Bilan de 2013 à 2018 des programmes de recherche dans le thème : Innovations dans la gestion du cycle urbain de l’eau

Cette thématique s’inscrit dans une nouvelle approche de la place de l’eau et de la nature en ville. Il s’agit d’explorer les voies possibles d’évolution des systèmes d’assainissement qui permettraient de faire face aux enjeux du XXIe siècle : maximiser la valorisation des ressources carbonées, azotées et phosphorées aujourd’hui présentes dans les eaux usées, créer des ressources en eau alternatives, tout en limitant la consommation d’énergie et l’impact environnemental du système urbain.

1. Valorisation des eaux urbaines

Ressources alternatives à l’eau potable pour les différents usages domestiques et urbains

• Caractériser les nouvelles ressources (eaux de pluie, grises et d’exhaure)
  • Contamination des eaux grises et évolution durant le stockage (thèse S. Deshayes, S. Zhang)
  • Optimisation des systèmes de récupération des eaux de toitures (thèse Y. Qiao)
• Analyser les contraintes inhérentes aux réseaux centralisés
  • Diversifier l’alimentation du double réseau d’eau non potable parisien (thèse de C. Trinh)

Ressource – Qualité/Usage - Adaptation

Potentiels de diffusion des techniques alternatives de gestion de l’eau pluie

• Prendre en compte les formes urbaines (Eaubadd)
• Prendre en compte les paysages urbains (PICRI, Réinventer l’eau en ville)

Arrangements de politiques publiques à l’échelle des territoires

• Prendre en compte les formes de gouvernance dans les projets urbains des métropoles françaises et chinoises, (post-doc de Y. Li, thèse de A. Ernest)

Prospective – Mise en œuvre

Ressources carbonées, azotées et phosphorées présentes dans les eaux usées

• Déterminer le potentiel d’une séparation à la source des urines et fèces (Ocapi - thèse F. Esculier) voir le Focus spécifique
  • Étude des systèmes alimentation/excrétion dans les territoires urbains et évaluation de leur soutenabilité par des analyses de flux de substances
  • Identification des verrous technologiques liés au chemin technologique du « tout à l’égout »
  • Analyse prospective des conditions de transition vers une séparation des fèces et des urines et de valorisation agricole de ces dernières

Interdisciplinarité – Prospective – Prototypage

Les changements possibles de gestion des excrétas à tous les maillons de la chaîne de l’assainissement ont été étudiés (OCAPI : thèse F. Esculier-2018). Des actions ont été conduites sur les nouvelles ressources en eau disponibles en milieu urbain, réduisant la pression sur le milieu récepteur. Le partenariat scientifique Eaubadd (EAU BAtiment Développement Durable), passé entre le CSTB et le Leesu, sur l’analyse des interrelations entre l’échelle du bâtiment et l’échelle urbaine en matière de gestion de l’eau, s’inscrit dans ce contexte :

• sur la récupération et l’utilisation de l’eau de pluie en milieu urbain (OPUR : thèse Y. Qiao débutée en 2014),
• sur la diffusion des toitures végétalisées,
• sur la réutilisation des eaux grises (OPUR : thèse S. Deshayes-2015).

Le potentiel de valorisation des eaux d’exhaure dans le contexte du double réseau parisien (OPUR : thèse C. Trinh en 2017) a également été analysé.

2. Gestion à la source des contaminants

Évaluer les performances des solutions de contrôle à la source des eaux pluviales : Voir le focus

• Une recherche prenant en compte innovations techniques et organisationnelles
• Une recherche collaborative qui permet de prendre en compte une pluralité d’enjeux :
  • Les services attendus,
  • Les contraintes (réglementaires, économiques, urbanistiques…),
  • Les usages professionnels de ceux qui assurent la pérennité du dispositif (entretien et maintenance),
  • Les pratiques sociales des habitants (appropriation, détournement).

Hydrologie Urbaine - Sociologie des Techniques - Adéquation

Changements de pratiques sociales impactant la qualité des ressources en eau (Cosmet’eau, OPUR)

• Perceptions des risques sanitaires et environnementaux dans les pratiques de consommation de produits cosmétiques
• Place des collectivités dans l’orientation des pratiques de consommation des habitants
  • Les pratiques exemplaires
  • Lier santé et environnement

Perceptions - Pratiques

L’innovation dans les solutions techniques passe par l’évaluation in situ de leurs performances et leurs conditions de diffusion et d’appropriation. L’évaluation pluridisciplinaire de la performance des solutions de maîtrise à la source de la contamination des eaux pluviales (Roulépur & OPUR) a permis des avancées sur leurs performances épuratoires (thèse K. Flanagan-2018) et hydrologiques de ces ouvrages (thèse L. Varnède, débutée en 2016) mais également sur les aspects liés à l’acceptabilité sociale et technique et au potentiel de diffusion des solutions (post-doc S. Bruzzone). La Chine est un terrain d’expérimentation hors-norme avec le développement non pas d’éco-quartiers mais d’éco-cités. Au sein du groupe transversal Modélisation et dynamiques urbaines du Labex Futurs urbains, l’évolution de l’urbanisme dans une volonté de durabilité des villes en Chine a été analysée. La réflexion a principalement porté sur les indicateurs de performance des éco-cités sino-étrangères considérées comme modèle prometteur de la modernisation écologique chinoise (post-doc Y. Li, Labex Futurs urbains). L’étude sur le système de “Key Performance Indicators” (KPI) de l’éco-cité sino-singapourienne de Tianjin, a souligné les potentialités de cette éco-cité à être « exportée » à d’autres contextes en Chine ou à l’étranger, en tant que modèle d’urbanisme soutenable au regard de la performance environnementale.

3. La gestion territoriale

Les innovations dans la conduite des politiques de protection et de valorisation des milieux aquatiques à l’échelle des territoires métropolitains

• Intégration des projets, programmes et politiques de gestion des risques d’inondations pluviale et fluviale à l’échelle de l’Ile-de-France (TERIME)
  • Protection / réduction de la vulnérabilité / amélioration de la résilience dans les territoires de risques ?
• Indicateurs de qualité écologique et usages des plans d’eau franciliens (PULSE)
  • Un référentiel régionalisé de qualité écologique des lacs
  • Des indices pour une gestion territorialisée liant état des plans d’eau et usages souhaitables.

Territoire – Risques - Usages

Hybrider la connaissance scientifique et les savoirs pratiques

• Les savoirs pratiques et leur formalisation dans le cadre d’un dispositif de science participative sur l’eutrophisation et le suivi des cyanobactéries des plans d’eau dédiés à la production d’eau potable (projet Wasaf)

Expertise – Savoirs pratiques/scientifique – Aide à la décision

L’implication du public a favorisé la mise en place d’un indicateur participatif d’hydromorphie urbaine (PICRI Réinventer l’eau en ville). Parallèlement une série de débats sur la résilience urbaine face aux inondations et aux pollutions ou encore la régulation du climat urbain, a constitué un espace privilégié d’échanges entre les citoyens, les professionnels de la ville et de l’aménagement et les chercheurs.