Responsables Pédagogiques

Stéphanie Pouchot et Yannick Prié

 

 

Veille Technologique

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Les Systèmes d’Information Environnementaux – Etat des lieux

 

Livre Blanc réalisé par

David Boulet-Decourt

Eric Clément

Thomas Courthial

Loïc Faure

Kevin Leches

 

Etudiants à l'Institut des Sciences et Techniques de

l'Ingénieur de Lyon

Université Claude Bernard - Lyon 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Introduction

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Présentation du cadre de ce projet de veille

 

                En préambule, il convient de présenter l’origine de ce livre blanc. Ce dernier s’inscrit en effet dans le cadre d’un module de veille technologique à l’Ecole Polytechnique Universitaire (EPU) de l’Université Claude Bernard à Lyon 1.

 

                Cette Unité d’Enseignement consiste en l’analyse détaillée par un groupe d’étudiants, et ce sur une période de près de six mois, d’un domaine technique à partir d’une problématique posée par un commanditaire. A cette occasion, l’équipe était encadrée par deux tuteurs responsables pédagogiques à l’EPU.

 

                Au sujet du commanditaire, ce dernier se trouve être un acteur du domaine considéré. Son souhait au travers de la proposition d’un sujet de veille est d’obtenir une réponse par rapport aux perspectives d’évolutions à plus ou moins long terme du (ou des) secteur(s) attaché(s) à la thématique du problème.

 

 

Ce module faisant partie intégrante du cursus de deuxième année de la filière informatique, il devait par conséquent permettre de répondre à un double objectif.

 

 

                Tout d’abord, les informations engrangées au fil des semaines étaient l’occasion de construire une connaissance solide du milieu dans lequel ce projet évoluait, et de constituer ainsi pour l’équipe une véritable expertise dans un domaine ayant trait d’une part avec l’informatique, mais également avec d’autres thèmes plus ou moins proches des enseignements, apportant ainsi un complément non négligeable à la formation dispensée par l’EPU.

 

                L’équipe étant mandatée par une entreprise, la deuxième partie de l’objectif était donc, en plus de la construction d’un véritable savoir technique autour d’une grande thématique, d’évoluer dans un contexte professionnel en travaillant en étroite collaboration avec un acteur réel  du secteur associé à la problématique.

 

Cette réponse serait alors le reflet du travail effectué au cours des six mois de l’étude, et se présenterait sous la forme d’un ensemble de recommandations transmises au commanditaire et jugées pertinentes au regard du questionnement initial.

 

 

La problématique

 

                La problématique mise en avant concerne l’évolution du secteur de l’analyse et du traitement de données environnementales en temps réel pour l’eau, et plus précisément au niveau des bassins versants.

 

Afin de mieux comprendre les enjeux associés à cette problématique, il parait dans un premier lieu indispensable de mettre en exergue les principaux éléments clés issus de cette question, et d’en donner une définition rapide et à même d’éclairer le lecteur sur l’intérêt de l’étude.

 

Traitement de données

 

Qu’est-ce qu’une donnée ?

 

Il existe presque autant de définitions du mot « donnée » que de domaines identifiés, tant ce concept parait recouvrir aux yeux des gens une notion devenue quasiment élémentaire. Néanmoins, voici quelques éléments qui se révèlent être des transcriptions écrites relativement appropriées au regard de notre problématique.

 

 

 

 

                Cette première définition est extrêmement importante, car elle met déjà en avant les grands thèmes qui seront abordés au cours de cette étude.

 

En effet, s’il fallait résumer la pensée de l’auteur, la donnée serait la traduction compréhensible par une machine d’un élément de notre milieu (par exemple une température, un taux d’humidité,…). Ce passage du physique au numérique serait indispensable à la réalisation d’un traitement par ordinateur.

 

 

 

 

                L’accent  est ici mis en avant sur la nécessité de devoir conserver ces données de manière pérenne.

 

Qu’est-ce que le traitement ?

               

L’action de traiter suppose une transformation, c’est-à-dire un passage d’un état A vers un état B au prix de certaines manipulations. L’information n’échappe pas à ce constat.

 

 

                Par conséquent, il est nécessaire de disposer de systèmes informatiques à différents niveaux au sein de l’architecture du traitement des données.

 

En effet, une première couche est tout d’abord indispensable pour retranscrire les données prélevées dans le monde réel au bon format,  dans le but pour les rendre compréhensibles par les outils présents dans la seconde couche, qui concernera l’application des différents traitements sur les données, puis l’exploitation des résultats ainsi obtenus.

 

Quid du temps réel ?

 

                 On parle de temps réel lorsque des données sont récupérées et analysées en continu. Les informations alors obtenues entrainent divers événements en fonction des valeurs récupérées.

 

A titre d’exemple, la vitesse d’une rame de métro automatisée est un procédé en temps réel : un système informatique contrôle, au sens de piloter, la vitesse de la rame en fonction de la valeur de cette dernière et l’adapte selon les besoins (ralentir ou accélérer).

 

Environnemental

 

L’environnemental est naturellement relatif à l’environnement.  Selon la définition faite par le Centre National de Ressources Textuelles et Lexicales (CNRTL)[iv], il s’agit de l’« ensemble des choses qui se trouvent aux environs, autour de quelque chose ».

 

On apprend, toujours selon le CNRTL, que l’étymologie de ce mot remonte au XIII^ème siècle, avec « environemenz » (ancien français) qui faisait à cette époque référence aux expressions  « circuit » ou « contour ». Par ailleurs, en linguistique, ce mot est parfois utilisé dans certaines situations comme un synonyme de « contexte ».

 

 

 

A la lumière du contexte du sujet de veille, l’environnement est donc le milieu dans lequel l’individu évolue, ce milieu incluant les éléments tels que l’eau, l’air, la terre et leurs interactions, mais également la faune et la flore, sans oublier les êtres humains.

 

Bassins versants

 

Le Regroupement des Organisations de Bassin Versant du Québec (ROBVQ)[vi] donne une définition extrêmement précise de la notion de bassin versant.

 

Cet organisme à but non lucratif est reconnu par le Ministère Canadien du Développement Durable, de l'Environnement et des Parcs du Québec, et sert d’interlocuteur privilégié pour la gestion des bassins versants québécois.

 

Il apparait donc comme la référence canadienne en tant qu’acteur de la gestion des bassins versants, et par extension à l’échelle mondiale, grâce à une riche expérience en la matière.

 

 

 

 

Schéma Illustratif d’un Bassin Versant rassemblant l’eau issue des précipitations

et se déversant dans une rivière

Crédit Photo Frédéric Le Donge (GIP BE) 2005[vii]

 

2015 : un enjeu important concernant la qualité de l’eau

 

                L’analyse des eaux des bassins versants se trouve être actuellement au cœur de l’actualité. En effet, la Directive Cadre Eau (DCE)[viii] du 23 octobre 2000 définit une politique à suivre concernant la gestion des eaux et apporte une attention toute particulière à la surveillance des grands espaces tels que les bassins versants. Cette directive fixe des objectifs ambitieux concernant le « bon état de l'ensemble des eaux en 2015 ».

 

                L’année 2015 est par conséquent une date charnière pour la qualité de l’eau chez les membres de l’Union Européenne qui devront en théorie être en mesure de répondre aux exigences imposées par la directive.

 

 

                A ce titre, en vue de la mise en place de mesures permettant de faciliter le respect de la DCE qui sera effective dès 2015, Mayotte dispose d’un programme de mesures, le Schéma Directeur d’Aménagement et de Gestion des Eaux (SDAGE)[ix], qui permet de mieux appréhender la notion de « bon état des eaux » déjà évoquée :

 

 

 

 

Un contexte qui soulève des interrogations

 

                L’évocation des concepts clés associés à la problématique de départ a été l’occasion de mettre en avant les premiers enjeux à la fois politique, économique, mais également sociologique et humain rattachés au sujet. L’année 2015 arrive à grands pas, et la première question qui vient à l’esprit concerne l’existence même de la DCE : pourquoi un tel texte ? La situation de l’eau justifiait-t-elle une telle décision ?

 

                En approfondissant le raisonnement, vient alors le problème de la récupération des informations (données) relatives à l’état de l’eau : comment mesurer la qualité de l’eau ? Quels sont les outils existants (à venir) ?

 

                Au-delà de ces différents enjeux, il existe bien évidemment tout un monde venant se greffer autour de ces concepts et qu’il convient d’appréhender (les acteurs et leurs interactions, les définitions majeures,…) : Qu’est-ce que l’eau d’un point de vue scientifique ? Sous un angle plus sociologique et économique ? Comment est-elle gérée ? Pourquoi parle-ton de nos jours de pollution ?

 

                Afin de répondre à l’ensemble de ces interrogations, l’étude présentée dans ce livre blanc sera articulée autour de quatre parties.

 

                Dans un premier lieu, une présentation sous divers aspects de l’eau sera effectuée. Elle permettra à la fois de mieux comprendre l’objet même de l’étude, mais également au travers d’un état des lieux de sa situation à l’échelle planétaire de mieux comprendre les raisons qui ont poussé ou qui pousseront le grand public, les instances dirigeantes à réagir voire à légiférer.

 

                Il s’agira dès lors de synthétiser l’ensemble des textes existants afin d’en tirer les notions élémentaires et capables d’éclairer la compréhension de la problématique ainsi que son évolution.

 

                Bien évidemment, une part importante de l’analyse sera accordée à l’étude du contexte économique, en mettant notamment l’accent sur les nombreux acteurs de la gestion de l’eau et d’en dégager des tendances quant aux investissements réalisés ou à venir.

 

                Enfin, la majeure partie de cette étude s’attardera sur la définition ainsi que sur la présentation détaillée du Système d’Information Environnemental (informations stockées, fonctionnalités,…), l’outil générique capable de répondre aux besoins sous-jacents à la problématique et consolidés par le contexte général de l’eau.

 

En résumé, l’objectif au travers de ces approfondissements est de savoir quel est l’avenir du traitement des données en temps réel concernant la gestion des bassins versants et plus généralement de l’eau. En d’autres termes, il s’agit ici de se prononcer sur le positionnement vers des solutions intégrées de type clés en main s’appuyant sur la mise en place de systèmes pour la mesure et couplée avec des solutions logicielles de poids. Ces dernières permettraient-elles d’apporter de répondre de manière pérenne aux engagements pris par les instances dirigeantes ?

L’eau, un enjeu majeur

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L’eau – source de vie

 

                L’eau a toujours été la source de toute vie. Cette dernière est en effet à l’origine de l’apparition des premiers êtres vivants sur Terre et sert également d’élément de preuve déterminante chez les scientifiques dans l’optique de prouver l’existence de traces de vie.

 

                Aujourd’hui, imaginer la vie sans eau est impossible. Depuis plus d’un milliard d’années, des organismes unicellulaires (bactéries, algues,…) qui sont à l’origine de l’apparition de l’être humain se sont développés grâce à elle.

 

Ce dernier, comme tout organisme vivant, a besoin de cette ressource pour vivre, car il s’agit d’un des composants essentiel de son corps. Un adulte comporte en moyenne 60% d’eau dans son corps. Lors d’une déshydratation, c’est-à-dire une baisse plus ou moins conséquente de cette quantité, les dangers de mort peuvent augmenter considérablement.

 

 

Le constat est par conséquent sans appel : l’eau sera toujours la garante de la survie de l’écosystème terrestre, qu’il s’agisse de la faune ou de la flore.

 

 

Or, actuellement, la situation de l’eau n’est pas idyllique. En effet, selon les travaux du Groupe Intergouvernemental sur l’Evolution du Climat (GIEC)[x] et publié dans le journal La Tribune[xi] du 21 Décembre 2009, « 1,6 milliard d’être humains ne disposent pas actuellement d’un accès à l’eau potable ». A titre d’exemple, rien que sur la région méditerranéenne, « 50 millions de personnes souffrent de pénurie d’eau », notamment dans les pays du nord de l’Afrique.

 

 

 

 

                En plus de ce constat assez alarmant concernant les conditions d’accès à l’eau, la pollution actuelle de l’eau tend à renforcer les inquiétudes. On estime ainsi que la moitié des fleuves et des lacs européens et nord-américains est gravement polluée[xiii].

 

 

 

 

 

L’eau – les différentes formes

 

Trois états physiques :

 

L’eau peut prendre trois différentes formes : solide (glaciers, neige, calottes glacières, icebergs,…), liquide (l’état dans lequel l’eau se trouve en plus grande proportion sur Terre, elle peut être alors stagnante comme dans les lacs ou courante/en mouvement comme dans les rivières) et enfin gazeuse (vapeur d’eau contenue dans l’atmosphère).

 

Eau douce – eau salée :

 

Bien que les ressources en eau apparaissent conséquentes du fait que cette dernière recouvre près de 70% de la surface du globe, la teneur en sel de l’eau des océans (1 litre d’eau de mer contient environ 35 grammes de sel dissout), rend cette ressource pratiquement inutilisable pour les besoins physiologiques de l’Homme à l’état naturel.

 

Ainsi, sur un volume d’eau contenue sur Terre estimé à 1.384.120.000 km³, seulement 3% de cette eau est douce. Les cours d’eau (fleuves, rivières, ruisseaux) ne représentent que 0,001% du volume d’eau douce.

 

L’eau douce est par ailleurs très inégalement répartie sur la planète. Certaines régions du monde, notamment l’Afrique et le Moyen-Orient disposent malheureusement de ressources naturelles extrêmement faibles en raison des difficultés climatiques (source Encyclopédie Wikipédia).

 

Odile Esposito, spécialiste des questions économiques au journal La Tribune, n’hésitait pas à déclarer le 22 Mars 2010 – lors de la journée mondiale de l’eau – qu’il existait un « fossé immense entre les pays développés et les contrées émergentes »[xv] face au besoin d’eau, source vitale pour l’humanité.

 

La journaliste s’appuie sur un constat alarmant pour « ces populations oubliées », citant à cette occasion un rapport de l’ONU selon lequel un milliard de personnes n’ont pas accès à l’eau potable. Les victimes de cette « profonde injustice » se trouvant majoritairement dans les pays émergents.

 

Les eaux consommables :

 

Il existe donc une eau douce ainsi qu’une eau salée. Si l’on s’attarde un peu plus sur l’eau dite « pour la consommation », c’est-à-dire à même d’être en mesure de répondre aux besoins physiologiques de l’Homme, on constate qu’il en existe trois différents types :

 

-          L’eau du robinet : elle peut provenir de sources, de nappes souterraines ou de rivières. Celle-ci doit être claire, sans odeur ni saveur, et ne doit contenir aucun microbe, germe ou parasite, ni aucune substance à des concentrations toxiques (nitrate, plomb, arsenic, cyanure, hydrocarbures, pesticides,…).

Souvent polluée au départ, cette eau peut être traitée pour assurer sa sécurité alimentaire.  

 

-          L’eau de source : elle est d’origine souterraine et potable à l’état naturel, elle fait toutefois l’objet d’analyses régulières. Sans bactérie, donc saine, elle est mise en bouteilles dès son captage.

-          L’eau minérale naturelle : elle bénéficie de propriétés favorables à la santé et officiellement reconnues. Elle se distingue par sa nature (teneur en sels minéraux, oligo-éléments ou autres constituants), sa pureté originelle et la stabilité de sa composition.

La réglementation des eaux minérales est très stricte. L’autorisation d’exploitation est donnée par le Ministère de la Santé, après avis favorable de l’Académie de Médecine. Ces eaux doivent subir des contrôles réguliers réalisés par des laboratoires agréés.

 

 

Le cycle de l’eau

 

                Avant d’entrer plus en détail dans la perception actuelle et de l’eau auprès de la population, il parait indispensable de rappeler quelques notions élémentaires au sujet du cycle de cette ressource naturelle.

 

 

                Les Agences de l’Eau[xvi] ont à ce sujet développé un dossier dans lequel sont présentées les différentes étapes du cycle de l’eau. Le schéma ainsi que les explications présentes ci-dessous sont des extraits de ce dossier :

 

 

Le cycle de l’eau (source : Agences de l’eau)

 

 

 

 

 

1.       L'évaporation : chauffée par le soleil, l’eau des océans, des rivières et des lacs s’évapore petit à petit et monte dans l’atmosphère ;

 

2.       La condensation : au contact des couches d’air froid présentes dans l’atmosphère, la vapeur d’eau se condense en minuscules gouttelettes qui, poussées par les vents, se rassemblent et forment des nuages ;

 

3.       Les précipitations : les nuages déversent leur contenu sur la terre, sous la forme de pluie,  de neige ou encore de grêle ;

 

4.       Le ruissellement : la plus grande partie de l'eau tombe directement dans les océans. Le  reste s'infiltre dans le sol (pour former des nappes souterraines qui donnent naissance à des sources) ou ruisselle pour aller grossir les rivières qui à leur tour, vont alimenter les océans.

 

5.       Répétition du cycle indéfiniment…

 

 

Par rapport à la problématique initiale, le bassin versant vient s’intégrer directement au niveau de la phase 4 du cycle de l’eau. En effet, c’est au cours de la phase de ruissellement que les quantités d’eau déversées vont se retrouver au niveau de zones hydrographiques, les bassins versants.

 

 

L’enjeu de la mesure de données en temps réel au niveau de ces bassins versants consiste à intégrer directement des outils de mesure de la qualité de l’eau entre le moment où cette dernière est recueillie à la suite du ruissellement et son rejet dans les rivières, océans,…

 

 

L’idée est de pouvoir avoir un aperçu à un instant t du contenu chimique de l’eau d’un bassin versant afin d’éviter en cas de non respect du « bon état » de l’eau (selon la DCE) de la rejeter directement, et de pouvoir ainsi agir sur la teneur de certains éléments considérés comme dangereux pour la laisser par la suite s’écouler.

 

 

Ce constat pose la question de la définition de ces substances : quelles sont-elles ? Qu’entend-t-on par l’expression « pollution de l’eau » ? Quels types de polluants sont susceptibles d’être retrouvés dans de l’eau.

 

 

La pollution de l’eau

 

 

 

                Il résulte de cette transformation de l’environnement naturel une altération qui est susceptible de rendre tout contact dangereux pour l’être humain, ou encore plus simplement à même d’avoir un impact négatif sur la faune ou la flore environnante.

 

                On distingue néanmoins la pollution « scientifique », telle qu’elle a été présentée ci-dessus, de la pollution pour le législateur.

 

                En effet, pour le grand public, la pollution reste un élément relativement abstrait, dont la réalité est difficilement identifiable et quantifiable. Bien que ce terme conserve toujours une connotation extrêmement péjorative, il n’en reste pas moins quasiment impossible pour un individu normal de définir clairement la notion de pollution. Hormis quelques exemples tels que les marées noires ou les rejets de CO₂ issus des véhicules, une multitude d’exemples restent méconnus de ces personnes.

 

                La loi se montre plus précise à ce sujet. En premier lieu, cette perturbation prend dans les textes l’appellation de « contamination ». Or, selon la loi française et le Code de l’Environnement[xvii], il ne peut y avoir légalement pollution (contamination) que si un taux seuil servant de norme est défini, et que ce dernier se révèle être dépassé lors d’une mesure.

