L`eau, un enjeu mondial à la Une

à savoir
N°134
Bi-mensuel de décembre 2011
édito
à la Une
L’eau : énergie
renouvelable et
ressource vitale
L
e groupe Grenoble INP, par son implantation à Grenoble, berceau de la
Houille Blanche, a très tôt développé
des compétences dans le domaine de
l’hydroélectricité. En 1882, Aristide Bergès
fut en effet le premier à éclairer une ville
à l’hydroélectricité. Aujourd’hui, l’hydroélectricité représente la deuxième source
d’électricité, après le nucléaire, en France.
Cette filière est appelée à prendre de plus
en plus d’importance dans le portefeuille
énergétique mondial parce qu’elle constitue
la source d’énergie non carbonée la plus
aisément accessible dans de nombreuses
régions du monde dépourvues d’électricité.
Mais la force et l’originalité de Grenoble
INP est d’aborder la filière "eau" dans son
ensemble. Outre son côté énergie renouvelable, l’eau est également envisagée,
dans les formations proposées et les
travaux de recherche menés au sein du
groupe, comme une ressource à préserver et à gérer : gestion multi-usages et
prévision des ressources en eau, observation satellitaire de ces dernières, traitement et retraitement de l’eau, transport
de sédiments ou encore évaluation des
risques naturels liés à l’eau et conception d’ouvrages. C’est pour renforcer ces
ressources scientifiques et pour répondre
aux objectifs du volet environnement de son
contrat quinquennal de performance, que
le groupe Grenoble INP propose cette
année un programme de projets structurants sur le thème de
la gestion de la ressource en eau dans
le cadre de sa politique de recherche.
Ce programme est
intitulé "Méthodologies innovantes pour
l'ingénierie de l'eau et
des risques associés".
Anne-Catherine Favre,
professeur Grenoble INP - Ense3
et responsable de la filière Hydraulique
Ouvrages et Environnement (HOE)
L’eau, un enjeu mondial
L
a gestion des ressources en eau reste un des défis majeurs de l’humanité.
Les enjeux peuvent être décrits en termes sanitaires, alimentaires,
sociaux, économiques, énergétiques et environnementaux. Le groupe
Grenoble INP intègre ces thématiques dans ses formations et les recherches
menées au sein de ses laboratoires.
Quand il s’agit de l’eau, il s’agit de la vie.
L’eau est au cœur de quelques-uns des
sujets les plus importants qui vont gouverner la société de demain et conditionner notre avenir : assurer à tous
un approvisionnement satisfaisant en
quantité et en qualité, gérer et optimiser
la ressource, évaluer les risques liés à
l’eau et concevoir des ouvrages de production de l’hydroélectricité…
Grenoble INP, dont deux écoles et
six laboratoires disposent de compétences dans le domaine de l’eau, est
un lieu privilégié pour la formation
d’ingénieurs susceptibles de relever ces défis. Plusieurs programmes
fédérateurs ont été mis au point dans
ce but, comme le semestre Procédés
Industriels et Management Environnemental (PIME), lequel permet aux
élèves ingénieurs de Grenoble INP de
maîtriser les procédés de dépollution,
de comprendre le milieu naturel et de
développer des compétences solides
en gestion de l'environnement.
Côté recherche, le programme pluri
formations Interactions biophysicochimiques aux interfaces et hydrodynamique pour procédés de dépollution
(IHBIS) vient de s’achever, mais la
mise en place d’une plateforme Procédés Effluents Industrie (PEI), initiée
dans le cadre du plan Campus, prend
la relève. Un projet de laboratoire sur
la gestion de l’eau au sud Vietnam est
par ailleurs en cours d’examen sur la
suggestion du consortium RESCIF
(Réseau d'Excellence des Sciences
de l'Ingénieur et de la Francophonie).
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GRENOBLE INSTITUTE OF TECHNOLOGY
à la Une
L’eau, un enjeu mondial
Enjeux sanitaires
L’eau est la première cause de mortalité et
de morbidité au monde de façon directe ou
indirecte. Trois millions d’enfants meurent
chaque année avant l’âge de cinq ans du fait du
manque d’accès à l'eau potable.
Enjeux environnementaux
L’eau est une ressource naturelle limitée. Cependant, la demande augmente et la ressource est de plus en plus dégradée.
Les perspectives laissent entrevoir une aggravation de ces tendances. Enfin, les problèmes liés aux changements climatiques
concerneront la ressource en eau.
Enjeux alimentaires
L’eau est un élément essentiel pour la production des cultures vivrières. On estime que 40%
de l’alimentation mondiale est produite par des
systèmes d’agriculture irriguée.
