Posters du mardi 30 juin
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Qualité microbienne de l'eau dans le contexte de l'utilisation de l'eau dans les services urbains – Réglementations, obstacles et solutions possibles
Le changement climatique, avec des périodes de sécheresse plus longues et une surchauffe urbaine, augmente la pression sur les ressources en eau urbaines et souligne l'importance de sources d'eau alternatives. Les cours d'eau captés dans les égouts pourraient en constituer une, mais des incertitudes subsistent quant à leur qualité microbiologique et à leur utilisation légale. L'influence des méthodes d'analyse sur l'évaluation de la qualité n'est également pas claire. Cette étude examine donc la qualité microbiologique de cours d'eau urbains intégrés au réseau d'égouts, à l'aide de méthodes établies basées sur des indicateurs fécaux (E. Coli, entérocoques) et d’un suivi innovant des sources microbiennes. À partir des résultats, l'utilisation légale a été déterminée pour trois cas d'utilisation : « irrigation des espaces verts urbains », « irrigation dans le jardinage urbain » et « utilisation pour des cours d'eau artificiels ». L'analyse visait aussi à déterminer si la contamination fécale provenait de sources humaines récentes. Les résultats montrent que les limites légales pour E. Coli et les entérocoques sont dépassées dans les trois cas d'utilisation, bien que le traçage des sources n'ait révélé aucune preuve de contamination humaine. Cela suggère que les méthodes d'évaluation et la législation doivent être adaptées aux progrès scientifiques afin d'intégrer de façon plus durable les ressources alternatives dans les stratégies de gestion de l'eau urbaine.
Valoriser les sources de la Seine-Saint-Denis dans les aménagements et les usages urbains
Les sources en Seine-Saint-Denis constituaient autrefois une ressource en eau essentielle pour la population. Au cours des XIXe et XXe siècles, une rupture initiée par des changements radicaux d’occupation des sols les a fait presque entièrement disparaître du paysage urbain et des mémoires. Pourtant, dans un contexte de raréfaction de la ressource et de dérèglement climatique, les eaux non conventionnelles comme celle des sources représentent une opportunité pour les collectivités pour le développement de nouveaux aménagements sobres en eau et d’actions culturelles fondées sur une approche patrimoniale. Ainsi, le Cerema (Centre d'études et d'expertise sur les risques, l'environnement, la mobilité et l'aménagement) a mené une étude pour le Département de la Seine-Saint-Denis visant à identifier et cartographier les sources existantes en vue de leur valorisation sur le territoire. L’étude s’est concentrée sur les sources des nappes perchées des buttes et plateaux de l’Oligocène, les anciens réseaux hydrauliques qui les captaient et la présence d’eaux claires dans les réseaux d’assainissement. La méthodologie d’enquête repose sur des entretiens avec des acteur·rices du territoire, le croisement de données historiques, géologiques, topographiques et d’assainissement ainsi que des recherches sur le terrain. Une cartographie des points d’eau pour chaque plateau a ensuite été réalisée. En tout, une dizaine d’anciens aqueducs, ainsi que plus de 60 sources et fontaines ont été répertoriés. Enfin, l’étude met en avant des aménagements urbains recourant à de l’eau de source sur le territoire départemental et qui pourraient en inspirer de nouveaux.
Modélisation du potentiel de récupération des eaux pluviales aux exutoires des réseaux séparatifs pour une valorisation en agriculture urbaine - L’exemple de Dijon Métropole
Dijon Métropole a engagé en 2021 une étude globale sur la gestion des eaux pluviales afin de construire une politique territoriale intégrée conciliant désimperméabilisation, verdissement des espaces urbains et valorisation des eaux pluviales. Cette démarche s’inscrit notamment dans la stratégie métropolitaine de sobriété hydrique et de transition alimentaire, transformant l’eau de ruissellement en ressource locale pour l’agriculture urbaine. Dans le cadre de cette étude, une modélisation hydrologique a été conduite à l’échelle de 275 exutoires pluviaux des réseaux séparatifs, afin d’estimer les volumes de ruissellement potentiellement récupérables pour un usage agricole. Basée sur des données cadastrales, hydrauliques et météorologiques (année humide 2018 et sèche 2022), la méthode combine Système d’Information Géographique (SIG), taux d’imperméabilisation des sols et ajustement climatique saisonnier pour évaluer le ruissellement réel à l’exutoire. Cette communication met en évidence l’approche innovante de la Métropole de Dijon mais aussi la transversalité de la gestion pluviale, à la croisée des enjeux d’assainissement, d’adaptation au changement climatique et de politique alimentaire du territoire.
