Le département Gestion des eaux urbaines (siwawi) de la RPTU de Kaiserslautern-Landau est l’une des institutions leaders en Allemagne dans le domaine de la modélisation des flux de matières.
Compétences
Le groupe de travail dispose à la fois d’une grande expertise scientifique et d’une vaste expérience dans l’application pratique des modèles, en particulier dans la Grande Région. Le modèle de bilan EmiSure a été créé dans le cadre du projet INTERREG du même nom et perfectionné dans le cadre du projet CoMinGreat pour devenir le logiciel StoffFLUSS.
Siwawi se concentre également sur la quantification de la pollution des eaux par les rejets d’eaux pluviales et mixtes, ainsi que sur le développement et l’évaluation de mesures permettant de réduire ces émissions. Ce domaine d’expertise dispose d’une longue expérience dans le développement et l’application de modèles décrivant les flux de matières dans les systèmes de drainage. Plusieurs projets de recherche ont également étudié les processus fondamentaux de transport et de recyclage des composés de carbone et d’azote dans les installations de traitement naturelles (filtres à sol de rétention) destinées aux eaux pluviales et aux eaux mixtes. À cette fin, un modèle applicable dans la pratique de la planification a également été développé avec RSFsim.
En outre, les collaborateurs du département travaillent depuis de nombreuses années sur des méthodes de mesure technique des rejets d’eaux pluviales et mixtes, ainsi que des charges polluantes qu’ils transportent. Le contrôle et la correction de grandes quantités de données représentent un défi particulier dans le cadre de mesures continues. Le département a développé son propre logiciel pour automatiser largement le traitement des données. Récemment, les méthodes d’intelligence artificielle ont été de plus en plus utilisées pour détecter les anomalies dans les ensembles de données existantes et pour générer des données supplémentaires. Plusieurs études prometteuses ont déjà été publiées à ce sujet.
Rôle
Le domaine de compétence siwawi participe à l’évaluation des données afin d’analyser la situation actuelle. À partir des données d’observation disponibles et des résultats des modèles, des stratégies optimales de surveillance et d’échantillonnage sont élaborées pour les déversoirs d’eaux pluviales et mixtes. Comme il n’est pas possible de recenser en continu les flux de matières sur l’ensemble du territoire, il s’agit de choisir judicieusement les sites et les intervalles de mesure. L’objectif d’optimisation est d’obtenir des résultats aussi précis que possible pour l’ensemble de la zone avec un minimum d’efforts. Les incertitudes inévitables subsistantes sont quantifiées afin d’être prises en compte ultérieurement dans la prise de décision. Une autre contribution consiste à estimer les durées et les fréquences critiques des concentrations accrues de polluants dans la Sûre, sous l’influence des rejets d’eaux mixtes.
Le WIR se concentre principalement sur le perfectionnement du modèle de flux de matières qui permet de calculer l’impact des systèmes d’égouts sur la qualité des eaux. Le modèle est complété par une représentation dynamique des apports provenant des débordements d’eaux pluviales et d’eaux mixtes. À ce jour, il est capable de calculer les courbes de concentration dans les eaux tout au long du cours d’eau pour différentes situations de débit et donc différents rapports de dilution. Cependant, la variabilité des apports provenant des rejets d’eaux pluviales et mixtes n’est pas prise en compte. Le principal défi réside dans le fait que les données de mesure ne sont disponibles que pour quelques ouvrages et sur des périodes très limitées. Sur la base de ces informations et de l’expérience acquise dans le cadre d’autres projets traitant de questions similaires, des méthodes d’intelligence artificielle (plus précisément : GAN, Generative Adversarial Networks) sont utilisées pour générer des séries de données pour les périodes et les sites pour lesquels aucune observation n’est disponible.
Expériences
Au cours des sept dernières années, le partenaire du projet, l’université technique de Kaiserslautern-Landau, en Rhénanie-Palatinat, a acquis de l’expérience dans le cadre de plusieurs projets cofinancés par l’UE avec des partenaires de la Grande Région et du nord-ouest de l’Europe.
La RPTU a participé aux projets suivants :
- EmiSûre – Développement de stratégies pour les micropolluants dans les cours d’eau germano-luxembourgeois. Programme transfrontalier de coopération territoriale européenne 2014-2020 INTERREG V A « Grande Région »
- WOW – Nouvelles opportunités commerciales pour les matières premières issues des eaux usées (2018-2021) et WOW Capitalisation Project (2021-2023). UE – INTERREG IVB NWE
- CoMinGreat – Mise en place d’une plateforme dédiée aux micropolluants pour la Grande Région (2021–2022). Financé par INTERREG V A « Grande Région ».
Dans ce cadre, une collaboration fructueuse et très constructive a déjà été mise en place avec certains des partenaires potentiels du projet Quali-Sûre (par exemple SIDN, RPTU, CEBEDEAU, LIST…). Cette collaboration peut être développée et approfondie.