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Innovative stormwater asset management in future cities

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Une gestion des actifs pour des villes plus résistantes aux inondations grâce à la nature

L’eau de ruissellement constitue une menace pour les villes en raison des inondations qu’elle provoque, mais elle présente également des avantages pour la biodiversité et l’approvisionnement en eau potable. Fort de cela, Mind4Stormwater a associé les besoins en matière de gestion de l’eau à des innovations en matière de surveillance en temps réel, afin d’améliorer des solutions basées sur la nature.

Changement climatique et Environnement

Les inondations causées par les eaux de ruissellement sont souvent symptomatiques d’une infrastructure de drainage conçue plutôt pour lutter contre la nature, que pour faire équipe avec elle. Il existe une tendance récente visant à passer de la lutte contre les inondations basée sur des réseaux de drainage «gris» (construits), coûteux et nécessitant beaucoup d’entretien, à des systèmes hybrides intégrant des solutions basées sur la nature. Ces solutions permettent non seulement de restaurer la perméabilité des villes en gérant la pluie à la source – ce qui réduit les risques d’inondation tout en augmentant la disponibilité des eaux souterraines – mais elles sont également bénéfiques pour l’environnement. Parmi les atouts les plus populaires figurent les jardins de pluie, les rigoles de rue ou les fosses de plantation d’arbres. La variété de forme et de composition de chaque solution permet de facilement l’adapter aux différents contextes locaux. «Mais l’avantage de ces solutions naturelles – leur diversité et leur adaptabilité – constitue souvent leur faiblesse, car elles exigent une gestion sur mesure», explique Frédéric Cherqui, chargé de recherche du projet Mind4Stormwater, soutenu par le programme Actions Marie Skłodowska-Curie. «Et comme ces actifs sont encore jeunes, datant pour la plupart de moins de 30 ans, leurs performances et leurs exigences à long terme sont relativement inconnues.» Mind4Stormwater a adapté des systèmes de surveillance récents, peu coûteux, connectés et open-source aux infrastructures hydrauliques, pour contribuer à renforcer la confiance du marché dans ces solutions, tout en générant des données sur leurs performances à long terme.

La plateforme experte

Bien que les preuves scientifiques soient convaincantes quant aux avantages obtenus en complétant les infrastructures «grises» (canalisations) par des solutions basées sur la nature, il convient dans un premier temps d’instaurer une certaine confiance à l’égard de ces solutions avant de les adopter à grande échelle, notamment auprès des autorités municipales. «Les solutions hybrides requièrent différentes approches de gestion. Elles sont plus discontinues et plus répandues que les infrastructures grises, et peuvent être multifonctionnelles, ce qui nécessite des compétences à la fois en génie civil et en science des écosystèmes», ajoute Frédéric Cherqui, de l’université Lyon 1, qui accueille le projet. La surveillance des infrastructures est traditionnellement une activité onéreuse et à forte intensité de main-d’œuvre, mais les récentes avancées technologiques – alimentées par la baisse des coûts, la miniaturisation, la facilité d’accès, la modularité et la programmation open-source – offrent des solutions de collecte de données en temps réel. Mind4Stormwater a démontré l’ensemble de la chaîne de surveillance, du développement et de l’installation des capteurs à la visualisation des données et aux alertes en temps réel. Après les tests en laboratoire, l’équipe a conçu et installé des systèmes de surveillance en partenariat avec Melbourne Water, en Australie, et le Grand Lyon, en France. Le déploiement comprenait des zones fortement urbanisées (telles que Melbourne et Lyon) et un lieu éloigné (Officer, Australie), couvrant une gamme de solutions comprenant des zones humides, des toits verts et des cours d’eau. Des plateformes en ligne utilisées par les pilotes australiens et français ont recueilli des informations provenant de capteurs, telles que les niveaux d’eau, la turbidité de l’eau, la quantité de pluie et des caractéristiques environnementales telles que la température et l’humidité de l’air, fournissant ainsi des données de performance directes et indirectes. Les utilisateurs pouvaient visualiser ou télécharger les données en temps quasi réel: toutes les 5 à 30 minutes, selon la configuration. Des alertes ont été configurées pour les situations inattendues, liées à la solution ou au système de surveillance lui-même.

Encourager «l’hydrocitoyenneté»

Mind4Stormwater contribue directement à la volonté du pacte vert pour l’Europe de rendre les villes plus durables. «Il s’agit d’une opportunité commerciale, qui offre des emplois verts aux fabricants, installateurs et gestionnaires de systèmes de surveillance, sans parler du marché des données», souligne Frédéric Cherqui. «Étant donné que ces actifs se trouvent souvent à l’extérieur, il s’agit d’une occasion formidable d’impliquer les citoyens, l’accès gratuit et convivial aux données de surveillance représentant un premier pas vers la sensibilisation à la gestion de l’eau.» Les connaissances, les données et le matériel de Mind4Stormwater sont libres d’accès et largement disponibles. L’équipe continue d’évaluer les avantages de ces solutions de drainage, ce qui nécessitera des années de tests supplémentaires. Ce faisant, elle tirera parti des innovations en constante évolution dans le domaine de la communication, de la détection et des mégadonnées. Par ailleurs, l’impact environnemental du système de surveillance lui-même sera évalué, avec la possibilité d’intégrer de l’électronique organique. S’appuyant sur les résultats de Mind4Stormwater, le projet Co-UDlabs, financé par l’UE, fait désormais également progresser les connaissances et l’innovation en matière de systèmes de drainage urbain.

Mots‑clés

Mind4Stormwater, inondation, résilience, drainage, basé sur la nature, infrastructure grise, surveillance, pacte vert, niveaux des eaux, pluie, villes

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