Navigation

SWIP: Planification à long terme d’infrastructures durables de distribution et de traitement de l’eau

 

La planification de l’approvisionnement en eau et de l’évacuation des eaux fait intervenir des aspects économiques, écologiques et sociaux. SWIP a élaboré, conjointement avec les parties prenantes concernées, des aides à la décision en vue de planifier à long terme des infrastructures selon différents scénarios d’avenir.

Description du projet (projet de recherche terminé)

Les infrastructures d’eau telles que conduites, canalisations et installations d’épuration fournissent de l’eau pour des objectifs multiples, garantissent une élimination sûre des eaux usées et protègent contre les inondations. Mais elles sont de longue durée, vieillissantes et coûteuses: ces 40 prochaines années, les infrastructures publiques suisses de l’eau nécessiteront plus de 80 milliards de CHF d’investissements.

Les effets des changements climatiques et des évolutions socio-économiques sont incertains, mais ont une forte incidence sur les infrastructures. La planification suisse actuelle n’intègre pas systématiquement l’incertitude future, les expériences passées et les différents acteurs. Le but principal de SWIP est d’améliorer la procédure de planification des infrastructures de l’eau afin d’équilibrer les aspects économiques, écologiques et sociaux.

Méthodes

SWIP intègre dans un même cadre la modélisation d’ingénierie avec l’analyse multicritère pour l’aide à la décision (MCDA). Cette approche transdisciplinaire a fait appel à la participation active des acteurs concernés dans une étude de cas à proximité de Zurich. Les modèles d’ingénierie prédisent la dégradation et la performance des canalisations d’approvisionnement et d’évacuation de l’eau et quantifient l’impact des changements climatiques sur le drainage urbain.

SWIP prend explicitement en considération différentes sources d’incertitude: insuffisance des données, modèles, climat, développement socio-économique et préférences des parties prenantes. La MCDA synthétise tous les résultats du modèle et structure la participation des acteurs. De ce fait, il est possible de faire des recommandations portant sur des options d’infrastructure robustes qui ont de bons résultats pour la plupart des acteurs dans différents scénarios d’avenir.

Résultats

Des modèles probabilistes ont été mis au point pour prévoir l’état des canalisations alors que les données disponibles sont peu nombreuses. En tenant compte de la rénovation préalable, on réduit la surestimation de la durée de vie. Pour la calibration du modèle, des connaissances d’experts ou d’autres réseaux ont été combinées avec les données limitées disponibles.

Un modèle de précipitations a été mis au point sur la base de données historiques et de dix prévisions climatiques. Les résultats montrent que même dans les conditions climatiques actuelles, des précipitations extrêmes sont fortement variables, mais ne sont pas incluses dans la planification actuelle. L’étude de cas n’a pas clairement indiqué que les changements climatiques accroissent cette incertitude; mais les résultats doivent être consolidés pour d’autres régions.

Afin de décider quels acteurs seront inclus dans la MCDA, nous avons réalisé une analyse des parties prenantes et des réseaux sociaux. Nous avons constaté une très forte fragmentation entre certaines parties prenantes. Cette fragmentation a été particulièrement visible entre le secteur de l’approvisionnement en eau et de l’évacuation des eaux usées et les niveaux communaux, cantonaux et nationaux. Pour des objectifs de durabilité et stratégiques à plus long terme, il est nécessaire de mieux intégrer tous les acteurs dans les processus de planification.

Le projet a identifié différents objectifs des parties prenantes et les a classés. Une hiérarchie des objectifs génériques a été élaborée qui est transférable à d’autres contextes. Cette hiérarchie d’objectifs contient six objectifs fondamentaux et 40 attributs (indicateurs). La plupart des parties prenantes ont exprimé des préférences similaires: "un bon approvisionnement en eau", "une évacuation sûre des eaux usées", "protéger l’eau et les autres ressources" et "l’équité entre les générations" ont été les objectifs principaux, alors que les "faibles coûts" et la "forte acceptation sociale" étaient moins importants.

Le projet a développé onze alternatives de décision stratégiques possibles (options d’infrastructures). Celles-ci concernent différentes configurations techniques (par ex. traitement central ou décentralisé), différentes stratégies de rénovation (par ex. rénovation continue ou absence de remplacement) ou différents aspects de gestion (par ex. services publics ou privatisés). La MCDA a prédit leurs performances pour quatre scénarios futurs. C’est pourquoi les prévisions ont été combinées aux préférences exprimées par les parties prenantes. Le résultat a été un classement d’alternatives allant de la meilleure à la pire. Aucune solution n’est apparue comme étant la meilleure dans l’absolu pour tous les acteurs et tous les scénarios. Cela s’explique par les différences dans les préférences et par les importantes incertitudes. En particulier, le scénario du "boom" prévoyant une forte croissance démographique a été très sensible. Des solutions de compromis potentielles reposent sur le système actuel. Néanmoins, la gestion de la rénovation et la collaboration des municipalités et des secteurs doivent être améliorées. Il est intéressant de relever qu’une alternative décentralisée et à haute technicité de la gestion des eaux usées avec récupération des nutriments et élimination des micropolluants a donné de très bonnes performances. Pour l’approvisionnement en eau, des citernes d’eau décentralisées pour la lutte contre les incendies sont intéressantes parce qu’elles permettent de réduire la dimension du diamètre des canalisations.

Importance pour la recherche et la pratique

SWIP apporte d’importantes contributions à la gestion quantitative des infrastructures de l’eau en Suisse:

  • modélisation de la dégradation des infrastructures de réseau avec des jeux de données limités et biaisés;
  • évaluation de l’effet des changements climatiques sur la performance du système de drainage;
  • inclusion systématique de l’incertitude;
  • quantification de la performance future des infrastructures eu égard au développement durable.

La MCDA relie les prévisions des modèles d’ingénierie avec les données des sciences sociales et fournit un nouveau cadre pour la planification des infrastructures de l’eau. Ce modèle peut être adapté à des contextes différents. Il aide les acteurs locaux à comprendre différentes perspectives et soutient les ingénieurs et les municipalités pour qu’ils abandonnent les réparations en fonction des problèmes au profit d’un concept de rénovation proactif et à long terme. La volonté des grands acteurs suisses à participer à SWIP indique un vif intérêt pour l’application pratique de la prise de décisions par le biais de la MCDA.

Titre original

Planification d’infrastructures durables de distribution et de traitement de l’eau (SWIP)

Direction du projet

  • Dr. Judit Lienert, Umweltsozialwissenschaften, Eawag Dübendorf
  • Prof. Dr. Max Maurer, Siedlungswasserwirtschaft, Eawag Dübendorf
  • Prof. Dr. Peter Reichert, Systemanalyse und Modellierung, Eawag Dübendorf