Quel paramètre influence réellement la performance des infrastructures vertes ? Un guide basé sur l’analyse de sensibilité pour une modélisation robuste face aux extrêmes climatiques
Les infrastructures vertes (GI) sont de plus en plus mises en avant comme une approche flexible pour atténuer les inondations urbaines et améliorer la qualité de l’eau, cependant leur conception et leur évaluation reposent souvent sur des choix de paramètres très simplifiés ou hétérogènes. Cette étude développe un cadre intégré qui combine la paramétrisation, l’analyse de sensibilité, l’évaluation de l’incertitude et l’analyse coût-efficacité afin de fournir une base plus transparente pour la planification des GI dans les villes disposant de données limitées. Une base de données issue de travaux publiés a été utilisée pour établir des plages de paramètres représentatives pour les bassins de bio-rétention, les toitures végétalisées et les chaussées perméables. L’analyse de Sobol montre que seuls quelques paramètres dominent les réponses hydrologiques et de qualité de l’eau, ce qui indique que le comportement du modèle est gouverné par un ensemble restreint de contrôles plutôt que par l’ensemble complet de l’espace paramétrique. Ces paramètres influents ont ensuite été propagés dans le modèle pour quantifier l’incertitude de performance à travers un ensemble de scénarios climatiques, produisant des distributions de résultats qui reflètent la variabilité inhérente aux systèmes de GI. L’évaluation coût-efficacité montre en outre que certaines configurations peuvent offrir des bénéfices hydrologiques stables au regard de leur coût sur le cycle de vie, même sous une intensification des pluies dans les scénarios futurs. Le cadre proposé offre ainsi une voie pratique pour évaluer les stratégies de GI dans les régions où les données observées sont limitées, et souligne la nécessité d’intégrer l’incertitude des paramètres lors de l’évaluation de la résilience pluviale à long terme. L’approche est généralisable et peut soutenir la conception d’interventions robustes et économiquement viables dans des environnements urbains en forte croissance.
Établissement d’un indice d’exposition et de résilience aux phénomènes météorologiques extrêmes pour les infrastructures urbaines de gestion des eaux pluviales fondées sur la nature à l’aide d’une approche multiméthode
Les phénomènes météorologiques extrêmes, tels que les vagues de chaleur, les vagues de froid, les sécheresses et les pluies intenses, s’intensifient à l’échelle mondiale et en Corée du Sud, exerçant une pression considérable sur les infrastructures vertes urbaines (UGI). Cette étude a développé un indice d’exposition aux événements météorologiques extrêmes fondé sur une approche multiméthode pour les revêtements perméables et les toitures végétalisées, en utilisant des projections CMIP6 corrigées des biais (2015–2100) et six indicateurs clés (TXx, TNn, HWD, CWD, CDD, Rx1day/R20mm). Les poids des indicateurs ont été déterminés au moyen de l’Analyse Hiérarchique des Procès (AHP), de l’Analyse en Composantes Principales (ACP) et de la méthode de l’entropie, révélant une dominance constante de la chaleur et de la sécheresse selon AHP/ACP (ρ = 0,74–0,93) ainsi qu’une influence plus marquée des extrêmes de froid selon l’entropie. Malgré les différences méthodologiques, l’ensemble des indices a identifié Daegu, Gwangju et Séoul comme des villes fortement exposées. Le cadre proposé fournit des scores d’exposition exploitables et fondés sur des scénarios climatiques, permettant de soutenir la conception d’UGI adaptées au climat, la priorisation des zones vulnérables et la planification de la résilience à long terme.
