle hydrologique global.

La publication de Lan Wang-Erlandsson et collègues dans Nature Reviews Earth & Environment en avril 2022 ("A planetary boundary for green water") a complété le cadre. Les auteurs proposent un indicateur fondé sur le pourcentage de surface terrestre libre de glace sur laquelle l'humidité du sol racinaire (root-zone soil moisture) dévie significativement des conditions de l'Holocène, pour au moins un mois de l'année. Les estimations provisoires des auteurs concluent que cette nouvelle limite est déjà transgressée au niveau mondial, avec une dégradation observée sur l'ensemble des biomes, des forêts boréales aux farmlands tropicaux. La 6ᵉ limite planétaire, celle de l'eau douce, est donc franchie une fois qu'on prend en compte le flux vert qui était jusqu'alors invisible.

Pour la France, le SDES a intégré la limite eau verte dans son édition numérique La France face aux neuf limites planétaires en 2024. La contribution française à la transgression mondiale n'est pas négligeable : artificialisation des sols (chaque hectare imperméabilisé annule définitivement sa capacité de rétention d'eau verte), homogénéisation des cultures qui réduit la résilience hydrique des sols, perte de matière organique des sols agricoles (les sols cultivés français ont perdu en moyenne 50 % de leur stock de carbone organique depuis le début du XXᵉ siècle, ce qui dégrade leur capacité de stockage d'eau). Une étude de l'INRAE estime que l'augmentation de 1 % du taux de matière organique d'un sol augmente sa réserve utile en eau d'environ 1,5 mm sur les 30 premiers cm.

Conséquences pratiques pour la gestion#

Distinguer eau verte et eau bleue change concrètement plusieurs raisonnements de politique publique. Premier point : les arrêtés sécheresse qui restreignent l'irrigation, en période de crise, ne touchent qu'une fraction marginale de la consommation agricole réelle. Ils protègent les débits de rivière et les usages prioritaires (eau potable), ce qui est légitime, mais ne réduisent pas significativement la "consommation d'eau" de l'agriculture au sens du bilan hydrologique. La consommation principale, c'est l'évapotranspiration des cultures pluviales, qui se poursuit indépendamment des arrêtés.

Deuxième point : la sobriété hydrique agricole ne se résume pas à l'efficience de l'irrigation. Améliorer la rétention en eau des sols par retour de matière organique (compost, biochar, couverts végétaux), réduire l'évaporation directe par le mulch ou les cultures associées, choisir des assolements adaptés au climat local, ce sont des actions d'eau verte invisibles dans les statistiques de prélèvement mais qui pèsent plus lourd dans le bilan global. L'agriculture régénérative et l'agroécologie travaillent prioritairement sur l'eau verte.

Troisième point : la reforestation à grande échelle, souvent présentée comme une solution sans coût, augmente la consommation locale d'eau verte au détriment du débit des rivières en aval. Ce trade-off est rarement explicité dans les plans de plantation. Sur certains bassins méditerranéens, la couverture forestière a multiplié par deux ou trois depuis 1950 (déprise agricole), et plusieurs études chiffrent une baisse de 20 à 30 % des débits d'étiage attribuable à cette évolution.

Quatrième point : l'empreinte hydrique des produits importés. La France importe massivement des produits agricoles dont l'eau verte est consommée à l'étranger. Un kilo de bœuf importé du Brésil incorpore environ 15 000 litres d'eau verte (alimentation animale comprise). Une tonne de soja brésilien, environ 2 000 m³. Ce "transfert virtuel d'eau" déplace la pression hydrique vers des régions qui sont souvent les moins équipées pour la gérer durablement.

Vers une comptabilité hydrique complète#

L'intégration explicite de l'eau verte dans les bilans publics français reste largement à construire. Quelques signes vont dans le bon sens : la chaire INRAE évoquée plus haut, les premiers travaux du SDES sur la part française des limites planétaires, et l'évolution des schémas d'aménagement et de gestion des eaux (SAGE) qui commencent à intégrer la gestion du sol et des couverts dans les volumes prélevables. À l'échelle internationale, le Water Footprint Network et la FAO publient depuis 2010 des bases de données qui distinguent les trois composantes (bleue, verte, grise) pour tous les bassins versants et toutes les filières agricoles.

Pour les décideurs publics français, le passage à une comptabilité complète aura plusieurs implications. Il faudra accepter que les politiques de l'eau dépassent largement le périmètre des agences de l'eau actuelles, qui se concentrent sur les masses d'eau au sens de la Directive cadre 2000/60/CE (donc sur l'eau bleue). Il faudra croiser systématiquement les politiques agricole, forestière et hydrique, alors qu'elles sont aujourd'hui pilotées par des ministères différents avec peu d'articulation opérationnelle. Et il faudra accepter que certains arbitrages, longtemps considérés comme techniques, redeviennent politiques : qui décide combien de m³ de pluie va dans la culture A plutôt que dans la culture B, dans la forêt C plutôt que dans la rivière D ?

La distinction eau verte / eau bleue, en apparence un simple raffinement de vocabulaire, ouvre en réalité un chantier institutionnel de fond. Trente ans après Falkenmark, l'hydrologie scientifique a tranché. La gouvernance, elle, n'a pas encore intégré la conséquence : ce qui n'est pas compté n'est pas géré, et l'eau verte, à ce jour, n'est toujours pas vraiment comptée.