Journée mondiale de l'eau : Défis et solutions pour la pénurie d'eau

À l'occasion de la Journée mondiale de l'eau, Paulina Janiak évoque le besoin urgent d'une utilisation et d'une gestion durables des ressources en eau et les mesures à prendre pour relever le défi de la pénurie d'eau. Paulina fait partie dela Communauté d'expertsde la Fondation Solar Impulse.

Barcelone, Pékin, Cape Town, Istanbul, Rome... la liste est longue. Au cours de la dernière décennie, toutes ces villes ont été confrontées à une grave crise de l'eau, qui a contraint les autorités à mettre en place des mesures de rationalisation de l'eau. Chaque année, environ un quart de la population mondiale vit dans des zones soumises à un stress hydrique important, c'est-à-dire où la quasi-totalité des ressources en eau disponibles est utilisée. Ce phénomène va bien au-delà des régions caractérisées par des climats arides. En effet, les prélèvements d'eau douce dépassent les ressources disponibles également dans les zones à climat tempéré qui sont généralement associées à des précipitations régulières, comme aux Pays-Bas, en Belgique et en Allemagne. Les pénuries d'eau présentent des risques pour le bien-être des populations et la sécurité alimentaire, et ont un impact négatif sur l'activité économique. L'impact combiné du changement climatique et de l'augmentation prévue de la demande en eau (55 % d'augmentation d'ici 2050) ne peut qu'aggraver le problème, en amplifiant les inégalités sociales existantes, en menaçant le patrimoine culturel et en conduisant même à d'éventuels conflits armés. En effet, ces dernières années, le Forum économique mondial a régulièrement signalé les crises de l'eau parmi les cinq premiers risques mondiaux perçus en termes d'impact.

Dans ce contexte, il n'est pas surprenant que le défi du stress hydrique et de la protection des ressources en eau soit devenu un thème politique transversal. Par exemple, dans l'Union européenne, des documents stratégiques clés (par exemple sur l'adaptation au climat, de la ferme à la fourchette et la biodiversité) soulignent le rôle essentiel de l'eau dans les efforts d'atténuation et d'adaptation au changement climatique. Au cours de la prochaine décennie, un certain nombre de mesures et d'actions seront nécessaires pour garantir une utilisation efficace et durable de l'eau : technologies d'économie d'eau pour l'industrie et l'agriculture, exigences en matière d'efficacité de l'eau dans les systèmes d'étiquetage, solutions fondées sur la nature pour les services écosystémiques liés à l'eau, allocation des ressources en eau, systèmes d'autorisation de l'eau et technologies de surveillance de la qualité de l'eau, pour n'en citer que quelques-unes.

La recherche et l'innovation peuvent jouer un rôle clé en tant que catalyseur pour relever les défis liés à l'eau et atteindre les objectifs de durabilité de l'eau. Jetons un coup d'œil à certains des domaines d'intérêt et des tendances correspondants, en gardant à l'esprit qu'ils sont fortement liés et se chevauchent souvent.

Solutions basées sur les technologies de l'information

L'"eau numérique" implique l'application des dernières technologies - telles que l'analyse des big data, l'intelligence artificielle (IA), la blockchain, la reconnaissance d'images numériques, les capteurs intelligents et l'internet des objets (IoT) - pour renforcer les systèmes d'aide à la décision en matière de gestion intégrée des ressources en eau, et relier l'exploitation des informations et des actifs tout au long de la chaîne de valeur de l'eau (de la source au traitement, au transfert et à l'utilisation). L'eau numérique a le potentiel d'améliorer considérablement l'efficacité et la performance des systèmes d'approvisionnement en eau et d'irrigation et de renforcer la gestion des catastrophes et des risques. Les solutions dans ce domaine se sont multipliées ces derniers temps et comprennent un large éventail d'approches.

Les outils alimentés par l'IA pour la prédiction des défaillances des conduites d'eau, l'amélioration de la gestion des réseaux de distribution d'eau et des inondations urbaines sont de plus en plus courants. Les solutions InteliPipes, BuntBrain et Centaur figurent toutes dans le portefeuille d'Efficient Solutions). Cette approche peut également être appliquée en combinaison avec la blockchain et les technologies associées pour améliorer la traçabilité des produits et les calculs d'empreinte de durabilité, comme la solution TrusTrace ou les initiatives d'échange de droits d'eau (par exemple, le projet pilote Water Ledger en Australie). Les outils d'aide à la décision alimentés par l'IA, l'analyse de données et les logiciels pour l'agriculture de précision, tels que les solutions Efficient Gigrow, Hortau' et SinaSens Smart Agri, jouent également un rôle important.

