Pourquoi doit-on regarder les rivières en 3D Dynamics? L’hydraulique-3D (ou Eco-hydraulique) participera-t-elle à relever les défis du 21ème siècle?
Depuis la révolution industrielle, nous avons tenté de domestiquer les rivières et traiter l’eau comme une ressource ordinaire. Une matière première que l’on prélève, que l’on stocke, que l’on dérive, que l’on commercialise, que l’on rejette ou que l’on recycle.
On a progressivement perdu de vue que le cycle de l’eau participe au fragile équilibre de notre écosystème au même titre que le cycle de l’Air, des sols et de la biodiversité. Que les masses d’eau contribuent à la dynamique complexe des grands cycles biogéochimiques.
Les cours d’eau, les courants marins et les zones humides sont le siège de 3 grands flux de circulation :
· Flux liquide ou hydraulique – Trame bleu
· Flux biologique ou écologique – Trame verte
· Flux solide ou sédimentaire – Trame marron
Au 20ème siècle, seul le flux hydraulique était enseigné dans les écoles d’ingénieur. Nous avions une compréhension limitée du fonctionnement du cycle de l’eau et encore moins des interactions avec le climat, les sols ou la biodiversité.
Cette approche unidimensionnelle a été efficace pour satisfaire des objectifs économiques de court terme mais aujourd’hui nous héritons d’un patrimoine qui affecte le bon état écologique des cours d’eau.
La circulation de l’eau est entravée par les infrastructures humaines à tous les niveaux de son parcours physique: Imperméabilisation, dérivations, drainage, barrages, digues, prélèvements.
L’eau ne doit plus être appréhendée comme une ressource statique, mais plutôt comme un moteur dynamique qui participe aux échanges atmosphériques, à la transformation des sols et au développement de la biodiversité.
Les conséquences du relargage massif des GES n’ont pas été anticipés et on découvre aujourd’hui que le dérèglement climatique est en train de modifier en profondeur certains équilibres naturels.
Nous n’avons pas non plus anticipé les carences de l’approche hydraulicienne et, à chaque crise nouvelle, les conséquences de cette vision simplifiée apparaissent:
· Augmentation des vitesses d’écoulement et aggravation des inondations et des sécheresses,
· Réduction de l’infiltration dans les sols et réduction de la qualité et de la quantité des nappes,
· Épuisement de la biodiversité aquatique et de l’autoépuration,
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· Érosions et atterrissements fluviaux et littoraux...
Il faut s’attaquer aux causes profondes pour réduire les conséquences des dysfonctionnements provoqués.
Les outils numériques peuvent nous aider à mieux comprendre ces dynamiques de fonctionnement.
Les outils numériques au service d’une gestion responsable de la « ressource » en eau
Les outils techniques, les outils de gouvernance et les outils de financement se mettent progressivement en place pour restaurer le cycle de l’eau. En France, les nouvelles compétences GEMAPI (2018) et GEPU (2020) sont des exemples de cette ®évolution sur le plan de la gouvernance.
Les données numérique issues des technologies LIDAR ou les observations satellitaires, les outils de croisement SIG, modélisation 3D, BIM autorisent des approches plus transversales et globales.
Les nouveaux outils numériques participent à la compréhension des flux et de leurs interactions. Les simulations et observations sont des aides utiles à la conception, la mise en œuvre et au suivi des nouveaux aménagements hydrauliques et à la restauration progressive de nos écosystèmes.
Le climat connaît une très forte inertie, c'est-à-dire un décalage temporel important entre les causes et les conséquences constatées. Il en est de même avec le cycle de l’eau. Les érosions, l’épuisement et la dégradation des nappes ou de la biodiversité sont des phénomènes très lents.
Les analyses prospectives permettent d’évaluer la Réelle rentabilité des projets d’aménagement en anticipant les incidences à long terme et en intégrant la durée de vie des aménagements ou leur recyclage. Pont, digue ou route, ces infrastructures ne sont pas éternels ! Il faut s’assurer que les bénéfices rendus soient supérieurs aux dégâts engendrés pendant leur période de fonctionnalité.
On s’aperçoit alors que les actions les plus profitables sont, à long terme, celles qui respectent les grands équilibres naturels.
Désormais, on imagine des solutions alternatives d’infiltration, de renaturation, de gestion à la parcelle, de réhabilitation de zones humides ou tampons, de réduction de la vulnérabilité (et non de l’aléa). On rentre dans l’ère du cas par cas, de l’ingénierie de proximité, de l’hydraulique en 3D qui respecte le cycle de l’eau mais aussi les sols et la biodiversité.
Espérons que les défis climatiques, énergétiques et écologiques soient véritablement au centre de l’ingénierie des infrastructures de demain. Car l’époque du « TOUT TUYAUX » n’est pas si lointaine. L’eau est encore souvent considérée comme une ressource exploitable qui peut générer des revenus immédiats. Les effets toxiques pour les générations futures ne sont pas la préoccupation de tous les donneurs d'ordres, surtout quand ils ont plus de 50 ans.
Les outils numériques peuvent aussi faciliter l’immense travail de pédagogie et convaincre certains décideurs de changer de paradigme.
Comment peut-on leur faire chausser des lunettes 3D ?