Dans le monde, près d’un milliard de personnes n’ont pas accès à une source d’eau « améliorée », c’est-à-dire disponible à la maison, dans un puits protégé ou un réservoir public. Ces personnes sont donc obligées d’attendre la venue de camions-citernes et de vendeurs ambulants, ou de se rendre dans des puits non protégés, où l’eau est rarement potable. Tous les ans, en parallèle, deux millions de décès sont causés par des maladies liées à l’insalubrité de l’eau. Quotidiennement, deux milliards de personnes utilisent des points d’eau contaminés par des matières fécales. D’ici 2025, plus de la moitié de la population mondiale vivra dans des régions soumises au stress hydrique, ou pénurie d’eau.

Ces chiffres alarmants de l’OMS, révélés lors de la COP24, la négociation internationale de Katowice sur le climat, Marc Vergnet les a probablement en tête quand il planche sur son dispositif de traitement de l’eau salée. Un système unique au monde, qui permet de transformer l’eau de mer en eau douce grâce à l’énergie solaire. Et ainsi, de lutter contre le manque planétaire d’eau potable.

Le dispositif Osmosun
Crédits : Mascara

Son nom ne vous dit peut-être rien, mais Marc Vergnet est une célébrité dans le monde des énergies renouvelables. Pionnier du développement durable, cet infatigable inventeur compte à son actif 18 brevets – de pompes à eau, d’éoliennes anticycloniques escamotables, de chauffe-eau solaires, et d’autres machines révolutionnaires destinées à se passer autant que possible des énergies fossiles et de la doctrine nucléaire.

Officiellement à la retraite, l’ancien chef d’entreprise demeure, à 75 ans, un entrepreneur hyperactif, bien décidé à alimenter le monde entier en eau. C’est ainsi récemment, en 2015, qu’il a lancé Mascara, une start-up dont le but est de dessaler l’eau de mer grâce au solaire. Mais son action écologiste ne date pas d’hier, cela fait déjà 40 ans qu’il s’implique activement dans des projets de recherche et développement liés à la pénurie d’eau, à l’énergie solaire, à l’éolien, et plus globalement, aux énergies renouvelables que nous fournissent les éléments naturels.

La pompe à eau Vergnet

Les premiers faits d’arme de cet ingénieur agronome, ex-« monsieur renouvelable » de l’Ademe, sont étroitement liés à l’eau et à l’Afrique. Au début des années 1970, les pays du Sahel – Sénégal, Mauritanie, Haute-Volta (aujourd’hui Burkina Faso), Niger, Tchad – traversent de graves difficultés alimentaires, aggravées par une terrible sécheresse, elle-même causée par un climat de plus en plus aride. En Haute-Volta, par exemple, l’eau se fait alors rare, et les puits qui alimentaient autrefois les villages en eau grâce à des pluies abondantes sont désormais asséchés, ou s’épuisent rapidement. En poussant les villageois à consommer de l’eau non-potable, cette pénurie favorise alors les maladies hydriques – du choléra à la typhoïde, en passant par la salmonellose et la dysenterie.

Marc Vergnet

C’est dans ce contexte que Marc Vergnet, tout juste diplômé de l’institut national d’agronomie (INA) et de l’École Nationale du Génie Rural des Eaux et Forêts (ENGREF), se rend à Ouagadougou, la capitale de la République de Haute-Volta, en 1969, avec sans le savoir une solution dans ses bagages. Jeune ingénieur agronome de 26 ans, il a déjà déposé l’année précédente sept brevets lorsqu’il était en stage au Centre national d’études et d’expérimentation de machinisme agricole d’Antony, dans les Hauts-de-Seine. « J’ai découvert que j’aimais créer des choses, même quand elles ne marchaient pas », se souvient-il aujourd’hui en riant. En Afrique, l’inventeur en herbe né en Algérie va pouvoir mettre cette nouvelle passion au service des autres.