Enjeux sociaux
A l’heure actuelle, plus d’un milliard d’individus
n’a pas accès à l’eau potable et 2,4 milliards
de personnes ne bénéficient pas de structures
d’assainissement fiables. La pression démographique ne devrait pas arranger la tendance…
Enjeux économiques
Les inondations représentent le tiers des catastrophes naturelles, plus
de la moitié de la mortalité et le tiers des coûts liés à ces catastrophes.
La consommation mondiale d’eau, essentiellement dans les centres
urbains, est d’environ 300 milliards de dollars par an, ce qui représente
1% du produit mondial brut.
Enjeux énergétiques
Le Grenelle Environnement impose 20%
d’énergies renouvelables à l’horizon 2020.
Dans un tel contexte, le développement de
l’hydroélectricité, qui représente aujourd’hui
40% de la production d’énergie renouvelable
dans le monde, est un enjeu majeur.
Un panel unique de compétences dans le domaine de l’eau
Dès sa création, Grenoble INP a intégré des enseignements en lien avec l’hydroélectricité, aujourd’hui repris dans la filière Hydraulique,
Ouvrages et Environnement (HOE) de Grenoble INP - Ense3 (Ecole Nationale Supérieure de l’eau, l’énergie, l’environnement) mais aussi
dans les filières Systèmes Energétiques et Marchés (SEM), et Mécanique Energétique (ME). De plus, un master international "Hydraulic
Engineering" devrait accueillir ses premiers étudiants à la rentrée prochaine. D’autres écoles proposent des enseignements en lien avec
l’eau. C’est le cas de Pagora, impliquée dans le traitement des effluents de l’industrie papetière.
A eux six, les laboratoires LTHE, LEGI, 3S-R, GIPSA-Lab, LRP, LGP2 et LEPMI, offrent un panel complet de compétences pour l’analyse et
la compréhension du cycle de l’eau, pour son retraitement, ainsi que pour la conception d’ouvrages et la gestion des risques associés.
à l'affiche
"Trouver de l’ordre dans le désordre"
L
e Prix Jaffé de l’Académie des sciences a été attribué cette année à
Olivier Métais, directeur de Grenoble INP - Ense3. Malgré ses importantes
responsabilités, Olivier Métais a toujours fait de la recherche. Sa spécialité :
les écoulements turbulents, qu’il étudie et simule depuis 30 ans. "L’attribution de
ce prix montre d’ailleurs qu’il est possible de conserver une activité scientifique de
qualité tout en étant fortement impliqué dans le fonctionnement d’un établissement",
souligne-t-il, non sans fierté. Comprendre les turbulences des fluides, liquides ou
gazeux, ouvre des perspectives dans de nombreux domaines : en météorologie bien
sûr, mais aussi dans l’industrie avec, par exemple, l’étude du fonctionnement des
turbines hydrauliques ou à gaz, ou encore des moteurs de fusées…
Par ses recherches, Olivier Métais a contribué à mettre au point des modèles
numériques permettant de comprendre et de mieux prédire les tourbillons
tridimensionnels, ou comme il le dit, de "trouver de l’ordre dans le désordre". Les
fruits de ses travaux commencent à être utilisés dans l’industrie et la météorologie.
2
à explorer
Dans le cadre de
l’Année polaire internationale 2007-2008,
GDF SUEZ s’est associé à la construction,
par la Fondation Polaire Internationale,
de la station polaire
Princess Elisabeth,
base
scientifique
belge située en Antarctique. Différents
acteurs du projet ont
témoigné sur cette
expérience lors d’une
table ronde qui s’est
déroulée à Grenoble
INP - Ense3, le 24 novembre 2011.
Station polaire Princess Elisabeth :
objectif "zéro émission" !
E
n quoi consiste le projet de station polaire
Princess Elisabeth ?
Thierry Touchais, directeur exécutif de la Fondation Polaire Internationale : Princess Elisabeth est une
station de recherche située en Antarctique, avec un fonctionnement "zéro émission" basé sur une production d’énergies
renouvelables, une gestion des besoins en énergie avec
une efficacité optimale, un traitement des eaux usées et
une gestion des déchets. Unique par sa conception, la station polaire Princess Elisabeth est la première à fonctionner
exclusivement grâce à des énergies renouvelables (solaire et
éolienne), ses besoins énergétiques ne représentant que 25
à 30% de ceux d’une station antarctique classique de taille
comparable. Elle est totalement démontable en fin de vie.
Quelle a été la contribution de votre partenaire le
groupe GDF SUEZ, à ce projet ?
