Cet article fait partie des 112 cas de l’économie bleue.

Cet article fait partie d’une liste de 112 innovations qui façonnent l’économie bleue. Il s’inscrit dans le cadre d’un vaste effort de Gunter Pauli pour stimuler l’esprit d’entreprise, la compétitivité et l’emploi dans les logiciels libres. Pour plus d’informations sur l’origine de ZERI.

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Cas 18 : Eau propre sans égouts

Jan 4, 2013 | 100 Innovations, Eau, Energie

Le marché

Bien que notre planète semble pourvue d’un volume d’environ 1,4 milliard de kilomètres cubes d’eau, 97 % sont de l’eau salée, 2% sont gelés sous forme de glaciers et seulement 1 % sont disponibles comme eau potable. Il est donc impératif de recycler nos eaux usées. On estime qu’à l’échelle mondiale, seulement 14 % de toutes les eaux usées sont traitées. En Amérique latine et en Afrique, moins de 2 % des eaux usées sont purifiées. Si l’on se base sur le chiffre que la demande mondiale de produits de traitement de l’eau devrait atteindre 59 milliards de dollars d’ici 2013, le potentiel pourrait s’élever à 420 milliards de dollars. En Inde, l’urbanisation alimente la demande de nouveaux systèmes et services de traitement de l’eau avec un taux annuel de 10-12 % et en Chine, la croissance atteint 17 %.

La population mondiale passera de 7 milliards de personnes aujourd’hui à environ 10 milliards en 2050. Les trois quarts des citoyens du monde vivront dans les villes. Concrètement, nous devrons peut-être construire chaque jour une nouvelle ville pour chaque tranche de +200 000 habitants au cours des 40 prochaines années. L’approvisionnement en eau potable sera mis à rude épreuve, ce qui nécessitera des investissements massifs dans les usines de traitement de l’eau. Les gouvernements préfèrent normalement investir dans l’approvisionnement en eau potable, avec cinq fois plus de fonds que le traitement des eaux usées. Ce déséquilibre explique pratiquement pourquoi deux millions de personnes meurent chaque année de maladies évitables transmises par l’eau non traitée.

Des études de la Banque mondiale démontrent – à la surprise de beaucoup – que la pollution fécale s’aggrave à mesure que les pays s’enrichissent (et que les systèmes d’assainissement vieillissent). Le réseau d’égouts de la plupart des zones urbaines se détériore et doit être remis en état ou rénové. Environ 30 % de toutes les eaux usées en Suède n’atteignent tout simplement pas les stations d’épuration et contaminent les eaux souterraines par des virus et des produits chimiques. Environ 17 % du réseau d’égouts public allemand doit être reconstruit, ce qui représente 76 000 kilomètres.

Le Canada a calculé que son infrastructure de traitement et d’épuration des eaux usées nécessitera des investissements supplémentaires de 80 milliards de dollars au cours des 15 prochaines années simplement pour répondre à ses besoins croissants, raccorder environ 12 millions de citoyens aux égouts et remplacer les installations désaffectées. Le Canada a besoin de 27 000 kilomètres supplémentaires de tuyauterie au coût de 300 $ le mètre pour raccorder les zones ? non raccordés. Le coût de l’installation d’égouts et de stations de traitement d’eau dans les zones urbaines et périurbaines coûte aussi peu que 1 000 $ par habitant dans le tiers monde, et jusqu’à 8 000 $ dans les pays industrialisés. En cette période de déficits publics excessifs, il est difficile d’imaginer que les politiciens auront les fonds nécessaires pour investir dans la santé publique à un tel degré.

L’innovation

Des réglementations sanitaires strictes et des budgets gouvernementaux serrés orientent les innovations vers des investissements qui garantissent des dépenses d’exploitation plus faibles. Les solutions non chimiques sont donc de plus en plus privilégiées. Ces coûts représentent déjà 60 % des coûts d’investissement et d’exploitation des systèmes de traitement de l’eau. Cela comprend la désinfection aux ultraviolets, la filtration membranaire et l’ozonation. Cependant, l’avènement d’un recyclage accru de l’eau crée de nouvelles opportunités pour les industries chimiques, car l’eau recyclée est plus sujette à la contamination bactérienne que l’eau douce. L’option chimique la moins chère est le chlore, mais les exploitants d’installations sont à la recherche de solutions de rechange moins toxiques.

