Dans une première étude, les chercheuses et chercheurs ont modélisé comment pourrait évoluer le débordement d’eaux mixtes dans la commune zurichoise de Fehraltorf pour six scénarios climatiques différents. «À Fehraltorf, l’Eawag et l’ETH Zurich exploitent ensemble un laboratoire de terrain pour la recherche sur les eaux usées – le réseau de canalisations est équipé de plus de 300 capteurs», explique Giovan Battista Cavadini, doctorant dans le groupe de recherche de Lauren Cook. «Avec les données de mesure qui remontent à huit ans, nous avons pu calibrer notre modèle de sorte à obtenir une forte fiabilité pour les futurs scénarios de débordement des eaux mixtes.» La modélisation a montré que le volume du débordement des eaux mixtes pourrait augmenter dès 2085 de 150 à 250 pour cent en fonction du scénario climatique. «Dans une autre simulation, nous avons pu montrer que le réseau de canalisations serait moins surchargé s’il y avait dans le bassin versant autant de toits végétalisés, de puits de ruissellement ou de revêtements absorbants que possible», explique G. B. Cavadini. Les toits végétalisés sont les plus efficaces, à condition que l’écoulement soit dirigé vers une surface permettant l’infiltration.

Les infrastructures bleues-vertes combinées pourraient empêcher la hausse de volume

Étant donné que dans la pratique on n’utilise pas qu’un seul élément IBV, les chercheurs ont modélisé dans une seconde étude l’effet qu’auraient 15 combinaisons IBV différentes sur le débordement d’eaux mixtes dans un climat à venir. Les étangs ont été pris en compte en plus des toits végétalisés, des puits de ruissellement et des revêtements absorbants.

Les meilleurs résultats sont obtenus en combinant les puits de ruissellement avec les revêtements absorbants, les étangs ou les deux. Dans chacun des quatre modèles climatiques analysés, ces combinaisons empêchent à la fois une augmentation du volume et de la fréquence des débordements d’eaux mixtes: et ce, même si seulement un quart de la surface potentielle est équipée de ces éléments. Les autres combinaisons IBV étudiées pourraient au minimum ralentir l’augmentation de volume.

«Notre modélisation souligne l’importance de l’infrastructure bleue-verte pour préparer la gestion des eaux usées au changement climatique», constate G. B. Cavadini. «Chaque élément IBV a ses atouts: en cas de pluie continue et régulière, les puits de ruissellement sont efficaces car ils peuvent recueillir de l’eau sur une longue période; en revanche, les étangs sont utiles lors de fortes précipitations, car ils peuvent accueillir rapidement de grandes masses d’eau.»

«Notre modélisation souligne l’importance d'une infrastructure bleue-verte variée pour préparer la gestion des eaux usées au changement climatique.»

Giovan Battista Cavadini

Plus économique que l’infrastructure grise

Les chercheurs ne se sont pas uniquement intéressés à l’utilité, ils ont aussi étudié les coûts d'une IBV combinée. En tenant compte des coûts d’installation, d’exploitation et de maintenance, ils ont calculé combien cela coûtera, dans un contexte climatique à venir, d'empêcher le débordement d'un mètre cube d’eaux mixtes. Un tiers des combinaisons IBV étudiées – dont celles qui empêchent totalement l’augmentation du débordement d’eaux mixtes – est plus économique qu’un bassin de rétention des eaux mixtes conventionnel. «Et ce, sans tenir compte du fait que l’infrastructure bleue-verte est multifonctionnelle», précise Lauren Cook. «Pour le même prix, elle ne se contente pas de recueillir l’eau de pluie, mais réduit simultanément la chaleur et favorise la biodiversité dans l’espace urbain.»

La modélisation comme outil décisionnel pour le drainage urbain

Même si les résultats des modélisations ne s’appliquent qu’à Fehraltorf et sont difficilement transférables à l’échelle nationale, cette méthode a permis aux chercheuses et chercheurs de poser un jalon important pour la planification. «Notre méthode peut servir d'outil décisionnel dans la pratique afin d’évaluer combien et quels types d’infrastructures bleues-vertes seront nécessaires pour réduire le débordement d’eaux mixtes dans un bassin versant donné», explique G. B. Cavadini.

Et L. Cook d'ajouter: «Notre travail de recherche montre combien il est important, dans le cadre du drainage urbain, de travailler avec des scénarios climatiques plutôt qu’avec des données climatiques actuelles. En effet, avec un climat tendant à davantage de fortes précipitations, l’effet et la rentabilité de l’infrastructure bleue-verte seront beaucoup plus importants qu’aujourd’hui. Il est grand temps de repenser le drainage urbain et d’utiliser à plus grande échelle les infrastructures bleues-vertes. À défaut, encore plus d’eaux mixtes se déverseront dans les cours d’eau – avec des conséquences négatives non seulement pour les écosystèmes aquatiques, mais aussi pour les baigneurs et la qualité de l’eau potable.
 

Photo de couverture: Les étangs, comme ici à Opfikon (ZH), peuvent retenir en peu de temps de grandes quantités d’eau. Ce sera important à l’avenir, lorsque les fortes précipitations seront plus fréquentes et plus violentes à cause du changement climatique (Photo: Eawag, Max Maurer).

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