 

                Ces normes sont listées dans un rapport de l’Institut National de l'Environnement industriel et des RISques (INERIS)[xviii] intitulé « Synthèse des valeurs réglementaires pour les substances chimiques, en vigueur dans l’eau, l’air et les denrées alimentaires en France  »[xix].  Ce document synthétise sous la forme de tableaux et pour l’ensemble des substances chimiques considérées comme nocives une valeur limite supposée interdite à dépasser.

 

                Il sert par conséquent de référent en la matière de détermination d’un cas de pollution (contamination). Lorsque la nécessité de faire évoluer un taux se fait ressentir, ce dernier est mis à jour. En général, il s’agit de l’aboutissement d’études scientifiques mandatées par le législateur ayant mis en avant la nécessité de réajuster un taux afin de préserver l’écosystème.

 

                L’image de la pollution repose essentiellement sur la perception du grand public, alors que dans les faits, seule la législation permet de déterminer réellement si un cas de contamination est avéré. Les Agences de l’Eau distinguent six différentes sources de pollution (source : http://www.lesagencesdeleau.fr) :

 

1.      La pollution chimique 

Elle peut être chronique, accidentelle ou diffuse. Elle a des origines diverses dues à :

§  l'insuffisance de certaines stations d'épuration ;

§  l'absence de réseaux d'assainissement dans certaines zones ;

§  le lessivage des sols, mais aussi des chaussées et des toits par les pluies ;

§  le rejet d'effluents par les industries.

 

2.      Les pollutions par négligence 

Les décharges sauvages (huile de vidange, batteries…) et tout ce que l'on jette dans la Nature sans vraiment y prêter attention représentent une source de pollution sournoise qui fait parfois beaucoup de dégâts.

 

3.      Les virus et bactéries pathogènes 

Les rejets provenant de l'intestin des animaux et de l'homme sont évacués dans le sol ou déversés dans les cours d'eau. Ils y subissent une épuration naturelle. Mais s'ils parviennent trop rapidement à une ressource en eau, ils peuvent provoquer une pollution microbiologique. 
La désinfection systématique des eaux dans les pays industrialisés a pratiquement éliminé les incidences de la pollution microbiologique sur la santé. De nouvelles recherches sont en cours pour diminuer encore ces risques. C'est aussi le rôle des traitements appliqués à l'eau. Un état de vigilance de tous les instants. 

4.      La pollution agricole

§  La concentration des élevages donne un excédent de déjections animales. Celles-ci s'évacuent dans les cours d'eau et les nappes souterraines ; elles constituent une source de pollution bactériologique ;

§  Les engrais chimiques (nitrates et phosphates) altèrent la qualité des nappes souterraines qu'ils atteignent par infiltration des eaux ;

§  Les herbicides, insecticides et autres produits phytosanitaires s'accumulent dans les sols et les nappes phréatiques.

Depuis que l'agriculture est entrée dans le stade de l'industrialisation, la pollution agricole doit être maitrisée.

 

5.      La pollution domestique 

A la maison, les eaux usées en provenance des toilettes ou encore des diverses machines utilisées pour le lavage sont des sources de pollution :

§   organique (graisses) ;

§   chimique (poudres à laver, détergents,…).

 

6.      Les pollutions accidentelles 

Les origines sont multiples :

§   déversement de produits polluants lors d'accidents de la circulation ;

§   dispersion dans la nature de gaz ou liquides toxiques par les usines ;

§   panne dans le fonctionnement de stations d'épuration des eaux usées ;

§   mauvais entreposage de produits chimiques solubles ;

§   incendies ;

§   …

 

 

Les solutions de traitement de l’eau

 

                Toutes les eaux utilisées dans notre quotidien sont reprises sous le même terme et constituent les eaux dites usées. Normalement, la collecte de ces dernières doit déboucher sur un traitement afin de les rendre de nouveau propre à la consommation. Ce processus est alors appelé épuration de l’eau. La station d’épuration est alors l’infrastructure permettant le retraitement de l’eau. L’objectif de cette étape est de rendre le rejet dans un milieu aquatique non pénalisant pour l’écosystème.

 

 

                Cependant, toutes les eaux ne passent pas par une station d’épuration. Par exemple, certaines maisons éloignées des réseaux de collecte des eaux usées utilisent une fosse septique :

 

 

 

La notion d’épuration est parfois associée au terme assainissement. Le programme Schéma Directeur d’Aménagement et de Gestion des Eaux (SDAGE)[xx] donne également sa propre définition de l’assainissement :

 

 

 

                Dans le cadre d’un assainissement collectif (exemple qui concerne les bassins versants), il est tout d’abord nécessaire de rappeler que les traitements appliqués à l’eau dépendent de sa qualité de départ.

 

 

                En d’autres termes, plus une eau sera contaminée, plus le processus utilisé pour la rendre de nouveau propre sera complexe. On distingue de nombreux procédés pour le retraitement des eaux. Néanmoins, malgré les variations qu’il peut exister, la méthode la plus commune consiste à appliquer une succession d’étapes. Chacune d’elle ne sera réalisée que si l’eau en présente réellement le besoin.

 

Il convient par conséquent de moduler les procédés présentés ci-dessous en gardant à l’esprit que certains traitements peuvent être laissés de côté.

 

 

Les procédés classiques (source : http://www.lesagencesdeleau.fr)

 

Première étape : élimination des matières en suspension (déchets, sables, etc.) et les huiles

• le dégrillage retient par des grilles les gros déchets (papiers, bois, plastiques, chiffons...) ;
• le dessablage retient la terre et le sable susceptibles d'endommager les pompes ou de créer des dépôts dans les bassins ;
• le déshuilage favorise, par injection de bulles d'air, la flottation des huiles et graisses, qui sont séparées par raclage en surface ;
• la décantation primaire permet aux matières en suspension de se déposer par simple gravité au fond des bacs, sous forme de boues, recueillies ensuite par pompage de fond.

 

Seconde étape : élimination des matières en solution dans l'eau (matières organiques, substances minérales)

• le traitement biologique, appliqué aux matières organiques (biodégradables).

Les eaux arrivent dans un bassin d'aération où sont développées des cultures de micro-organismes.

Sous l'action d'un brassage mécanique ou d'un apport d'air, les micro-organismes se reproduisent très rapidement ; ils se nourrissent de la pollution organique et du dioxygène de l'air pour produire du gaz carbonique et de l'eau.

A la suite de cela, on recueille sous forme de boues les matières polluantes agglomérées par les micro-organismes.

Toutefois, ce traitement est insuffisant : en dessous de 5°C, l'activité bactérienne est stoppée ; par ailleurs, les bactéries n'arrêtent pas les éléments toxiques ni les polluants non biodégradables.

§  Les traitements physico-chimiques, appliqués aux matières non organiques (non biodégradables).
Ils consistent à transformer chimiquement les éléments polluants non touchés par le traitement biologique.

 

 

Après l’exécution de ces deux traitements, l’eau est assainie en moyenne à 90%. Elle peut être alors rejetée sans crainte dans un cours d’eau (rivière,…). Le reste du processus d’assainissement sera accompli naturellement.

 

 

La gestion de l’eau

 

                Comme il a déjà été évoqué en amont dans ce rapport, l’eau est rarement sous une forme directement exploitable pour l’Homme. Elle nécessite donc des contrôles pour assurer sa qualité, et le cas échéant des traitements pour la rendre compatible avec toutes sortes d’activités humaines.

 

                La gestion de l’eau est donc un concept qui tente de concilier analyse, traitement et distribution. Plusieurs objectifs sont à atteindre :

 

§  Améliorer sans cesse l’efficience des processus de contrôle : être en mesure d’obtenir les statistiques les plus pertinentes possibles au sujet de la qualité de l’eau ;

 

§  Trier pour mieux traiter : chaque eau doit faire face à des pollutions différentes (cf. section précédente). Une eau directement en sortie d’une usine n’aura pas les mêmes composants chimiques que celle en provenance d’un immeuble (lave-vaisselle, machine à laver,…). Mieux organiser les réseaux de distribution peut avoir un avantage conséquent sur la qualité du retraitement de l’eau ;

 

§  Quels traitements, pour quelles eaux ? les exigences peuvent être amenées à évoluer au fil du temps, il est nécessaire de savoir s’adapter aux variations de la demande ;

 

§  Distribuer : gérer l’acheminement de l’eau propre à la consommation jusqu’aux robinets. Récupérer les eaux usées pour leur assainissement.

 

 

En France, il incombe aux collectivités territoriales de gérer l’eau. Pour cela, deux possibilités sont offertes [xxi] :

 

§  la gestion directe ;

§  la gestion déléguée.

 

 

 

 

 

 

 

La gestion directe :

 

La collectivité assure directement le service de gestion de l'eau. Elle utilise ses propres infrastructures : personnel, locaux pour le retraitement de l’eau,… Les usagers paient le service fourni. En cas de refonte des équipements, la collectivité doit financer elle-même les coûts engendrés.

 

La gestion déléguée :

 

La collectivité délègue la gestion de l’eau auprès d’une entreprise du secteur privé chargée de fournir un service en retour d’une contrepartie financière. Il existe différents types de gestions déléguées : l’affermage, la concession et la gérance.

 

§  Concession : l'entreprise finance et réalise les équipements. De plus, elle en assure l'exploitation ;

 

§  Affermage (forme la plus courante en France) : la collectivité finance les équipements, mais en délègue l'exploitation. Une partie des factures d'eau revient à la collectivité pour couvrir ses frais ;

 

§  Gérance : la collectivité finance les équipements mais les confie à une entreprise qui agit pour son compte.

 

La gestion de l’eau, un processus de recherche de synergie

 

Quelle que soit le type de gestion de l’eau privilégié, celui-ci est soumis à de nombreux contrôles : de la qualité par les Directions Départementales des Affaires Sanitaires et Sociales (DDASS), des comptes par les chambres régionales des comptes,…

                                                                                                                                       

 

 

 

Dans une volonté de clarifier les esprits, mais également dans le but d’avoir une vision plus globale de cette notion, la gestion de l’eau peut être synthétisée à tout un ensemble d’interactions entre différents acteurs dans le but de garantir l’approvisionnement sécurisé en eau potable des populations (contrôle, traitement, distribution).

 

L’usager apparait à la fois comme le premier et le dernier maillon de la chaine : il est en fin de cycle lorsqu’il consomme de l’eau de son robinet, mais en est également à l’origine dès lors qu’il rejette de l’eau devenue polluée.

 

 

Afin de garantir l’efficacité du système, il est capital d’arriver à profiter des effets d’une synergie entre les visions parfois largement éloignées des différents acteurs de la gestion de l’eau.

 

L’entreprise d’une part, qui cherche à dégager des bénéfices, les localités, qui souhaitent quant-à-elles obtenir le meilleur service qualité/prix pour assurer la satisfaction de ses administrés, et enfin les populations locales, pour lesquelles la notion de service est extrêmement importante, avec une qualité qui se doit d’être à la hauteur des tarifs pratiqués.

 

 

L’eau – état des lieux

 

                Maintenant que les éléments fondamentaux associés à l’eau sont connus, il reste à explorer la situation actuelle de l’eau sur la planète. Il s’agit dans cette partie de mettre en avant les éventuels manques liés à la gestion de l’eau autour du globe, ou au contraire des exemples à suivre. Au travers de ces différents constats, l’objectif sera de présenter les raisons qui tendent à prouver que la perception de l’eau et sa gestion pourraient être amenées à évoluer dans les prochains mois ou les années futures.

 

                Afin de mieux cerner le problème, l’état des lieux de la gestion de l’eau à l’échelle planétaire a été organisé par continent.         

 

Afrique

 

L’Afrique est certainement le continent le plus touché par la pénurie d’eau potable. En effet, de part sa situation géographique et de son climat extrêmement difficile, le continent africain a toujours dû faire face à un problème d’accès à cette ressource essentielle à la vie. Ce constat est renforcé par la pauvreté des pays, qui n’ont pas les moyens financiers suffisant pour se permettre de créer ou d’améliorer les infrastructures existantes. Le processus de gestion de l’eau est quasi-inexistant.

 

 

Ainsi, la priorité en Afrique n’est pas tant la qualité de l’eau en elle-même, mais plutôt la surveillance des niveaux des zones hydrographiques. Afin de remplir cet objectif, des systèmes de traitement des données ont été mis en place grâce au concours d’organisations internationales non gouvernementales.

 

 

De nombreux programmes sont ainsi mis en place en s’appuyant sur les Services Nationaux Africains[xxiii] qui fournissent des données sur les niveaux des rivières, fleuves,…

 

 

Concernant la mesure des données, celles-ci ne se font en aucun cas en temps réel. Les informations sont recueillies selon des protocoles extrêmement simples puisqu’il s’agit de données relatives aux niveaux des eaux de surface, et pas d’informations nécessitant des recherches/analyses plus approfondies (concentration de certaines particules chimiques,...).

Ses données restent la propriété des Services Nationaux Africains, qui se chargent de fournir les laboratoires ou Organisations Non Gouvernementales ayant signé des accords de partenariats pour la surveillance et la cartographie des eaux de surfaces africaines.

 

 

A ce titre, l’Organisation des Nations Unies pour l’Education, la Science et la Culture (UNESCO) tient une place prépondérante dans le suivi des ressources en eau en Afrique avec le programme de recherche Flow Regimes from International Experimental and Network Data (FRIEND)[xxiv].

 

 

L’UNESCO est ainsi à l’origine de nombreux Programmes Hydrologiques Internationaux (PHI), et pas seulement en Afrique. Ces derniers se sont énormément développés au fil des ans, et impliquent maintenant des instituts de recherche voire des universités, comme l’Hydrosciences de Montpellier[xxv], qui est un partenaire majeur du projet FRIEND en Afrique.

 

Amériques

 

Si le continent africain est celui du manque de moyens, le continent américain est certainement celui de tous les paradoxes : des terres arides du désert du Nevada, en passant par l’exemple parfois plus méconnu du gaspillage de l’eau en Argentine, toutes les gestions de l’eau possibles et imaginables se retrouvent là-bas.

 

 

 

 

Aux Etats-Unis, l’Environmental Protection Agency (EPA)[xxvi] définit un certain nombre de standards concernant la qualité de l’eau et permet une consultation en ligne de rapports annuels pour l’ensemble des villes américaines, grâce à un réseau distribué d’antennes dans les différents Etats américains. Ici encore, il ne s’agit pas d’analyse de données en temps réel, mais ces éléments traduisent néanmoins l’importance qu’accorde le gouvernement américain à la préservation de la qualité de l’eau.

 

 

L’EPA dispose également de nombreuses bases de données alimentées par les Etats, et librement téléchargeables sur son site internet.

 

Asie

 

                Après l’Afrique, le continent asiatique est certainement celui dont la gestion de l’eau peut causer le plus d’inquiétudes pour l’avenir. En effet, la situation dans certains pays d’Asie tels que l’Inde ou la Chine présente des raisons pour attirer l’attention du monde.

 

A ce sujet, Jean-Louis Chaussade, Directeur général de Suez Environnement, n’hésite pas à parler au cours d’une interview accordée au journal économique La Tribune du 17 Octobre 2009 de la  situation « alarmante » en Inde : « des milliers de puits ont été forés en quarante ans, faisant dangereusement baisser le niveau des nappes.  Que feront les indiens lorsqu’ils seront 1,5 milliard et qu’ils auront épuisé leurs réserves d’eau ».

 

 

En effet, en raison de conditions climatiques favorables et historiques, avec notamment la période des moussons qui apporte chaque année des quantités très importantes d’eau, la politique de gestion et de préservation de cette ressource a été totalement laissée de côté.

 

 

De nombreux pays asiatiques ont trop longtemps privilégié des solutions rapides et qui favorisaient l’efficience des usines de production, au détriment de l’écosystème.

 

 

Dans le but d’illustrer ce constat, il suffit de regarder l’exemple de la Chine. Cette dernière a été par le passé présentée à de nombreuses reprises par les analystes comme étant « l’usine du monde ». Elle a ainsi trop longtemps privilégié les taux de croissance élevés au détriment des progrès en termes de gestion de l’eau et de l’environnement.

 

La politique de communication au sujet de l’eau de la Chine illustre parfaitement ce constat. Jusqu’à présent, il était extrêmement difficile de s’appuyer sur des chiffres concrets en provenance de Beijing sur des valeurs telles que les émissions totales de produits chimiques dans l’eau.

 

Perspective Monde[xxvii], un site canadien à vocation pédagogique regroupant des statistiques sur de très nombreux indicateurs environnementaux, ne disposent pas de chiffres pertinents sur la Chine, traduisant une volonté des hautes instances dirigeantes de ne pas s’étendre sur ce sujet.

 

Néanmoins, la politique d’ouverture de la Chine et les très nombreux incidents au sujet de l’eau (selon la chaine nationale CCTV, plus de 140 cas de pollution de l’eau ont été recensés depuis 2007) ont poussé le parti communiste chinois à agir.

 

 

Quelques chiffres sur la pollution de l’eau en Chine : (source CCTV, reprise par People Daily[xxviii], journal chinois)

 

§  Plus d'un tiers des eaux industrielles usées du pays sont rejetées directement dans les fleuves et les lacs, ainsi que 90% des eaux ménagères usées ;

 

§  Un rapport officiel du ministre de la Protection de l'environnement montre que parmi les 131 fleuves qui traversent les villes, 36 sont gravement contaminés, et 60 autres sont pollués ;

 

§  Le Fleuve jaune, ressource en eau importante dans le nord de la Chine, a subi de graves problèmes de pollution. 40% de son courant principal a ainsi perdu son activité ;

 

§  Le Yangtzé, le plus long fleuve du pays, est menacé par 28 milliards de tonnes d'eau polluée. 

 

Ces chiffres commencent à inquiéter en plus haut lieu à Beijing. Ainsi, à la demande Hu Jintao, la société de conseil McKinsey & Company a mené une étude sur ses ressources en eau. Le constat de Martin Joerss[xxix], responsable de l’enquête, ne laisse pas la place au doute. La Chine devra modifier sa politique de gestion de l’eau, ou cette dernière pourrait être touchée par une pénurie d'eau pouvant atteindre 201 milliards de mètres cubes par an.

 

 

                Ce pays a par le passé montré sa capacité à servir d’élément moteur du continent asiatique. La prise de conscience chinoise pourrait ainsi trouver de l’écho auprès des autres pays de la région : vers une Chine précurseur dans le domaine de la préservation de l’environnement et de la gestion de l’eau dans les années à venir ?

 

Europe

 

L’Europe est a priori le « bon élève » de la planète concernant la prise de conscience collective des enjeux de l’eau. En effet, ce continent est le plus en avance concernant la volonté politique d’une gestion « intelligente » de l’eau, avec des initiatives qui se traduisent par la mise en place de textes plus ou moins précis concernant les mesures à prendre pour la préservation de cette ressource en Europe (cf. Directive Cadre Eau).

 

Néanmoins, il reste énormément de travail à accomplir. En effet, malgré les efforts apparents  pour arriver à obtenir des résultats satisfaisants et à la hauteur des espérances, de nombreux exemples tendent à prouver que la volonté affichée ne se traduit pour l’instant surtout que par de belles promesses sans réel  lendemain.

 

En effet, la qualité générale des eaux douces (fleuves, rivières,…) en France est extrêmement préoccupante. Les cours d’eau contiennent énormément de particules issues de rejets chimiques de l’industrie, de l’agriculture ou de nos activités quotidiennes.

