Si vous vivez dans le monde développé, l'eau potable n'est généralement qu'à un robinet. Et encore, le réchauffement climatique, conditions de sécheresse, et la croissance démographique dans les décennies à venir pourrait changer cela, inaugurant une ère d'accès incertain à l'eau.

Maintenant, une équipe de recherche basée au MIT a évalué ces problèmes potentiels et, sur la base d'une étude de cas en Australie, a suggéré une autre approche de la planification de l'eau. Dans un nouveau journal, les chercheurs trouvent qu'il y a souvent de bonnes raisons de construire des bâtiments relativement modestes, des ajouts progressifs aux infrastructures hydrauliques dans les pays avancés, plutôt que des projets coûteux à plus grande échelle qui peuvent être nécessaires que rarement.

Plus précisement, l'étude porte sur la ville de Melbourne, où une sécheresse de 12 ans de 1997 à 2009 a conduit à la construction d'une installation de 5 milliards de dollars, l'usine de dessalement victorienne. Il a été approuvé en 2007 et ouvert en 2012, à un moment où la sécheresse avait déjà reculé. Par conséquent, la plante a à peine été utilisée, et son inactivité, combiné à son prix élevé, a suscité une vive polémique.

Comme alternative, l'étude suggère, plus petite, des usines de dessalement modulaires auraient pu répondre aux besoins de Melbourne à un prix inférieur.

"Si vous construisez trop d'infrastructures, vous construisez des centaines de millions ou des milliards de dollars d'actifs dont vous n'avez peut-être pas besoin, " dit Sarah Fletcher, un doctorant à l'Institute for Data du MIT, Systèmes, et société (IDSS), qui est l'auteur principal du nouveau document.

Être sûr, Fletcher ajoute, "Vous ne voulez pas être dans une situation où vous avez moins d'approvisionnement en eau que vous n'en avez la demande." En tant que tel, l'étude ne prétend pas qu'une solution unique s'applique à tous les cas, mais présente une nouvelle méthode pour identifier le meilleur plan et note que dans de nombreux cas, « l'investissement modéré augmente, avec une conception d'infrastructure flexible, peut atténuer considérablement le risque de pénurie d'eau.

Le nouveau papier, « Planification des infrastructures d'approvisionnement en eau :cadre décisionnel pour classer les incertitudes multiples et évaluer la conception flexible, " a été récemment publié en ligne dans le Journal of Water Resources Planning and Management, et paraîtra dans le volume imprimé d'octobre 2017.

Les co-auteurs sont Fletcher, qui est également affilié au programme conjoint du MIT sur la science et la politique du changement global ; Marco Miotti, un doctorant en IDSS; Jaichander Swaminathan, un doctorant au département de génie mécanique du MIT; Madeleine Klemun, un doctorant en IDSS; Kenneth Strzepek, chercheur au programme conjoint du MIT sur la science et la politique du changement global et professeur émérite d'ingénierie à l'Université du Colorado; et Afreen Siddiqi, chercheur à l'IDSS.

Siddiqi s'est rendu à Melbourne pendant sa sécheresse historique et a appris auprès d'experts locaux le problème difficile d'approvisionnement en eau de la ville. La genèse de la présente étude provient de l'enquête de Siddiqi sur le cas de Melbourne et de l'évaluation selon laquelle le problème complexe de la sécurité de l'eau en milieu urbain se situe à l'intersection de la conception technique et de la planification stratégique.

Le nouveau cadre d'analyse de l'approvisionnement en eau de l'équipe du MIT intègre plusieurs incertitudes auxquelles les décideurs doivent faire face dans ces cas, et exécute un grand nombre de simulations de la disponibilité de l'eau sur une période de 30 ans. Il présente ensuite aux planificateurs un arbre de décision sur les options d'infrastructure les mieux adaptées à leurs besoins.

Les incertitudes significatives incluent le changement climatique et ses effets sur les précipitations, ainsi que l'impact des pénuries d'eau et de la croissance démographique.

En étudiant le cas de Melbourne, les chercheurs ont examiné six alternatives d'infrastructure, y compris plusieurs types d'usines de dessalement et un éventuel nouveau pipeline vers des sources plus éloignées, et des combinaisons de ces choses.

« La principale contribution méthodologique de l'article est ce cadre permettant d'examiner différentes incertitudes de différents types et de les regrouper en un seul élément d'analyse, " dit Fletcher.

Les résultats mettent en évidence un problème épineux dans la planification de l'accès à l'eau :les pénuries peuvent être aiguës, mais ils peuvent durer pendant des périodes relativement courtes.

Par exemple, l'équipe a couru 100, 000 simulations de conditions de 30 ans à Melbourne et a constaté que dans 80 pour cent de toutes les années, il n'y aurait pas de pénurie d'eau du tout. Et encore, pour les années où les conditions de sécheresse se sont maintenues, les pénuries d'eau importantes étaient plus fréquentes que les pénuries d'eau mineures.

Par conséquent, lorsque les coûts ont été pris en compte dans l'analyse, le simple fait de ne construire aucune nouvelle infrastructure était la meilleure option environ 50 % du temps. Cependant, ne rien faire était également "l'alternative la moins performante" environ 30 pour cent du temps.

C'est pourquoi l'option de construire des usines de dessalement plus petites peut avoir du sens. L'usine de Melboune qui a été construite peut produire 150 millions de mètres cubes d'eau par an. Mais dans les simulations de l'équipe du MIT, construire une usine de dessalement de la moitié de cette taille fonctionne généralement bien :c'était l'option la plus performante dans 20 % des simulations, et dans les trois premiers de 90 pour cent des simulations. ça n'a jamais été, en tout 100, 000 simulations, la pire ou la deuxième option la moins performante.

De plus, Fletcher fait remarquer, construire plus petit au début donne aux planificateurs la possibilité de mettre une nouvelle usine en ligne plus rapidement, puis de l'agrandir si nécessaire.

"Vous ne construisez qu'un certain nombre de modules au début, et vous pouvez ajouter un certain nombre plus tard, " dit Fletcher. " C'est différent de construire une petite usine puis une autre petite usine. Vous êtes proactif et prévoyez de vous adapter à l'avenir."

Alors en pensant petit, dans ce scénario, ont un sens considérable. Mais comme le reconnaissent les chercheurs, les résultats exacts de leur étude varieraient probablement d'une région à l'autre, en fonction de tous les facteurs climatiques et démographiques qui affectent l'approvisionnement en eau.

Toutefois, ils pensent que leur nouveau cadre d'étude peut au moins aider les planificateurs à démontrer que la construction à plus petite échelle peut mieux positionner les villes et les pays à long terme. Ou, comme le dit Siddiqi, "construire à plus petite échelle, mais planifier grand" peut être l'approche optimale.

"Nous sommes habitués à construire des usines de dessalement à grande échelle, et il y a moins d'histoire de construction d'usines plus modulaires, " dit Fletcher. " C'est difficile car ce sont des investissements importants avec une longue durée de vie. Mais si vous considérez une centrale modulaire comme une police d'assurance contre la sécheresse, peut-être que vous voulez l'avoir autour de vous."

Cette histoire est republiée avec l'aimable autorisation de MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), un site populaire qui couvre l'actualité de la recherche du MIT, innovation et enseignement.