Document ID: /fineweb-2-swissfilter-quality_10-filterrobots/filtered/06896.jsonl.gz/1294

Département Technologie des procédés
Water Hub au NEST
Water Hub au NEST - assainissement décentralisé orienté vers la valorisation
Le Water Hub fait partie du bâtiment NEST, un laboratoire vivant de l'Empa et de l'Eawag. Ce bâtiment modulaire se compose d'unités remplaçables, qui fournissent des appartements fonctionnels et habités, des bureaux, des salles de réunion et une unité de fitness et de bien-être. Le NEST est en constante évolution. Des solutions de construction innovantes et durables sont développées, construites, testées et présentées dans des conditions réelles. Cette approche de laboratoire vivant permet de combler le fossé entre la recherche et l'industrie et accélère ainsi l'entrée sur le marché de technologies innovantes.
Au sous-sol du NEST, les chercheurs de l'Eawag gèrent le Water Hub. Les eaux usées du NEST sont collectées ici pour être traitées comme une ressource plutôt que comme un déchet : nous traitons les eaux usées pour récupérer les nutriments, l'eau propre et l'énergie. Cela permet de réduire la pression sur l'environnement et ses ressources.
Notre approche est décentralisée : nous séparons les eaux usées à la source et les traitons au sein du bâtiment, ce qui augmente l'efficacité du traitement et de la récupération. Le traitement décentralisé peut être particulièrement utile lorsque les réseaux d'égouts et les stations d'épuration ne peuvent être construits ou pour réduire la pression sur ces infrastructures, notamment dans les zones à forte croissance urbaine. La décentralisation permet également d'adopter une approche systémique lors de la conception de solutions d'assainissement pour différents contextes, en tirant le meilleur parti des ressources rendues disponibles localement par le traitement des eaux usées.
Dans le cadre du NEST, des toilettes spéciales séparent l'urine non diluée des eaux de la chasse d’eau, des fèces et du papier toilette, qui constituent ensemble les eaux noires. Les autres flux d'eaux usées sont séparés par des réseaux de canalisations distincts. Ces réseaux transportent vers le Water Hub les eaux grises légères, provenant des machines à laver et des canalisations des salles de bains, et les eaux grises lourdes, provenant des cuisines. L'eau de pluie est également collectée, stockée et réutilisée pour alimenter les toilettes du NEST.
Le Water Hub est également une plateforme de collaboration entre les chercheurs et les partenaires de l'industrie et de la pratique. Les technologies permettant un assainissement décentralisé axé sur la valorisation des ressources peuvent être installées dans les unités du NEST ou testées dans le Water Hub. Le Water Hub est ouvert à la collaboration avec l'industrie et met à disposition des fonds de démarrage (seed funding) pour lancer de petits projets afin d'évaluer le potentiel de nouveaux concepts et technologies.
En outre, le Water Hub est intéressé par des échanges avec des acteurs des secteurs de l'assainissement, de la construction, de l'énergie et de l'agriculture, afin de discuter de l'influence de l'assainissement décentralisé axé sur la valorisation des ressources dans leurs domaines et de son intégration dans leurs projets.
Vous pouvez visiter le Water Hub et le NEST dans le cadre de visites guidées publiques!
Le Water Hub se concentre sur les projets suivants, en cours ou terminés :
Toilettes NoMix
Grâce aux toilettes NoMix, il est possible de séparer l'urine et les matières fécales pour les traiter séparément. L'urine est produite en petits volumes et présente des concentrations relativement faibles en agents pathogènes. Les humains excrètent la plupart des nutriments, antibiotiques et micropolluants par l'urine.
Les fèces, évacuées avec les eaux de chasse d’eau, sont principalement constituées de matières organiques et ont une teneur en agents pathogènes beaucoup plus élevée. Il est avantageux de traiter les deux flux séparément.
Pendant 20 ans, l'Eawag a testé en conditions réelles différents prototypes de toilettes NoMix, avec des mécanismes de séparation allant de la mécanique au capteur. Ces tests ont mis en évidence la nécessité d'un mécanisme de séparation plus robuste et des toilettes plus conviviale.
Le designer autrichien Harald Gründl, d'EOOS next, a mis au point des toilettes NoMix dotées d'un mécanisme de séparation innovant, invisible pour l'utilisateur et fonctionnant sans pièce mécanique ni capteur.
Les toilettes utilisent la tension superficielle et la vitesse différente à laquelle l'urine et l'eau de la chasse s'écoulent dans la cuvette pour séparer les deux flux. La géométrie a été optimisée en collaboration avec Laufen et l'ETH Zurich. Ces nouvelles toilettes sont maintenant installées et testées dans le NEST.
Ce système, plus robuste et plus efficace que les solutions précédentes, promet de révolutionner la séparation de l'urine.
Valorisation des nutriments dans l'urine
Les humains excrètent la plus grande partie des nutriments dans l'urine. Dans le Water Hub, les nutriments de l'urine sont récupérés dans l'engrais "Aurin" en utilisant le procédé VUNA : après le stockage, la volatilisation de l'ammoniac de l'urine est empêchée à l'aide de bactéries nitrifiantes. Ensuite, les produits pharmaceutiques sont éliminés dans un filtre à charbon actif. Enfin, l'urine traitée est concentrée et les agents pathogènes sont tués lors de la distillation.
