Cela peut sembler un problème insoluble pour l'humanité, mais comme à d'autres moments de l'histoire, nous devons relever ce défi comme il a été relevé depuis le début de l'humanité : avec la technologie, la division du travail et la coopération. Et nous sommes au bon moment pour le résoudre : grâce à la numérisation du cycle de l'eau. D'autre part, les ressources en eau de la planète n'augmentent pas, mais sont constantes ; de plus, l'eau disponible est de plus en plus polluée si nous ne prenons pas les mesures nécessaires pour l'empêcher. Il y a 1,4 milliard de kilomètres cubes d'eau sur Terre. Seuls 0,2 milliard de kilomètres cubes représentent l'eau douce disponible pour notre consommation.

L'eau est la ressource la plus importante

L'eau, de plus en plus considérée comme un bien commun universel, est, avec l'air, la base de la vie. Il ne suffit donc pas de dire que c'est une ressource naturelle indispensable à la survie et à la santé, à la production alimentaire et aux activités économiques de toutes sortes, ainsi qu'au bien-être des individus et des sociétés. L'eau est donc, a priori, un droit de l'homme qui doit être satisfait indépendamment de toute considération, y compris financière. En 2002, le Comité des droits économiques, sociaux et culturels des Nations Unies (CESCR)Le Forum mondial de l'eau, doublement contraint par la rareté physique de l'eau et l'augmentation des coûts de sa disponibilité, a affirmé que l'accès à une quantité suffisante d'eau salubre pour les usages personnels et domestiques est un droit humain fondamental universel. Par conséquent, garantir l'accès à l'eau, avec toutes les avancées techniques possibles, est une responsabilité sociale que les ingénieurs et les gestionnaires ne peuvent ignorer, par une gestion appropriée de cette ressource, en utilisant toutes les ressources disponibles.

Où agir pour maximiser la ressource hydrologique

Trois aspects du cycle hydrologique peuvent être abordés pour garantir la sécurité de l'approvisionnement, en le rendant plus accessible et plus abordable pour la population :

• Augmenter la disponibilité des ressources en eau.
• Évitez la contamination des sources existantes.
• Améliorer les performances des infrastructures de collecte, de traitement et de distribution.

Sur notre planète Terre, la quantité absolue d'eau douce reste à peu près constante, mais le changement climatique modifie sa répartition, la rendant plus extrême et irrégulière. Nous avons une quantité similaire de précipitations, mais elles sont inégalement réparties et plus intenses pendant moins de temps, ce qui les rend plus difficiles à collecter et à stocker efficacement, ce qui entraîne un ruissellement, un mélange avec des éléments indésirables et donc une contamination. Malheureusement, il n'est plus possible, sauf dans des cas très spécifiques, d'augmenter la disponibilité de la ressource en eau.

Dans les années 60 à 90 du siècle dernier, un grand effort a été fait dans ce sens, avec la construction d'environ 800 nouveaux grands barrages en Espagne. Au total, ceux-ci offrent une capacité de quelque 56 000 hm3, à comparer aux 99 000 hm3/an d'apport moyen reçu par les rivières et aux près de 30 000 hm3/an nécessaires pour répondre à toutes les demandes3 (67% pour l'irrigation des cultures)4 5. Nous sommes le cinquième pays au monde après la Chine, les États-Unis, l'Inde et le Japon en termes de nombre de réservoirs. Cela ne nous empêche pas de souffrir de stress hydrique, c'est-à-dire lorsque l'on utilise plus d'eau douce que ce qui est disponible à certaines périodes ou que son utilisation est temporairement limitée.

Comme il n'y a pratiquement plus d'emplacements pour de nouveaux réservoirs, il n'est possible d'étendre les ressources en eau que par le biais de.. :

• Exploitation des eaux souterraines : elles sont de plus en plus rares et risquent de s'affaisser si les aquifères sont surexploités.
• Création de nouvelles usines d'eau dessalée : très coûteuses à obtenir tant en termes d'investissement initial que de coût énergétique de production, et dont les déchets peuvent être très polluants et leur élimination nocive pour le milieu marin.

Stress hydrique mondial, en % d'eau consommée en période de pénurie

Carte de la subsidence mondiale potentielle due au captage des eaux souterraines

Les deux processus sont déjà à la limite de leur plage de fonctionnement, nous ne pouvons donc pas compter sur une croissance importante, à moins que des systèmes sophistiqués ne soient appliqués pour affiner leur fonctionnement en collectant et en analysant leurs paramètres de fonctionnement.