 

A titre d’exemple, en 2008, le Rhône qui avait été mis sous les projecteurs en raison de sa contamination aux PCB[xxx] (dérivés chimiques chlorés). Ce département n’est malheureusement pas le seul à être confronté à ce polluant résistant.

 

Comme le souligne différents rapports (rapport de l’Institut Français de l’Environnement en 2006, rapport Keller[xxxi] de 2007), la plupart des cours d’eau français et des retenues (lacs alpins, barrages) recèlent également des quantités importantes de sédiments infectés. Un grave problème de gouvernance avait été révélé par le scandale des PCB, mettant en exergue une implication plus que tardive des services de l’Etat.

 

Outre cette pollution, un problème économique surgissait. La pêche professionnelle en eaux douces, déjà fragilisée, se voyait fortement impactée par cette pollution dans la mesure où la vente de poisson était interdite.

 

 

De plus, un nouveau type de polluant est apparu dans les rivières et fleuves français : des substances issues de produits pharmaceutiques telles que le paracétamol, voire des résidus de pilules contraceptives.

 

Bien qu’il soit extrêmement difficile de juger de l’impact de ces nouvelles substances sur l’écosystème aquatique, de nombreux cas de féminisation d’individus mâles ont été constatés.

 

Le professeur François Leboulenger, directeur du Laboratoire d’Ecotoxicologie en Milieux Aquatiques (LEMA) du Havre, a par exemple pu observer lors d’une étude de la faune marine dans l’estuaire de la Seine[xxxii] la présence de problèmes d’intersexualité sur plusieurs générations pour des sujets exposés à des contaminants présents dans l’eau.

 

                Amené à s’exprimer sur ce sujet, ce dernier n’avait pas hésité à déclarer qu’il serait possible d’obtenir « une pilule contraceptive avec 300 grammes de moules qui seraient exposées dans une rivière »[xxxiii]. Selon lui, le problème vient du fait que les stations actuelles ne sont pas préparées au traitement de ce type de particules.

 

 

                Autre élément important, la vétusté de certains réseaux. « A paris, il y a 5% d’eau perdue dans les fuites des tuyaux »[xxxiv], alors qu’à Londres, « les fuites dues à la vétusté du réseau de distribution équivalent à près de 300 piscines olympiques par jour »[xxxv] : dans les années futures, il sera indispensable de revoir les infrastructures de nombreux pays européens concernant l’ensemble des réseaux associés à l’eau.

 

 

Une inquiétude grandissante

 

                Le panorama rapide de la gestion de l’eau au plan international a permis de mettre en exergue les premières interrogations quant aux risques liés à une détérioration voire à une pénurie  d’eau dans les années futures.

 

                La carte ci-dessous synthétise les constats effectués en amont en présentant l’indice de pauvreté en eau pour chaque pays en 2008 (source : Centre of Ecology and Hydrology) :

 

 

§  L’indice de pauvreté est un calcul effectué sur la base  

du nombre de personne ayant accès à l’eau potable.

§  Plus cet indice est élevé, plus les conditions sont

favorables.

§  La carte met en évidence les deux zones les plus

sensibles évoquées précédemment : l’Afrique et l’Asie.

                Les problèmes actuels concernant l’incapacité de l’Homme a assuré ses besoins en eau soulève un problème de taille. La population mondiale étant amenée à passer selon certaines estimations de 6 à près de 8 milliards en l’an 2025[xxxvi], comment la Terre sera-t-elle en mesure de subvenir à l’augmentation inéluctables des besoins en eau ?

 

                Selon l’ONU, la quantité moyenne d’eau par habitant devrait fortement chuter, passant de 6 600 à 4 800 mètres cubes par an, soit une baisse de près de 30%.

 

 

Il est évident que si la tendance actuelle venait à se confirmer, avec un gaspillage plus ou moins général de la ressource « eau », le risque de pénurie serait bien présent. En effet, en plus des besoins physiologiques en eau, il faudra penser à nourrir ces nouvelles populations, et par conséquent augmenter les capacités de productions pour l’agriculture, qui représente déjà environ 70% de la consommation annuelle en eau.

 

 

                Bien évidemment, il une refonte de certaines infrastructures sera nécessaire pour compenser les hausses de la demande. Néanmoins, cela sera-t-il suffisant ? Un parallèle pourrait alors être effectué entre le pétrole et l’eau :

 

 

 

 

                Certains analystes vont beaucoup plus loin et n’hésite plus à qualifier l’eau « d’Or Bleu » en référence à « l’Or Noir » du pétrole. Il se trouve que par le passé, celui-ci a été, et est toujours à l’origine de nombreux conflits en tant que ressource énergétique essentielle pour la civilisation (Guerre du Golf, conflit en Irak, incidents en Afrique[xxxviii],…).

 

 

                Aussi, le risque est de voir s’intensifier les conflits internationaux ayant pour enjeu l’accès à des sources d’eau. La raréfaction de cette ressource pourrait entrainer dans le futur de nouveaux conflits pour son contrôle.

 

 

« Plus de 40 % de la population mondiale est établie dans les 250 bassins fluviaux transfrontaliers du globe »[xxxix]. Cela signifie que les populations qui habitent ces zones du globe partagent leurs ressources avec un pays limitrophe. Il est évident qu’une telle situation pourrait avoir à terme des conséquences désastreuses en cas de tensions au sujet de l’accession à la maîtrise de ces zones d’eau.

 

 

Pour le géopoliticien Frédéric Lasserre, c’est une situation catastrophique qui va inévitablement empirer dans les années futures. L’eau pourrait devenir la principale source de conflits pendant ce siècle. Selon ses mots, à terme « l’or bleu fera couler plus de sang que le pétrole ».

 

                En résumé, la gestion de l’eau à l’heure actuelle est telle que le monde se trouve indubitablement à un tournant. Il est évident que les ressources à notre disposition ne seront pas éternelles, et que cette tendance devrait s’accentuer au fil des ans à cause de la pression démographique d’une part, mais également en conséquence des divers manques constaté quant à la gestion planétaire des réserves naturelles en eau.

 

 

                Ces différents constats font de cet « Or Bleu » un risque potentiel d’élément déclencheur de conflits. Ce n’est ainsi donc pas un hasard si les instances dirigeantes des différents pays tentent de solutionner le problème de l’eau, avec plus ou moins de succès.

 

 

                Le récent sommet de Copenhague (Décembre 2009), qui regroupait les chefs d’Etats de 192 pays de la planète sous l’égide de l’ONU, n’a pas permis d’aboutir à la signature d’accords concret visant à améliorer l’organisation de la gestion de l’eau.

 

 

La perception de l’eau – vers une gestion intégrée ?

 

                Bien que les derniers exemples de conciliation au sujet de la problématique de l’eau aient été des échecs, la tendance est actuellement à la prise de conscience générale de l’intérêt de la préservation de l’eau pour les générations futures. Au-delà de certains éléments moteurs tels que l’Europe ou encore la Chine, de nombreuses Organisations Non Gouvernementales travaillent déjà sur l’amélioration des conditions d’accès à l’eau potable dans certaines régions du globe.

 

 

                L’objectif 7 de l’ONU, qui vise à préserver l’environnement, contient un paragraphe spécialement dédié à la question de l’eau :

 

 

CIBLE 7.C - Réduire de moitié, d’ici à 2015, le pourcentage de la population qui n’a pas d’accès à un approvisionnement en eau potable ni à des services d’assainissement de base

 

 

                Cet exemple marque bien la volonté de « faire bouger les choses », et ce en fixant des objectifs concrets (chiffres à l’appui) dans des délais de réalisation assez courts.

 

 

                La perception de l’eau est ainsi en perpétuelle évolution, comme le prouve notamment les récentes arrestations le 5 Avril dernier en Chine pour la pollution de la rivière Baimu après le rejet de déchets[xl]. Mêmes les autorités les plus récalcitrantes à sanctionner les pollueurs volontaires n’hésitent plus à sanctionner ces personnes contribuant à la dégradation de l’eau.

 

 

                De plus, la marée noire qui touche actuellement la côté américaine suite à la fuite de issue d’une plate-forme pétrolière montre bien le nouvel impact de l’eau sur nos sociétés. Le chef d’Etat américain, Barack Obama a profité de cette occasion pour violemment critiquer le « spectacle ridicule » de l’industrie pétrolière au sujet de la catastrophe, et a par ailleurs demandé des explications aux dirigeants de l’entreprise BP (BPAmoco)[xli],  propriétaire des infrastructures en cause.

 

                La presse, qui reflète toujours avec plus ou moins de pertinence l’évolution des mentalités, a jugé très sévèrement l’entreprise. Le Wall Street Journal a directement mis en cause BP pour sa négligence dans cette affaire[xlii].

 

 

                Cette affaire symbolise à elle seule la nouvelle perception générale de l’eau, qui se traduit par une volonté de dépasser le cadre des intérêts personnels, pour arriver à la mise en place d’une gestion dite « intégrée », c’est-à-dire recherchant l’intérêt de tous.

 

 

Le Regroupement des Organisations de Bassin Versant  du Québec (ROBVQ) définit ainsi cette gestion intégrée de l’eau :

 

 

 

                Les années à venir devraient par conséquent renforcer l’importance de l’eau auprès à la fois du grand public, mais également auprès des instances dirigeantes.

 

 

Le contexte législatif

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La notion de contrôle de l’eau

 

Le contrôle de l’eau représente les actions qui sont faites pour savoir si une eau est propre (ou impropre) à la consommation.

 

 

Pour contrôler l’eau, on effectue différentes mesures (en fonction du milieu) pour savoir si elle correspond à l’environnement dans lequel elle va être reversée. Ces mesures donnent une indication sur la quantité de différentes substances chimiques qui sont contenues dans cette dernière.

 

Afin de savoir si l’eau peut continuer son parcours (indication sur la qualité de l’eau), des seuils sont établis. Si ces derniers ne sont pas dépassés, les substances nocives sont en assez faibles quantités, par conséquent l’eau peut « continuer son cheminement » sans risque, la qualité est assurée.

 

 

Au contraire si l’un d’eux est dépassé, cela indique que cette substance chimique est en quantité supérieure à la limite autorisée, un assainissement devra donc être effectué.

 

 

Tableau récapitulatif des principaux seuils

 

Voici un tableau tiré du projet de schéma directeur d’aménagement et de gestion des eaux 2010-2015 présentant les différents seuils pour la qualité de l’eau :

 

 

 

(*) Valeur seuil applicable uniquement aux aquifères non influencés pour ce paramètre par le contexte géologique

 

(**) Dans le cas d’un aquifère en lien avec les eaux de surface et qui les alimente de façon significative, prendre comme valeur seuil celle retenue pour les eaux douces de surface en tenant compte éventuellement des facteurs de dilution et d’atténuation

 

Comment le contrôle est-il effectué ?

 

Le contrôle est effectué par des employés municipaux ou des laboratoires dans les villes, ou par certaines personnes en charge de vérifier la qualité des eaux. Le mot contrôle traduit dans les fait plusieurs notions comme celle de gestion, de suivi ou encore de surveillance de la qualité de l’eau.

 

 

                Pour que la qualité de l’eau reste bonne, les normes sont écrites dans des lois. Celles-ci servent également à définir les moyens mis en œuvre pour assurer la mise en place des textes, ou encore les sanctions en cas de nos respect d’un seuil défini. Le plus souvent les sanctions se présentent sous la forme d’amendes.

 

Quels sont les acteurs du contrôle de l’eau

 (Source http://www.eaurmc.fr )

 

Cette représentation permet de situer chaque groupe d’acteurs les uns par rapport aux autres et de préciser leurs responsabilités respectives.

 

Echelle nationale :

 

Tous d’abord nous allons aborder la responsabilité au niveau des Etats. A l’échelle nationale, la politique de l’eau reste en cohérence totale avec les directives européennes. La Direction de l’Eau et de la biodiversité du Ministère en charge du Développement Durable définit et organise les interventions de l’Etat dans le domaine de l’eau en général, en liaison avec d’autres Ministères, compétents pour des usages particuliers de l’eau (Santé, Agriculture, etc.).

 

L’Office National de l’Eau et des Milieux Aquatiques (ONEMA) surveille les milieux aquatiques et contrôle ses usages.

 

 

 

 

Echelle régionale :

 

Au niveau des bassins, les Préfets coordonnent à l’échelle du bassin les actions des différents services de l’Etat dans le domaine de l’eau.

 

Concernant les régions ou les départements, les services de l’Etat sont placés sous l’autorité des Préfets qui garantissent la mise en œuvre de la politique de l’Etat sous ses aspects réglementaires et techniques.

 

 

Pour cela, les préfets peuvent s’appuyer sur les Directions Régionales de l'Environnement, de l'Aménagement et du Logement (DREAL) et les Directions Départementales des Territoires (DDT). Ils coordonnent à l’échelle du bassin les actions des différents services de l’Etat dans le domaine de l’eau. Ils approuvent les Schéma directeur d'aménagement et de gestion des eaux (SDAGE) élaborés par les Comités de bassin.

La responsabilité de la planification à l’échelle des bassins est assurée par le Comité de Bassin. Ce dernier rassemble les acteurs de l’eau : représentants des collectivités territoriales, l'Etat, des usagers économiques et associatifs.

 

Le Comité de bassin, dans le cadre fixé par les politiques nationale et européenne de gestion de l'eau, définit les grandes orientations pour l'eau dans le bassin.

 

 

 

La gestion financière à l’échelle des bassins est réalisée quant-à-elle par les agences de l’eau pour le compte de l’Etat et du Comité de bassin. Son objectif est de contribuer à l’atteinte du bon état des eaux (préservation des ressources), et à la satisfaction des besoins des usagers (recherche de l’équilibre entre les ressources et les utilisations rationnelles).

 

Chaque agence contribue à la définition et à la mise en œuvre de la stratégie nationale pour l’eau et les milieux aquatiques, en partenariat avec les services de l’Etat et l’ONEMA. Pour cela, les agences perçoivent un certain nombre de redevances ou aides qui servent notamment à la construction et au développement d’outils de planification (SDAGE et Programme d’interventions,…) , de gestion de données sur l’eau pour la connaissance et l’évaluation.

 

Parallèlement à cela, les agences ont également pour mission de d’informer le public pour soutenir la conduite participative et collective de la politique de l’eau.

 

 

Echelle locale :

 

Pour les collectivités territoriales, la responsabilité de la mise en œuvre locale s’effectue sur plusieurs plans. Au niveau des régions et des départements, les Conseils régionaux et les Conseils généraux peuvent apporter un appui technique et financier aux communes.

 

 

Au niveau des Intercommunalités, Les structures locales de gestion sont organisées sous la forme de syndicats intercommunaux ou de syndicats mixtes pouvant associer communes, départements, régions. Ces structures animent et mettent en œuvre des politiques de gestion des milieux aquatiques en associant l’ensemble des acteurs de leur territoire (bassin versant, baie, nappes...) et en utilisant les procédures SAGE, contrats de milieux,…

 

 

Pour les communes, le maire est responsable de la distribution de l’eau potable, de la collecte et du traitement des eaux usées de sa commune. Ce dernier s’associe parfois avec d’autres communes dans un dans un cadre intercommunal.

 

 

Dans tous les cas, il est responsable des décisions d’investissements pour lesquels il peut bénéficier de l’appui technique et financier de l’Agence de l’eau, de la Région ou du Département. Il est également en charge du choix du mode de gestion, qui peut être confiée soit aux services municipaux, soit déléguée.

Pour les acteurs économiques et les associations, la mise en œuvre locale est effectuée à deux niveaux. Tout d’abord par les industriels ou les agriculteurs qui sont responsables de la construction et de la gestion de leurs installations de dépollution, de prélèvement, pour lesquelles ils peuvent obtenir l'appui technique et financier de l'Agence.

 

La mise en œuvre peut aussi être réalisée par les usagers, associations de consommateurs, de protection de l’environnement, fédérations professionnelles,…

Ceux-ci sont associés aux décisions en matière de planification et de gestion par leur représentation au sein de structures comme le Comité de bassin, les Commissions Locales de l’Eau (CLE), les Comités de rivières, aux côtés des collectivités et services de l’Etat. Ces acteurs développent des actions propres d'études, de sensibilisation, de communication.

 

 

La législation actuelle

 

Panorama rapide des différents continents

 

En raison des disparités visibles à la surface du globe, l’eau à besoin d’être régulée. Ainsi, les années 1970 ont été marquées par l’apparition de différentes lois interdises des substances nocives à l’intérieur de l’eau comme par exemple les métaux lourds.

 

 

Depuis cette époque, des textes de plus en plus restrictifs, visant notamment de nombreux composants chimiques, ont été mis en place. Ces lois visent à tendre vers une eau potable et ainsi sans danger pour les populations. Il s’agit ici de protéger la santé des gens.

 

 

Par conséquent, dès qu’un nouveau polluant est découvert, une analyse est effectuée afin de connaitre le seuil de dangerosité de cette substance. Des barèmes avec des normes sont alors établis. Ces derniers servent de documents techniques de base pour les instances dirigeantes lorsque celles-ci légifèrent.

 

 

Ces lois sont faites à différents niveaux. Soit au niveau national (des Arrêtés, des circulaires et des décrets), au niveau européen (des Directives). A l’échelle planétaire, il n’existe pas de réelles avancées en termes de textes fondateurs pour la préservation de l’eau.

 

 

Seul le protocole de Kyoto traite de l’écologie sur la planète mais encore trop peu de l’eau. Aux Etats-Unis, certaines lois sont similaires aux lois Européenne : les « Water law » ou encore « Clean Water Art ».

 

 

Objectif 2015

 

Depuis quelques années, on constate une prise de conscience générale concernant la notion de pollution.

 

 

En Europe, de nombreuses lois donnent des recommandations au niveau de la qualité de l’eau. Elles sont de plus en plus restrictives car au fil des années on se rend compte des effets néfastes de certains composants chimiques. Les différents textes ou directives visent aussi à rendre un bon état chimique et/ou écologique aux différentes masses d’eau.

 

 

La Directive Cadre sur l'Eau (DCE) impose aux 27 états membres pour 2015 d’avoir identifié les caractéristiques de leurs eaux.

 

L'adoption de « plans de gestion » et de « programmes de mesures » appropriés à chaque « masse d’eau » pour la période 2010-2015 cherche à garantir à l’horizon 2015, le « bon état écologique » des milieux aquatiques et du bassin versant.

 

 

Les États membres doivent encourager la conservation et la participation active de toutes les parties prenantes concernées par la mise en œuvre de cette directive, y compris dans l'élaboration des plans de gestion.

 

 

Dans un délai maximum de 4 ans après l'entrée en vigueur de la directive, chaque État membre devra produire plusieurs documents comprenant :

 

§  une analyse des caractéristiques de chaque district hydrographique ;

 

§  une étude de l'incidence de l'activité humaine sur les eaux ;

 

§  une analyse économique de l'utilisation des eaux ;

 

§  un registre des zones nécessitant une protection spéciale ;

 

§  un recensement de toutes les masses d'eau utilisées pour les captages destinés à la consommation humaine pour plus de 50 personnes par jour.

 

 

Les indicateurs de qualité relèvent du domaine de la chimie, de la physique et de la biologie, avec trois composantes majeures.

