Dans les villes, les espaces verts peuvent aussi faire office de… station d’épuration

GAGEURE. Dépolluer les eaux usées tout en fournissant aux habitants un espace vert agréable à fréquenter. C’est la gageure qu’entend relever le projet « Smart Clean Garden ». Cette station d’épuration naturelle mais pilotée par intelligence artificielle poussée par l’Institut de recherche et de développement (IRD) et le laboratoire d’écologie fonctionnelle du CNRS et de l’Université de Toulouse vient de recevoir le prix recherche de « Convergences », une plateforme de réflexion sur les objectifs du développement durable (ODD).

L’innovation répond à un besoin urgent et crucial : l’extension urbaine. Aujourd’hui, on compte 54% d’urbains. En 2050, l’ONU en prévoit 66%. Ce qui signifie que dans les trois prochaines décennies, les métropoles devront accueillir 2,5 milliards d’habitants supplémentaires. Cette mutation démographique en moins d’un demi siècle est un véritable tournant dans l’histoire de l’Humanité. Si 80% des populations des pays développés sont d’ores et déjà urbaines, c’est moins de la moitié en Afrique et en Asie du sud. Selon l’ONU, un milliard d’hommes vit dans des bidonvilles principalement dans ces régions. C’est un véritable défi technique car une ville ne peut fonctionner sans des réseaux d’eau, d’électricité, de transports et surtout d’égouts. Ces quartiers nouveaux ne seront tout simplement pas habitables si l’évacuation des excréments humains ne se fait pas dans de bonnes conditions.

Des espaces verts pilotés par l’internet des objets

FRAICHEUR. C’est là que se situe l’idée de Didier Orange (IRD) et de Magali Gerino (CNRS) : multiplier des stations de traitement des eaux usées utilisant les capacités absorbantes des végétaux qui puissent servir également de lieux d’agrément et de balades. « L’épuration par les plantes est bien connue et de telles stations existent déjà en France dans de petites communes qui ne peuvent être raccordées à des égouts, reconnaît Didier Orange. L’innovation est cependant double : améliorer la biodiversité des végétaux pour augmenter la capacité d’épuration et surtout inventer des capteurs pour optimiser la gestion du système« .

Le schéma de fonctionnement du Smart Clean Garden élaboré par l’IRD avec la start-up Epurtek. ©IRD

La biodiversité, c’est le sujet du laboratoire d’écologie fonctionnelle. « Notre tâche, c’est d’identifier les végétaux les plus adaptés au climat et les plus efficaces pour capter la matière organique, détaille Magali Gerino. Nous pensons même y ajouter des invertébrés d’une taille supérieure à 50 micromètres pour optimiser la digestion des polluants, l’ensemble étant en plus agréable car fournissant aux habitants de la fraîcheur et un cadre verdoyant ». La tâche est facilitée par le fait que le climat chaud accélère la dégradation de la matière. En France, il faut 1 m² pour dépolluer les rejets de deux personnes. Sous les tropiques, la même surface suffit pour 4 à 8 personnes.

Un système réplicable partout dans le monde

CAPTEURS. L’intelligence artificielle vient ensuite à la rescousse. Alors que la mesure de la qualité des eaux rejetées dans les stations françaises est mesurée par quelques prélèvements annuels analysés en laboratoire, le « Smart Clean Garden » ambitionne un système de mesures en continu beaucoup moins onéreux. « Nous développons des capteurs physico-chimiques qui vont donner en temps réel les teneurs en nitrate, ammonium, potassium en entrée de zones dépolluantes et en sortie pour être certains que dans ce milieu dense, les rejets d’eau sont salubres et même utilisables pour l’irrigation », développe Didier Orange. Des essais sur l’efficacité de couches d’argile à piéger le phosphore organique susceptible d’étouffer les milieux aquatiques naturels sont également en cours. « Nous aurons ainsi en permanence la demande en oxygène des eaux rejetées qui signe leur qualité grâce à l’internet des objets qui va faire dialoguer les capteurs entre eux », poursuit Didier Orange. C’est pourquoi les chercheurs insistent pour que les pays candidats multiplient les expériences. Il faut en effet engranger de très nombreuses données pour élaborer ensuite des algorithmes capables de piloter les systèmes naturels avec une grande précision.

Aujourd’hui, la technique est en cours de développement à l’Université des sciences à Hanoï et à l’Université Cheikh Anta Diop de Dakar. Les capitales du Vietnam et du Sénégal sont particulièrement concernées par le sujet. Hanoï grandit grâce à des dizaines de « nouvelles zones urbaines ». En deux décennies, elles ont accaparé 27 000 hectares de terre. Certaines ne sont même pas habitées car les réseaux d’électricité et d’eau n’ont pas pu être étendus à temps. À Dakar, l’heure de la déconcentration a sonné avec le projet Diamniadio. « En développant le projet sur les campus universitaires, nous espérons générer une génération de jeunes ingénieurs qui pourra essaimer la technique dans tous les pays en voie de développement« , ambitionne Didier Orange.

GAGEURE. Dépolluer les eaux usées tout en fournissant aux habitants un espace vert agréable à fréquenter. C’est la gageure qu’entend relever le projet « Smart Clean Garden ». Cette station d’épuration naturelle mais pilotée par intelligence artificielle poussée par l’Institut de recherche et de développement (IRD) et le laboratoire d’écologie fonctionnelle du CNRS et de l’Université de Toulouse vient de recevoir le prix recherche de « Convergences », une plateforme de réflexion sur les objectifs du développement durable (ODD).

L’innovation répond à un besoin urgent et crucial : l’extension urbaine. Aujourd’hui, on compte 54% d’urbains. En 2050, l’ONU en prévoit 66%. Ce qui signifie que dans les trois prochaines décennies, les métropoles devront accueillir 2,5 milliards d’habitants supplémentaires. Cette mutation démographique en moins d’un demi siècle est un véritable tournant dans l’histoire de l’Humanité. Si 80% des populations des pays développés sont d’ores et déjà urbaines, c’est moins de la moitié en Afrique et de en Asie du sud. Selon l’ONU, un milliard d’hommes vit dans des bidonvilles principalement dans ces régions. C’est un véritable défi technique car une ville ne peut fonctionner sans des réseaux d’eau, d’électricité, de transports et surtout d’égouts. Ces quartiers nouveaux ne seront tout simplement pas habitables si l’évacuation des excréments humains ne se fait pas dans de bonnes conditions.

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