Au bord du lac Nagdaha, un plan d’eau népalais pollué et envahi par les lotus, Soni Pradhanang s’emploie à remettre des déchets dans l’eau, mais de manière intentionnelle.
Elle construit avec soin une plateforme en polystyrène et en nattes de bambou, qu’elle assemble à l’aide de liens en plastique et de fibres de coco, des déchets provenant de magasins de technologie voisins. Ensuite, elle insère 55 plantes aux fleurs rouges éclatantes à travers des trous de 5 centimètres dans la plateforme, chaque plante étant espacée de 15 centimètres. Bien que l’invention de Pradhanang ne soit pas sophistiquée, elle s’avère efficace et constitue l’un des systèmes de filtration d’eau les plus économiques disponibles. « Je suis économe », dit-elle en riant.
Pradhanang, hydrologue à l’Université de Rhode Island, se spécialise dans la surveillance et la modélisation de la qualité de l’eau. Depuis sept ans, elle développe ses dispositifs à base de déchets. Appelés systèmes de zones humides flottantes (SZHF), ces plateformes flottantes mesurent 1,2 mètre par 1,8 mètre et sont recouvertes de plantes. Lorsque leurs racines sont immergées dans de l’eau contaminée, les plantes absorbent les polluants dans leurs tiges et feuilles en grandissant. En retour, elles libèrent de l’oxygène dissous capturé lors de la photosynthèse, ce qui favorise la vie aquatique.
Ces dispositifs visent à la fois à purifier les eaux et à recycler les déchets dans des régions du monde où les budgets pour ces initiatives sont extrêmement limités.
Pradhanang est également conseillère scientifique principale pour The Small Earth Nepal, un groupe de recherche et d’engagement communautaire basé dans la vallée de Katmandou. Cela fait environ cinq ans qu’ils construisent, testent et mettent en œuvre les premiers systèmes de purification de l’eau à base de déchets connus dans les eaux polluées de Nagdaha, qui contiennent de fortes concentrations de nitrates et de phosphates en raison du ruissellement agricole et urbain. Pradhanang et The Small Earth Nepal collaborent également avec des partenaires à Ajmer, en Inde, et à Dhaka, au Bangladesh.
Groupes de plateformes installées dans le lac Nagdaha au Népal.
Photographie : Samyak Prajapati/The Small Earth Nepal
Ces systèmes de traitement flottants ne sont pas très grands — chaque mat mesure environ la taille d’un matelas standard — mais ils peuvent être reliés pour former des clusters qui traitent des zones d’eau plus vastes. À Nagdaha, où les SZHF flottent paresseusement depuis près de deux ans, il y a cinq clusters, chacun composé de huit plateformes. Les résultats de The Small Earth Nepal montrent que ces systèmes réduisent considérablement les concentrations de nitrates, de métaux lourds et de phosphore dans le lac.
Pradhanang a toujours tourné son attention vers l’Asie du Sud pour ses projets de qualité de l’eau. Née et élevée à Katmandou, elle comprend intimement les défis liés à l’eau auxquels les citoyens népalais sont confrontés, notamment la pollution des lacs et des rivières due aux eaux usées, à l’industrie et à l’agriculture, le manque d’installations de traitement de l’eau, et la nécessité d’utiliser le même plan d’eau pour plusieurs usages, comme le lavage et la baignade. Avant de se lancer dans le projet de zones humides flottantes, Pradhanang a collaboré avec des agriculteurs et des forestiers locaux au Népal pour répondre à leurs besoins en eau face aux changements climatiques.
« Mes racines sont là-bas », déclare Pradhanang. « Je suis automatiquement attirée par la communauté dont j’ai fait partie. »
Aux États-Unis, les systèmes de zones humides flottantes ont connu une augmentation constante ces dernières années, grâce à des entreprises qui intensifient la production de plateformes non basées sur les déchets, et à des villes qui prennent note des succès des autres. Des voies navigables urbaines comme le port intérieur de Baltimore, la rivière Charles à Boston et la rivière Chicago ont toutes déployé avec succès des SZHF pour assainir leurs eaux.