 

 

En premier lieu, la composante physico-chimie. Elle concerne tout ce qui est relatif à la structure naturelle de l’eau et délimite des concentrations maximales pour un certain nombre d’éléments comme les ions, les chlorures, le potassium ou encore les sulfates.

 

 

Deuxième élément, la portée écologique. Elle permet de donner la position de l’eau en termes de qualité et d’impact sur l’écosystème en se basant sur une échelle de valeurs.

 

 

Enfin, une composante hydromorphologique. Elle étudie la morphologie des cours d’eau et en particulier l’évolution des profils. Elle vise à définir la forme des bassins hydrographiques, l’organisation du drainage et leur densité.

 

Pour les eaux de surface, les États doivent décrire la qualité physique de tronçons fonctionnellement homogènes de cours d'eau en évaluant les composantes physiques de différents éléments.

 

 

La qualité sera évaluée par comparaison à un « état de référence », pour chaque bassin versant sur la base de données historiques et de potentialités écologiques. Les Etats ont à ce sujet une marge de liberté pour définir la méthode qu'ils retiennent.

 

Pour la mesure de l'état écologique des eaux côtières et de transition (qui associe des éléments de qualité biologique et des données physico-chimiques), la DCE propose d'identifier, par bassin, son « paramètre déclassant ». Les objectifs prioritaires par bassin sont alors de résoudre le paramètre le plus déclassant : par exemple le phytoplancton pour les masses d’eau naturelles, benthos pour les ports.

 

 

 

 

Le contexte économique

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Les acteurs non industriels

 

Le grand public

 

                En tant qu’un des éléments majeurs du cycle de la gestion de l’eau, le grand public – en tant qu’usager – tient une place prépondérante de l’évolution du contexte socio-économique de l’eau. En effet, son pouvoir de pression peut s’exercer à différentes échelles :

 

Comme il a été vu précédemment, il existe deux types de gestion pour l’eau dans les collectivités. Or, de nos jours, un grand nombre d’entre elles privilégient, pour des raisons financières, la voie de la délégation.

 

Il se trouve qu’un tel choix peut avoir des répercutions importantes sur l’électorat : en effet, supposons qu’une entreprise mandatée par une collectivité échoue dans sa politique de gestion de l’eau.

 

Cela peut se traduire de différentes manières : hausse des tarifs pratiqués, incidents trop nombreux sur le réseau de distribution, image de l’entreprise ternie par des « affaires » ayant un lien avec l’eau,…

 

La conséquence directe pourrait être la mise à l’écart de l’entreprise par la collectivité au détriment d’une autre lors du renouvellement du contrat. La raison majeure serait les éventuelles craintes à l’idée que cet élément puisse entrer dans la balance lors d’une campagne électorale.

 

 

                Le grand public peut ainsi avoir un rôle très important au niveau de la sphère régionale concernant la gestion de l’eau.

 

Les Associations et Organisations Non Gouvernementales

 

                A l’instar du grand public, certaines associations ou Organisations Non Gouvernementales se dévouent corps et âme à la préservation de l’eau.

 

Echelle locale :

               

                A l’échelle locale, le travail des associations se traduit la plupart du temps par des actions au quotidien visant à sensibiliser les populations environnantes au sujet de l’importance des questions liées à l’eau.

 

 

                L’Association Rivière Rhône-Alpes[xliii] est un exemple parfait de ce type de travail de longue haleine. Grâce aux différents événements organisés, et le bouche à oreille, ces associations parviennent à attirer l’attention de toujours plus de monde. Elles contribuent par conséquent de manière importante à l’évolution des mentalités. Le rôle de ces dernières ne doit en aucun cas être négligé.

Echelle nationale :

 

                En France, les six agences de l’eau sont des établissements publics dotés d’une personnalité civile et de l’autonomie financière. Ces organismes ont pour principales mission de coordonner tous les acteurs afin de permettre une utilisation rationnelle de l’eau, de favoriser la lutte contre la pollution et de préserver l’écosystème aquatique.

 

Chaque agence reçoit des redevances en provenance des usagers. L’argent ainsi récupéré sert à financer des investissements d’intérêt commun au niveau des collectivités locales : mise en place de structures visant à améliorer le retraitement de l’eau ou pour rendre des processus de production plus propres, entretien de l’écosystème aquatique,…

 

Echelle internationale :

 

                Dans les précédentes parties, le travail de nombreuses organisations internationales a déjà été évoqué. Ces dernières profitent de leur renommée et de leur puissance financière  pour mettre en place des actions coordonnées sur plusieurs pays, voire un continent (projet FRIEND de l’UNESCO[xliv],…).

 

                Notons au passage le travail du Conseil Mondial de l’Eau (CME)[xlv], dont le siège est situé à Marseille, et qui a pour mission de favoriser la prise de conscience au niveau planétaire des questions relatives à l’eau.

 

 

 

 

 

 

                En résumé, il existe de très nombreuses organisations visant à « forcer la décision » sur les questions liées à l’eau. Bien que ces dernières aient des sphères d’influence relativement différentes, et considérant le fait que toutes ne disposent pas des mêmes moyens, elles répondent à un objectif commun : la protection et l’amélioration de la gestion de l’eau.

 

 

                Le rôle du grand public n’est pas non plus en reste. En effet, comme nous avons pu le démontrer, son influence peut être extrêmement importante au niveau des organes de la prise de décision.

 

 

                Tous ces éléments ont un impact sur l’économie de l’univers de l’eau. En effet, de par leurs comportements, leurs actions, tous les acteurs qui ont pu être mentionnés jusqu’à présent entrainent des évolutions sur la législation, les mentalités,… et contribuent à entretenir les mouvements (grâce par exemple à des flux de capitaux sous la forme de donations), permettant ainsi de perpétuer pour ces groupes une spirale vertueuse favorisant la réalisation de leurs objectifs.

 

 Les principaux acteurs entrepreneuriaux de l’eau 

 

                Cette partie effectue une synthèse des principaux acteurs (entreprises) intégrant le système de gestion de l’eau. Bien évidemment, étant donné l’ampleur de la tâche (quid du nombre d’entreprises ayant une activité de près ou de loin attachée à l’eau ?), la partie ci-dessous s’attarde sur les groupes qui présentent un intérêt au regard de la problématique posée.

 

Les « historiques »

 

Le marché de l’eau est dominé depuis des années par deux grands groupes qui apparaissent comme les « mastodontes » de ce domaine d’activité : Suez et Veolia, qui représentent les deux leaders mondiaux  pour la gestion de l’eau.

 

Suez Environnement :

 

L’image ci-dessous rappelle en quelques chiffres la puissance de ce groupe. Celui-ci est implémenté dans le monde entier et dispose de filiales dans de très nombreux pays :

 

 

Suez Environnement en quelques chiffres

(Décembre 2008, source Plaquette Suez Environnement)

 

 

                Le groupe Suez Environnement est présent à toutes les étapes de la gestion de l’eau de la conception des infrastructures à la récupération et distribution de l’eau sur le réseau :

 

§  Conception est construction d’usines de traitement des eaux ;

 

§  Prélèvement de l’eau dans le milieu naturel et production d’eau potable : traitements effectués à partir d’une eau impropre à la consommation ;

 

§  Stockage et distribution : réseau de canalisations ;

 

§  Traitement des eaux usées : acheminement de l’eau usée vers les stations d’épurations du groupe.

 

 

Suez Environnement et traitement de données en temps réel :

 

§  Pour les questions de pollution : Suez Environnement a mis en place un système dans la région parisienne permettant de gérer les pollutions accidentelles sur la Seine.

En cas de mesure d’une contamination, des simulations sont effectuées pour estimer la propagation et la durée prévisible de la perturbation. Ce système permet ainsi d’interdire le cas échéant les prélèvements dans la Seine ;

 

§  Pour les questions liées aux fuites : pour prévenir les pertes d’eau liées à des fuites sur son réseau de distribution, Suez a mis en place un réseau de surveillance avec des capteurs acoustiques capables de détecter un problème dans une canalisation. Le système d’alerte se fait par SMS.

 

Veolia Environnement :

 

                Tout comme Suez, Veolia Environnement est une firme transnationale disposant de moyens encore plus importants que son concurrent. L’activité eau du groupe est l’un des quatre pôles majeurs de services à l’environnement (avec la gestion des déchets, des services énergétiques et du transport).

 

                A l’instar de Suez Environnement, Veolia possèdent des filiales pour chaque élément de la chaine du cycle de l’eau.

 

 

Avec des implantations dans plus de 74 pays (source http://www.veolia.com), Veolia Environnement est sans conteste l’acteur incontournable de la gestion de l’eau mondiale. Le groupe est en effet capable d’obtenir des contrats précieux aux quatre coins du globe. Par exemple, l’entreprise a été la première à obtenir un contrat de gestion déléguée de l’eau en Arabie Saoudite[xlvi].

 

 

                De plus, Veolia Environnement est en passe de remporter le « plus gros contrat du monde » ou « contrat du siècle » selon le maire d’Issy-les-Moulineaux[xlvii] concernant la gestion de « l’approvisionnement en eau de 144 communes en Ile-de-France, hors Paris. […] Seul Veolia a été invité à poursuivre la mise au point du contrat. Cela signifie que le numéro un mondial des prestations de services à l'environnement est désormais seul en lice pour ce contrat de dix ans, éventuellement prolongeable à douze ans, et qui prendra effet le 1er janvier 2011 »[xlviii].

 

 

                Veolia Environnement apparait par conséquent comme un acteur surpuissant, avec des ressources quasiment illimitées, faisait de cette dernière une entreprise capable à tout instant de bouleverser les données d’un marché en apparaissant comme force de proposition.

 

Veolia Environnement et traitement de données en temps réel :

 

                Afin de consolider sa position dominante sur de nombreux marchés, le groupe n’hésite pas un seul instant à effectuer de lourds investissements en termes de recherche et de développement. Parmi ses programmes, Veolia Environnement accorde une place importante au suivi en temps réel.

 

Par exemple, la Générale des Eaux, membre de la division eau du groupe, propose un suivi en temps réel des informations sur le réseau. Son extranet permet aux collectivités locales ayant souscrit un contrat de délégation de suivre l’état des interventions sur le réseau (réparation de fuites,…).

 

 

 

Un « nouvel arrivant » sur le marché de l’eau

 

                Contrairement aux deux entreprises évoquées en amont, cette partie concerne l’arrivée depuis quelques temps d’un nouvel acteur dans le cycle de la gestion de l’eau.  Ce dernier n’est autre qu’IBM, le spécialiste des matériels et solutions informatiques[xlix].

 

                La firme américaine dispose d’un programme « une planète plus intelligente », qui vise à tout mettre en œuvre pour améliorer l’avenir de l’écosystème planétaire et de tout faire pour préserver notre environnement.

               

                Ce programme se traduit par un nombre importants de partenariats avec des pays ou des entreprises, et ce dans des domaines très variés : alimentation, énergie, santé, sécurité publique, et bien évidemment eau.

 

                Fort de son expertise acquise au fil des années dans le domaine des logiciels et de sa renommée internationale, IBM peut très facilement capitaliser sur ces atouts pour devenir un des acteurs majeurs de l’environnement.

 

                IBM est particulièrement actif sur le secteur de l’eau. En effet, « Big Blue » (surnom historique d’IBM en référence à la couleur longtemps associée au groupe) a organisé à de très nombreuses reprises des événements impliquant des experts internationaux pour aborder les thématiques et enjeux associés à la préservation de l’environnement.

 

                IBM a notamment participé à la réunion du Conseil Mondial de l’Eau (CME)[l] qui a eu lieu du 16 au 22 Mars 2009 à Istanbul pour exposer sa vision de la planète et de la gestion de l’eau.

 

                Par ailleurs, le groupe a publié plusieurs versions d’un rapport intitulé Global Innovation Outlook (GIO)[li], et qui cherche à donner une vision actuelle et projectives des évolutions qui pourraient marquer la gestion de l’eau. Le GIO est une fondation réunissant aussi des clients d'IBM, des institutions ou encore des chercheurs experts dans ce domaine.

 

                Une partie importante du travail effectué par IBM concernant la gestion de l’eau est liée à la mise en place d’outils permettant de récupérer et de manipuler les gigantesques ensembles de données induits par l’étude de l’eau.

 

En effet, comme le rappel le rapport du GIO « il est impossible de bien gérer ce que l'on ne peut pas mesurer ». La philosophie d’IBM vis-à-vis de la gestion de cette ressource est par conséquent centrée sur la problématique des données.

 

Pour atteindre ses objectifs, l’entreprise peut profiter de ses capitaux propres ainsi que de fonds en provenance de ses partenaires pour développer des laboratoires de recherche spécialisés sur la gestion de l’eau, comme cela a été le cas fin 2009 à Montpellier[lii] pour étudier notamment grâce à un réseau de sondes la pluviométrie dans la région.

 

Un lobby industriel

 

 

 

Le paragraphe ci-dessus, extrait d’une étude sur l’apport des sociétés privées dans la gestion de l’eau traduit bien une tendance, à savoir que la part des groupes dans la gestion déléguée des collectivités territoriales tend à être un phénomène de plus en plus important.

 

                Cette situation s’explique par l’importance des capitaux à disposition de ces entreprises privées. Ainsi, ces dernières sont en mesure de s’imposer sur de nouveaux contrats en jouant de leurs atouts : une expérience indéniable renforcée par des campagnes de marketing bien organisées, des champs d’action à tous les niveaux dont ne disposent pas les localités (positionnements pluridisciplinaires chez Suez et Veolia),…

 

                Le contexte économique peut également jouer en faveur de la privatisation. En effet, avec la crise touchant une majorité de pays, l’heure est plutôt à la recherche de solutions moins coûteuses et de type « clés en mains ».

 

Cela se traduit d’une part au niveau des offres des groupes, qui ont consolidé leur positionnement dans toutes les étapes de la gestion de l’eau (cf. présentations de Suez et Veolia), mais aussi au niveau de la volonté des collectivités d’externaliser ce service pour pouvoir se recentrer sur des thématiques jugées, parfois à tort, plus importantes.

 

Récemment, le Times[liv] évoquait la possibilité pour l’Ecosse de privatiser la gestion de l’eau. Un des arguments mis en avant était la possibilité de pouvoir économiser près de 150 millions de livres par an. Le montant ainsi récupéré serait utilisé pour améliorer les hôpitaux, les écoles,…

 

 

Ainsi, il n’est pas rare de voir ces deux entreprises lutter pour obtenir de nouveaux contrats : exemple du « contrat du siècle » en Ile de France, qui a « opposé » les deux géants que sont Suez et Veolia, et dont l’issue finale semble pencher en la faveur de ce dernier.

 

 

 

 

Un lobby en faveur des collectivités

 

                Néanmoins, il convient de mesurer l’importance du lobby des industriels de l’eau. En effet, les années 90 ont vu débarquer une nouvelle tendance, celle de la remunicipalisation. Il s’agit d’une volonté plus ou moins affichée par certaines organisations, la plupart du temps associatives, qui luttent en faveur de la fin du phénomène de privatisation de la gestion de l’eau et le retour d’une gouvernance faite par les collectivités territoriales.

 

Ce constat est d’autant plus fort que de nos jours, les groupes tels que Suez ou Veolia ne comptent plus leurs efforts pour essayer de conserver les contrats auprès des collectivités. Ces derniers consentent alors de nombreux efforts pour convaincre les municipalités également renforcé au niveau des

               

 

A titre d’exemple, début 2010, grâce à une modification du contrat avec la ville de Toulouse, et ce sous la pression de la sphère associative, le prix de l’eau dans la ville a pu être baissé de 12,5%[lvi].

 

Ce chiffre s’explique par les efforts du groupe Veolia face à l’importance de la mobilisation locale. L’association Eau Secours 31[lvii] avait en effet dénoncé l’irrégularité du prix de l’eau dans la région[lviii], et monté un véritable collectif visant à dénoncer les abus découverts à la suite d’un audit réalisé en février 2008, et qui avait prouvé que les marges réalisées par le groupe atteignait les 41,7%[lix].

 

L’arrangement entre les collectivités locales et Veolia a conduit néanmoins la ville de Toulouse à assurer que le contrat de Veolia serait bien tenu jusqu’à son terme, c’est-à-dire 2020.

 

 

                Le pouvoir de ces lobbies associatifs prend de l’ampleur, d’autres régions françaises sont également marquées par de tels exemples. En Ile de France, la gestion de l’eau faite par le groupe Veolia soulève pas mal d’interrogations qui alimentent le débat[lx].

 

 

A l’échelle internationale, l’association http://www.remunicipalisation.org/ recense les exemples de localités ayant privilégié une remunicipalisation de la gestion de l’eau et présente des arguments en faveur d’un tel choix.

 

 

Il est intéressant de remarquer au travers des situations qui viennent d’être présentées que ces entreprises sont prêtes à faire des concessions relativement importantes lors de la négociation des contrats ou face à la pression associative.

 

 

En effet, pour ces dernières, les enjeux économiques sont extrêmement importants. Actuellement, la survie d’une entreprise est suspendue à la décision de ses actionnaires, qui  peuvent à tout moment décider de vendre leurs parts, plongeant dès lors l’entreprise dans une situation économique délicate.

 

 

Il se trouve que selon une étude réalisée par Bloomberg, le retour sur investissement dans le cas d’une entreprise de gestion de l’eau peut être extrêmement élevé, pouvant parfois dépasser celui des sociétés pétrolières[lxi].

 

 

Il est donc capital de conserver les contrats dûment acquis au fil des années pour satisfaire les actionnaires d’une entreprise face au lobby associatif qui estime que cette ressource est  doit rester en dehors de la sphère économique.

 

 

 

Le marketing autour de l’eau

 

Le marketing autour de l’eau a pris une nouvelle dimension ces dernières années. Pour s’en convaincre, il suffit de se rendre sur les sites des deux acteurs les plus importants de la gestion de l’eau Suez et Veolia, ou tout simplement d’être lecteur de la presse au quotidien.

 

L’image de l’eau en tant que ressource essentielle à la vie est utilisée et s’inscrit dans une politique de « green business ». Les entreprises tiennent absolument à construire des images de groupes écocitoyens, préoccupés par les questions liées à l’environnement.

 

De Boeing[lxii] à Renault[lxiii], les entreprises de tous les domaines confondus se mettent à la « green attitude ». La notion de développement durable est devenue un standard. L’eau n’échappe pas à ce postulat.

 

 

 

 

                En plus des entreprises, les collectivités locales sont également touchées par cette ère du marketing autour de l’eau.

 

                A l’approche de la Journée mondiale de l’eau, le 22 Mars 2010, la Ville de Lyon, représentée par Jean Paul Colin, vice-président du Grand Lyon, et en charge de la politique de l’eau, a lancé une action de marketing dans la presse écrite significative, avec un budget de 100000 euros[lxv].

 

Cette campagne de communication a pour but de promouvoir « l’eau du robinet » à Lyon, en utilisant un message fort « anoblissant » l’eau de la ville, à l’image d’un grand cru : « Grand’O de Lyon ».

