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Doctorat : Valorisation du réseau d’eau non potable : Contribution à une gestion plus durable des ressources en eau. L’exemple parisien.

Thèse CIFRE avec EDP du 11/2013 au 10/2016

par Martin Seidl - publié le , mis à jour le

Contexte

L’utilisation des ressources alternatives à l’eau potable en zone urbaine progresse dans le monde du fait de la raréfaction des ressources hydriques, de l’émergence de nouvelles technologies, ou encore de la mise en œuvre de politiques publiques intégrant des préoccupations de développement durable. On peut citer à titre d’exemple la ville de Madrid en Espagne où un réseau d’eau non potable a été mis en place en 2005 pour diminuer l’impact du stress hydrique en réutilisant les effluents domestiques après traitement.

Malgré d’importantes réserves, la France est potentiellement soumise, du fait de l’ampleur de ses besoins, au stress hydrique. Les hypothèses d’évolution climatique à l’horizon 2050 prévoient une baisse de disponibilité des ressources en eau à l’échelle du bassin Seine-Normandie (Ducharne et al, 2009). En tenant compte des incertitudes issues des modèles climatiques, les études pronostiquent une baisse moyenne de -20% des débits actuels de la Seine, ainsi qu’une tendance à la baisse du niveau des nappes (Habets et al, 2010).
Par ailleurs, les questions de qualité des eaux restent une préoccupation majeure, malgré les progrès réalisés en matière de lutte contre la pollution. D’une part, on assiste aujourd’hui à l’abandon de certains captages en Ile-de-France du au dépassement des limites réglementaires en nitrate et même en pesticides (DGC 2012), ce qui induit une pression accrue sur les ressources disponibles. D’autre part, la présence plus en plus fréquente des polluants émergeant dans les eaux de surface déplace la demande vers les nappes et oblige les producteurs d’eau potable à employer des techniques de plus en plus couteuses.

A l’échelle d’une agglomération, réfléchir à une gestion durable de l’eau amène à s’interroger sur les liens entre les usages et les ressources. Les réflexions sur les économies d’eau sont souvent axées sur des questions de quantité, perdant de vue les aspects qualitatifs. Quelles qualités pour quels usages ? Faut-il de l’eau potable pour tous les usages ? Quelle économie peut-on faire de la potabilisation ?
Le contexte parisien est un terrain propice pour mener ce type de réflexion, grâce à l’existence d’un réseau d’eau non potable (RENP). Un modèle alternatif de gestion de l’eau à l’échelle parisienne devient aujourd’hui possible grâce à la décision de la Ville de Paris en mars 2012 de réhabiliter et d’étendre l‘utilisation de plus de 1800 km de son RENP. Construit à l’époque de Hausmann, il est alimenté principalement par les eaux de la Seine et de l’Ourcq grossièrement traitées. Ces apports d’eaux dites « brutes » servent aujourd’hui à des usages multiples : nettoyage des trottoirs, curage des égouts, alimentation des lacs et des bois, et arrosage des espaces verts. La régie autonome Eau de Paris, établissement public de la Ville de Paris chargé de la gestion du service public parisien de l’eau, a depuis 2012 pour mission d’accompagner les évolutions du service de l’eau non potable (ENP).

La problématique du cycle urbain de l’eau, étudiée sous l’angle d’une utilisation des ressources alternatives, a été au cœur du projet de recherche Flux et Reflux (programme CNRS PIRVE ) et a donné naissance à une nouvelle thématique du programme OPUR4 . Ces travaux préparatoires ont renforcé les liens entre le Laboratoire Eau Ville, Environnement et Système Urbains (LEESU) de l’Université Paris-Est et la régie municipale Eau de Paris, responsable de la production et distribution de l’eau à Paris. Ce projet CIFRE vise à renforcer ces liens par un travail de recherche en commun sous forme de thèse. Un projet commun entre un laboratoire de recherche et un acteur du terrain permettra d’une part d’appréhender les approches théoriques des besoins du terrain et d’autre part de donner à l’acteur du terrain des outils et des connaissances pour une meilleure prise de décision. Le modèle conceptuel du RENP et des ses usages, co-construit par les deux partenaires, permettra à Eau de Paris et la Ville de Paris de se réapproprier le fonctionnement du RENP. Dotée d’une vision globale sur les potentialités et limites du RENP, Eau de Paris sera plus à même d’orienter la Ville de Paris dans la mise en œuvre d’une gestion plus durable de ses ressources en eau. Ce projet permettra parallèlement au LEESU de tester des approches novatrices sur un terrain propice au développement des ressources alternatives tel que la Ville de Paris.

Objectifs :

Les travaux de recherche sont construits autour de l’écologie industrielle et territoriale, une démarche innovante du développement territorial. Celles-ci visent une rupture avec la conception linéaire du fonctionnement actuel de la société humaine et s’inspire du fonctionnement quasi-cyclique des écosystèmes. Cette démarche appelle à une transformation de l’organisation d’un territoire, tant du point de vue des échanges des flux de matières et d’énergie que des relations entre les acteurs publics et privés qui le composent (Barles, 2010). Construits autour de ce champ disciplinaire émergent, les objectifs de la thèse se déclineront sous deux volets.

L’objectif principal de la thèse consiste à comprendre le fonctionnement du RENP et à identifier ses limites et potentialités pour une gestion plus durable de ses usages au vu des ressources disponibles. Cet objectif sera atteint grâce à la construction d’un ensemble des indicateurs sociotechniques de performance et d’un modèle conceptuel qui serviront de support à l’élaboration des nouveaux modes des gestions appelés scenarii.

Les scenarii permettront, de tester d’un part l’introduction des usages "circulaires" et d’autre part, l’exploitation des ressources alternatives de l’agglomération. Leur durabilité sera évaluée grâce à des indicateurs co-construits avec Eau de Paris. Ces indicateurs pourront être quantitatifs, comme la consommation d’énergie primaire, ou qualitatifs à l’instar des « classes d’aptitudes » définies dans le SEQ-Eaux.

Doté d’une représentation hydraulique du système et d’indicateurs de performance, le modèle conceptuel permettra de proposer une évolution des modes de gestion, appelés scénarii. L’ensemble des scénarii, accompagnés d’un inventaire des ressources alternatives mobilisées, permettra au gestionnaire d’avoir une vision globale du RENP pour mieux gérer son eau sur le territoire parisien.

Le deuxième objectif portera sur la capacité d’appropriation des nouveaux concepts par le gestionnaire, Eau de Paris, et plus largement sur la réception par les agents des évolutions identifiées par les scénarii.
En effet, l’introduction des ressources alternatives est susceptible de bousculer les rationalités qui prévalent, notamment dans les logiques d’organisation actuelles. La co-contruction des indicateurs et des scénarii permettra aux futurs gestionnaires du modèle de s’approprier le modèle conceptuel et adapter son mode de fonctionnement. Le travail mettra en lumière les capacités d’acceptation des différents acteurs face aux changements des pratiques des usagers et d’organisation des services de l’eau qu’induisent les différents scenarii.
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Laboratoires d’accueil et encadrement :

Laboratoire Eau Ville Environnement et Système Urbains (UMRA 102), Ecole des Ponts ParisTech , Champs sur Marne (77)
Direction : Gilles Hubert professeur Université Marne la Vallée - gilles.hubert@univ-mlv.fr
Co-direction : Martin Seidl, chercheur LEESU ENPC - martin.seidl@leesu.enpc.fr
Co-direction : Diminique Imbert, EDP

Démarrage novembre 2013 sous forme de Cifre avec Eau de Paris