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Gestion de l'eau urbaine et adaptation aux changements globaux

Gestion de l'eau urbaine et adaptation aux changements climatiques

Enjeux

L’amélioration du cadre de vie des citadins et la reconquête de la qualité des milieux aquatiques constituent des enjeux majeurs de l’aménagement urbain. Ils passent par une meilleure maîtrise de la pollution générée par l’activité anthropique et l’adaptation du milieu urbain aux changements globaux (climat, urbanisation, réglementation, modes de vie et pratiques urbaines, émergence de nouveaux polluants). Un aménagement durable des zones urbaines implique de réduire les risques environnementaux liés à la qualité de la ressource en eau et des écosystèmes (notamment les cours d’eau urbains), le confort thermique, et la dissémination des micropolluants dans l’environnement.

Le LEE est un acteur majeur de cette thématique au niveau national et y contribue en particulier à travers la modélisation des flux d’eau entre les différents compartiments urbains d’une part et la caractérisation des pollutions affectant l’eau et les sols d’autre part, et enfin des actions d’observation sur le territoire de l’ONEVU. Les applications potentielles des travaux de recherche menés sur cette thématique vont de la conception et de la vérification des performances des ouvrages de gestion décentralisée des eaux pluviales, à la simulation des impacts de scénarios climatiques et urbanistiques, en passant par l’adaptation des pratiques de gestion à des aménagements distribués et multifonctions tout en assurant la maîtrise des risques de pollutions.

Objectifs scientifiques

Les objectifs scientifiques de cette thématique s'organisent autour des activités suivantes: 

1) continuer à progresser dans les modélisations intégrées des flux d’eau, de polluants (en particulier les métaux) et de chaleur distribués aux échelles du quartier et de l’agglomération, (résolutions variant de la dizaine de mètres à quelques centaines de mètres) et à tester leurs applications opérationnelles, notamment dans la perspective du changement climatique,

2) réaliser des bilans précis et complets des flux d’eau et de polluants afin d’évaluer et améliorer les performances des ouvrages décentralisés de gestion des eaux pluviales, dans leurs fonctions de stockage/infiltration/évapotranspiration et dans leurs fonction de (bio)filtration/rétention de polluants,

3) approfondir nos connaissances sur les phases porteuses de polluants (en particulier métalliques) en couplant analyses physico-chimiques et observations  afin de préciser leur origine et de proposer des solutions de réduction à la source, et acquérir de nouvelles connaissances sur la dynamique de leurs transferts dans les systèmes urbains, notamment en provenance du compartiment atmosphérique.

 

Simulation des flux d’eau et d’énergie : prise en compte de l’évapotranspiration et du fonctionnement hydrologique du sol (interactions sol/réseaux) dans le cycle de l'eau en milieu urbain

 

 

Contenu et partenariats

Au sein de cette thématique, le LEE met en œuvre des actions de modélisation, soit en interne soit en partenariat avec d'autres instituts de recherche, à l'échelle du quartier et à l'échelle de l'agglomération, et privilégie une approche physique distribuée des flux d’eau et d’énergie (flux de chaleur latente). Cette approche dépasse le cadre habituel de l’hydrologie urbaine, en intégrant explicitement les compartiments sol et nappe, ainsi que le compartiment atmosphérique et la micro-climatologie urbaine. Ces travaux se concrétisent au sein de projets ANR récents ou en cours (Avupur, partenariat avec IRSTEA, Vegdud /CNRM, Trafipollu /LEESU). L'activité de recherche comporte également une importante composante expérimentale in situ, qui vise à mieux connaître le cycle de l'eau et des polluants en ville. Cette activité tire parti des capacités de l’observatoire ONEVU de Nantes développé dans le cadre de l’IRSTV et de l’OSUNA et des autres observatoires du réseau URBIS (OPUR en région parisienne et OTHU à Lyon), et s'est articulée autour de projets comme ANR-INOGEV (partenariat avec le LEESU et l'INSA de Lyon). L'observation des ouvrages de gestion à la source des eaux pluviales (noues, bassins d'infiltration...) est également un sujet récent d'intérêt qui s'appuie sur une dynamique nationale dans lequel s'insère le projet ONEMA/Agence de l’Eau Loire Bretagne Matriochkas, en partenariat avec le CSTB et Nantes Métropole.

 

 

Les chercheurs de cette thématique  sont impliqués fortement dans des instituts régionaux pluridisciplinaires : l’IRSTV (co-animation d’un programme de recherche fédératif et animation de l’ONEVU) et l’OSUNA, dans des instances nationales (AllEnvi : groupe de travail Climat ; ASTEE & SHF co-animation du groupe hydrologie urbaine) et dans l’alliance européenne de recherche sur les villes (UERA). Ils sont aussi impliqués dans le conseil scientifique et technique du plan climat de Nantes Métropole.