Les défis de l’hydrologie urbaine dans la modélisation des pluies extrêmes
L’utilisation de la technologie des modèles de simulation pour les études de ruissellement pluvial est considérée comme une méthode standard dans la société numérique moderne. Cependant, tous les modèles de simulation sont soumis à de nombreuses incertitudes liées à la complexité de l’environnement à modéliser. Les résultats des modèles sont biaisés et ne fournissent pas les informations précises nécessaires pour un investissement optimal à long terme dans les infrastructures hydrauliques. Le défi majeur pour les spécialistes de la modélisation urbaine est de réduire le niveau d’incertitude associé aux différentes phases de la modélisation. L’article se concentre sur les incertitudes liées à la modélisation hydrologique du ruissellement pluvial dans le réseau de drainage. La méthode de modélisation dite « Temps-Surface » (basée sur les polygones de Thiessen), fréquemment utilisée dans le domaine du génie urbain, est jugée produire des résultats sous-estimés, en particulier pour des pluies de forte intensité et de longue durée. Les auteurs visent à quantifier cette incertitude et proposent une méthode alternative (TAMod) afin de réduire le biais hydrologique dans les résultats de modélisation.
Modélisation du bilan hydrologique urbain à l'échelle de la ville avec SWMM UrbanEVA : Étude de cas d'Innsbruck
Le développement urbain et l'imperméabilisation généralisée des sols ont considérablement modifié le bilan hydrologique naturel, exacerbant des problèmes tels que l'épuisement des nappes phréatiques, la surchauffe urbaine et les inondations. Pour y remédier, de nouvelles directives privilégient la restauration du cycle naturel de l'eau via la réduction du ruissellement et l'augmentation de l'évapotranspiration. Cette étude présente un modèle de bilan hydrologique à grande échelle pour la ville d'Innsbruck utilisant SWMM-UrbanEVA, intégrant des données détaillées sur les infrastructures bleues et vertes. Le modèle utilise une imagerie aérienne haute résolution et des données climatiques pour classifier l'occupation du sol et simuler le bilan hydrique à long terme de 173 quartiers. Les résultats initiaux indiquent que, bien que l'évapotranspiration domine le bilan (73-74 %), le modèle sous-estime actuellement le ruissellement par rapport aux modèles d'assainissement validés. Une validation croisée avec un modèle de quartier détaillé attribue cet écart à une surestimation des surfaces déconnectées dans les données d'enquête. Les travaux futurs se concentreront sur l'intégration des facteurs d'ombrage et le calage du modèle par rapport aux modèles conceptuels de réseaux d'assainissement établis.
Les techniques alternatives en réponse aux enjeux climatiques à Bogotá : Une évaluation multi-risques basée sur des modèles d’apprentissage automatique et des scénarios de changement climatique
Bogotá est exposée à une forte récurrence d’incendies de forêt, d’inondations urbaines, d’épisodes d’accumulation d’eau (waterlogging) et de mouvements de terrain, des phénomènes amplifiés par la variabilité climatique et l’expansion urbaine. Cette étude intègre plus de 80 000 incidents hydrométéorologiques documentés par le système officiel d’information pour la gestion du risque et du changement climatique de Bogotá, ainsi que des séries historiques provenant de 81 stations météorologiques exploitées par l’IDEAM, l’autorité nationale en matière d’hydrologie et de météorologie (Institut d’Hydrologie, de Météorologie et d’Études Environnementales), et par l’IDIGER, l’entité responsable du Système de Gestion du Risque du district. Des matrices antécédentes allant jusqu’à 60 jours ont été construites, et des modèles Extreme Gradient Boosting (XGBoost) ont été entraînés pour identifier des fenêtres temporelles optimales capables de reproduire les dynamiques historiques et de générer des scénarios futurs. Des fenêtres de 14, 21 et 16 jours ont montré des performances robustes pour les incendies, les inondations et les mouvements de terrain. Le réanalyse historique et les projections selon les scénarios SSP révèlent des variations spatiales significatives et des augmentations différentielles de la probabilité future d’occurrence. La comparaison entre ces probabilités et la localisation actuelle des SUDS met en évidence un décalage marqué avec les zones de vulnérabilité projetée, soulignant la nécessité d’intégrer des modèles prédictifs, des scénarios climatiques et des solutions fondées sur la nature dans les protocoles de planification urbaine et de gestion du risque.