Lui qui depuis son adolescence n’a qu’une envie, « participer au développement rural de ce continent dont j’étais amoureux », a réussi à décrocher, au nom du ministère français de l’Agriculture, une mission dans le domaine du génie rural des eaux et des forêts au Burkina Faso. « Je me suis retrouvé à la direction de l’hydraulique et de l’équipement rural, en tant que directeur adjoint, chargé de la gestion de l’eau, des barrages et de l’irrigation. Avec d’énormes moyens, dans un contexte où l’on pouvait faire des choses. Et on en a fait », relate-t-il. Il est alors fortement marqué par les sécheresses mortelles qui frappent le Sahel : « Des hommes et des femmes mouraient de soif, alors qu’il y avait bel et bien de l’eau dans le sol ! Je me disais, avec tout mon idéalisme de l’époque : ce sont des terres très fertiles, si on avait de l’eau, on pourrait sauver l’Afrique. Il manquait juste des techniques pour la puiser en quantité, sans la polluer. »

Face aux puits qu’il creuse dans la brousse, mais qui se tarissent en moins d’un an à cause de la sécheresse, le jeune ingénieur agronome trouve la solution. « J’ai eu l’idée de réaliser des forages, qui permettent de produire beaucoup plus d’eau, et qui surtout ne se tarissent pas », explique-t-il. Problème : « Un forage, c’est étroit et il faut une pompe. Or, on ne pouvait pas utiliser de pompe standard (mécanique) en Afrique, car leur maintenance s’avérait trop compliquée, les habitants de ces villages isolés ne maîtrisant pas les techniques d’adduction d’eau. J’ai alors dû inventer une pompe qui soit à la portée de la maintenance par des non initiés, dans un village, et surtout, que les femmes puissent entretenir, car c’étaient les femmes qui avaient là-bas la responsabilité de l’eau. »

En 1973, en cachette « afin de ne pas froisser les scientifiques de l’époque, qui ne croyaient pas à la solution des puits de forage », l’ingénieur crée finalement la « pompe Vergnet » – une pompe manuelle à transmission hydraulique facile à entretenir et fonctionnant grâce à l’action des pieds sur une pédale. Sans pistons ni tringles, dix fois plus légère que les équipements mécaniques, « elle s’inspire du cœur humain », selon son inventeur. « Elle est comme une sorte de cœur immergé au fond du forage, qui est capable de chercher l’eau plus en profondeur (130 mètres), puis de la pulser. » Un seul coup de pédale permet de canaliser un demi-litre d’eau.

Ayant également compris que les pays du Sud avaient tout intérêt à « s’approprier leurs propres outils, plutôt qu’à utiliser des technologies vendues par les pays développés sans aucun suivi », le spécialiste des barrages en terre forme en parallèle la population locale, afin qu’elle fabrique, entretienne et commercialise elle-même le matériel de cette pompe innovante, via de petites sociétés de pièces détachées. « Cette pompe a été un vrai succès. À chaque fois qu’on se rendait dans un autre pays africain, je créais une société, avec des amis locaux, afin de gérer les pièces détachées, tout le système d’après-vente », relate Marc Vergnet.

Au total, il crée un réseau de 350 magasins de pièces détachées (au Mali, en Tanzanie ou au Rwanda). 3 000 mécaniciens, formés et équipés, sillonnent les villages à vélo, et y entretiennent encore aujourd’hui quelque 110 000 hydropompes approvisionnant en eau potable des centaines de milliers de personnes, dans de petits villages perdus dans la brousse africaine, mais aussi en Indonésie, au Vietnam et aux Philippines.

Pour le jeune ingénieur de l’époque, « ce fut une aventure fabuleuse, parce qu’il y avait la technologie, mais surtout parce que j’ai découvert réellement le développement durable, et que j’ai pu prouver qu’il était possible d’alimenter en eau même les populations les plus reculées, tout en leur permettant de tirer des pièces détachées un petit pécule ». En outre, note-t-il, cette pompe aurait permis d’éliminer, là où elle a été utilisée, jusqu’à 98 % des maladies d’origine hydrique.