 

 

Détails sur la campagne lyonnaise de promotion de l’eau du robinet de la ville :

 

§  une eau de première qualité provenant des glaciers des alpes ;

 

§  une attention toute particulière dans le suivi du captage avec plus de 60000 analyses par an effectuées sur l’agglomération ;

 

§  une eau appropriée pour les nourrissons ;

 

§  une économie pour le consommateur puisque un litre d’eau du robinet revient à moins de 3 centimes d’euro ;

 

§  valorisation du comportement écologique responsable : boire de l’eau du robinet plutôt que de l’eau en bouteilles réduit la pollution

 

 

 

 

L’état des lieux des investissements relatifs à l’eau

 

Vers un courant spéculatif

 

                La gestion de l’eau soulève de nombreuses questions au sujet des enjeux économiques, financiers et par conséquent humains face à la prise en charge d’un ressource qui pourrait devenir dans les années à venir un problème crucial pour la planète.

 

                En amont, les besoins financiers pour améliorer le traitement et la distribution de l’eau, « un environnement parfois méprisé », sont le plus souvent colossaux, avec des infrastructures de moins en moins opérationnelles et qui ne peuvent – ou ne pourront plus – répondre à la demande croissante d’eau potable.

 

En aval, l’opportunité offerte aux financiers de privilégier ce secteur, source de profit (les retours sur investissement restent des plus intéressants), avec un marché annuel de 400 milliards de dollars.

 

Les experts estiment qu’à l’horizon 2020, le besoin de financement sera énorme, puisqu’il est estimé entre 500 et 3000 milliards de dollars[lxvi].

 

 

                Ainsi, les financiers, ont depuis peu pris conscience que l’eau constitue, pour les prochaines années, l’un des meilleurs vecteurs d’investissement en Bourse. Il existe d’ailleurs une nouvelle stratégie de gestion boursière qualifiable de « thématique », en privilégiant les sociétés cotées et dont les activités sont centrées sur certains secteurs d’avenir.

 

 

                Dans son édition datant de Février 2010, Investir Magasine fait ressortir les différentes formes d’investissements que peut réaliser un épargnant :

 

                Un investisseur peut intervenir « directement » dans une entreprise, c'est-à-dire acheter une action d’une société qui cote en bourse. Il devient alors actionnaire et possède une part de l’entreprise. C’est la forme la plus commune pour un investissement. L’exemple type est l’achat d’une action Veolia Environnement par une personne lambda.

 

                Il est de plus possible de se tourner vers des Organismes de Placement Collectif en Valeurs Mobilières (OPCVM) qui va intervenir sur des Fonds Communs de Placement (FCP). En d’autres termes, plutôt que d’acheter directement des actions d’une entreprise X, un investisseur va utiliser son capital pour prendre par aux investissements faits par un OPCVM, qui est une entité utilisant les fonds investis par les épargnants pour constituer le FCP composé de parts acquises dans certaines entreprises.

 

                Néanmoins, la forme la plus récente et certainement la plus riche en termes d’enseignements sur la perception de l’eau pour les économistes est le « tracker » (en anglais Exchange Traded Funds – ETF). Ces produits s’achètent et se vendent comme des actions.

 

 

Par exemple le « tracker » de la Société Générale Lyxor ETF WORLD WATER. Il est constitué des 20 plus grandes sociétés « de l’industrie de l’eau » situées en Angleterre, aux Etats-Unis ou en France.

 

 

Ces supports permettent de diversifier l’investissement et le risque (panel de sociétés) plutôt que d’acheter un seul titre. Le « tracker » étant à la base conçu pour les ressources naturelles extrêmement précieuses, le fait qu’un indice de ce type soit développé sur l’eau traduit bien le sentiment général des investisseurs qui  sont conscients des enjeux liés à cette ressource.

 

De plus, des indices boursiers américains spécialisés dans le suivi de l’eau[lxvii] confirment également cette tendance :

 

§  Palisades Water Index : cet indice suit la performance des sociétés impliquées dans l’industrie mondiale de l’eau (fabrication de filtres, de pompes, d’équipements d’irrigation,…). L’indice a doublé entre 2003 et 2007 ;

 

§  Dow Jones U.S. Water Index : composé d’environ 23 titres, ce baromètre est passé de 500 à 736 sur la même période ;

 

§  ISE-B&S Water Index : inauguré en janvier 2006, cet indice rassemble une vingtaine de sociétés spécialisées dans les solutions liées à l’eau (distribution, filtrage,…).

 

Les pays émergents : nouvelle terre de chasse

 

                Face au risque de remunicipalisation de la gestion de l’eau au sein des collectivités territoriales, les groupes Suez et Veolia ont entamé une mutation qui s’est traduit par une volonté de se développer à l’étranger.

 

                Aussi, ces entreprises sont parties à la recherche de croissance dans les pays susceptibles d’avoir le plus besoin d’infrastructures pour l’eau : les pays émergents. A ce titre, l’Asie est une fois encore au cœur des débats.

 

 

                De nombreux pays d’Asie souffrent de problèmes liés à l’accès à l’eau potable. En 2008, Veolia a créé une filiale, Grameen-Veolia Water Ltd, issue d’une volonté commune entre le groupe et la Grameen Bank, banque spécialisée dans le microcrédit[lxviii].

 

                Cet accord a permis la création en 2009 d’une première usine de traitement de l’eau potable dans les régions les plus isolées du Bengladesh[lxix], et qui devrait être suivie d’autres infrastructures du genre dans les prochains mois.

 

Cette mise en place a été suivie par une étude visant à mieux analyser le modèle économique d’une telle opération dans le but de la développer encore plus rapidement[lxx] :

 

 

                Cet exemple prouve que finalement, les deux groupes français Suez et Veolia devraient avoir un rôle significatif dans l’atteinte des objectifs de l’ONU visant à améliorer les conditions d’accès à l’eau potable.

 

                Il est à noter que même si ces derniers s’en défendent, les intérêts de tels accords restent avant tout économiques. L’objectif étant de consolider la place des entreprises dans le monde entier, afin de profiter des taux de croissance de ses pays émergeants pour signer des partenariats et développer l’étendue des deux géants.

 

 

                En Chine, Suez Environnement gère déjà les services d’eau potable dans de nombreuses villes, et comme le rappelle Bernard Guirkinger, directeur général de la société, «  Déjà 20% des Chinois boivent une eau produite par une usine conçue et construite par notre filiale Degrémont »[lxxi].

 

                Les choses ne devraient par s’arrêter en si bon train : depuis 2005, 1993 usines de retraitement des déchets ont été construites selon Qiu Baoxing, vice-ministre du Logement et du Développement urbain et rural. La Chine prévoit encore d’investir pour près de 15 milliards de yuans (2,2 milliards d’euros) pour améliorer son système de traitement des eaux usées[lxxii]. Ces chiffres ne devraient pas laisser insensibles les acteurs de la gestion de l’eau.

 

 

                Autre indicateur favorable aux investisseurs en Chine, la santé financière des entreprises chinoises dans le domaine de l’eau :

 

Chongqing Water Group (Chongqing est la plus importante agglomération de la Chine avec 30 millions d’habitants) est la première société d’eau chinoise.

 

Celle-ci vient de s’introduire en bourse à Shanghai, ce qui lui a permis de lever 500 millions de dollars pour 10% de son capital. Depuis cette récente introduction, le cours de l’action a progressé de plus de 60% avec une valorisation de 35 fois les bénéfices[lxxiii].

 

 

 

 

Le Moyen-Orient : un eldorado

 

Autre point chaud du globe en termes d’investissements pour la gestion de l’eau, le Moyen-Orient. En effet, tous les ingrédients sont réunis pour faire de cette région un des pôles majeurs d’attractivité pour  les entreprises sur la thématique de l’eau.

 

 

Tout d’abord, les conditions climatiques extrêmement sévères font que ces pays ont des difficultés à approvisionner correctement leurs populations en eau. De plus, en raison de leurs incroyables revenus issus de la manne financière du pétrole, ces derniers présentent l’avantage d’avoir une capacité à investir dans des projets presque illimitée.

 

 

Suez Environnement est présent dans de nombreux pays de la région, tels que les Émirats Arabes Unis ou le Qatar[lxxv].

 

 De son côté, Veolia dispose également de nombreuses infrastructures au Moyen-Orient (Oman, Arabie Saoudite), avec des contrats pouvant couvrir une durée de 25 ans (Ajman, activité d’assainissement depuis 2006)[lxxvi].

 

De plus, le groupe a été choisi par Abou Dhabi, capitale des Émirats Arabes Unis, pour construire et exploiter pendant vingt-deux ans deux usines de traitement des eaux usées. Le contrat associé à l’opération s’élève à près de 360 millions d’euros. L’entreprise aura la charge de distribuer de l’eau potable pour les habitants de l’émirat[lxxvii].

 

               

                Les sommes considérées démontre bien les raisons qui poussent les entreprises à s’intéresser très fortement au marché des pays du Moyen-Orient. La concurrence commence d’ailleurs à être extrêmement féroce dans cette région, avec l’arrivée de nouveaux acteurs qui tentent de récupérer des parts aux deux géants français.

 

                Ainsi, en Mars 2010, le groupe ABB a remporté un contrat de plus de 105 millions d’euros pour la gestion d’une partie du système d’approvisionnement en eau potable d’Abou Dhabi[lxxviii].

 

 

De nombreux autres investissements

 

                Parallèlement à ces zones qui focalisent l’attention des entreprises, le reste du globe suit également la tendance visant à consentir de nombreux investissements autour de la gestion de l’eau.

 

 

                Les différents exemples d’investissements marquent principalement la volonté de mieux assimiler les processus de gestion de l’eau, afin d’améliorer les résultats obtenus. Ainsi, la plupart du temps, en dehors des investissements « traditionnels », ceux de recherche et développement prennent une part toujours plus croissante.

 

 

                Au Japon, en Mars 2010, des accords ont été signés entre Toray (entreprise spécialisée notamment dans les plastiques, les matières textiles et l’ingénierie environnementale) et Hitachi (groupe pluridisciplinaire d’électronique) afin de tester des nouveaux procédés de traitement des eaux usées[lxxix].

 

                Aux Etats-Unis, au sein de la Silicon Valley, de nombreux investisseurs étrangers observent attentivement l’évolution de certaines jeunes entreprises (start-up) au sein de ce que certains qualifient de « laboratoire green de la planète »[lxxx]. Ainsi, Veolia possède un programme intitulé « Innovation Accelerator », dans le but d’intégrer à leurs offres des solutions développées par ces start-up.

 

                Selon ses mots, l’entreprise ne cherche pas forcément à acquérir toutes les entreprises qui seraient susceptibles de lui apporter un nouvel élan, mais cherche plutôt de nouveaux partenaires technologiques[lxxxi].

 

 

 

Les métiers de l’eau

 

Les perspectives d’évolution

 

Si certains secteurs de l’industrie comme par exemple le bâtiment sont réputés pour être une source intarissable d’emplois, de nouveaux secteurs d’activités liés aux déchets, à l’énergie ou à l’eau devraient connaitre une croissance importante dans les années à venir.

 

 

En effet, selon une étude réalisée en Juin 2009 par le Boston Consulting Group, 600000 emplois pourraient être créés sur 10 ans[lxxxii].

 

 

Entre 2004 et 2007, la croissance annuelle des emplois dans le cadre des énergies renouvelables représentait 29,80%. En 2007, 400000 personnes exerçaient déjà une « éco activité » avec principalement trois grands axes : la pollution de l’air, du bruit et de la nature (27,65%) ; la gestion des eaux usées (24,90%) et la gestion des déchets (23,80%).

 

 

Le reliquat (23,65%) était concentré sur les énergies renouvelables, la réhabilitation des sols et des eaux enfin la maîtrise de l’énergie.

 

 

Pour David Ascher, du site emploi environnement (http://www.emploi-environnement.com),  « il y a des débouchés, de l’agent de tri sans qualification aux éminents chercheurs ». De plus, de  nouveaux métiers apparaissent (pose de panneaux solaires, maintenance d’éoliennes,…) alors que certains métiers jusqu’à présent oubliés suscitent l’intérêt, comme par exemple celui de responsable santé hygiène et environnement dans une entreprise.

 

 

Afin de mieux encadrer ces nouveaux métiers, le ministère envisagerait, toujours selon la même source, d’établir un label « formations vertes » pour mieux renseigner les personnes intéressées par une formation liée aux métiers de l’environnement.

 

 

Les formations

 

                Comme tous les autres secteurs porteurs, l’eau est caractérisée par l’existence de nombreuses formations visant des publics jeunes ou au contraire déjà professionnalisés et à la recherche de compléments pour leurs besoins personnels (source http://www.eaufrance.fr) :

 

§  formation initiale : de nombreux établissements proposent des formations avec des niveaux de qualifications qui peuvent varier (CAP, BEP, bacs professionnels, BTS, DUT).

Les universités proposent des licences, des masters et des doctorats.

Certaine écoles d’ingénieurs mettent l’accent sur le domaine de l’eau : l’Ecole Nationale du Génie de l’Eau et de l’Environnement de Strasbourg (ENGEES), l’Ecole Nationale du Génie Rural et des Eaux et Forêts (ENGREF) à Paris ;

 

 

 

 

§  formation professionnelle continue : elle concerne le perfectionnement des professionnels ayant déjà un poste.

Pour les agents de l’Etat, il existe des organismes spécialisés, comme l’Institut de FORmation de l’Environnement (IFORE) pour le Ministère de l’Ecologie et du Développement Durable.

Le Centre National de la Fonction Publique et Territoriale (CNFPT) pour le personnel des collectivités territoriales (eau potable et assainissement).

De nombreuses écoles d’ingénieurs proposent des formations.

Les groupes privés tels que Suez ou Veolia possèdent des services internes pour la formation.

L’Office International de l’Eau propose, via le Centre National de Formation aux Métiers de l’Eau (CNFME) des formations centrées sur l’eau.

 L’Office National de l’Eau et des Milieux Aquatiques (ONEMA) propose aussi des formations  avec son centre de formation sur l’eau et les milieux aquatiques.

 

Qu’est-ce qu’un SIE

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Première approche

 

 

Prenant pour modèle la production industrielle, le secteur de l’environnement cherche à son tour à structurer son système d’information. Le programme de recherche européen Eurêka-Envirometra, vient de créer le premier SIE (Système d’Information Environnemental) destiné aux stations d’épuration des eaux usées. Le marché porte sur 1 500 stations en Europe.

 

 

Le programme a été mené par les deux seules sociétés françaises de ce consortium européen : IRH Environnement, une société de recherche sous contrat comme chef de file du projet, et Texen (ex-Thomson CSF Services Industrie).

 

 

« Envirometra » s’appuie sur un réseau de bornes électroniques. Ces dernières récupèrent les données des capteurs (oxydoréduction, conductivité des effluents, PH, teneur en oxygène), les trient et les communiquent au réseau.

 

 

Les décisions seront ensuite prises sur la base d’algorithmes en logique et de « réseaux de neurones », afin de lancer les actions correctives : déclencher une vanne d’aération, rajouter des réactifs, modifier les débits.

 

 

Les bornes communiquent soit par modem filaire, soit par modem satellite InmarSat, soit par radio au niveau local sur la fréquence gratuite des 500 et 969 MHz. Les informations collectées alimentent alors une base de données qui permet de publier dynamiquement les données environnementales sur intranet ou Internet.

 

 

                Les SIE permettent de remplacer l’analyse et le traitement des mesures « à la main », la comparaison à des valeurs limites est ainsi simplifiée.

 

 

 

 

Fonctionnalités d’un SIE

 

                Les SIE peuvent offrir un large panel de fonctionnalités tel que l’affichage de graphiques pour suivre l’évolution des mesures sur une zone géographique ou une période, le stockage des données à des fins statistiques, dans ce cas, les données traitées peuvent être sélectionnées selon le volume de stockage disponible et l’utilité des données (une valeur journalière peut suffire, même si le capteur effectue des mesures à chaque secondes), dans le cas de mesures critiques, des alertes par téléphone mobile ou email peuvent être déclenchée pour prévenir le référent.

 

Les SIE peuvent également cumuler les fonctionnalités et servir pour des alertes en temps réel, des évolutions et des statistiques.

 

Acquisition des données

 

Un Système d’Information Environnemental doit avant tout offrir un point d’entrée afin de pouvoir acquérir les données environnementales récoltées. Ces données peuvent être simplement saisie à partir d’observation comme c’est souvent le cas aujourd’hui, mais elles peuvent également être récupérées, automatiquement ou non, à partir d’un capteur ou d’un réseau de capteurs.

 

 

Stockage des données

 

Une fois les données récoltées, on doit être en mesure de les stocker afin de pouvoir les exploiter plus tard, ou simplement de les archiver. Ce stockage, qu’il soit sous forme de fichier ou alors dans une base de données, doit être organisé de façon à ce que l’on puisse donner du sens à ces données.

 

 

Traitement des informations

 

Les informations maintenant organisées dans le système de gestion de données du SIE sont ensuite traitées, ce à plusieurs finalités possibles : Analyses statistiques, création de graphiques à partir de relevés, analyse de l’état de l’eau d’un fleuve après mesures en divers points de celui-ci,…

Prise de décisions

 

Une fois les informations pertinentes extraites à partir des données récoltées, celles-ci peuvent conduire à une prise de décisions en aval.

 

 

Les fonctionnalités d’un SIE

Architecture générale d’un SIE

 

La mesure

 

                Les SIE ne sont pas forcement reliés à des capteurs,  la mesure des donnée peut se faire selon différents moyens, un technicien peut ainsi aller effectuer un prélèvement dans une zone, analyser cet échantillon en laboratoire puis saisir les informations dans le SIE pour exploiter les fonctionnalités de ce dernier.

 

 

 

                La mesure par capteur, lorsqu’elle est possible,  permet l’automatisation de la mesure, ce n’est pas un pré-requis pour l’utilisation d’un SIE. Le SIE peut également utiliser des données issues d’autres SIE, il agrège alors ces informations à des fins le plus souvent statistiques.

 

 

Le stockage

               

                Les éco-données ne différent pas des données traditionnels,  le stockage est donc identique et peut être effectué sur fichier (bien que la quantité de données stockées est souvent important et que ce choix et donc moins recommandé) ou sur une base de données.

 

 

 

                Les données stockées ne sont pas forcement l’ensemble des données recueillies, les données en temps réel peuvent être exploitées d’une façon, mais simplement stockées temporairement, et on peut alors tirer de cet échantillon une moyenne quotidienne qui pourra être stockée à des fins statistiques ou d’archive.

 

 

Des exemples de mises en place de SIE

 

Dans le domaine de l’eau

 

 

Un exemple de SIE à échelle nationale est Vigiecrues, ce SIE récupère les données des débits de cours d’eau à travers la France et des données de prévision météorologiques par zone (essentiellement pluviométriques), il effectue une analyse croisée et permet de classer les zones en 4 différentes catégories d’alerte :

 

Source : http://www.vigicrues.ecologie.gouv.fr

 

                Les données hydrométriques collectées par les stations sont disponibles sur le site internet http://www.rdbrmc.com/hydroreel2 , ce sont des données en temps réel, les données relatives aux précipitations sont récupérées auprès de Météo France également en temps réel.

 

 

Vigiecrues agrège les données issues des deux sources et à l’aide d’algorithme, estime le niveau de l’eau actuel et le niveau à court terme. Des alertes sont transmissent aux communes mais également sur le site Météo France et le site de Vigiecrues qui centralise les données à l’échelle nationale.

