Wings

Innovations pour l’approvisionnement en eau et l’assainissement : Solutions sans réseau – un programme de recherche stratégique inter- et transdisciplinaire

Wings vise à développer des systèmes d'approvisionnement en eau et d'assainissement innovants, non raccordés au réseau et pouvant constituer des alternatives comparables aux systèmes basés sur des réseaux. Nous y parvenons:

  • en étudiant de tels systèmes sous de nombreuses perspectives dfférentes (ingénierie, analyse de décision, études de développement, études de transition et d'innovation et études comportementales).
  • en travaillant en étroite collaboration avec des acteurs clés de différents secteurs et à différentes niveaux de décision.
  • en poursuivant les recherches dans différentes contextes socio-économiques (piliers de recherche), allant des pays industrialisés aux pays émergents et en développement.
  • en abordant les problèmes conceptuels et méthodologiques qui orientent et relient les projets de recherche existants dans différents contextes (projets transversaux).
  • en se basant sur des projets de recherche actuels et passés dans le domaine de la gestion des eaux urbaines.

 

Contexte

La gestion des systèmes urbains d'approvisionnement en eau a été tout au long de l'histoire une responsabilité fondamentale de la société civile. Ceci reflète l'importance cruciale de ces systèmes pour le bien-être humain et la protection de l'environnement. L'approche conventionnelle actuelle de la gestion des eaux urbaines repose sur des systèmes sociotechniques bien établis qui ont évolué au cours du siècle dernier et ont résolu la plupart des problèmes liés à l'eau et à l'hygiène qui ont frappé les pays de l'OECD par le passé. Ces systèmes majoritairement centralisés et en réseau traitent et fournissent de manière fiable de l'eau potable et transportent, traitent et éliminent les eaux usées en toute sécurité. Cependant, des défis sont posés par la croissance de la population (à la fois augmentations et diminutions), le changement climatique, les contaminants émergents, ainsi que par la nécessité de réhabiliter et de remplacer l'infrastructure vieillissante.

Bien qu'il existe encore un débat permanent sur la nécessité d'adopter de nouvelles approches dans les pays de l'OECD, les principaux instituts de recherche, les organisations internationales et les gouvernements nationaux reconnaissent de plus en plus que l'approche conventionnelle de la gestion des eaux urbaines ne peut être la seule solution pour les villes en rapide expansion et les pays à revenu faible et intermédiaire en Afrique, en Asie et en Amérique latine. Avec les systèmes urbains d'approvisionnement en eau centralisés et en réseau, hors de portée pour une grande partie de la population urbaine mondiale, il existe un besoin urgent de développer des approches fondamentalement nouvelles, c'est-à-dire des systèmes sans réseau plus souples, rentables et économes en ressources, qui permettent de faire face aux defis actuels et futurs de l'eau en zone urbaine.

Équipe

Géstion de programme

Dr. Sabine Hoffmann Chef de groupe, Cluster: ITD Tel. +41 58 765 6818 Envoyez un message

Équipe de programme

ESS

Dr. Christian Binz Chef de groupe, Cluster: Cirus Tel. +41 58 765 5030 Envoyez un message
Prof. Dr. Bernhard Truffer Chef du département, Cluster Cirus Tel. +41 58 765 5670 Envoyez un message
Dr. Sabine Hoffmann Chef de groupe, Cluster: ITD Tel. +41 58 765 6818 Envoyez un message

Documentation

News et événements

L'équipe de Wings a organisé un atelier international: "Non-grid solutions for the future of urban water management?" à Congressi Stefano Franscini, la plateforme de rencontre de l'EPF Zurich.

Résultats

 

Bernhard Truffer à l'ICUD 2017, Prague:

Is this the End of the "End-of-Pipe" Era? - Prospects for a transition towards urban water without grids

Contact

Dr. Sabine Hoffmann Chef de groupe, Cluster: ITD Tel. +41 58 765 6818 Envoyez un message

Piliers

Nous organisons notre recherche autour de quatre piliers. Chaque pilier couvre une configuration typique du système sociotechnique.

Wings Disconnect

Wings Disconnect identifie les conditions applicables aux systèmes d'eau décentralisés dans des contextes avec des structures de gouvernance bien établies, des revenus moyens à élevés et des degré élevés de centralisation. Comparativement à l'approche dominante des réseaux d'approvisionnement en eau et d'égouts, les systèmes décentralisés promettent de répondre plus favorablement aux nouvelles exigences telles que la variation démographique rapide, le changement climatique ou d'autres incertitudes de planification. En outre, il existe une inquiétude croissante concernant le fait qu'il puisse ne pas être financièrement viable de continuer à entretenir les réseaux de canalisations vieillissants existants.