Les chercheurs travaillent actuellement sur :
- le développement de variantes du procédé VUNA, par exemple en soutenant les bactéries par l'électrochimie
- l’optimisation de l'élimination des produits pharmaceutiques avec du charbon actif
- l'utilisation des données de l'installation pour optimiser la consommation énergétique, les coûts, la maintenance et augmenter la fiabilité du procédé
Pour le traitement de l'urine, les chercheurs du Water Hub collaborent étroitement avec la Spin-off Vuna de l'Eawag.
Traitement et réutilisation des eaux grises
Procédés de traitement
Les eaux usées domestiques se composent des eaux grises ainsi que des flux de déchets provenant des toilettes. Au lieu de mélanger ces flux et de les rejeter à l'égout, il est possible de traiter et de réutiliser les eaux grises à l'intérieur du bâtiment pour des applications telles que la chasse d'eau des toilettes et l'irrigation, la douche et le lavage des mains. La réutilisation prévue dicte la qualité requise des eaux grises traitées. Elle dicte également les niveaux nécéssaires de robustesse, fiabilité et surveillance des procédés de traitement.
Procédés de traitement
Au Water Hub, les chercheurs de l'Eawag comparent les performances de différents systèmes de traitement des eaux grises. Cela permet de concevoir des systèmes de traitement flexibles qui produisent différentes qualités d'eau en fonction de l'utilisation finale prévue. Cela permet également à nos chercheurs d'adapter le système à la question de recherche à laquelle ils veulent répondre. Les priorités actuelles sont les suivantes :
- Le traitement avancé incluant un bioréacteur à membrane et une filtration au charbon actif, suivi d'une désinfection (UV ou chlore) et potentiellement d'une nanofiltration (pour une réutilisation avancée).
- Prévision de la salubrité de l’eau à l'aide de capteurs simples
Durant l'essai des nouveaux procédés de traitement, l'eau traitée est rejetée à l’égout. Toutefois le but ultime est de réutiliser l'eau traitée à l'intérieur du bâtiment.
Qualité microbienne des eaux grises
Pathogènes entériques
Les eaux grises peuvent également contenir des concentrations importantes d'agents pathogènes entériques. Elles doivent donc être traitées pour réduire les risques pour la santé humaine à un niveau acceptable. Les chercheurs de l'Eawag valident actuellement la capacité des procédés de traitement (individuels et combinés) à réduire les microorganismes pathogènes selon diverses conditions d'opération. Cette procédure de validation du traitement guidera la conception de filières de traitement complètes afin de garantir que les eaux grises puissent être réutilisées en toute sécurité pour différentes applications.
Pathogènes entériques
Pathogènes opportunistes (croissance pendant le stockage)
La réutilisation des eaux grises à l'échelle d'un bâtiment nécessitera un traitement, un stockage et une redistribution. Au cours de ces étapes, l'eau doit rester salubre pour la réutilisation, tant du point de vue de la santé humaine que de la performance du système. Au sein du Water Hub, les chercheurs de l'Eawag surveillent et évaluent l'impact du traitement des eaux grises sur la qualité microbienne et chimique pendant le stockage et la distribution. En particulier, nous voulons :
- surveiller les caractéristiques physico-chimiques des eaux traitées pendant le stockage et le traitement,
- surveiller la croissance et/ou la stabilité microbiologique,
- identifier des méthodes pour surveiller, prévoir et prévenir la dégradation microbienne de l'eau,
- étudier les facteurs influençant la croissance et les changements potentiels au sein de la communauté microbienne.
Pathogènes opportunistes (croissance pendant le stockage)
Récupération des ressources contenues dans les eaux noires
Les eaux noires se composent de matières fécales, d'urine, de papier toilette et d’eau de chasse. La forte teneur en nutriments et en énergie des fèces offre un grand potentiel de récupération des ressources. En outre, les eaux usées peuvent être traitées et réutilisées. Afin de récupérer en toute sécurité les nutriments, l'énergie et l'eau des eaux noires, une séparation solide-liquide (déshydratation) est nécessaire.
Des recherches approfondies ont été menées sur la déshydratation des boues issues du traitement des eaux usées municipales. Cependant, il s'est avéré difficile d'adapter les technologies existantes aux systèmes autonomes (non connectés au réseau d’égout), en raison de la grande variabilité des caractéristiques des eaux noires.
- Au sein du Water Hub, les eaux noires sont utilisées à la fois pour la recherche fondamentale et pour le développement de technologies pratiques. La recherche actuelle se concentre sur la compréhension des mécanismes de déshydratation afin de développer une meilleure surveillance et un meilleur contrôle pendant le traitement.
- Les eaux noires collectées dans le Water Hub sont utilisées pour tester et développer diverses technologies de déshydratation, qui conviennent au traitement et à la récupération des ressources dans NEST et à l'échelle mondiale.