Évaluation des performances hydrologiques de systèmes de libération passive et active après réadaptation de citernes de récupération des eaux pluviales
Des études antérieures ont démontré que la collecte des eaux pluviales peut répondre aux besoins en eau non potable, éliminer les polluants des eaux de ruissellement et atténuer les débits de pointe et volumes de ruissellement sans nécessiter une grande surface au sol. Elles ont également montré que les systèmes de collecte des eaux pluviales sont plus efficaces pour la gestion des eaux de ruissellement lorsque la citerne dispose d'une capacité de stockage suffisante entre les épisodes de pluie. Cette capacité peut être obtenue par intervention humaine (ex : irrigation) et/ou par un système de libération passive ou active. Cependant, les systèmes de libération passive peuvent contribuer au ruissellement lors des orages, et les systèmes de libération active sont généralement composés d'éléments brevetés qui peuvent être coûteux. Nous observons actuellement les performances hydrologiques (ex : by-pass) d'un système de libération active, composé de contrôleurs et capteurs facilement disponibles, installés sur une citerne de 7949 L, et les comparons à celles d'un système de libération passive installé sur une citerne de même capacité (7949 L) à Georgetown, en Caroline du Sud (États-Unis). Le suivi a débuté en septembre 2025 et se poursuivra jusqu'en septembre 2026. Les données préliminaires indiquent que le système de libération passive a capté 92 % des eaux de ruissellement provenant d'une toiture de 97 m² et a évacué lentement 74838 litres des eaux captées. Le système de libération active a quant à lui capté 73 % des eaux de ruissellement de la même toiture et a évacué lentement 57023 litres des eaux captées.
Contrôle en temps réel des eaux pluviales pour la gestion des inondations et de la qualité de l'eau
Avec l'intensification des précipitations, il est essentiel de mettre en place des systèmes adaptatifs de gestion des eaux pluviales afin de réduire les risques d'inondation et d'atténuer les débits de pointe. Ce projet présente StormPack, un système de contrôle en temps réel (RTC) conçu pour optimiser les performances des bassins de rétention des eaux pluviales grâce à l'automatisation des opérations de déversement. Basé sur le cadre matériel et logiciel open source développé par l'université du Michigan, StormPack intègre les prévisions de précipitations aux données hydrologiques en temps réel afin de drainer les bassins de manière préventive avant l'arrivée des tempêtes, réduisant ainsi le risque d'inondations et d'écoulements érosifs. Conçu comme un système open source, il met l'accent sur l'accessibilité et l'évolutivité grâce à une documentation complète et à des composants peu coûteux. Cette approche réduira les obstacles à son adoption par les municipalités, les chercheurs et les organisations communautaires, tout en permettant une personnalisation pour de multiples applications de mesures de contrôle des eaux pluviales. Cette présentation abordera les obstacles à l'adoption de la conception open source, les premiers enseignements tirés du déploiement et la documentation open source. Elle mettra en évidence la manière dont l'intégration des données prévisionnelles avec RTC offre une solution adaptative et rentable pour la gestion des eaux pluviales et facilite la prise de décision pour améliorer les opérations municipales.
Intégration des eaux de surface et des réseaux d’assainissement urbain par le contrôle en temps réel
Les systèmes de drainage urbain évoluent de réseaux d’égouts isolés vers des systèmes urbains de gestion de l’eau intégrés, en raison du changement climatique, de la croissance urbaine et du renforcement des exigences en matière de qualité de l’eau. Ce travail analyse l’interaction hydraulique entre le réseau de drainage et le système d’eaux de surface à Eindhoven, montrant que les niveaux de la rivière influencent les schémas d’inondation, la performance des déversoirs d’orage (CSO) et les apports vers la station d’épuration. Sur la base de cette analyse, une méthodologie est proposée pour identifier les opportunités de contrôle en temps réel (RTC) intégré durant cette transition. Une modélisation hydraulique sous EPA-SWMM est utilisée pour représenter les deux sous-systèmes et évaluer comment les variations des niveaux d’eau modifient la direction et le moment des échanges. Les résultats montrent que les apports de la rivière via des événements de déversoirs d’orage reflètent la connectivité existante et définissent les emplacements où une exploitation coordonnée peut être appliquée. Dans ce contexte, le RTC peut soutenir une gestion intégrée en gérant activement les capacités de stockage et les voies de décharge entre les sous-systèmes. L’approche vise à permettre une utilisation adaptative des infrastructures existantes et à éclairer la planification future de la gestion de l’eau à Eindhoven.