En parallèle, Marc Vergnet invente un moteur solaire thermodynamique basse température, qui permet de réchauffer l’eau à partir d’un baril et d’un moteur à expansion. « Ce chauffe-eau s’est vite répandu en Afrique, à une époque où personne ne croyait au solaire », dit-il. « C’est comme ça que sont nés les deux grands axes de toute ma vie : l’eau et le solaire. »

L’aventure éolienne

En 1973, le premier choc pétrolier plonge l’économie française dans le rouge, et l’idée d’une alternative aux énergies fossiles commence à germer – via le nucléaire, mais aussi, dans une moindre mesure, via le solaire. C’est dans ce contexte que l’ingénieur agronome rentre en France. « À l’époque, tous les grands groupes – Total, CGE, Alstom, Renault – ont pris conscience qu’il se passait quelque chose avec le solaire. Ils se sont intéressés à mon moteur thermodynamique, et l’ont repris », indique-t-il. Après plusieurs années à promouvoir et à vendre ses chauffe-eau solaires et ses hydropompes au sein de l’Ademe, où il est en charge du programme « priorité énergies renouvelables », il fonde en 1989 une société qui porte son nom : le groupe Vergnet. Une petite entreprise, créée dans une loge de concierge parisienne avec quatre salariés, spécialisée dans le pompage d’eau, mais aussi le solaire… puis l’éolien.

À l’époque, la production d’énergie grâce au vent est quasiment inexistante en France. Cela ne fait que deux ans que la Compagnie du Vent a installé la toute première (et unique) éolienne française, à Port-la-Nouvelle, dans l’Aude. Et contrairement à des pays comme le Danemark et la Norvège, qui développent des éoliennes à grande échelle, la France a fait le choix de miser sur un vaste programme nucléaire. Il faudra attendre 1996, quelques temps avant le protocole de Kyoto destiné à lutter contre les émissions de gaz à effet de serre, pour que le gouvernement lance le projet « Éole », destiné à développer l’usage du vent comme ressource énergétique renouvelable, en installant des fleurs géantes un peu partout dans l’Hexagone d’ici 2005.

Dans le même temps, à des milliers de kilomètres de la métropole, l’éolien demeure une option technique quasi impossible – dans les zones côtières soumises aux cyclones et aux tempêtes tropicales. Difficile dans ces régions, situées le plus souvent en Afrique et dans les Caraïbes, d’installer d’imposantes éoliennes… tandis que l’électricité produite à partir du pétrole est trop onéreuse. Face à cette impasse, Marc Vergnet s’apprête encore une fois à proposer une solution révolutionnaire.

En 1993, il se lance donc, contre toute attente, dans une nouvelle aventure, celle du vent. Mais il oublie vite l’idée de travailler dans ce domaine en France métropolitaine, et s’intéresse de nouveau aux pays du Sud. « À l’époque, le solaire se développe très lentement en France, et pour ce qui est de l’énergie produite grâce au vent, les grands industriels, comme EDF, sont alors carrément réticents, d’où mon envie d’aller ailleurs dans le monde. » En plus de multiplier ses pompes à eau et ses moteurs solaires dans toute l’Afrique, l’ingénieur agronome décide alors de créer une technologie permettant de produire de l’énergie dans des endroits encore une fois isolés, éloignés ou difficile d’accès, mais où les vents sont forts.

« Dans toutes les régions des alizés, il y a des cyclones. J’ai donc eu l’idée de concevoir des éoliennes dont les mâts sont maintenus par des haubans, et qui se rabattent au sol à l’approche des cyclones. On les rabat en une à deux heures selon leur taille, et on les sangle au sol quand les vents extrêmes se présentent… Cela permet de produire de l’électricité avec des coûts très bas. » Entre 1993 et 2007, ses éoliennes anticycloniques basculantes, les seules au monde de moyenne puissance (de 20 à 1 MW), fleurissent à travers le monde – dans les DOM-TOM (Guadeloupe, Réunion, Nouvelle-Calédonie), mais aussi au Vanuatu, aux Samoa, à Cuba, au Chili, en Éthiopie et en Mauritanie. Au total, plus de 600 machines essaiment alors à travers le globe.