Wings Disconnect vise à fournir la base scientifique nécessaire pour déterminer si un changement de systéme pourrait dissiper ces préoccupations et améliorer la durabilité. À cet effet, nous définissons quand et où il est possible de se déconnecter du système et de mettre en oeuvre des systèmes non connectés au réseau (notamment des petites stations de traitement) et nous identifions des voies possibles de transition d'infrastructure. Ceci inclut le développement de méthodes pour déterminer le degré optimal de centralisation infrastructurelle, quantifier la performance de systèmes entiers, identifier les opportunités industrielles, et soutenir la prise de décision dans la durée.

Wings Hybrid

Wings Hybrid étudie de nouveaux modèles et méthodes pour recycler les nutriments, l'eau et l'énergie dans les villes du futur, en particulier dans le contexte du changement climatique. D'une manière conventionnelle, les eaux usées mélangées sont séparées et traitées dans des stations d'épuration centralisées. Notre objectif est de mettre en place des solutions séparément les eaux usées en fonction du type et de la concentration de leurs contaminants. De cette manière, l'eau, les nutriments et l'énergie peuvent facilement être récupérés, ce qui augemente la productivité de l'eau et de l'énergie.

Wings Hybrid développe en outre la séparation et le traitement de l'urine aux fins de réutiliser les nutriments anthropiques dans l'agriculture, ainsi que le traitement des eaux grises pour régénérer l'eau avec une haute qualité chimique et microbienne. Cela inclut le développement et l'optimisation techniques via des essais pratiques dans un "laboratoire vivant", la mise en oeuvre de projets de démonstration et la collaborations avec des partenaires industriels.

Wings Emerging

Wings Emerging explore l'innovation dans les marchés émergents qui se caractérisent par une urbanisation rapide, une population à revenus moyens en expansion et une croissance économique globale, autant de facteurs qui entraînent une élèvation du niveau de vie, une augmentation des activités de construction et un accroissement des besoins en ressources (eau, énergie, services, etc.). En raison de ces caractéristiques particulières, nous présumons que les nouvelles zones de développement urbain dans les marchés émergents sont parmi les marchés pilotes potentiels les plus prometteurs pour des solutions innovantes non raccordées au réseau, englobant de manière holistique l'approvisionnement en eau, le traitement des eaux usées, l'elimination des déchets et l'approvisionnement en énergie.

Wings Emerging vise à inspirer et à soutenir les décideurs et les acteurs de niche en ce qui concerne la transition vers des solutions holistiques permettant de répondre aux demandes croissantes tout en récupérant des ressources. Ceci implique l'analyse des capacités pertinentes requises pour réussir de telles innovations, l'étude de voies d'innovation permettant d'introduire des solutions non raccordées au réseau et l'exploration des barrières et moteurs de leur diffusion.

Wings Informal

Wings Informal analyse des solutions sans réseau pour certains des environnements construits les plus difficiles, complexes et en expansion rapide dans les pays en développement: les établissement informels. Les résidents de ces régions sonst défavorisés, car ils n'ont pas d'accès officiel à la terre, aux logements et aux services urbains de base. Les solutions devront donc s'appuyer sur des approches technologiques solides, tout en répondant aux besoins et aux contraintes de ressources spécifiques qu'on trouve dans ces domaines.

L'objectif de Wings Informal est de comprendre les complexités plus vastes des systèmes d'assainissement hétérogènes actuels, en mettant particulièrement l'accent sur les interfaces entre ces systèmes. Cela comprend l'analyse des environnements propres à soutenir ou empêcher l'introduction réussie de ces solutions, l'exploration des conditions de mise à l'échelle des modèles commerciaux en mettant l'accent sur les systèmes à base de conteneurs, et l'identification des défis et opportunités liés aux changement d'échelles des innovations dans les établissements informels.

Projets de recherche en cours

Wings s'appuie sur les activités de recherche actuelles et passées dans les départements concernés de l'Eawag, générant ainsi une valeur ajoutée à ces projets. Projets transversaux regroupent les besoins conceptuels et méthodologiques des piliers et/ ou du programme. Ce faisant, ils renforcent la synergie au sein de l'équipe de recherche interdisciplinaire.

Publications

Larsen, T. A.; Hoffmann, S.; Lüthi, C.; Truffer, B.; Maurer, M. (2016) Emerging solutions to the water challenges of an urbanizing world, Science, 352(6288), 928-933, doi:10.1126/science.aad8641, Institutional Repository
Reymond, P.; Renggli, S.; Lüthi, C. (2016) Towards sustainable sanitation in an urbanising world, In: Ergen, M. (Eds.), Sustainable urbanisation, 116-134, doi:10.5772/63726, Institutional Repository
Eggimann, S.; Truffer, B.; Feldmann, U.; Maurer, M. (2018) Screening European market potentials for small modular wastewater treatment systems – an inroad to sustainability transitions in urban water management?, Land Use Policy, 78, 711-725, doi:10.1016/j.landusepol.2018.07.031, Institutional Repository