Prévenir la pollution des sources d'eau douce

Si nous parvenons au moins à maintenir propres les masses d'eau douce existantes ou même à améliorer la qualité de l'eau déjà polluée, nous ferons de grandes économies sur les traitements ultérieurs. Il est difficile de quantifier l'influence d'un rejet non contrôlé dans un cours d'eau de surface, mais le rapport est proche de 1:100, c'est-à-dire qu'un m3 d'eau polluée est capable de polluer environ 100 m3 d'eau propre. Pour éviter cet effet pernicieux, il est nécessaire de travailler sur la prévention, en utilisant les stratégies suivantes :

• Traitez le bassin de manière holistique, car tout ce qui se passe à la surface du bassin affecte le bassin dans son ensemble, notamment en aval.
• Inclure des systèmes de rétention et d'infiltration des eaux de pluie dans la partie supérieure du bassin, par la mise en œuvre de systèmes de drainage durables. C'est-à-dire des éléments de surface, perméables, parfois végétalisés, faisant partie de la structure urbano-hydrologique-paysagère et antérieurs au système de drainage, conçus pour filtrer, retenir, transporter, accumuler, réutiliser et infiltrer les eaux de pluie dans le sol, de manière à ne pas dégrader et même à restaurer la qualité des eaux qu'ils gèrent.
• Améliorer l'entretien des systèmes de drainage, de manière à assurer leur fonctionnement optimal, en évitant les pannes et les dépenses inutiles de ressources économiques.
• Inclusion de systèmes de purification et de filtrage de l'eau provenant du ruissellement des grandes routes, dont l'impact est bien plus important qu'on ne le pense généralement.
• Mener des campagnes de sensibilisation du public pour éviter d'utiliser les installations sanitaires et les rivières comme décharges.
• Inclusion de réservoirs d'orage pour stocker les eaux de pluie polluées, empêchant leur rejet dans le milieu naturel.

Agir sur les performances des infrastructures existantes

L'efficacité d'un processus est mesurée comme la quantité obtenue divisée par la quantité maximale théorique. Au milieu du 20e siècle, les travaux ont surtout porté sur l'amélioration de l'efficacité mécanique des systèmes de collecte, de traitement et de distribution de l'eau, qui sont déjà fortement optimisés dans le processus industriel. Cela a permis de réduire la consommation par habitant, mais il reste encore une marge d'amélioration. Si l'on parvient à réduire de 2 à 5% en cinq facteurs, on atteindra une réduction de 15%. Cela peut faire la différence entre maintenir une garantie d'approvisionnement 100% ou appliquer des coupures périodiques. Certains de ces aspects sont :

• Dans le bassin versant : Obtention du mélange optimal à partir de diverses sources afin de maintenir une composition chimique, un taux de pompage ou un traitement donnés.
• En traitement : Révision du dosage du chlore, en tenant compte du temps de séjour dans le réseau de distribution.
• Dans le réseau de distribution : Réduction des fuites et de la non-récupération d'eau, optimisation des vitesses et des pressions dans le réseau, sectorisation adéquate, fonctionnement en cas de pannes et d'arrêts programmés, quantification des pertes en cas de fuites et de vidange contrôlée et remplissage ultérieur, temps de remise en pression du réseau avec consommation, en cas de travaux par tandeos, optimisation et rationalisation du fonctionnement des pompes et des réservoirs, utilisation des pertes de charge pour fournir de la micro-électricité et réduction de l'empreinte carbone (ou de l'énergie consommée).
• Sur la qualité de l'eau : Caractérisation des processus de formation et d'élimination des biofilms en modifiant les vitesses, optimisation des campagnes de nettoyage et aération du réseau.
• Dans la consommation des ménages : Lecture à distance des compteurs, corrélation de la demande avec des variables externes telles que la température, les dates spéciales, les périodes de vacances ou les pandémies, tests pour ajuster la variation de la demande avec la variation de la pression, extrapolation des tendances de consommation et application aux campagnes de sensibilisation du public pour réduire la consommation.

Une fois que nous aurons défini le problème et les leviers d'action possibles, nous devrons utiliser la technologie pour le résoudre, maintenant et pour toujours.