Des innovations radicalement différentes

Le maintien du statu quo et les choix technologiques traditionnels pour la gestion des eaux urbaines ne suffiront pas pour relever les nombreux défis identifiés dans les centres urbains. Il faut introduire des approches et des technologies novatrices qui permettent d’optimiser les ressources et les coûts. Ces technologies, comme les membranes de filtration, l’oxydation avancée, les systèmes hybrides de traitement naturel et ultramoderne, les piles à combustible microbiennes, l’électrochimie et les nanotechnologies, ont donné naissance à de nouvelles méthodes de gestion des eaux urbaines grâce à la réutilisation efficace de l’eau et des nutriments et à la récupération d’énergie. Cet axe d’étude comporte des sous-thèmes importants tels que la notion de machine à eau, les sources d’eau alternatives, les systèmes naturels reconsidérés comme des éléments importants du système d’eaux urbaines et l’utilisation de réseaux intelligents.
 
Certaines innovations comme les approches semi-centralisées, correspondent bien à la notion de valorisation de l’eau (machine à eau) dont l’objet est de tirer le meilleur parti possible d’une seule ressource. Ainsi, une matière première (eaux usées de qualité variable) pénètre dans la machine à eau et génère de nombreux produits – nutriments, énergie et eau – qui deviennent des ressources. Il y a là une perspective d’économie verte pour de petites entreprises qui recueillent divers avantages des flux d’eaux usées. Partant du principe que toutes les eaux sont bonnes, il y a lieu d’encourager les approches qui mettent sur le même plan la qualité et l’utilisation de l’eau pour en améliorer l’efficacité. Grâce aux technologies innovantes, l’eau récupérée peut être maintes fois réutilisée pour des finalités différentes qui n’exigent pas toutes la même qualité. En milieu urbain, les systèmes naturels peuvent être utilisés pour le traitement, la récupération des ressources et l’effet tampon qu’ils produisent sur le milieu naturel. À mesure que les connaissances fondamentales des systèmes de traitement naturels (STNs) progressent, ces technologies sont de plus en plus utilisées pour améliorer la qualité de l’eau potable et des eaux pluviales ainsi que le traitement des eaux usées pour la recharge et l’évacuation en toute sécurité des eaux souterraines.
 
Grâce aux TIC et aux approches adaptatives, les réseaux intelligents permettent de concevoir, de contrôler et d’entretenir des systèmes d’eaux urbaines d’une manière qui optimise la quantité d’eau, la qualité de l’eau et l’empreinte hydrique.
 
L’objectif de cet axe d’étude est d’étudier les approches novatrices disponibles et les technologies radicalement différentes qui sont les plus propices à l’optimisation des ressources et des coûts dans les zones urbaines.
 
Objectifs spécifiques
  • Recenser les diverses méthodes de gestion des eaux urbaines, en allant des méthodes conventionnelles jusqu’aux approches distribuées et en mesurant leur performance en fonction de la taille de la ville et de la région. Les plans de gestion des eaux urbaines doivent inclure des solutions à long terme pour financer la construction et l’entretien des infrastructures hydrauliques et de traitement des eaux usées.
  • Expliciter le concept de machine à eau en milieu urbain en définissant les différentes manières de l’utiliser, les conditions dans lesquelles il pourrait être maximisé, et les éventuelles conséquences dans les villes des pays développés et des pays en développement ; pour cela, actualiser et caractériser les sources non conventionnelles actuelles et potentielles d’approvisionnement en eaux urbaines ainsi que les moyens d’améliorer leur efficacité.
  • Favoriser une meilleure compréhension du rôle des nappes souterraines urbaines en tant que source d’alimentation en eau au sens classique du terme, mais également des risques d’un captage non maîtrisé d’eaux polluées sous la ville elle-même, phénomène dynamique qui passe souvent inaperçu et comporte d’autres risques, par exemple l’augmentation de la nappe phréatique provoquée par une fuite et la contamination de l’eau potable qui peut en résulter lorsque la nappe recouvre le réseau d’égouts et/ou d’approvisionnement en eau.
  • Dresser un inventaire systématique des systèmes de traitement naturels existants en évaluant leur performance et leurs perspectives dans un milieu urbain, les possibilités d’intensifier leur utilisation, et étudier de nouvelles approches, en particulier celles qui font intervenir des concepts écohydrologiques.
  • Analyser les méthodes les plus récentes de conception de réseaux intelligents applicables à la gestion des eaux urbaines, les conditions dans lesquelles ils pourraient se développer et leurs avantages potentiels, en particulier dans les villes des pays en développement.