Entre les ressources qui est possible récupérer après la séparation de l’eau des eaux noires il y a de l'énergie, des nutriments et de la matière organique, du substrat pour des larves dédiées au nourrissage des animaux et de l'eau.
L’eau et l’énergie: des ressources interconnectées – Projet terminé
Les installations fournissant de l’eau chaude pour l’usage domestique sont très énergivores. Heureusement, de nouvelles technologies permettent de réduire cette consommation. Certaines de ces technologies sont testées dans le NEST. Dans l’unité DFAB House, des douches à recyclage valorisent l’énergie thermique contenue dans les effluents. De plus, l’innovant système de distribution de l’eau chaude permet de réduire les pertes d’énergie et d’eau en vidant les tuyaux entre deux épisodes de consommation.
Si ces technologies sont prometteuses, leur intégration dans des systèmes complexes d'eau chaude sanitaire nécessite une attention particulière. En effet, les interactions entre les différentes technologies peuvent amoindrir leur potentiel énergétique et économique respectif. En cause, les relations complexes entre l'énergie et la consommation d'eau, appelé le nexus eau-énergie.
Les scientifiques de l’Eawag ont développé un modèle pour optimiser l’intégration de ces technologies dans les systèmes sanitaires. Le modèle a été utilisé à plusieurs échelles pour évaluer l’influence de ces technologies sur le cycle urbain de l’eau dans son ensemble : du bâtiment à la station d’épuration en aval, en passant par les canalisations publiques. Dans le cadre de ce projet, par exemple, une étude a conclu qu’il est souvent plus intéressant de récupérer (et de réutiliser) l’énergie thermique des eaux usées directement dans l’enceinte du bâtiment plutôt que dans les canalisations publiques, en raison de l’impact thermique moindre sur le traitement biologique des eaux usées dans la station d’épuration.
Documentation
Pour plus d'information sur le Water Hub, vous trouverez des articles et publications si-dessous.
Médias & articles
Double usage pour l'eau de la douche, Eawag News (09.09.2021)
Ressourcen aus Abwasser direkt im Gebäude zurückgewinnen, Wohnen (September 2021)
Visitez virtuellement le Water Hub, Eawag News (11.06.2021)
Mise au point - Toilettes: Merci de ne pas tirer la chassse, RTS (06.06.2021)
Projekt Sanitärwende - Wenn Kot zu Kompost auf dem Acker wird, Zeitfragen Deutschlandfunk Kultur (01.06.2021)
Podcast NEST avec Tove Larsen, Eawag News (25.03.2021)
Water Hub Phase II, WINGS-Newsletter (17.03.2021)
Le traitement des eaux grises - oui, mais comment?, Eawag News (23.02.2021)
Toilettes et durabilité (2/5) – Des ressources dans les eaux usées ?, RTS on va vers le beau (12.01.2021)
Les eaux usées sont une source de nutriments, d’énergie et d’eau, Eawag News (29.09.2020)
Abwasser - von der Giftbrühe zur Goldgrube, NZZ Format (03.09.2020)
Water Hub im NEST-Gebäude. Eine Plattform zum Testen von innovativen ressourcenorientierten Sanitärsystemen, Aqua & Gas, 100(2), 52-57 (Février 2020)
"Des toilettes qui séparent", SRF News (19.11.2019)
Réutilisation d'eau, Haustech (Octobre 2019)
Tove Larsen explique la révolution des toilettes, Eawag News (11.03.2019)
Reportage sur le Water Hub "Il giardino di Albert", RSI (08.01.2017)
"The toilet of the future", Empa Quarterly (Anglais, May 2016)
Reportage sur l'inauguration du NEST, SRF Tagesschau (23.5.2016)
Article sur l'inauguration du NEST, NZZ (23.5.2016)
Conférences
Publications
Factsheets
Flyer
Team
Collaboratrices et collaborateurs
Water Hub @ NEST équipe en été 2018.
Plateforme de recherche NEST
Tournée virtuelle du Water Hub
Verhebets? Ein ressourcenorientierter Apéro
Film
News
Documentary: The great toilet battle (04.10.2022)
Verhebts? Ein ressourcenorientierter Apéro, VSA News (29.09.2022)
Schöne Scheisse: Fäkalien sind nicht «wäh», sondern «wow», SRF Input (01.06.2022)
Interview: Abwasseraufbereitung direkt im Haus, Planet Wissen (30.05.2022)
Das nachhaltige Quartier von Morgen, Podiumsdiskussion Swissbau Focus 2022 (06.05.2022)
Spezial Newsletter Fokus: Dezentral Ressourcen aus Abwasser gewinnen, Eawag (Mai 2022)
De nombreuses parties prenantes doivent collaborer pour boucler les cycles des nutriments, Eawag News (05.05.2022)
Produire de l’énergie à partir de matières fécales, Eawag News (12.04.202)
Wasser - Die wertvolle Ressource, SWR Odysso (17.03.2022)
Let's collaborate on developing technologies for resource-oriented sanitation, Wings Newsletter (16.03.2022)
Eaux usées : cocktail toxique ou précieux ?, Arte (24.02.2022)