 

 

Ci-dessous, un exemple de données corrélées par Vigiecrues :

 

Source : hydroreel2

 

 

 

Source : Météo France

 

 

 

 

Source : Vigiecrues

Dans d’autres domaines

 

                Certains SIE sont également en place dans différents domaines sur l’étude des pollutions de l’air par exemple :

 

Source : http://www.buldair.org

                Buld'air centralise ainsi les données issues de la France entière pour élaborer des bulletins d’alerte.

 

La mesure de données

 

Quelques définitions[lxxxiii]

 

 

Avant de voir quels sont les différents types de capteurs, nous allons voir ce qu’est un capteur ainsi que le principe de fonctionnement.

 

Mesurande :

 

 

 

Capteur :

 

 

 

Principe d’un capteur

 

La chaîne de mesure

 

Pour obtenir une image d’une grandeur physique, on fait appel à une chaîne de mesure qui peut faire intervenir plusieurs phénomènes différents. Par exemple, la mesure d’un débit peut se faire en  plusieurs étapes :

 

§  transformation du débit en une pression différentielle ;

 

§  transformation de la pression différentielle en la déformation mécanique d’une membrane ;

 

§  transformation de la déformation mécanique en une grandeur électrique (à l’aide d’un piézo-électrique) via un circuit électronique associé.

 

L’ensemble de ces étapes constitue la chaîne de mesure[lxxxiv] :

 

La chaine de mesure

 

 

De manière classique la sortie d’une chaîne de mesure est du type électrique. Si la chaîne de mesure fait intervenir plusieurs transducteurs, on appelle corps d’épreuve celui en contact direct avec le mesurande.

 

Le dernier transducteur est associé à un conditionneur qui fournit la grandeur électrique de sortie de manière exploitable. Le choix de ce conditionneur est une étape importante dans le cadre de la chaîne de mesure car, associé au capteur, il détermine la nature finale du signal électrique et va influencer les performances de la mesure.

 

 

Les types de grandeurs physiques

 

On peut classer les grandeurs physiques en 6 familles, chaque capteur s’associant à l’une de ces 6 familles :

§  Mécanique : déplacement, force, masse, débit… ;

 

§  Thermique : température, capacité thermique, flux thermique... ;

 

§  Electrique : courant, tension, charge, impédance, diélectrique… ;

 

§  Magnétique : champ magnétique, perméabilité, moment magnétique… ;

 

§  Radiatif : lumière visible, rayons X, micro-ondes... ;

 

§  (Bio)Chimique : humidité, gaz, sucre, hormone, polluants…

Les familles de capteurs (Source : ENS Cachan[lxxxv])

 

Le capteur actif :

 

Les capteurs actifs sont caractérisés par le fait qu'ils assurent une conversion d'énergie (mécanique ou thermique) en énergie électrique. Au mesurande est associé une tension ou un courant. A chaque conversion correspond un principe physique.

Le capteur actif

 

Le capteur passif :

 

Ils ont besoin dans la plupart des cas d'apport d'énergie extérieure pour fonctionner. Un capteur passif est composé :

 

• d'un corps d'épreuve : il a pour rôle de transformer le mesurande en une grandeur physique mesurable. Dans de nombreux cas, c'est la résistivité d'un matériau qui varie avec le mesurande.

 

Exemple :

• thermistance (variation en fonction de la température) ;
• jauge de déformation (variation en fonction de la déformation) ;
• capteur de position (la résistivité des corps magnéto-résistants dépend du champ magnétique auquel ils sont soumis).

 

• d'un transducteur : c'est l'élément sensible. Il traduit les réactions du corps d’épreuve en grandeur électrique.

 

 

On trouve aussi des capteurs passifs construits à partir de matériaux dont la constante diélectrique varie avec le mesurande, ce qui entraîne des variations de capacité (exemple de certains verres à très basse température).

 

 

Un capteur passif nécessite l'intégration dans un circuit électrique comprenant une source (de courant ou de tension) pour déterminer la valeur de l'impédance. Ce circuit est appelé circuit conditionneur. La valeur de l'impédance peut aussi être déterminée au travers de la fréquence d'un oscillateur.

 

Le capteur passif

 

Les types de capteurs

 

Les capteurs analogiques :

 

Ils fournissent un signal analogique en fonction d'une grandeur physique, électrique, mécanique… C'est la catégorie la plus importante.

 

Ce type peut être lui-même décomposé en deux grands groupes :

 

§  Les capteurs physiques caractérisés par l'existence d'une relation permanente entre la grandeur à mesurer et le signal de sortie du capteur ;

 

§  Les capteurs chimiques qui ne possèdent pas cette caractéristique.

 

 

Tableau de quelques principaux domaines d'application des capteurs[lxxxvi]

 

 

Les capteurs logiques :

 

Il s’agit de capteurs présentant deux états (0 ou 1). Leur importance est notoire dans de nombreux domaines de la technique. Ils interviennent le plus souvent en tant qu'éléments de sécurité

 

 

Les capteurs numériques :

 

Ils fournissent un signal fréquentiel (un certain nombre d’impulsions par unité de temps). L’intérêt majeur de ce type de capteur est leur facilité d’utilisation.

 

Les capteurs digitaux :

 

Il s'agit de dispositifs qui donnent directement des informations binaires combinatoires. Ils sont parfaitement représentés par la famille des codeurs optiques.

 

Ces derniers peuvent être directement couplés au système informatique sans la nécessité d'un système d'amplification puis de conversion analogique numérique. Ce sont des dispositifs qui possèdent une grande immunité au bruit et sont peu influencés par des grandeurs parasites.

 

 

Des capteurs pour quels polluants ?

 

Comme il a été vu au dessus, les capteurs chimiques permettent de détecter les différentes sortes de pollutions que l’on peut trouver dans l’environnement.

 

 

Une analyse chimique peut se faire sur un milieu aussi bien solide, que liquide ou gazeux et les techniques, instrumentales ou non, mises en œuvre seront différentes selon les cas. Cependant dans une grande partie des cas, l’analyste devra prélever un échantillon du milieu qu’il souhaite analyser (en supposant qu'il soit représentatif).

 

 

Il faut aussi prendre en compte la nature inerte ou non du milieu concerné. Si le matériau est inerte, la méthodologie ne posera aucun problème particulier. Par contre, s’il s’agit d’un matériau vivant, on sera gêné par son évolution. Dans ce deuxième cas, il n’est pas envisageable de trop retarder l’analyse, ni de transporter l’échantillon à analyser n’importe comment.

 

 

Cas des matériaux à l'état solide :

 

On va distinguer les matériaux de type métallique et les autres. Lorsqu'on veut analyser un échantillon métallique l'objectif est généralement d'identifier les divers atomes le constituant et leurs proportions.

 

 

Pour cela on dispose de diverses techniques d'analyse en volume ou en surface. L'idée est de bombarder l'échantillon à analyser avec un faisceau incident qui peut-être électronique ou photonique et parfois ionique, et d'analyser les émissions ou les réflexions qui en résultent.

 

 

                Lorsqu'il s'agit d'un granulat ou d'un matériau sous forme de poudre plus ou moins frittée (ex comprimé pharmaceutique), les méthodes atomiques sont peu intéressantes car ce sont les espèces chimiques à l'état moléculaire qui vont intéresser l'analyste et l'on est en général en présence de molécules très complexes.

 

 

On va donc généralement tenter de solubiliser  l'échantillon, soit dans l'eau, soit dans un solvant (ou un mélange de solvants adaptés) et on exploitera alors les méthodes d'analyse des composés à l'état liquide.

 

 

Cas des milieux liquides :

 

S'il s'agit d'un milieu inorganique et inerte, les méthodes chimiques traditionnelles sont nombreuses. On s'intéressera d'abord au pH de la solution afin de savoir s'il s'agit d'un milieu acide ou basique, éventuellement neutre ce qui orientera l'expérimentateur vers tel ou tel type de méthodes.

 

 

Ensuite le problème sera de savoir si l'on recherche une espèce chimique en particulier (rechercher la présence de nitrates dans l'eau par exemple) ou si l'on souhaite une analyse complète.

 Dans le premier cas les chimistes disposent souvent de réactifs donnant lieu à des réactions colorées ou à des précipités solides et l'instrumentaliste va intervenir soit en identifiant l'intensité de la coloration, ce sont les méthodes dites colorimétriques, soit en pesant la quantité de précipité solide par une technique de micro pesée adaptée.

 

 

Dans le cas d'une analyse complète on peut, si l'on connait les composés normalement présents dans l'échantillon (cas d'une analyse en ligne d'une production industrielle), exploiter sur plusieurs échantillons plusieurs méthodes colorimétriques spécifiques, ou parfois sur le même échantillon isoler successivement les divers constituants par précipitation. C'est plus ou moins long et précis car souvent il est pratiquement impossible de précipiter 100% du composé et le taux de précipitation dépend parfois aussi de la présence des autres constituants.

 

 

Un ensemble de méthodes d'analyse sont basées sur la création d'une chaine électrolytique et donc la mesure d'une tension et/ou d'un courant significatifs soit de l'espèce chimique (tension) soit de sa quantité (courant). On peut citer la polarographie comme exemple.

 

 

Les méthodes de la chimie traditionnelle étant peu adaptées à l'analyse de traces dans un mélange, il faut de plus en plus se tourner vers les méthodes optiques spectrométriques. En effet dans la majeure partie des cas une espèce chimique peut être caractérisée par son spectre d'absorption qui est réellement spécifique.

 

On peut ainsi soit balayer tout le spectre et identifier les pics spécifiques d'une espèce recherchée, soit se caler sur une longueur d'onde précise et mesurer l'intensité de l'absorption significative du nombre de molécules de l'espèce dans l'échantillon. On disposera pour cela de spectromètres de laboratoire mis au point depuis des décennies et, de plus en plus fréquemment, de micro-capteurs fondés sur les méthodes combinant optique et nanotechnologies.

 

 

Cas des milieux gazeux :

 

Parfois on transformera l'échantillon pour l'amener à l'état gazeux, et inversement on analysera parfois les gaz en les transformant en liquide. Les gaz peuvent être analysés par spectrométrie de masse mais aussi par diverses techniques optiques liées à l'absorption Infrarouge, Ultraviolet et/ou la chimiluminescence.

 

 

 

Par exemple, on peut citer quelques capteurs[lxxxvii] :

 

 

Le capteur ISO-510 permet de mesurer à lui seul un ensemble de paramètres. Son principe de fonctionnement consiste à retransmettre en continu un spectre d’absorption dans l’Ultraviolet des différents composants de l’eau (somme des spectres de chaque composé).

 

 

En cas de pollution, le spectre enregistré est comparé au spectre de référence obtenu lorsque la qualité de l’eau est normale. L’écart mesuré entre les deux spectres permet de détecter la pollution et même d’identifier sa nature et sa concentration si le spectre du polluant en cause a été au préalable enregistré dans l’appareil.

 

Les spectres de références constituant la base classique de IXO-510 sont : les matières en suspension, colloïdes, matières dissoutes, nitrates, détergents… D’autres spectres peuvent être pris en compte en fonction de la spécificité de l’eau à analyser (pesticides...).  

 

Le capteur ISO-510, en plus de mesurer de nombreux polluants, permet de les analyser en temps réel.

 

Quid du temps réel ?

 

Le capteur de gaz est un élément donnant une information représentative de la concentration d'un composant chimique dans un mélange gazeux dont la situation physique doit être par ailleurs connue (pression, température).

 

Pour effectuer des analyses de gaz il existe de très nombreux principes de spectromètres qui opèrent en prélevant un échantillon du gaz à analyser et qui font ensuite une spectroscopie dont la durée est généralement notable.

 

Ainsi une chromatographie en phase gazeuse demande plus de 3mn pour fournir une indication. De plus ces appareils sont volumineux, fragiles et très coûteux. C’est pourquoi une autre solution est envisagée pour l’analyse de gaz ce sont les micro-capteurs.

 

 

Il s’agit d’une nouvelle technologie très prometteuse en raison de son faible coût et de sa miniaturisation qui permet d’espérer l’obtention prochaine de structures multi-capteurs intégrées sur une surface de quelques mm.

 

Il parait évident qu’au vu du coût et de la taille de certains capteurs (par exemple, les microscopes à balayage électronique), il n’est pas toujours possible que l’information soit traitée en temps réel.

 

La conception d'un système de mesure implique le choix des techniques de perception de l'information. Cependant afin de pouvoir justifier un choix, il est indispensable d'examiner pour chaque polluant important ses origines, propriétés caractéristiques et les concentrations critiques définies par la réglementation.

 

Cependant les chercheurs essayent développent des réseaux de capteurs mobiles afin de recueillir le plus d’informations et cela le plus rapidement possible.

 

Par exemple, il est prévu d'équiper des personnes et des voitures avec des capteurs afin de pouvoir récolter  des informations sur les différents polluants de l’air présent dans une ville[lxxxviii]. 

               

De même pour les milieux aquatiques, un robot poisson a été développé par l’université du Michigan. Il adopte l'allure d'un animal sous-marin et en imite la locomotion. Chaque poisson sera capable de se déplacer en bancs et de communiquer avec ses semblables. Notamment pour effectuer des manœuvres coordonnées.

 

Le système évoluera dans les environnements sous-marins et collectera, via ses capteurs, des données sur la température de l'eau, le taux d'oxygène ou encore la présence de polluants et d'algues toxiques. Les données collectées sont ensuite envoyées vers les stations d'accueil ou vers les autres membres du banc, via des réseaux sans fil.

 

Un exemple de poisson robot (Source http://www.atelier.fr)

 

 

Les réseaux de capteurs

 

Les   capteurs   traditionnels,   mesurant   une   grandeur   physique,   sont   présents   depuis  longtemps dans les domaines comme l'industrie, l'aéronautique ou l'automobile. Ils sont en général reliés à la base de traitement par liaison filaire.

 

 

La nouveauté avec les réseaux de capteurs, est qu'ils ont la possibilité de communiquer par ondes radios (WiFi ou ZigBee par exemple) avec d’autres capteurs proches distants de quelques mètres   tout   au   plus.   Chaque capteur collaborant avec ses voisins proches, un réseau peut couvrir une étendue assez vaste.

 

Les réseaux de capteurs restent une priorité pour le secteur industriel, mais   aussi   pour   les   organisations   civiles   où   la   surveillance   et   la   reconnaissance   de phénomènes physiques est une priorité.

En effet, un réseau de capteurs peut être mis en place dans   le   but   de   surveiller   une   zone   géographique   plus   ou   moins  étendue   pour   détecter l'apparition   de   phénomènes   ou   mesurer   une   grandeur   physique   (   température,   pression, vitesse...).

 

Par exemple, on aurait pu imaginer un réseau de capteurs, situé au large des côtes  Indonésiennes, capable de mesurer l'amplitude de la houle dans le but de prévenir l'apparition de tsunamis. Ces réseaux intéressent aussi le milieu médical.

 

Les applications sont multiples : surveillance intelligente et permanente des patients, mesures et analyses non intrusives de données physiologiques. On note des impacts importants dans des domaines aussi variés que l'industrie, la recherche, l'environnement, ou la médecine.

 

Il paraît évident que les réseaux de capteurs auront des nouveaux effets dans la vie de tous les jours, comme le serait une maison intelligente.

 

 

Dans le domaine de la recherche, les réseaux de capteurs posent un certain nombre de défis scientifiques. Les chercheurs électroniciens sont confrontés à de nombreux challenges, au niveau de la taille des capteurs (miniaturisation maximale), mais aussi au niveau des performances (l’émission de messages la plus performante possible opposé à la consommation la moins importante).

 

En informatique, les enjeux se situent au niveau du routage (détermination du chemin optimal entre deux points du réseau), des protocoles de communication (comme les protocoles TCP et IP de l'Internet) et des architectures logicielles.

 

Toutes ces recherches vont dans le même sens : optimiser au maximum les performances d'un réseau de capteurs. En revanche chaque tentative d'amélioration d'un critère pose des problèmes majeurs sur un autre point. Par exemple la miniaturisation de la batterie pose le problème d'une durée de vie plus courte.

 

Le réseau de capteurs sans fil est l'une des dix nouvelles technologies qui bouleverseront le monde et notre manière de vivre et de travailler. Il répond à l'émergence ces dernières décennies, de l'offre et d'un besoin accru d'observation et de contrôler des phénomènes physiques et biologiques dans différents domaines :

 

·         Industriels, techniques et scientifique (monitoring de la température, la pression, l'hygrométrie, la luminosité...) ;

 

·         Ecologie et environnement (surveillance des UV, de la radioactivité, de polluants tels que les HAP, les métaux lourds, ou de l'ozone ou du le NO2 ou encore le CO2 et d'autres gaz à effet de serre) ;

 

·         Santé (suivi des malades, veille éco-épidémiologique et épidémiologique) ;

 

·         Sécurité;

 

·         Transports (automatisations diverses, prévention des accidents...) ;

 

·         L'automatisation des bâtiments domotique.

 

 

Fonctionnement

 

Les données captées par les nœuds sont acheminées grâce à un routage multi-saut à un nœud reconnu comme un "point de collecte", nommé nœud-puits (ou sink). Ce dernier peut être connecté à l'utilisateur du réseau (via Internet, un satellite ou un autre dispositif).

 

 

L'usager peut adresser des requêtes aux autres nœuds du réseau, précisant le type de données requises et récolter les données environnementales captées par le biais du nœud puits.

 

 

Architecture d’un réseau de capteurs sans fil (Source : http://tice.utc.fr)

 

 

Les progrès en microélectronique, des technologies de transmission sans fil et des applications logicielles ont permis de produire à coût raisonnable des micro-capteurs de quelques millimètres cubes de volume, susceptibles de fonctionner en réseaux.  Ils intègrent :

 

·         une unité de captage chargée de capter des grandeurs physiques (chaleur, humidité, vibrations, rayonnement...) et de les transformer en grandeurs numériques ;

 

·         une unité de traitement informatique et de stockage de données et un module de transmission sans fil (wireless).

 

 

Ces micro-capteurs sont par conséquent de véritables systèmes embarqués. Le déploiement de plusieurs d'entre eux, en vue de collecter et transmettre des données environnementales vers un ou plusieurs points de collecte, d'une manière autonome, forme un réseau de capteurs sans fil (Wireless Sensor Networks).

Les réseaux de capteurs sont gérés à l’aide d’un système d’exploitation open source développé par l’université de Berkeley : TinyOS.

 

 

 

Applications pour les réseaux de capteurs

 

La diminution de taille et de coût des micro-capteurs, l'élargissement de la gamme des types de capteurs disponibles (thermique, optique, vibrations, ...) et l'évolution des supports de communication sans fil, ont élargi le champ d'application des réseaux de capteurs.

 

Ils s'insèrent surtout dans d'autres dispositifs tels que le contrôle et l'automatisation des chaînes de montage. Ils permettent de collecter et de traiter des informations complexes provenant de l'environnement (météorologie, étude des courants, de l'acidification des océans, de la dispersion de polluants …).

 

Certains prospectivistes pensent que les réseaux de capteurs pourraient révolutionner la manière même de comprendre et de construire les dispositifs physiques complexes, surtout dans les domaines militaire, environnemental, domestique, sanitaire, de la sécurité.

 

 

Applications militaires :

 

Comme dans de nombreux domaines technologiques, le domaine militaire a été un moteur d'origine pour le développement des réseaux de capteurs. Le déploiement rapide, le coût réduit, l'auto-organisation et la tolérance aux pannes des réseaux de capteurs sont des caractéristiques qui rendent ce type de réseaux un outil appréciable dans un ce domaine.

