EXAMPLES DE PROJETS ACTUELS
Project |01
Project | 01 Approche Sponge City
La gestion de l'eau en milieu urbain est confrontée à de nombreux défis, qu'ils soient climatiques, environnementaux ou économiques. Ce projet propose de développer une solution hybride de gestion de l'eau pour le quartier blueFACTORY à Fribourg.
L'objectif du projet est en effet de rétablir un cycle de l'eau sur le site qui soit le plus naturel possible, tout en valorisant la ressource " eau " locale de multiples façons.
Les impacts sur l'environnement direct sont ainsi réduits (rejets dans la Sarine, impacts sur la STEP) et le cadre de vie est sensiblement amélioré : atténuation des événements climatiques extrêmes, augmentation de la biodiversité, réduction de l'îlot de chaleur urbain, meilleure isolation des bâtiments, production locale de denrées alimentaires, etc. La création de ce quartier de gestion décentralisée des eaux contribue également à limiter la nécessité de construire de nouvelles infrastructures d'évacuation des eaux à plus grande échelle.
Ce développement se fera par des actions ciblées selon le principe de la ville éponge:
- Réhabilitation d'une ancienne source (Source des Pilettes)
- Récupération d'anciennes infrastructures industrielles (silo, bassin de rétention...)
- Valorisation des eaux usées (production d'engrais, de compost, d'énergie)
- Récupération des eaux de ruissellement (réutilisation, micro-turbine) et des eaux
grises (phytodépuration)
- Végétalisation intensive (toitures, étangs urbains, etc.)
- Production végétale et animale (aquaponie)
L'ensemble des aménagements prévus dans ce projet permettra de créer un quartier particulièrement innovant et durable en termes de gestion de l'eau, résilient au changement climatique. Il positionnera également le site blueFACTORY comme une référence et un modèle technologique à l'échelle 1:1 des possibilités de gestion innovante de l'eau pour les investisseurs potentiels. Ces développements permettront également de créer des ponts entre les professionnels de l'eau, les instituts de recherche et les acteurs politiques.
Enfin, ce projet devrait offrir aux futurs résidents de blueFACTORY une solution innovante dans un environnement de travail et de vie agréable et durable.
© blueFACTORY
Project |02
Project | 02 Gestion intégrée des eaux
La gestion intégrée des ressources en eau (GIRE) est au cœur des activités de l'Association suisse pour la protection des eaux (VSA). La gestion intégrée des ressources en eau est un axe de développement prioritaire pour le VSA. Des eaux propres et vivantes sont essentielles pour l'approvisionnement en eau potable, l'irrigation, l'élevage et les loisirs. Pour atteindre cet objectif, une vision globale du cycle de l'eau est nécessaire, incluant plusieurs disciplines.
Dans le cadre de ce projet VSA, l'objectif est centré sur la gestion intégrée et dynamique du système d'assainissement. Ce système comprend spécifiquement le réseau d'égouts (R), la station d'épuration (S) et le milieu récepteur (M). On parle également d'optimisation RSM. Ces trois domaines font partie intégrante des activités des Centres de Compétences (CC) du VSA.
Cette gestion dynamique et intégrée prend en compte tous les secteurs de la gestion de l'eau à l'échelle spatiale et organisationnelle la plus cohérente possible. C'est ce qu'on appelle l'échelle fonctionnelle, qui occupe idéalement l'ensemble d'un bassin versant hydrologique.
Différents exemples de gestion intégrée intégrée, présentés sur ce site, représentent une première étape. Dans un deuxième temps, des outils pour promouvoir cette gestion intégrée seront proposés à travers une directive VSA. L'outil PASST-CH permet également de tester le potentiel d'un bassin versant à être géré avec un système de gestion dynamique de l'eau.
EXEMPLES DE PROJETS REALISES
Project |03
Project | 03 Mesures sans contact des débits et des
polluants en réseau d'assainissement
Les mesures de débit dans les réseaux d'assainissement sont particulièrement difficiles à mettre en place. En effet, les caractéristiques du milieu (papiers hygiéniques et autres débris dans le flux, variations importantes des débits au cours d'événements de pluie, etc) nécessitent un équipement spécialement adapté capable de fonctionner dans des conditions difficiles (humidité permandente de 100%, gaz corrosifs, etc). Les dispositifs classiques de mesure des débits ne sont actuellement capables que de fournir des informations sur un point, à savoir le point où se trouve la sonde. En cas de comportement hydraulique non standard, qui se produisent souvent dans les réseaux d'assainissement lors de fortes pluies, ces dispositifs sont incapables de fournir des informations adéquates et / ou fiables. Pour faire face à ces limitations, nous proposons un système d'acquisition vidéo pour une meilleure estimation des débits. Le système de mesure HydroPix, basé sur l'analyse d'image, vise à automatiser la mesure des hauteurs d'eau et des vitesses d'écoulement tout en permettant à l'utilisateur de voir en direct le comportement hydraulique du système.