En 2007, Vergnet est introduite en bourse et prend une dimension industrielle. Tandis que la majorité des éoliennes construites en France le sont alors par des industriels étrangers (l’allemand Nordex, le danois Bonus et l’espagnol Gamesa couvrent à ce moment-là deux tiers du marché dans l’hexagone), Vergnet et le nordiste Jeumont Electric sont les seules entreprises françaises à en fabriquer, et représentent respectivement 6 et 3 % du marché. Mais dans les DOM-TOM et les zones en proie aux cyclones, les machines Vergnet de petite et moyenne puissance prédominent et supplantent les concurrents danois Vestas et Neg-Micon.

C’est alors que deux lois françaises ralentissent l’activité éolienne de Marc Vergnet. La loi Grenelle 2 interdit l’installation de parcs d’éoliennes à moins de 500 mètres des habitations, dans un but de protection de l’environnement. En parallèle, la loi Littoral oblige les industriels à construire leurs éoliennes « dans la continuité urbanistique » – autrement dit, à côté des maisons. « Ces deux lois ont bloqué le développement des éoliennes, et en l’espace de trois mois, toute notre activité dans ce domaine s’est arrêtée », explique l’inventeur. Que la raison en incombe à ces deux lois ou à une chute de la demande, toujours est-il qu’en 2008, Vergnet frôle la faillite, et que cinq ans plus tard, l’entrepreneur décide de la quitter. Et de déplorer le fait que « la France a raté, à cette époque, le coche de l’industrie du renouvelable ».

Désormais remis sur pied après une restructuration par un consortium financier, le groupe Vergnet compte à ce jour l’installation de plus de 900 éoliennes dans le monde entier. Car même si face aux géants que sont Siemens, Enercon et Nordex, l’entreprise demeure un petit Poucet avec seulement 0,5 % de part de marché au niveau mondial, elle demeure en 2018 le seul fournisseur d’éoliennes anticycloniques.

Crédits : Vergnet

Le rebond Mascara

À 72 ans, Marc Vergnet continue de participer à Vergnet Hydro, la société créée en 2004 pour séparer les activités « eau » des activités « énergies » de son ancien groupe. Mais s’il pense alors « mériter une bonne retraite », il conserve l’envie d’aider les populations pauvres du globe, en particulier concernant leur accès à l’eau et à l’énergie. Et il s’avère qu’en 2013, le réchauffement climatique, qui s’accentue depuis une dizaine d’années, commence sérieusement à menacer une bonne partie de l’humanité. Selon les prévisions de l’OCDE, près de 3,9 milliards de personnes pourraient être amenées à manquer d’eau d’ici 2040, soit plus de la moitié des êtres humains vivant sur cette planète. D’ici 2080, trois fois plus d’hommes devraient souffrir « de pénuries d’eau sévères ».

Dans le même temps, l’ironie veut que l’eau recouvre 71 % de la surface de la Terre, mais que 97,5 % de cette eau est salée. C’est pourquoi des pays comme l’Algérie, la Lybie, Singapour et Dubaï commencent alors à investir (126 milliards de dollars en 2009) dans des usines de dessalement, destinées à retirer le sel de l’eau de mer. Et c’est aussi pourquoi Marc Vergnet se remet vite en selle, oublie son ancienne entreprise et imagine un système de dessalement d’eau de mer innovant, reposant sur l’énergie qui l’a accompagné pendant des années en Afrique : le solaire.

« J’avais ce rêve depuis une quinzaine d’années : utiliser le soleil pour dessaler l’eau de mer et produire de l’eau douce, afin d’aider à limiter la pénurie d’eau mondiale », se souvient-il. L’ingénieur retraité fonde alors Mascara, avec une quinzaine de salariés et son associé, Maxime Haudebourg, écologiste convaincu et ex-professeur d’électrotechnique et d’automatisme. Ensemble, ils développent une centrale baptisée « Osmosun », qui repose sur le procédé innovant de l’osmose inverse. « La pression osmotique est un mécanisme naturel qui pousse un fluide léger (l’eau douce) vers un fluide plus concentré (l’eau salée). Avec l’osmose inverse, on exerce sur l’eau de mer une pression supérieure à la pression osmotique, en la poussant à travers une membrane qui ne laisse passer que l’eau douce », explique l’inventeur.