 

Un réseau de capteurs déployé sur un secteur stratégique ou complexe d'accès, permet par exemple d'y surveiller l'ensemble des mouvements (amis ou ennemis), ou d'analyser le terrain avant d'y envoyer des troupes (détection d'agents chimiques, biologiques ou de radiations).

 

 

Applications à la sécurité :

 

Les structures d'avions, navires, automobiles, métros pourraient être suivies en temps réel par des réseaux de capteurs, de même que les réseaux de circulation ou de distribution de l'énergie. Les altérations de structure d'un bâtiment, d'une route, d'un quai, d'une voie ferrée, d'un pont ou d'un barrage hydroélectrique (suite à un séisme  ou au vieillissement) pourraient être détectées par des capteurs préalablement intégrés dans les murs ou dans le béton, sans alimentation électrique ni connexions filaires.

 

Certains capteurs ne s'activant que périodiquement peuvent fonctionner durant des années, ou alors des décennies. Un réseau de capteurs de mouvements peut former un dispositif d'alarme distribué qui servira à détecter les intrusions sur un large secteur. Déconnecter le dispositif ne serait plus aussi simple, dans la mesure où il n'existe pas de point critique. La surveillance de routes ou voies ferrées pour prévenir des accidents avec des animaux  ou des êtres humains ou entre plusieurs véhicules est une des applications envisagées des réseaux de capteurs.

 

Selon leurs promoteurs, ces réseaux de capteurs pourraient diminuer certaines failles de dispositifs de sécurité et mécanismes de sécurisation, tout en diminuant leur coût. D'autres craignent aussi des dérives sécuritaires ou totalitaires si l'usage de ces réseaux n'est pas assujetti à des garanties éthiques sérieuses.

 

Applications environnementales :

 

Des thermo-capteurs peuvent être dispersés à partir d'avions, ballons, navires et signaler d'éventuels problèmes environnementaux dans le champ de captage (incendie, pollution, épidémies, aléa météorologique...) permettant de perfectionner la connaissance de l'environnement et l'efficacité des moyens de lutte.

 

 

Des capteurs pourraient être semés avec les graines par les agriculteurs pour détecter le stress hydrique des plantes ou le taux de nutriment de l'eau du sol, pour optimiser les apports d'eau et de nutriments ou le drainage et l'irrigation.

 

 

Sur les sites industriels, les centrales nucléaires ou dans les pétroliers, des capteurs peuvent être déployés en réseau pour détecter des fuites de produits toxiques (gaz, produits chimiques, éléments radioactifs, pétrole) et alerter les utilisateurs et secours plus rapidement, pour permettre une intervention efficace. Une grande quantité de micro-capteurs pourrait être déployée en forêt ou dans certaines aires protégées pour recueillir des informations sur l'état des habitats naturels et sur les comportements de la faune, de la flore.

 

 

L'université de Pise a ainsi réalisé des réseaux de capteurs pour le contrôle de parcs naturels (feux, animaux, …). Des capteurs avalés par les animaux ou positionnés sous leur peau sont déjà quelquefois utilisés). Il devient ainsi envisageable « d'observer la biodiversité », sans déranger, des espèces animales vulnérables au dérangement ou complexes à étudier dans leur environnement naturel, et de proposer des solutions plus efficaces pour la conservation de la faune.

 

 

Par exemple, des chercheurs de plusieurs universités britanniques ont décidé d’équiper en capteurs des personnes et des voitures qui enverront leurs données via différents réseaux. Tous ces participants humains et électroniques créeront une carte dynamique et en temps réel de la dispersion et des niveaux des gaz polluants. Un nouveau moyen de gérer et de contrôler l'impact environnemental des transports. Trois réseaux sont développés. L'un se base sur la technologie ZigBee[lxxxix].

 

 

Cette dernière est un système qui permet d'envoyer des données sur une courte distance à des fréquences radio. Son avantage est de consommer peu d'électricité, d'avoir une durée de vie importante et d'être sécurisée. Un autre utilise des « sensor boxes », un boîtier séparé qui utilise les réseaux portables (3G, EDGE, GPRS…) pour envoyer ses données. La dernière sera basée sur les réseaux Wi-Fi et Wimax. Une solution qui offre une meilleure qualité de données, d'ajouter un positionnement précis grâce à un système GPS des acteurs.

 

 

Les éventuelles conséquences de la dispersion en masse des micro-capteurs dans l'environnement ont soulevé plusieurs inquiétudes. En effet, ceux-ci sont le plus souvent pourvus d'une micro-batterie contenant des métaux nocifs. Néanmoins, le déploiement d'un million de capteurs de 1 millimètre cube chacun ne représente qu'un volume total d'un litre. Même si tout ce volume était constitué de batteries, cela n'aurait pas des répercussions désastreuses sur l'environnement.

 

Applications médicales et vétérinaires :

 

La surveillance des fonctions vitales d'un organisme vivant pourrait à l'avenir être facilitée par des micro-capteurs avalés ou implantés sous la peau. Des gélules multi-capteurs ou des micro-caméras pouvant être avalées existent déjà, pouvant sans recours à la chirurgie, transmettre des images de l'intérieur d'un corps humain (avec une autonomie de 24 heures).

 

 

Une récente étude présente des capteurs fonctionnant dans le corps humain, qui pourraient traiter certaines maladies. Un projet est de créer une rétine  artificielle composée de 100 micro-capteurs pour corriger la vue. D'autres ambitieuses applications biomédicales sont aussi présentées, tel que la surveillance de la glycémie, la surveillance des organes vitaux ou la détection précoce de cancers.

 

 

Des réseaux de capteurs permettraient théoriquement une surveillance permanente des patients et une possibilité de collecter des informations physiologiques de meilleure qualité, facilitant ainsi le diagnostic de quelques maladies.

 

 

Applications commerciales :

 

Des nœuds capteurs pourraient perfectionner le processus de stockage et de livraison (pour garantir la chaine du froid surtout). Le réseau ainsi constitué, pourra être utilisé pour connaître la position, l'état et la direction d'un paquet ou d'une cargaison. Un client attendant un paquet peut alors avoir un avis de livraison en temps réel et connaître la position du paquet.

 

 

Des entreprises manufacturières, via des réseaux de capteurs pourraient suivre le procédé de production à partir des matières premières jusqu'au produit final livré. Grâce aux réseaux de capteurs, les entreprises pourraient offrir une meilleure qualité de service tout en réduisant leurs coûts. Les produits en fin de vie pourraient être mieux démontés et recyclés ou réutilisés si les micro-capteurs en garantissent le bon état.

 

 

Dans les immeubles, le dispositif domotique de chauffage et climatisation, d'éclairage ou de distribution d'eau pourrait optimiser son efficience grâce à des micro-capteurs présents dans des tuiles aux plancher en passant par les murs, huisseries et meubles. Les dispositifs ne fonctionneraient qu’à l'endroit où il faut, lorsqu'il faut ainsi qu'à la juste mesure. Utilisée à grande échelle, une telle application permettrait de diminuer la demande mondiale en énergie et indirectement les émissions de gaz à effet de serre.

 

 

Rien qu'aux États-Unis, cette économie est estimée à 55 milliards de dollars par an, avec une diminution de 35 millions de tonnes des émissions de carbone dans l'air. Le monde économique pourrait ainsi diminuer ses impacts environnementaux sur le climat.

 

 

 

 

 

Moyens de communication

 

Le Wi-Fi:

 

Il s'agit d'un concept de réseau sans fil fonctionnant dans la bande de fréquences 2.4GHz-2.4835GHz avec un débit allant jusqu'à 11Mbps selon la norme IEEE 802.11b pour les plus courants et pour le Wi-Fi haut de gamme et beaucoup plus fiable selon la spécification 802.11a une plage de fréquences comprise entre 5.725GHz et 5.850GHz beaucoup moins encombrée (en terme d'interférence radio et micro-ondes) et autorisant des taux de transfert de 54 Mbps.

 

La spécification 802.11 définit le réseau sans fil physique, les dispositifs d'émission réception (MAC : media access control) et LLC (logical link control).

 

En premier lieu nous considérons les avantages, qui concernent essentiellement le fait que la transmission radio est sans fil, c'est à dire qu'on n'a pas besoin de réaliser de câblage ce qui, en milieu industriel, signifie une économie notable à l'installation et la suppression des problèmes ultérieurs dus au câblage (vieillissement du diélectrique et court-circuit, transmission de parasites liés à un autre dispositif câblé ultérieurement...).

 

On peut aussi noter la facilité éventuelle de déplacement des systèmes liés par radio tant côté émetteur que côté récepteur. Enfin le nombre de récepteurs peut être augmenté très facilement en cas de besoin sans aucune modification de l'unité de production.

 

 

Le problème qui se pose alors si l'on opte pour la technologie Wi-Fi est de choisir l'option 802.11a, b, g ou n. La différence essentielle concerne la fréquence d'émission et c'est donc elle qui fera la décision. Si l'environnement est déjà très encombré avec de multiples dispositifs fonctionnant à 2.4GHz (en particulier relais GSM à proximité) il sera sans doute réaliste de choisir le mode 5GHz pour s'affranchir des parasites et interférences divers.

 

 

On choisira aussi cette option si l'on a un gros trafic à transmettre puisque le mode 802.11a permet des débits supérieurs. Mais on notera qu'entre le débit maximum théorique et ce qu'on pourra obtenir dans un contexte réel il y aura un écart important et qu'au lieu de tabler sur 54Mbps il vaut mieux restreindre ses ambitions et prévoir 5 ou 6 Mbps en se rappelant que plus la distance entre émetteur et récepteur est importante et plus la vitesse réelle de transmission sera réduite.

 

 

Notons encore qu'à la fréquence de 5GHz les phénomènes de réflexion des ondes sur les surfaces métalliques ainsi que leur absorption par le béton sont importants et que la distance maxi de transmission s'en ressent. On se limitera à 300m en milieu extérieur et une centaine de mètres en intérieur si l'on ne souhaite pas une transmission maximale. A 54Mbps on peut difficilement prétendre dépasser 30m en extérieur et 18m en intérieur.

 

 

Si les distances à parcourir sont supérieures et si les interférences avec d'autres dispositifs ne sont pas critiques, on se contentera du standard 802.11b à 2.4GHz qui théoriquement permet des débits de 11Mbps, soit en pratique plutôt 1Mbps (à comparer avec la "réalité" des lignes ADSL) ce qui permettra en revanche des trajets allongés d'environ 500m en extérieur et 150m en intérieur plus réalistes avec les contraintes industrielles.

Notons que l'on peut parfois exploiter des dispositifs relais pour retransmettre l'information un peu plus loin si le besoin s'en fait sentir. Notons que dès lors que l'on a des obstacles à franchir, tels des murs, le signal à 2.4GHz passe beaucoup mieux et est moins sujet à des fluctuations aléatoires (ou qui en ont l'apparence) que les signaux à 5GHz.

 

 

Précisons enfin que les dispositifs conformes à la norme 802.11g sont censés avoir des débits élevés (environ 54Mbps) tout en fonctionnant à 2.4GHz, mais ils sont encore très rares sur le marché (Texas Instruments). Ils sont compatibles avec les circuits 802.11b, mais non avec les 802.11a qui utilisent non seulement une fréquence différente mais aussi un codage des signaux transmis différent.

 

On se souviendra cependant que dans ce type de réseau l'émetteur et le récepteur ne peuvent se comprendre que s'ils parlent le même langage et ont des capacités de vitesse d'émission-réception comparables et c'est toujours le plus lent qui impose la vitesse de transmission. Certains dispositifs récents sont doubles et donc compatibles avec les deux standards.

 

En ce qui concerne la norme 802.11n, le signal est entre 2.4GHz et 5GHz avec un taux de transfert théorique10 fois supérieur à celui de la norme 802.11g. La portée est également augmenté par rapport à l’ancienne norme : jusqu’à 50m en intérieur et 125m en extérieur.

 

 

Si l'on souhaite, ce qui est généralement le cas, relier le réseau Wi-Fi à un réseau câblé il faudra installer sur ce dernier, en général au niveau d'un routeur, ce qu'on va appeler un point d'accès (donc le plus souvent une carte supplémentaire qui ralentira légèrement le routeur).

 

 

Bien entendu si l'on ne souhaite pas qu'une personne non autorisée ait accès aux données véhiculées par radio il sera indispensable de coder celles-ci. La plupart des systèmes commercialisés sont dotés de cette possibilité, mais attention il faut que tous les éléments reliés par ce réseau utilisent la même clé de chiffrement sinon ils ne peuvent se comprendre.

Deux procédés sont exploités conjointement pour ce faire : l'un est plutôt hardware (WEP : wireless equivalent privacy) et exploite une clé de chiffrement unique pour tous les dispositifs reliés, l'autre (WPA Wi-Fi protected access) qui vient se rajouter depuis peu est plus logiciel et est basé sur un mot de passe différent pour chaque utilisateur lequel déclenche le processus de chiffrement/déchiffrement et rajoute donc un élément de sécurité supplémentaire (un hacker devra donc pour accéder au réseau non seulement avoir découvert la clé de chiffrement qui est de 64 et même parfois 128 bits, mais en outre connaitre le mot de passe d'un utilisateur autorisé du réseau ce qui sans être imparable est souvent suffisant pour limiter les intrusions non désirées).

 

 

Bluetooth :

 

L'autre solution radio passe par la technologie Bluetooth qui elle aussi fonctionne dans la plage 2.4GHz et dispose de deux options, l'une avec une portée de 10m environ et l'autre de 100m.

En France la plage précise de fréquence réservée à la portée de 100m est attribuée aux militaires (qui ne s'en sont jamais servie et n'auront jamais l'occasion de s'en servir puisque le CCITT a défini cette plage comme « civile ») et jusqu'à nouvel ordre ne peut toujours pas être utilisée officiellement, cependant les cartes Bluetooth de portée 100m sont disponibles chez tous les grands distributeurs.

 La technologie Bluetooth malgré sa simplicité et son faible coût ne peut donc théoriquement être exploitée intégralement et tout particulièrement en milieu industriel ou le mode faible portée est notoirement insuffisant dans nombre de cas. Nous donnons dans le chapitre sur les techniques de transmission les informations utiles sur ce procédé et nous convions le lecteur à s'y reporter.

 

 

ZigBee:

 

Beaucoup moins connu que le Bluetooth, ZigBee est une norme de transmission de données sans fil permettant de communiquer de machine à machine. Cette norme est très utilisée en domotique ou dans les matériels de type capteur, télécommande ou équipement de contrôle du fait de sa très faible consommation électrique et ses coûts de production très bas.

 

Les débits autorisés sont relativement faible, entre 20 et 250 Kbits/s. ZigBee fonctionne sur la bande de fréquences des 2.4GHz et sur 16 canaux. Sa portée est d’environ 100 mètres.

 

 

TCP/IP :

 

La solution la plus élaborée consisterait à associer chaque capteur à une interface radio laquelle serait reliée à un point d'accès lié au réseau intranet de l'entreprise qui lui même, via un routeur, serait relié à Internet. Cela n'a de sens que si le protocole de communication utilisé dans l'ensemble du réseau est celui d'Internet, c'est à dire TCP/IP.

 

 

Les principales limitations à l'usage du protocole TCP/IP et d'un réseau connecté à Internet en milieu industriel pour gérer des procédés de fabrication étaient de deux ordres : d'une part, un souci de sécurité et, d'autre part, un problème de disponibilité d'adresse. Depuis la fin 2003 ces deux problèmes sont résolus et plus rien ne justifie la frilosité des industriels à rationnaliser leurs entreprises en utilisant un unique réseau pour l'ensemble des tâches.

 

 

En effet l'objection liée à l'insécurité du réseau Internet est levée depuis l'introduction de la spécification IPsec. L'objection liée au manque d'adresses est aussi dorénavant éliminée. Rappelons le problème, en 1970 aux débuts de l'Internet, il fut décidé que chaque poste connectable à ce réseau devrait posséder une adresse individuelle ce qui se traduisit par un double système. D'une part, la carte Ethernet permettant d'accéder au réseau possède une adresse figée dans le silicium unique et inamovible et simultanément le poste informatique se voit attribuer par l'organisation internationale (relayée éventuellement par un organisme national et local) une adresse logique.

 

 

Dans le protocole dénommé IPv4 de 1970 ces adresses logiques étaient codées sur le modèle suivant aaa.aaa.aaa.aaa où aaa (en décimal) est un octet quelconque. Les trois premiers a définissent généralement une zone (ou un pays), les suivants une zone dans cette zone et ainsi de suite jusqu'à l'utilisateur final. En 1970 ces quatre milliards d'adresses possibles pour à peu près autant d'habitants sur la planète semblaient gigantesques et même démesurées pour certains spécialistes. Mais deux éléments ont très vite tempéré cet optimiste : le premier c'est que les américains, initiateurs de l'idée, se sont réservés la moitié des adresses sans la moindre concertation.

 

 

 

C'est ainsi que le MIT (Massachussets Institute of Technology) disposait alors de un million d'adresses pour seulement quelques milliers de chercheurs. A contrario, une université africaine ayant 25000 étudiants se verra attribuer ...16 adresses et donc jamais plus de 16 personnes de cette université ne pourront simultanément se connecter sur internet.

 

 

Précisons que cela ne signifie pas qu'il n'y aura que 16 machines disposant d'une carte Ethernet, mais que le responsable du réseau de l'université devra mettre en place un système d'attribution temporaire des adresses au niveau de son routeur et qu'une personne désirant se connecter ne sera jamais sûre de ne pas être la dix septième.

 

Cela signifie aussi qu'une PME française qui aurait voulu interfacer tout son réseau de 250 capteurs intelligents avec Internet pour bénéficier, par exemple, des possibilités de mise à jour automatique des caractéristiques et logiciels associés de ces capteurs par son fournisseur australien, ne pouvait espérer obtenir 250 adresses différentes pour ce faire (bien qu'elle possède 250 cartes Ethernet associées à ces 250 capteurs).

 

 

L'organisation gérant Internet a donc réagi à ce problème en développant un protocole amélioré qui porte le nom d'IPv6 qui parmi diverses améliorations propose dorénavant de coder les adresses sur 128 bits (soit huit double octets séparés par deux points pour l'aspect pratique, par exemple 2056:09:AF:71:5:658:30C:A00) ce qui multiplie de manière très importante les possibilités et devrait résoudre le problème de la pénurie d'adresses pour un certain nombre d'années.

 

 

Les 48 premiers bits définissent la région, les 16 bit suivants le site et les 64 derniers correspondent aux adresses locales. Ainsi un campus universitaire aura dorénavant largement de quoi doter chaque étudiant d'une adresse personnelle correspondant à un matériel personnel quelle que soit sa position géographique.

 

 

Bien évidemment cette nouvelle technique implique des conséquences au niveau des paquets de données qui vont voir leur longueur s'accroitre considérablement puisque dans un paquet on spécifie l'adresse de départ et celle d'arrivée dans l'entête, ce qui pour l'utilisateur d'Internet va se traduire par un ralentissement apparent des transactions.

 

 

Il est donc aujourd'hui possible d'associer à chaque instrument ou capteur d'une unité de production une adresse Internet et donc de l'interfacer au réseau de manière sécurisée via IPsec.