T. T. : Le groupe GDF SUEZ, sa filiale Electrabel et son
laboratoire de recherche Laborelec, ont contribué au projet en apportant leurs compétences dans les domaines de
l’énergie, de l’eau et de la propreté, dans une démarche
de développement durable. Les contraintes étaient importantes : là-bas, nous sommes loin de tout, et il faut disposer
d’un système éprouvé. Le groupe a apporté ses technologies de pointe dans un environnement difficile, contribué au
côté "zéro émission", ce qui impliquait de développer des
solutions à base d’énergies renouvelables… Il fallait en
outre concevoir un réseau intelligent, capable de prioriser
les consommations pour les adapter à une production limitée. S’y ajoutaient quelques défis supplémentaires, notamment piloter la station à distance par satellite : on peut parler
de domotique poussée à l’extrême…
Quels sont les installations en place ?
T. T. : Concernant les éoliennes, le site en comprend neuf.
Notre choix s’est orienté vers des appareils de type synchrone avec aimant permanent de 6 KW chacun, développés pour les plateformes pétrolières. Les éoliennes doivent
en effet résister à des conditions extrêmes : la température
peut descendre à -35°C, et les vents atteignent parfois 180
km/heure. Contrairement aux éoliennes que l’on voit chez
nous, celles de la station sont montées à l’envers : les pales
sont "sous le vent" et la turbine est "au vent". Ainsi, lorsque
le vent est trop fort, les pales se mettent automatiquement
en drapeau, ce qui les protège de la casse. Côté énergie
solaire, nous étions partis sur un modèle de panneau déjà
installé dans d’autres stations en Antarctique. Cette année
cependant, nous allons ajouter des panneaux de densité
énergétique 30% supérieure. Il faut savoir que dans cette
région du globe, le soleil est très bas sur l’horizon, produisant une lumière diffuse plutôt que directe. Le système photovoltaïque est donc choisi pour être plus performant que
la moyenne en lumière diffuse. Un autre type d’essai sera
fait avec un panneau placé sur un système mécanique de
suivi du soleil.
Comment l’approvisionnement en énergie est-il géré
dans la station ?
Alain Hubert, fondateur et président de la Fondation
Polaire Internationale : La station est conçue pour accueillir environ 20 scientifiques qui doivent bien évidemment
se plier à certaine discipline en ce qui concerne la consommation électrique. Le système de ventilation, avec une puissance de 18 KW/h plus 12 KW/h quand il faut faire fondre
de la neige, est de loin le plus consommateur. Il s’agit d’une
fonction prioritaire. D’autres fonctions de travail, moins prioritaires, comme le lave-linge, les appareils de cuisine, les
prises des bureaux, sont en priorité inférieure. L’ordinateur
qui gère le service en fonction d’une horloge sur 24 heures,
met ces appareils hors service dès que l’énergie vient à
manquer. Bien entendu, on peut forcer manuellement les
priorités, mais il est plus facile d’imposer une discipline à
un groupe quand c’est un ordinateur qui décide plutôt qu’un
chef ! Au final, le système fonctionne assez bien.
En quoi cette station diffère-t-elle des autres bases
polaires ?
A. H. : Ce projet induit un nouveau rapport à l’énergie. De
véritables défis technologiques ont été relevés pour minimiser les impacts environnementaux de la station, et tout
cela a été rendu possible parce qu’une petite entité comme
la Fondation Polaire Internationale a pu s’adjoindre la puissance et le savoir-faire de grandes entreprises comme GDF
SUEZ et Schneider Electric. En cette période où une sorte
de peur se répand au sujet du changement climatique, il
est crucial de prouver aux jeunes générations que l’on peut
infléchir le cours des choses. Ce sont eux qui changeront le
monde de demain !
GRENOBLE INSTITUTE OF TECHNOLOGY
3
à retenir
à suivre
GDF SUEZ et Grenoble INP
s’unissent en faveur
du développement durable
Le 24 novembre 2011, le groupe GDF
SUEZ et Grenoble INP - Ense3 se sont
officiellement engagés à mettre en place
des actions pour la réalisation d'objectifs
communs en faveur du développement
durable et des défis énergétiques et environnementaux de demain. Un partenariat
logique au regard des activités de chacun.