Crédits : Mascara

« En vingt ans, personne n’avait réussi à faire tourner des unités d’osmose avec du soleil. L’unité d’osmose standard de l’époque marchait très bien, mais avec des groupes électrogènes, sans puissances variables. Tandis qu’avec notre système, une membrane détermine, instantanément, sans intervention humaine, tous les paramètres de fonctionnement (débit, pression), ce qui permet de les faire varier au grès de la puissance solaire. Le matin, le soleil arrive et l’installation démarre, le soir il disparaît et la machine s’arrête », décrit encore l’infatigable inventeur.

Pourquoi se lancer ainsi dans ce projet de dessalement solaire de l’eau de mer ? « Avant, je donnais de l’eau là où il y en avait dans le sous-sol, là où il y avait de l’énergie (éolienne, solaire), mais le problème c’est que l’eau accessible, renouvelable, est facturée, il n’y en a plus assez. L’humanité manquera d’eau et le changement climatique va accentuer les choses. Ainsi, à la différence de ce que je faisais avant en Afrique avec mes pompes, au lieu de chercher de l’eau, j’en crée via les énergies renouvelables, en la renouvelant à partir des océans et des mers. »

Actuellement, les unités de dessalement Osmosun produisent entre 40 et 300 m³ (1 m³ équivalant à 1 000 litres) d’eau douce par jour, sans batterie – à titre de comparaison, en France, la consommation d’eau moyenne d’un ménage est d’environ 40 m³ par an et par personne, selon le CNRS. Le marché mondial du dessalement pèse aujourd’hui 10 milliards de dollars par an, et ce chiffre pourrait être multiplié par dix d’ici à 2030. Dans les pays du Golfe persique, la majorité de l’eau potable est déjà issue de cette méthode – En Arabie saoudite, par exemple, 70 % de l’eau vient de la mer. « Mais les unités, aussi grosses que des usines, fonctionnent toutes au diesel, émetteur de CO2, et sont presque obligatoirement édifiées sur les côtes. Osmosun, au contraire, est une machine de petite taille qui peut être montée en dix jours dans des endroits éloignés des côtes, et elle ne nécessite aucune source d’énergie que le soleil. Résultat, une fois la machine payée, le coût de production de l’eau douce est environ trois fois moins cher qu’avec les procédés classiques », garantit Marc Vergnet.

Des unités Osmosun sont actuellement en cours de déploiement à Abou Dabi, dans le cadre du projet Masdar City, une « cité éco-durable » actuellement en construction. Des appels d’offre pour produire de l’eau douce à partir de l’eau de mer ont été lancés dans le monde entier. Suez, Veolia, Abengoa et Trevi Systems y ont développé chacun une usine pilote. « Mais nous les avons vite supplantés avec notre technologie solaire. Au bout d’un an et demi, nous avons eu de meilleurs résultats (40 m³/jour d’eau douce produite par jour, en autonomie complète), ce qui nous a permis de nouer un partenariat étroit avec la société Masdar, qui porte le projet du même nom, pour la commercialisation de nos systèmes », affirme l’entrepreneur.

D’autres centrales Osmosun ont été installées à Bora Bora, sur l’île Maurice et en Afrique du Sud. Des pays comme le Cap Vert et le Maroc seraient également intéressés, de même que les groupes Suez et Veolia. Mais pas question pour Marc Vergnet de céder aux sirènes de l’argent : « Nous ne vendrons pas Mascara. Notre but n’est pas le profit, mais de donner de l’eau à des gens qui n’en ont plus. »

À l’heure où, selon le Conseil mondial de l’eau, plus d’un milliard de personnes n’ont toujours pas accès à l’eau potable, « cette technologie est porteuse d’espoirs », insiste Marc Vergnet. Pour lui, les unités Osmosun devraient permettre à terme d’éviter de grandes migrations climatiques : « Il y a des îles et des pays où demain, des gens seront obligés de partir car ils n’auront plus d’eau ; alors que si vous leur donnez la possibilité de dessaler l’eau de mer, ils resteront. » L’entrepreneur militant observe que l’eau devrait vite devenir « le problème n°1 » de l’humanité. « En Tunisie, où nous avons déjà testé nos machines, les enfants qui naissent aujourd’hui boiront bientôt de l’eau dessalée, car il n’y a plus d’eau douce. Au Cap-Vert, d’où je reviens tout juste, 99 % de l’eau vient de l’océan Atlantique. Et quand vous allez aux Émirats arabes unis, en Arabie saoudite, ou même aux États-Unis, dans le Colorado, il n’y a déjà plus d’eau ! » prévient-il.

