• La recherche de J-WAFS explore comment les urbanistes peuvent se préparer au mieux aux incertitudes du changement climatique.

Comment les urbanistes et l’ensemble du secteur de l’eau peuvent-ils s’assurer que leurs investissements dans les grands projets d’infrastructure en eau sont utilisés de la manière la plus efficace et efficiente possible, en particulier dans les environnements où les ressources sont rares ? Voilà l’énigme d’un projet de recherche novateur qu’une boursière de l’Abdul Latif Jameel Water and Food Systems Lab (J-WAFS) Sarah Fletcher, a tenté de résoudre.

Dr Fletcher, qui était soutenue par une bourse Rasikbhai L. Meswani sur les solutions en matière d’eau de J-WAFS, a un historique de recherches qui développent des outils flexibles de planification de l’approvisionnement en eau et qui aident les décideurs politiques à répondre aux besoins sociétaux en eau face à un avenir incertain[1].

Son dernier projet, mené en collaboration avec Megan Lickley, chercheuse du Massachusetts Institute of Technology, et le professeur Kenneth Strzepek, pourrait avoir de profondes répercussions sur la méthodologie de livraison de l’industrie pour tous les nouveaux projets à grande échelle.

 

Les défis de l’infrastructure

Les grands projets d’infrastructure hydrauliques sont extrêmement coûteux. Et comme la plupart des projets sont conçus pour durer plusieurs décennies, voire même plus de 100 ans dans certains cas, lors de la planification de ces projets, il est essentiel de prendre en compte à plus long terme l’environnement dans lequel ils seront opérationnels. L’incertitude des prévisions relatives aux changements climatiques pose toutefois un défi à la planification des infrastructures en ce qui concerne l’adaptation aux changements climatiques.

La nature inconnue et l’impact du changement climatique sur les prévisions régionales de températures et de précipitations signifient qu’il y a maintenant plus d’incertitude que jamais quant aux prévisions météorologiques à long terme. Se préparer au changement climatique en ajoutant de nouvelles capacités comporte donc un risque élevé de sur-construction coûteuse dans les zones où les ressources sont rares. Alors, comment pouvez-vous planifier un grand projet d’infrastructure pour une durée de 50 ans, tout en limitant au minimum le risque de construction excessive ?

Dr Fletcher a tenté de trouver une solution à ce problème en concevant un nouveau cadre de planification lors d’un premier projet à Mombasa, deuxième plus grande ville du Kenya, en vue de la construction potentielle d’un nouveau barrage.

« La planification des ressources en eau nécessite une prise de décision sur le développement des infrastructures en se basant sur des conditions climatiques régionales futures incertaines. Cependant, l’incertitude des prévisions relatives aux changements climatiques évoluera tout au long de la vie d’un barrage, d’environ 100 ans, à mesure que de nouvelles observations climatiques seront disponibles[2]. »

Mombasa est confrontée à de graves problèmes de sécurité et de pénurie d’eau. D’ici 2035, la demande en eau de la ville devrait doubler pour atteindre 300 000 m3 par jour[3]. Une grande partie de l’eau actuelle de Mombasa provient des précipitations, principalement des pluies. Toutefois, les prévisions quant à la quantité de précipitations qui pourrait se former à l’avenir varient considérablement. On ne sait même pas si les précipitations augmenteront ou diminueront si, comme prévu, la région se réchauffe dans les années à venir.

Dans ces circonstances, planifier la construction la plus rentable d’un barrage et d’un réseau de réservoirs devient une énigme complexe. La ville devrait-elle construire un grand barrage coûteux pour l’aider à s’en sortir si le climat futur voit une chute des précipitations ? Devrait-il construire un petit barrage moins coûteux, capable de faire face aux circonstances actuelles, mais qui pourrait ne pas être adapté si le climat change considérablement ? Ou est-il plus efficace de construire de petites structures en un premier temps, avec la possibilité d’ajouter à la construction d’autres modules par la suite, malgré l’importante planification initiale et les investissements supplémentaires que cette approche nécessite ?