 L'intérêt est multiple.

 

Outre la possibilité de téléchargement transparente de mise à jour depuis le site du fournisseur, déjà signalée, on notera la facilité de transmission de données vers divers interlocuteurs non nécessairement basés sur le site industriel.

 

 

Ainsi la facilité d'interrogation à distance va pouvoir faciliter la maintenance (ou la télé-maintenance) et le diagnostic de pannes ou de dysfonctionnements par un technicien basé sur un autre site industriel et qui n'aura ainsi pas systématiquement besoin de se déplacer pour effectuer un dépannage mineur, susceptible d'être réalisé localement par un simple opérateur, pour peu que le spécialiste puisse lui indiquer les opérations élémentaires à effectuer.

Les contraintes des liaisons radio

 

Les problèmes posés pour l'exploitation de systèmes radio en milieu industriel sont évidemment liés à la sécurité. D'une part il n'est pas forcément souhaitable que des personnes non habilitées puissent au moyen d'un récepteur disposer des informations techniques véhiculées sur le réseau sans fil, d'autre part, dès lors qu'il s'agit d'informations de type métrologique il est indispensable qu'elles parviennent à leurs destinataires sans perturbation.

 

 

On va donc se trouver confronté à des exigences en apparence contradictoire en termes de fiabilité. En effet les fréquences utilisables sont définies par des accords internationaux et le CCITT, il en résulte que la plage de fréquences admise pour ce type de réseau est déjà fortement encombrée et que le risque d'interférences gênantes provenant d'émissions proches n'est pas rare.

 

 

En effet la première plage de fréquence retenue est celle autour de 2.4GHz qui est utilisée conjointement par les réseaux téléphoniques publics ou privés, certains instruments scientifiques ou médicaux de la famille scanners, les fours à micro-ondes, les systèmes Bluetooth et Wi-Fi.

 

 

La seconde contrainte est liée à la puissance réduite des émetteurs qui en limite la portée à une centaine de mètres et parfois moins, d'autant que les obstacles sont parfois nombreux.

 

 

Le troisième point résulte aussi de la faible longueur d'onde (12.5cm) : déplacer de quelques centimètres un récepteur va surement le faire passer d'un emplacement de réception correcte à un emplacement de mauvaise réception et ce d'autant qu'on sera plus éloigné de l'émetteur.

 

 

Ce qui n'est pas trop embêtant pour un téléphone portable n'est en revanche plus acceptable dès lors que l'on fait de l'acquisition de données et l'avantage de suppression du câblage et donc de la fixité des dispositifs interconnectés se retourne et devient un inconvénient potentiel si le récepteur est susceptible d'être mobile (et donc déplacé malencontreusement).

 

 

Architecture d’un micro-capteur

 

Un «nœud capteur» contient quatre unités de base : l'unité de captage, l'unité de traitement, l'unité de transmission, et l'unité de contrôle d'énergie.

 

 

Selon le domaine d'application, il peut aussi contenir des modules supplémentaires tels qu'un dispositif de localisation (GPS), ou bien un dispositif générateur d'énergie (cellule solaire).

 

 

Quelques micro-capteurs, plus volumineux, sont pourvus d'un dispositif mobilisateur chargé de les déplacer en cas d'obligation.

 

 

Exemple Micro-capteur de gaz (Source : http://www.im2np.f)

 

L’unité de captage:

 

Le capteur est le plus souvent composée de deux sous-unités : le récepteur et le transducteur  (convertissant le signal du récepteur en signal électrique). Il apporte des signaux analogiques, basés sur le phénomène observé, au convertisseur Analogique/Numérique. Ce dernier transforme ces signaux en un signal numérique compréhensible par l'unité de traitement.

 

 

L’unité de traitement:

 

Elle comprend un processeur le plus souvent associé à une petite unité de stockage. Elle fonctionne avec un dispositif d'exploitation particulièrement conçu pour les micro-capteurs (TinyOS par exemple).

 

Elle exécute les protocoles de communications qui permettent de faire « participer » le nœud avec les autres nœuds du réseau. Elle peut aussi analyser les données captées pour alléger la tâche du nœud puits.

 

 

L’unité de transmission:

 

Elle effectue l'ensemble des émissions et réceptions des données sur un medium «sans-fil». Elle peut être de type optique ou de type radiofréquence :

 

§  Les communications de type optique sont robustes vis-à-vis des interférences électriques. Néanmoins, ne pouvant pas établir de liaisons à travers des obstacles, elles présentent l'inconvénient d'exiger une ligne de vue permanente entre les entités communicantes ;

 

§  Les unités de transmission de type radiofréquence comprennent des circuits de modulation, démodulation, filtrage et multiplexage ; ceci implique une augmentation de la complexité et du coût de production du micro-capteur.

 

Concevoir des unités de transmission de type radiofréquence avec une faible consommation d'énergie est un défi car pour qu'un nœud ait une portée de communication suffisamment grande, il est indispensable d'utiliser un signal assez puissant et par conséquent une énergie consommée importante. L'alternative consistant à utiliser de longues antennes n'est pas envisageable à cause de la taille réduite des micro-capteurs.

 

L’unité de contrôle d’énergie :

 

Un micro-capteur est pourvu d'une ressource énergétique (généralement une batterie). Étant donné sa petite taille, cette ressource énergétique est limitée et le plus souvent non-remplaçable. Ceci fait fréquemment de l'énergie la ressource la plus précieuse d'un réseau de capteurs, car elle influe directement sur la durée de vie des micro-capteurs et par conséquent du réseau entier.

 

 

L'unité de contrôle d'énergie est donc un dispositif essentiel. Elle doit répartir l'énergie disponible aux autres modules, de manière optimale (par exemple en réduisant les dépenses inutiles et en mettant en veille les composants inactifs). Cette unité peut aussi gérer des dispositifs de rechargement d'énergie à partir de l'environnement via des cellules photovoltaïque par exemple.

 

 

Topologie d’un réseau de capteurs

(Source : http://www.composelec.com/reseau_de_capteurs_sans_fil.php)

 

Topologie en étoile:

 

Dans cette topologie une station de base envoie ou reçoit un message via un certain nombre de nœuds. Ces nœuds peuvent uniquement envoyer ou recevoir un message de l'unique station de base, il ne leur est pas permis de s'échanger des messages.

 

Avantage : simplicité et faible consommation d'énergie des nœuds, moindre latence de communication entre les nœuds et la station de base.

 

Inconvénient : la station de base est vulnérable, car tout le réseau est géré par un seul nœud.

 

 

Topologie en toile ou en grille :

 

Dans ce cas, tout nœud peut échanger avec n'importe quel autre nœud du réseau (s'il est à portée de transmission). Un nœud voulant transmettre un message à un autre nœud hors de sa portée de transmission, peut utiliser un nœud intermédiaire pour envoyer son message au nœud destinataire.

 

Avantage : Possibilité de passer à l'échelle du réseau, avec redondance et tolérance aux fautes.

 

Inconvénient : Une consommation d'énergie plus importante est induite par la communication multi-sauts. Une latence est crée par le passage des messages des nœuds par plusieurs autres avant d'arriver à la station de base.

 

Topologie en toile ou en grille (Source : http://www.composelec.com)

 

Topologie hybride:

 

Une topologie hybride entre celle en étoile et en grille apporte des communications réseau robustes et diverses, en assurant la minimisation de la consommation d'énergie dans les réseaux de capteurs. Dans ce type de topologie, les nœuds capteur autonome en énergie ne routent pas les messages, mais il y a d'autres nœuds qui ont la possibilité de faire le routage des messages.  Généralement, ces nœuds disposent d'une source d'énergie externe.

 

 

Etat des lieux de la mesure de données

 

A l’heure actuelle, les mesures sur la qualité de l’eau sont effectuées par prélèvement manuel, un échantillon est prélevé sur une station ou un cours d’eau puis ramené en laboratoire pour analyse, les mairies ont l’obligation d’afficher les résultats d’analyse car le dépassement de certains seuils entraine l’interdiction de la baignade et/ou de la pêche ou encore la consommation de l’eau.

 

 

Par exemple, la mention « Non potable » d’une fontaine de village peut dans les faits signifier que l’eau a été analysée et que les taux de certains polluants la rendent impropre à la consommation, ou encore que celle-ci est déclarée impropre par mesure de sécurité.

 

 

Une analyse n’est fiable que si elle est représentative et récente, la mise en place de capteurs pourrait permettre d’effectuer des analyses plus régulièrement, et également d’effectuer des moyennes, et permettrait ainsi de déterminer si la composition de l’eau ne varie pas après de fortes intempéries qui lessiveraient les espaces agricoles ou urbains et si sa consommation ou la baignade ne serait pas à remettre en question en fonction de certaines périodes.

 

 

Nous ne traitons pas ici des problèmes liés à la consommation des produits des lacs et rivières car les espèces végétales et animales assurent souvent le rôle de tampon lors de pollutions de l’eau à court terme.

               

 

Il existe un autre moyen majeur de récupérer des données afin de les traiter, né du cloud computing, notion qu’il convient de définir plus précisément.

 

 

Le cloud computing

 

                L’idée générale du cloud computing est la délocalisation des ressources matérielles nécessaires à l’exploitation informatique : on utilise la mémoire et les capacités de calcul d’ordinateurs et serveurs répartis dans le monde entier au travers d’un réseau, généralement Internet.

 

 

Ainsi les utilisateurs (en général des entreprises) n’ont plus la nécessité de posséder un parc informatique important, mais seulement un point d’accès aux serveurs distants. Les applications dont l’entreprise a besoin se trouve alors, métaphoriquement, dans un nuage qui représente l’ensemble de ces serveurs interconnectés. La plupart du temps, l’accès à ces services distants se fait par un navigateur web.

Source http://artero.fr

On distingue deux types majeurs de nuages :

 

§  Les nuages de stockage permettent aux entreprises d’héberger leurs données dans des bases distantes, sans nécessité d’avoir dans leurs locaux des serveurs dédiés. On distingue plusieurs sous catégories selon le type de données à héberger : contacts, photos, vidéos mais aussi sauvegarde d’ordinateurs personnels ;

 

§  Les nuages d’applications offrent aux entreprises la possibilité d’héberger leurs applications à distance. Le partage de licence commence également à émerger : plusieurs entreprises peuvent acheter certains logiciels très couteux en commun, et partager l’accès à ces logiciels.

 

Les avantages du cloud

 

§  Avantage en termes de coût : Il est en général moins couteux pour les entreprises qui n’ont parfois pas un besoin constant en ressources matérielles. Il permet souvent de partager ces ressources entre plusieurs utilisateurs, selon leur besoin.

Il en découle également une plus grande élasticité : cela permet de supporter les variations de charges. Si une entreprise possède des charges en terme de ressources très variables, elle peut utiliser uniquement ce dont elle a besoin à l’instant T. ;

 

§  Avantage en termes de mise en place : L’installation d’une solution logicielle sur une plateforme de cloud computing ne nécessite pas d’investissement important préalable, contrairement à l’installation locale standard, pour laquelle il faut prévoir l’achat de serveurs et autres machines, et les locaux.

 

Les inconvénients du cloud

 

§  La bande passante : La mise en œuvre d’une solution de cloud entraine souvent une charge importante en bande passante. En effet, puisque les appels aux procédures et fonctions des logiciels hébergés sur les serveurs se font à distance, le volume d’informations devant transiter sur le réseau est généralement conséquent. S’il devient trop important, il sera parfois moins couteux d’opter pour une solution d’hébergement locale.

 

§  Les performances et la fiabilité : Tony Bishop, PDG de Adaptivity, explique qu’en prenant en compte la latence du réseau, un Cloud public pourra avoir un effet néfaste sur les performances de applications.

 

§  La sécurité des informations : Suivant la sensibilité des données (certaines peuvent être à caractère très confidentiel, ou donner des avantages compétitifs), il est parfois préférable de garder ses données dans un contexte plus privé.

 

 

 

Du partage de ressources au partage de données

 

Cette notion de mise en commun des ressources matérielles nécessaires au fonctionnement d’application peut également être appliquée à la récupération de ressources. L’idée est cette fois de mettre en commun non plus des applications et/ou ressources matérielles, mais les données devant être traitées et par conséquent les mécanismes d’acquisition de celles-ci.

 

La plupart des systèmes d’information environnementaux utilisent les données récoltées par les entreprises qui les utilisent. Comme nous l’avons vu dans la partie précédente, la plupart des données environnementales traitées à l’heure actuelle proviennent de mesures effectuées par un technicien, sur le terrain. Bien que l’on voie apparaître des réseaux de capteurs communiquant avec une station centrale, cela reste dans le cadre d’une entreprise.

 

 

On peut imaginer des réseaux de capteurs possédés par des entreprises ou organismes différents, qui soient rendus disponibles par le Cloud. Une entreprise souhaitant effectuer du traitement d’informations environnementales pourrait alors utiliser ces ressources partagées.

 

 

 

Ces données pourraient également être récoltées directement auprès du grand public.

 

Ces solutions pourraient par exemple permettre d’avoir un nombre important de données récentes et disponibles à tout moment, afin d’effectuer des analyses représentatives et plus exactes. Plus on a de points d’acquisition, plus on peut avoir une représentation fiable du milieu qu’on étudie.

 

Les données stockées

 

Les données peuvent être stockées de différentes manières. Elles peuvent être disponibles à travers un fichier (XML par exemple) ou bien hébergées sur une base de données. Le Système d’Informations Environnemental doit être en mesure de gérer les différentes données qui peuvent être acquises.

 

La plupart de ces données sont textuelles et/ou numériques (pH, volume d’une certaine substance par unité de volume, …) et ne posent donc pas de problème particulier au niveau de la gestion de leur stockage. Cependant, certains SIE traitent des données plus complexes, comme par exemple des photos.

 

Par exemple, le SIEREM (Système d’informations Environnementales sur les Ressources en Eaux et leur Modélisation) présente une carte des bassins versants d’Afrique de l’Ouest et Centrale :

 

 

Il permet d’utiliser l’interface Google Maps pour visualiser ces différentes cartes à différentes échelles.

 

La mise en place de métadonnées

 

Afin de rendre les informations récoltées pertinentes et exploitable facilement, on peut mettre en place des métadonnées. Une métadonnée (du grec meta, indiquant l’autoréférence) est une donnée servant à définir ou décrire une autre donnée.

 

 

Le traitement des données

 

Les données récupérées par les mécanismes d’acquisition d’un Système d’Information Environnemental sont avant tout faites pour être traitées, par différents moyens.

 

La notion de monitoring

 

 

 

Un exemple de monitoring environnemental a été effectué par l’université du Minnesota afin d’étudier les polluants drainés par les pluies de printemps vers les points d’eau. Une installation de réseau de capteurs sans fils a été mise en place.

 

Ces capteurs sont programmés pour relever divers paramètres : température, salinité, niveau de nitrate,… et ces relevés sont effectués à intervalle de temps régulier. Les données sont transmises à la station de base, puis au laboratoire de l’université, qui peut alors les analyser. Les prélèvements peuvent également être provoqués à l’instant T afin de pouvoir analyser rapidement les effets d’une grosse pluie par exemple. On peut ainsi contrôler la qualité de l’eau et réagir rapidement.

 

 

Le système Vigicrues destiné à prévenir la population en cas de montée des eaux importantes et également une activité de monitoring.

 

 

Evolution des SIE

 

La notion de SIE étant relativement nouvelle, elle n’a pas beaucoup évolué depuis son apparition. Le management environnemental dans l’entreprise se développe de plus en plus, avec la volonté de mettre en place, par exemple, un écobilan des activités de l’entreprise, de prévenir la pollution liée à l’activité, etc.

 

 

Les entreprises étant de plus en plus contraintes au respect de l’environnement par les lois et décrets, on peut prévoir un besoin grandissant pour ce management environnemental.

 

Conclusion

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Les différents constats qui ont pu être établis à la suite de l'étude des contextes sociologique et économique entourant l'univers de l'eau démontre bien que le "monde de la finance" a pris conscience que ce secteur était un créneau à privilégier dans les années futures, et ce quel qu'en soit le prix. En effet, les besoins en termes de matériels ou de diverses infrastructures vont être sans commune mesure dans les années à venir pour couvrir l'augmentation de la consommation ainsi que la raréfaction des ressources en eau. De nombreux investisseurs anticipent déjà "un retour sur investissement" en injectant de nombreux capitaux dans des fonds attachés à l'eau, en espérant bénéficier sur le plan financier de l'effet de levier qui accompagnera la hausse de la demande. Ce marché conserve par conséquent aux yeux des spécialistes de la finance une très forte potentialité de développement et par conséquent de gains. Ainsi, dans les dix prochaines années, les investisseurs devraient monter en puissance avec très certainement une accélération du phénomène de spéculation boursière autour de l'eau, à l'instar de ce que les marchés financiers ont pu connaitre récemment au sujet de valeurs telles que le blé, le pétrole ou l'or.

 

Depuis plusieurs années, les textes de lois vont dans le sens de la prévention. Les quantités de polluant tolérées à l’intérieur des eaux est de plus en plus faible. Il n’y a pas de raison que cela change pour les années à venir et bien au contraire. De nouvelles directives nationales, ou européennes devraient sortir dans ce sens, pour que la santé des hommes et des femmes soit préservés. De plus, au fil des années on découvre de nouvelles substances nocives pour l’homme, il est donc fort probable que de nouveaux capteurs apparaissent pour mesurer ces polluants mais également de nouvelles lois pour les limiter. Au niveau mondial, les lois sont encore trop peu nombreuses, leurs rayons d’actions sera surement inférieur à celui des lois Européennes.

 

Avec l'essor des communications sans fil et du "toujours plus petit", les réseaux de capteurs ont révolutionné notre quotidien, que ce soit à domicile, dans le domaine industriel ou dans la recherche, puisqu'ils nous permettent d'observer, de prévenir et éventuellement de contrôler des phénomènes physiques et biologiques. Surfant sur la vague écologique, les scientifiques développent différents moyens permettant de surveiller et pourquoi pas de contrôler l'environnement sans perturber l'écosystème, tout en repoussant les limites des réseaux de capteurs toujours plus loin. A partir de là, nous pouvons imaginer, d'ici quelques années, des capteurs de plus en plus petits avec une autonomie supérieure, ou encore des capteurs réalisant les mêmes analyses que certains instruments de mesure trop volumineux pour être utilisés hors des laboratoires tels que les spectromètres de masses ou les microscopes à balayage électronique. De même, il est fort probable qu'une nouvelle norme wifi soit créée, ayant une portée bien supérieure à ce qu'il se fait aujourd'hui, avec en plus un système de cryptage des données plus sûr.

 

La gestion de l’eau et, plus généralement, des ressources de l’environnement devenant de plus en plus complexe et importante, la nécessité de mettre en place des systèmes d’information spécialisés pour ce type de gestion est rapidement apparue. Les systèmes d’information environnementaux sont en plein développement et seront certainement au cœur de la gestion des ressources naturelles dans le futur. Quelque soit l’échelle à laquelle on souhaite contrôler la qualité de ces ressources, la volonté d’automatiser acquisition et traitement des données se fait de plus en plus sentir. La législation émergente devrait être le moteur du développement de ces nouveaux types de systèmes d'information.

 

 

 

 

Références

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