Solutions circulaires

L'économie circulaire de l'eau vise à optimiser la quantité de ressources (eau, énergie, minéraux et produits chimiques) utilisées et extraites dans les systèmes d'eau, tout en générant une valeur socio-économique et en préservant et en améliorant le capital naturel (par exemple, restauration des rivières, prévention de la pollution, etc.) Pour ce faire, il faut mieux aligner les cycles de l'eau créés par l'homme sur les systèmes naturels, en appliquant des mesures telles que l'évitement de l'utilisation de l'eau (en repensant les produits et les services), la réduction (efficacité accrue et amélioration de l'affectation et de la gestion des ressources), la réutilisation (opérations en circuit fermé), le recyclage et la réalimentation (retour au bassin). Voici quelques exemples de solutions :

• Récupérer le magnésium, le calcium, les sels, la chaleur et l'eau douce des processus industriels, par exemple dans la production de silice et la fabrication de textiles, pour les réutiliser en interne ou dans d'autres industries.
• Mettre en œuvre un processus de traitement des eaux usées en plusieurs étapes dans l'industrie pétrochimique pour réutiliser les eaux usées récupérées en interne.
• Transformer les eaux usées urbaines et agroalimentaires riches en nutriments, c'est-à-dire à forte teneur en phosphore et en azote, en engrais verts.

Un certain nombre de solutions labellisées se trouvent dans la catégorie de l'eau circulaire, notamment E-METS , une nouvelle technologie de séparation thermique de l'eau pour le dessalement avancé, l'extraction du lithium et le traitement des eaux usées industrielles, et le cuir biofabriqué Celium® , produit à partir de déchets agro-industriels avec une utilisation minimale d'eau et cultivé avec des bactéries recombinantes et des déchets organiques riches en sucre.

S'attaquer aux nouveaux polluants

Les contaminants émergents (CEC) comprennent des substances telles que les produits pharmaceutiques, les pesticides nouvellement enregistrés, les additifs plastiques industriels, les produits de soins personnels et les nouveaux retardateurs de flamme. Ces polluants de l'eau sont généralement présents en faibles concentrations, mais leurs effets négatifs potentiels et leur impact à long terme sur la santé humaine et l'environnement sont encore mal connus. En outre, leur élimination dans les processus conventionnels de traitement de l'eau et des eaux usées n'est pas très efficace, ce qui nécessite le développement de technologies avancées pour améliorer la surveillance, la prévention et le traitement des CEC. Parmi les exemples de ces nouvelles approches, citons le bio-diagnostic, les procédés d'oxydation avancés, les photobioréacteurs et les nanotechnologies pour le traitement de l'eau et des eaux usées, ainsi que les technologies de membranes intelligentes pour l'élimination des polluants de l'eau et des eaux usées. Parmi les exemples de solutions labellisées figurent les nouveaux adsorbants minéraux et polymères pour la réduction des micropolluants organiques et/ou inorganiques dans les eaux usées, tels que Capterall, MagnetoSponges et Biosfilter).

Solutions basées sur la nature

Les solutions naturelles en matière de gestion de l'eau impliquent des approches inspirées et soutenues par la nature, tout en étant rentables, nécessitant peu d'entretien et contribuant souvent à l'atténuation et à l'adaptation aux effets néfastes du changement climatique. Elles peuvent comprendre des infrastructures hybrides vertes, bleues et grises pour la réutilisation et le recyclage de l'eau, la rétention d'eau et la recharge des nappes phréatiques, mais aussi le biomimétisme (imitation des processus, formes et systèmes naturels) en tant que concept de conception pour introduire la circularité des ressources dans les chaînes de valeur. Un certain nombre de solutions labellisées s'appuient sur des approches fondées sur la nature pour la gestion et le traitement de l'eau, notamment :

• Des solutions de gestion des eaux pluviales, visant le rejet zéro des eaux de pluie dans les villes pour surmonter les inondations et atténuer les îlots de chaleur urbains tout en réintroduisant la biodiversité(Skywater, Bocage Urbain et OASIS).

• des usines de traitement des eaux usées à base de plantes, qui permettent à la fois de séquestrer le CO2, de rafraîchir les espaces ouverts et de produire de la biomasse(Bamboo for Life)

• les filtres biosourcés pour l'élimination des métaux lourds et des polluants phytosanitaires dans l'eau(Biosorb).

• Substance antitartre d'origine végétale pour les tours de refroidissement, les chaudières à vapeur, les boucles fermées, l'osmose inverse et la désalinisation de l'eau salée(ODYLIFE).
  
  

L'existence de nombreuses solutions novatrices et efficaces pour relever le défi de la pénurie d'eau est évidente. Le défi consiste maintenant à faire reconnaître leurs avantages par les gouvernements et les entreprises. En faisant connaître ces solutions aux décideurs des gouvernements et des entreprises, nous pouvons proposer des options propres et rentables pour une utilisation et une gestion durables de l'eau dans le monde entier. En cette Journée mondiale de l'eau, reconnaissons la valeur que les Solutions labellisées de la Fondation Solar Impulse peuvent jouer pour faire avancer les actions sur le changement climatique, la pénurie d'eau et d'autres questions environnementales afin de faciliter la transition vers un avenir durable.