Lorsque Pradhanang a voulu essayer ces systèmes sur des plans d’eau pollués au Népal, elle a rencontré un obstacle : leur coût. Les bases propriétaires, généralement fabriquées à partir de matériaux recyclés et résistants à l’eau, coûtent plus de 600 dollars chacune en 2018. « Cela va représenter, quoi, 70 000 roupies népalaises chacune ? C’est le salaire d’une personne pour une année », dit-elle.
Au lieu de cela, Pradhanang a développé une méthode qu’elle appelle « déchets contre cash », où le « cash » se traduit par une amélioration de la qualité de l’eau. Si vous construisez les mats en utilisant des déchets locaux, a-t-elle raisonné, ils deviennent presque gratuits. Elle a d’abord testé l’idée dans son laboratoire du Rhode Island en 2017, avec des matériaux comme des pièges à huîtres, du film à bulles et des bouteilles en plastique sans BPA, pour voir si des mats à base de déchets chargés de plantes pouvaient améliorer la qualité de l’eau.
Un système de zones humides flottantes chargé de plantes.
Photographie : Samyak Prajapati/The Small Earth Nepal
Construire son propre SZHF est « beaucoup plus difficile que ce que l’on pense », déclare Sarah White, scientifique spécialisée dans la qualité et le traitement de l’eau à l’Université Clemson en Caroline du Sud. « Il n’y a pas beaucoup de matériaux flottants qui restent étanches dans le temps. »
Lorsque Pradhanang a trouvé un mélange de déchets pouvant être transformé en plateforme et résistant à la dégradation avec le temps, elle a commencé à discuter avec ses collègues au Népal. En 2021, ils avaient obtenu 78 000 dollars de financement de l’Asia-Pacific Network for Global Change Research, un bailleur de fonds de recherche et de politique, pour mener une étude à travers le Népal, l’Inde et le Bangladesh.
Bien que Nagdaha et les sites indiens et bangladais ne fournissent pas d’eau potable aux résidents, ils ont une signification culturelle et religieuse. Lors de ses nombreuses visites au Népal, Pradhanang a vu des enfants nager dans les eaux troubles de Nagdaha, des chiens s’abreuvant sur la rive, et des femmes assises sur les rives pour laver la vaisselle et les vêtements. Pradhanang et The Small Earth Nepal souhaitaient embellir le lac tout en le nettoyant. Ils ont choisi des plantes à fleurs qui servaient les deux objectifs : le canna indien (Canna indica) et la sauge écarlate (Salvia splendens), dont les fleurs rouges vives se détachent sur l’eau grise.
Après avoir installé les plateformes flottantes à l’automne 2022, les chercheurs ont testé l’eau chaque mois et ont trouvé des résultats conformes à leurs essais en laboratoire, montrant une réduction de 99 % des niveaux de nitrates, 80 % des phosphates, 56 % du fer et 55 % de l’ammoniac. Les concentrations d’oxygène dissous ont augmenté de moitié. Leurs résultats ont été soumis au Journal of Civil Engineering pour examen.
Faire pousser des plantes à fleurs peut ajouter une valeur esthétique à un plan d’eau, mais la collaboration évite de cultiver des aliments sur les plateformes, car les plantes accumulent des concentrations élevées de polluants. Cependant, les humains ne sont pas les seuls à être attirés par les zones humides flottantes ; les oies et les canards affluent vers les mats, s’installant sur les plateformes et laissant des excréments riches en phosphore dans l’eau.
Pradhanang a trouvé une solution astucieuse pour éloigner les canards : elle a attaché des rubans argentés autour des tiges des plantes, dont l’éclat vif éloignait les oiseaux. Bien que les scientifiques ne souhaitent pas que les oies s’installent sur les SZHF, les pollinisateurs comme les abeilles et les petits oiseaux sont les bienvenus, tout comme les diverses formes de vie microbienne qui existent sur les racines des plantes et digèrent les polluants dans l’eau pour en tirer de l’énergie.