En évitant une pénurie d’eau potable (en particulier dans les pays du Sud), le dessalement solaire de l’eau de mer pourrait également éviter des conflits armés : « Les guerres sont et seront de plus en plus liées à l’accès aux ressources naturelles existantes. Les Israéliens sont en train de créer d’immenses unités de dessalement, mais avec du pétrole, car sinon ils manqueraient d’eau. Et pour les pays qui n’ont pas les moyens de se payer du pétrole, le seul espoir est ce dessalement via le solaire. »

Reverdir le désert

Le dérèglement climatique se manifeste aussi, principalement en Afrique, par l’avancée du désert, contrecoup de la sécheresse et de l’augmentation de la température. Selon les travaux de la COP 24, le continent, dont les deux tiers du territoire sont constitués de zones désertiques ou arides, est menacé de famine – 240 millions d’Africains souffrent aujourd’hui d’insécurité alimentaire, et d’ici 2050, ce chiffre pourrait grimper à 600 millions de personnes, si rien ne change. D’après le Centre commun de recherche (JRC), organisme scientifique de l’Union Européenne, l’effet combiné de l’épuisement des sols et du changement climatique pourrait réduire les récoltes et la production agricole de 50 % d’ici 2050 en Inde, en Chine et en Afrique subsaharienne.

C’est pourquoi, en parallèle du dessalement de l’eau de mer, Marc Vergnet planche sur un autre projet lié à cette problématique. Bien décidé à « reverdir le désert », ou en tout cas à combattre son avancée, il projette depuis 2017 de créer dans les zones arides des « pôles de vie et d’eau ». « Ce que je voudrais démontrer un jour, c’est que l’eau est partout, même dans les zones désertiques, où elle est salée. C’est pourquoi chez Mascara, nous avons créé une machine très simple, qui permet de produire de l’eau à des prix très bas, afin d’imaginer l’irrigation dans le désert grâce au dessalement solaire », remarque l’inventeur. À terme, il espère pouvoir créer dans le désert de multiples « îlots de développement », semblables à des oasis, entre un et deux hectares de circonférence, afin de permettre d’y développer l’agriculture. « Nous avons déjà testé une première unité de dessalement pilote, au Cap-Vert et bientôt au Sénégal », indique-t-il.

Nicolas Hulot clôture la cérémonie de remise des prix aux lauréats de l’appel à projets « Solutions innovantes pour l’accès à l’énergie hors réseaux » (Hôtel de Roquelaure – Paris)

Le dernier projet lié au désert de l’hyperactif Marc Vergnet consiste à utiliser dans les zones chaudes et arides des polymères semblables à ceux qui se trouvent dans les couches-culottes (de par leur capacité à absorber et à stocker l’eau), qui permettraient, placés aux pieds des arbres, de nourrir leurs racines. « C’est un système qui est encore à l’état de prototype, mais qui fonctionne, et que nous devrions prochainement tester à Abou Dabi. »

Clairement, l’ingénieur, qui a consacré toute sa vie au développement durable, n’est pas prêt de prendre véritablement sa retraite. Il préside à l’heure actuelle Mascara bénévolement. « Je ne suis pas payé, mais je m’y investis gratuitement depuis cinq ans car je crois à ce projet. La retraite, j’y pense, mais j’oublie vite, face à la volonté d’agir à mon niveau pour changer les choses », lance-t-il en souriant. « Et quand l’heure de la retraite véritable aura sonné, je fais confiance aux jeunes pour reprendre le flambeau : la moyenne d’âge de l’entreprise est de 32 ans… et ils sont tous comme moi ! »