Ce projet est conduit en collaboration avec l'EPFL-LIB (Laboratoire d'imagerie biomédicale), ETRINEX SA (partenaire commercial du projet), l'EAWAG (site expérimental) et la Ville de Lausanne. Il est financé par la CTI par le biais d’une subvention de 225 KFrs. Le premier développement du système a été testé avec succès sur des rejets pluviaux unitaires (déversoirs d’orage), qui représentent une pollution importante de notre environnement. Un système du même type pour la mesure des débits en rivière a également été proposé.
Les mesures des polluants dans les réseaux d'égouts sont encore plus difficiles à mener en raison d'un environnement hostile. Les approches "classiques" avec des échantillonneurs automatiques permettent l'identification de polluants, mais souffrent d'un manque de résolution dans le temps, des retards pour obtenir les résultats et nécessitent un entretien régulier. Une nouvelles approche de mesure en continu et sans contact, HydroSpec, est proposé comme solution unique pour résoudre les problèmes de mesures de la qualité de l'eau en continu .
Ce projet est relancé par le biais d'un doctorat à l'Eawag (2021)
Project |04
Project | 04 Sources de micropollutants en zones
urbaines FNS Project Leman21
Les lacs de tailles moyenne devront faire face à plusieurs défis clés pendant les prochaines décades en termes de gestion durable des ressources en eaux. L'augmentation des populations sur leur pourtour va augmenter la demande en eau potable et la pression sur le traitement des eaux usées, spécifiquement en termes de capacité de traitement et de gestion de micropolluants. Les changements prévus dans les températures moyennes et les variations dans les régimes de précipitations liés aux changements climatiques vont modifier les dynamiques physiques, biologiques et chimiques des lacs et peuvent avoir ainsi un impact sur les ressources en eau d'une manière encore inconnue. L'augmentation des usages récréatifs, les changements dans l'occupation des sols sur les bassins versants contributifs, l'utilisation de la capacité thermique des lacs et d'autres développements vont également avoir un impact sur la qualité de l'eau. L'écosystème et les habitants subiront les conséquences de cette augmentation des pressions sur les lacs. Des informations clés sur les dynamiques physiques, chimiques, microbiologiques et écologiques nous permettraient d'anticiper et de gérer correctement ces risques.
Dans ce projet ProDoc du FNS, neuf groupes de recherche, représentant quatre des principaux centres de recherche en Suisse se sont réunis dans un projet commun pour étudier la dynamique des contaminants dans le Lac Léman, considéré comme un lac de taille moyenne à l'échelle mondiale. Les lacs de cette taille sont difficiles à comprendre, car leur système lacustre ne répond souvent pas aux hypothèses de modélisation communément appliquées sur des lacs de plus petite taille ou à celles utilisées pour les masses d'eau beaucoup plus larges (comme les océans ou les grands lacs). Dans notre projet, le Module 1 se penche sur l'hydrodynamique du Lac Léman et les aspects sédimentaires, le Module 2 sur l'origine des micropolluants, le Module 3 sur le devenir de ces micropolluants dans le lac et le Module 4 sur les impacts en termes écologiques et microbiologiques. Ce projet a pour buts de fournir des bases scientifiques qui vont permettre de redéfinir les stratégies d'identification des risques et une gestion durable de ce type de lac.
Project |05
Project | 05 Elimination des micropolluants en sortie de
station d'épuration par massifs filtrants
optimisés (MFO)
Les stations d'épuration (STEP) situées à la fin du cycle de l'eau en milieu urbain sont conçues pour éliminer les polluants conventionnels tels que le carbone organique, l'azote et le phosphore. Les eaux usées contiennent également de nombreux contaminants d'origine anthropique, tels que les produits pharmaceutiques (anti-inflammatoires, anti-épileptiques, anti-cancer, produits de contraste…) et des biocides (herbicides, algicides, produits de préservation du bois), collectivement désignés comme micropolluants. Ces contaminants anthropiques peuvent avoir des effets néfastes sur les écosystèmes des milieux récepteurs, même à de très faibles concentrations. Les stations d'épuration traditionnelles ne sont souvent pas en mesure de dégrader efficacement ces micropolluants. Pour résoudre ce problème, nous avons développé un projet de recherche visant à trouver des méthodes alternatives pour le traitement des micropolluants dans les eaux usées. La solution étudiée est spécialement adaptée aux petites STEP (<10'000 équivalents habitants). Cette recherche se concentre sur une technologie prometteuse et innovante pour le traitement avancé des eaux usées en sortie de station d’épuration, à savoir les massifs filtrants optimisés (MFO).