Bertil Eriksson de Örnsköldsvik, Suède, a étudié les flux d’eau et d’air à travers les bâtiments et a conçu un simple réseau de canalisations, commandé par des vannes, qui permet le traitement de toutes les eaux dans chaque bâtiment sans avoir besoin de fosses septiques. Son système complet traite tous les déchets provenant de la cuisine, de la douche et des toilettes grâce à une combinaison de systèmes de ventilation, de récupération de chaleur, de purification de l’eau et de drainage. L’objectif est d’éliminer le risque de contamination, tout en réduisant les dépenses d’investissement des municipalités et en préservant l’environnement, notamment les eaux souterraines. Ce système intégré fait l’objet d’une série de brevets qui constituent l’ossature de la technologie « SplitBox ».

Alors que le système simplifié coûte environ 25 000 $ pour une maison unifamiliale, il offre de multiples avantages, tout comme les systèmes naturels. Tout d’abord, il y a un besoin minimum de tuyaux, d’installateurs de tuyaux et de plombiers, ce qui permet d’économiser sur la construction. Deuxièmement, la SplitBox récupère l’énergie du séchage, des eaux usées domestiques chaudes et de la ventilation de la maison. Troisièmement, les drains d’eau dans le plancher servent également de conduits de ventilation pour canaliser l’excès d’humidité (salle de bain) vers les pièces à trop faible humidité (chambre à coucher). Quatrièmement, les matières fécales et le papier sont traités dans un système de séchage spécial, où ils sont mélangés aux déchets organiques de la cuisine. Enfin, les nutriments, en particulier le potassium extrait de l’urine par un processus combiné de précipitation/absorption suivi d’une oxydation des eaux usées, laissent derrière eux une eau pure. La substance sèche, exempte de bactéries et de virus, peut être vendue sur le marché comme engrais. Ceci est géré par une unité de commande de 2x1x2 mètres pour une maison familiale.

Le premier flux de trésorerie

M. Eriksson et son équipe ont ensuite prouvé la viabilité économique de cette unité intégrée gérant eau, humidité, énergie et santé dans les foyers familiaux du nord de la Suède. Il a créé la société SplitVision AB pour commercialiser son invention. Rapidement, il reçoit des commandes d’immeubles d’appartements dont il adapte les conceptions originales à des armoires modulaires, avec une capacité de traitement adaptée aux besoins des occupants. Le plus important concerne l’ensemble des déchets issus de l’eau pour 42 ménages.

L’opportunité

Alors que les économies en coûts d’infrastructure sont compensées par l’investissement dans la boîte de traitement pilotée par des vannes via un simple réseau de capteurs, les économies réelles se situent au niveau de l’élimination de la fosse septique, du réseau de canalisations et des stations d’épuration des eaux usées. Cela permet d’économiser des dépenses en capital à la maison et à la municipalité, tout en éliminant le besoin d’entretien continu et l’utilisation excessive de produits chimiques. Les gouvernements municipaux n’auront peut-être plus besoin d’emprunter, d’augmenter les impôts et de gérer quelque chose qui est le travail le moins agréable de tous : traiter les déchets des autres. Une analyse préliminaire a indiqué que Timphu, la capitale du Bhoutan, pourrait économiser jusqu’à 140 millions de dollars en investissements si les maisons, appartements et bureaux adoptaient cette technologie.

Les établissements humains ne sont pas les seuls à lutter contre les excès de déchets bruts et non traités. Les élevages bovins et porcins sont confrontés au même problème, souvent plus aigu. L’équipe de SplitVision AB a canalisé son savoir-faire dans le traitement du fumier animal au moyen d’une simple SplitBox- Agri qui s’insère dans un conteneur de 40 pieds, remplaçant les grands réservoirs de stockage extérieurs qui sont une source importante de pollution atmosphérique. Le système réduit les coûts de transport de 90 %, élimine le risque de contamination des eaux souterraines et fournit une eau de qualité pour l’irrigation et un engrais sec ayant une valeur commerciale prouvée. La SplitBox offre un modèle d’entreprise innovant, éliminant les investissements massifs et les emplois désagréables, libérant ainsi des fonds qui pourraient être redirigés vers des besoins plus urgents, et des professions plus agréables.

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