"On s'aperçoit qu'il y a une réelle attractivité de nos métiers avec Grenoble INP. Nos
enjeux de développement se rejoignent
en particulier sur l'énergie, l'environnement et l'eau", a noté Philippe Lazzarotto,
responsable relations grandes écoles et
universités GDF SUEZ, lors de la cérémonie de signature. "Grenoble INP et
GDF SUEZ se rejoignent également sur
des enjeux d’industrialisation et de mondialisation", a ajouté Paul Jacquet, administrateur général de Grenoble INP. "Cette
signature de partenariat permet de réaffirmer le cercle vertueux qui nous lie", a
conclu Olivier Métais, directeur Grenoble
INP - Ense3. Suite à la signature de la
convention, les élèves-ingénieurs de Grenoble INP - Ense3 ont pu découvrir les différents métiers proposés par GDF SUEZ
au travers de douze stands.
Bientôt un laboratoire sur la gestion
de l’eau à Hô-Chi-Minh-Ville ?
G
renoble INP, qui a déjà de forts
partenariats avec certains des
établissements impliqués dans
RESCIF (Réseau d’excellence des
sciences de l’ingénieur de la Francophonie), développe des actions ciblées
et croisées avec plusieurs d'entre eux.
Parmi elles, la création d’un laboratoire
conjoint avec l'Institut polytechnique
d'Hô-Chi-Minh-Ville (sud Vietnam) sur
la gestion de l’eau, est actuellement à
l’étude. Très sensible à cette problématique, le gouvernement vietnamien
vient de lancer un important projet sur
le climat et la gestion de l’eau. "Il faut
savoir que le Vietnam est particulière-
ment concerné par le réchauffement
climatique : en cas de montée du niveau de la mer d’un mètre, 40 millions
de personnes seraient impactées dans
le pays, soit près de la moitié de la
population", indique Jean-Luc Koning,
vice-président des relations internationales à Grenoble INP. Le futur laboratoire, dont le projet de création est
piloté par Grenoble INP en partenariat
avec l’EPFL, pourra traiter différents
aspects du problème de l’eau : de son
acheminement à la construction d’ouvrages de génie civil, en passant par
l’assainissement et le contrôle sanitaire.
RESCIF, un réseau d’excellence francophone
Un programme unique de coopération rassemblant les meilleures universités technologiques de langue française a été créé sous l’égide de l’Ecole polytechnique fédérale de
Lausanne (EPFL) et de ses partenaires sous le nom de RESCIF* – Réseau d’excellence des sciences de l’ingénieur de la Francophonie. L’enjeu : apporter des réponses
concrètes aux problèmes d’eau, de nutrition et d’énergie, plus spécialement pour certains pays du sud, soumis à des conditions climatiques et à des problèmes de sécurité
alimentaire extrêmement difficiles.
* Ecole Normale Supérieure de Lyon (France), Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL),
Paristech (France), Ecole polytechnique de Montréal (Canada), Institut polytechnique de Grenoble
(France), Université catholique de Louvain (Belgique), Ecole Mohammadia d'ingénieurs de Rabat
(Maroc), Ecole Nationale Supérieure Polytechnique de Yaoundé (Cameroun), Ecole supérieure
polytechnique de Dakar (Sénégal), Institut international d'ingénierie en Eau et Environnement 2IE
d'Ouagadougou (Burkina Faso), Institut polytechnique d'Ho-Chi-Minh Ville (Vietnam) et Université
St-Joseph de Beyrouth (Liban).
à noter
Journée du lycéen
Salon de l'étudiant à Lyon
Les universités de Grenoble et de
Savoie organisent, le mardi 31 janvier
2012, le Passeport pour l'université.
Cette journée "portes ouvertes" est
l'occasion, pour les lycéens de l'académie, de découvrir, s'informer, s'orienter
sur les cursus possibles après le bac.
Les six écoles de Grenoble INP
seront présentes au salon de
l’étudiant qui aura lieu à Lyon les
vendredi 13 et samedi 14 janvier
2012 de 9h à 18h, et dimanche 15
janvier 2012 de 10h à 18h, à la Halle
Tony-Garnier.
Contact :
[email protected]
Contact :
[email protected]
à méditer
L’eau n’oublie pas son chemin.
Le groupe Grenoble INP publie une lettre bi-mensuelle "A savoir", accessible sur internet : www.grenoble-inp.fr
Directeur de la publication : Paul JACQUET - Coordination : Nelly BIBOUD - Rédaction : Clotilde WALTZ
Conception graphique et réalisation : Arnaud SANGIORGIO - Crédits photos : groupe Grenoble INP / Fotolia
ISSN 12558-7218 • Dépôt légal en cours
Contact : Tél. 04 76 57 43 91 • E-mail : [email protected] • Grenoble INP, 46 avenue Félix Viallet • 38031 Cedex 1
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Proverbe russe