Les massifs filtrants (MF) ont jusqu'ici été utilisé pour le traitement des eaux usées urbaines, les rejets industriels et des eaux pluviales, les éléments nutritifs agricoles, etc. Ce sont des systèmes simples, utilisant des processus naturels de dégradation des substances. Après leur mise en place, les massifs filtrants nécessitent peu d'entretien et peu de frais généraux. Toutefois, la fiabilité et l'efficacité de ces systèmes peut varier au cours du temps. Par conséquent, l'approche de dimensionnement classique est jugée conservatrice pour faire face à ces fluctuations. Dans notre projet, nous visons à développer un nouveau paradigme, à savoir combiner dans un seul système les processus naturels des MF et des procédés de traitement ciblés pour l’élimination des micropolluants. La solution, nommée MFO ou en anglais ECW (Engineered Constructed Wetlands), conçue en utilisant une telle approche, est plus efficace et fiable tout en nécessitants une maintenance réduite et de faibles coûts d'exploitation. Cependant, il y a encore un manque fondamental de connaissances détaillées sur les facteurs influant sur la dégradation des micropolluants et, ipso facto, sur la possibilité d'optimiser les conditions de leur élimination de manière effective.
Le système de MFO proposé pour l'élimination des micropolluants vise à (i) améliorer la compréhension des processus bio-chimiques et physiques sur la dégradation des micropolluants, (ii) développer un modèle numérique basé sur ces processus physiques et biologiques essentiels identifiés, et (iii) optimiser les processus impliqués dans les MFO et finalement dimensionner de manière optimale le système une élimination efficace des micropolluants.
Ce système a été proposé (2018) pour le traitement des eaux déversées de la Ville de la Chaux-de-Fonds, dans le cadre du PGEE de la ville.
Project |06
Project | 06 Projet STORM - Impact des rejets pluviaux
urbains sur l'environnement
Le projet STORM est dédié à la gestion des rejets urbains de temps de pluie. Ses objectifs sont (1) la définition de normes de qualité de l'eau dans les rejets par temps de pluie, (2) le développement d'une nouvelle procédure pour la planification de mesures de protection, (3) la définition de nouvelles directives suisses et (4) le développement d'un outil logiciel pour soutenir la nouvelle procédure de planification.
Un nouveau modèle stochastique pour les MES (matières en suspension), l'ammonium, les risqus érosifs... est proposé pour soutenir l'approche conceptuelle (REBEKA II).
Les résultats du projet STORM ont été résumés et publiés par la VSA (Association suisse des professionnels de la protection des eaux) ainsi que dans le cadre de nouvelles directives suisses. Des activités de recherche visant à affiner les directives déjà publiés sont toujours en cours.
A nouvelles directives techniques dédiés aux solutions techniques ont été publiées.
En 2019, de nouvelles directives du VSA "Gestion des eaux urbaines par temps de pluie" reprennent l'ensemble des développements effectués et les complètent.
Project |07
Project | 07 Wat-Urb ? Interaction entre le design architectural, la planification urbaine et les eaux de ruissellement dans les développements urbains durables
Ce projet de recherche propose d'analyser les influences et les conséquences des choix constructifs à la fois au niveau urbain (densité morphologique) et architectural (surfaces extérieures du bâtiment) en matière de flux des eaux pluviales urbaines.
La collecte d'information dans ce domaine conduit à l'élaboration de stratégies visant à améliorer la qualité urbaine en intégrant l'eau comme un facteur clé au début de la planification urbaine, ainsi que l'établissement de critères définis pour ce processus. À leur tour, ces stratégies devraient permettre une réduction des impacts à la fois qualitatifs et quantitatifs des eaux pluviales urbaines dans les milieux récepteurs. De cette manière et grâce à une étude en profondeur du lien entre les différents concepts architecturaux et les processus de l'eau de ruissellement en milieu urbain, il sera possible de définir des solutions durables pour limiter la pollution des eaux de ruissellement et les risques d'inondation, tout le tout en contribuant à une amélioration quantifiable de la qualité des zones urbaines.
Des collaborations sont en cours avec différents partenaires pour trouver un soutien financier potentiel dans ce domaine, mettant en relation études environnementales et architecturales.
NEWS (2021): Le VSA a décidé de placer le concept de Sponge City comme axe prioritaire pour les prochaines années. Les idées/thèmes du projet URBIC seront ainsi valorisés dans ce projet.
Anciens projets
Project | 08 URBIC
Le projet URBIC (Biocides en milieu urbain) détermine et évalue les sources, processus et devenir des produits de type biocide dans les zones urbanisées de manière à trouver des solutions pour réduire leurs impacts environnementaux.
Project | 09 NOVAQUATIS - Séparation à la source de l'urine
Les toilettes de type NoMix (séparation de l'urine à la source) font parties de projets de recherche incluant des scénarios de transition pour la gestion des eaux usées. Ces scénarios permettent d'intégrer la séparation de l'urine à la source dans le système actuel de gestion des eaux, en ne nécessitant que peu de changements dans le système.
NEWS (2021): La technologie VUNA (collecte et valorisation de l'urine sous forme d'engrais) sera
implémentée dans le projet blueFACTORY !
Project | 10 Protection des eaux le long des voies de chemins de fer
Ce projet sur la protection des eaux le long des voies de chemin de fer étudie le devenir environnemental des substances émises par les activités ferroviaires et propose des solution de gestion afin de minimiser les risques environnementaux.