Apporter une nouvelle vision des choses

Le modèle de planification développé par Dr Fletcher et son équipe évalue toutes les éventualités en comparant « les dépenses probables sur la durée de vie d’une méthode flexible avec celles de deux options statiques irréversibles pour le barrage proposé à Mombasa.[4] »

Dr Fletcher dit : « Nous avons constaté que l’option adaptative flexible, qui permet d’augmenter progressivement la hauteur du barrage, réduit considérablement le risque d’infrastructures excessives dont vous n’avez pas besoin, et maintient un niveau de fiabilité d’approvisionnement en eau similaire à celui d’un barrage plus grand dès le départ[5]. »

Le nouveau modèle, espère Dr Fletcher, a le potentiel pour être utilisé dans divers contextes afin d’évaluer la nécessité d’approches flexibles pour la planification des infrastructures hydrauliques.

On s’attend à ce que les urbanistes du monde entier tirent parti des constatations de Dr Fletcher. Pourtant, il ne s’agit pas de loin de la première avancée significative réalisée par les chercheurs associés à J-WAFS.

Depuis sa création en 2014, J-WAFS a financé une série de projets susceptibles de transformer l’avenir de l’approvisionnement en eau et en nourriture dans le monde. Ces projets vont des filtres à eau abordables utilisant des xylèmes d’aubier, à la recherche portant sur des questions d’actualité concernant l’évolutivité et l’efficacité des procédés innovants de dessalage de l’eau.

Transformer Mombasa et au-delà

Les recherches du Dr Fletcher à Mombasa pourraient permettre d’économiser beaucoup de temps, d’efforts et de ressources en identifiant l’option la plus efficace pour le barrage.

Elles interviennent à un moment où les autorités locales mettent de nouveau l’accent sur l’approvisionnement en eau. Les travaux de Dr Fletcher, juste en amont de la côte, représentent un investissement important de la part de Almar Water Solutions, qui fait partie d’Abdul Latif Jameel Energy, qui développe actuellement une grande usine de dessalement.

On espère que l’usine aidera Mombasa à mieux faire face à ses crises d’eau récurrentes en produisant jusqu’à 100 000 m3 d’eau par jour. Cela devrait contribuer à réduire la pression qui pèse sur les habitants les plus pauvres de la ville, dont les deux tiers n’ont actuellement pas accès à une eau potable et abordable[6].

Abdul Latif Jameel Energy a également récemment confirmé son intention de construire une usine de dessalage similaire en Arabie saoudite. Le projet de développement Shuqaiq 3 devrait entrer en service en 2021 et fournir 450 000 m3 d’eau traitée par jour à environ deux millions de personnes.

Abdul Latif Jameel, par le biais de son financement de J-WAFS et des activités d’Almar Water Solutions, démontre son engagement à avoir un impact véritablement mondial sur l’infrastructure de la vie, en aidant à apporter des solutions aux problèmes des infrastructures d’alimentation en eau et nourriture dans le monde entier.

Fady M. Jameel, Président délégué et Vice-président d’Abdul Latif Jameel, déclare : « Depuis les travaux novateurs de l’Abdul Latif Jameel Water and Food Systems Lab au Massachusetts Institute of Technology, en passant par le dévouement et le savoir-faire d’Almar Water Solutions, l’eau est au cœur de notre organisation. Nos activités diversifiées s’étendent à l’ensemble de l’infrastructure de la vie et le rôle crucial de l’eau dans toutes nos vies va sans dire. C’est la clé de la durabilité et de la croissance démographique. Abdul Latif Jameel continuera à œuvrer pour de meilleures solutions en matière d’eau dans le monde entier. »

 

[1] People, J-WAFS, accessed June 2019

[2] Learning about climate change uncertainty enables flexible water infrastructure planning, Nature Communications, 16 April 2019

[3] MIT Researchers Develop New, Systematic Approach for Designing Long-Term Water Infrastructure Amid Climate Change Uncertainty, AZO Cleantech, 23 April 2019

[4] MIT Researchers Develop New, Systematic Approach for Designing Long-Term Water Infrastructure Amid Climate Change Uncertainty, AZO Cleantech, 23 April 2019

[5] MIT Researchers Develop New, Systematic Approach for Designing Long-Term Water Infrastructure Amid Climate Change Uncertainty, AZO Cleantech, 23 April 2019

[6] Mombasa: Supporting the utility to provide services to low-income communities, WSUP, accessed June 2019