« Il y a un véritable phénomène du type ‘Si vous le construisez, ils viendront’ associé aux zones humides flottantes », déclare Max Rome, qui a réalisé son doctorat sur les SZHF dans la rivière Charles à Boston et travaille maintenant à l’Association du bassin versant de la rivière Charles. « Ces systèmes sont vraiment efficaces pour créer une biodiversité de zones humides dans un endroit où il n’y a tout simplement pas de place pour des zones humides. »
Bien que les systèmes à base de déchets résolvent certains problèmes de pollution de l’eau, ils en laissent d’autres, notamment les microplastiques. L’incorporation de déchets locaux dans les mats ne devrait pas aggraver la situation dans l’ensemble — une grande partie des déchets provient de l’eau en premier lieu — mais la forte teneur en plastique dans l’eau signifie qu’elle peut rester un risque pour la santé des habitants, même après purification.
Bien que Pradhanang et d’autres chercheurs aient soulevé des préoccupations concernant l’incorporation de polystyrène et d’autres plastiques dans les SZHF à base de déchets, ils affirment que les avantages des mats l’emportent généralement sur les inconvénients. « Si vous pouvez utiliser un produit de déchet qui serait normalement dans l’eau », dit White, « et que vous pouvez l’utiliser pour créer un produit qui aide réellement à nettoyer l’eau, c’est incroyable. »
Cependant, Pradhanang souligne que les systèmes de traitement flottants ne fournissent un bénéfice net que s’ils sont correctement entretenus ; si les gens ne s’en occupent pas, il y a un risque que leurs composants se détachent et redeviennent des déchets.
Les réactions de la communauté aux systèmes de zones humides flottantes ont été largement positives. Mais pour leur donner une pérennité une fois les chercheurs partis, « nous devons démontrer l’efficacité de ces systèmes », explique le Dr Ritu Singh, professeur adjoint à l’Université centrale du Rajasthan et responsable de la collaboration SZHF pour l’Inde. Si les résidents ne connaissent pas les propriétés purificatrices des mats, ces systèmes deviennent « juste un fardeau pour les habitants », ajoute-t-elle.
Cela ne concerne pas seulement la collaboration entre les trois pays. White a évoqué des propriétaires dans le sud des États-Unis qui ne savaient pas que les mats flottants près de chez eux offraient des avantages en matière de traitement de l’eau, et une étude sur les zones humides flottantes au Sri Lanka a révélé que les habitants pensaient souvent que ces systèmes étaient simplement esthétiques.
Une fois que les habitants sont informés des SZHF, leur entretien est assez minimal — des tailles biannuelles et des coupes de racines suffisent. Mais avec l’argent de la subvention de l’Asia-Pacific Network for Global Change Research épuisé, Pradhanang et The Small Earth Nepal sont en train de transférer l’entretien des zones humides flottantes à des groupes locaux.
Au cours de l’année écoulée, la collaboration a organisé des ateliers sur les avantages des systèmes et des instructions d’entretien, ainsi qu’une réunion d’information politique pour les maires, les présidents des comités de l’eau et les groupes communautaires sur les trois sites. Ils offrent également des espaces publicitaires sur les côtés des plateformes pour inciter les gens à s’approprier les systèmes et à utiliser l’argent généré pour les entretenir.
Pour s’étendre au-delà des trois sites de recherche — sans parler de maintenir ceux qui existent — les chercheurs soulignent la nécessité de politiques et de financements locaux. Bien que les SZHF soient peu coûteux, des fonds sont toujours nécessaires pour couvrir le temps et le travail des personnes, ainsi que les nattes de bambou et les plantes utilisées dans les plateformes.
The Small Earth Nepal a rapporté que le Conseil d’approvisionnement en eau de la vallée de Katmandou a manifesté de l’intérêt pour la mise en œuvre des SZHF dans d’autres sites, et Pradhanang se rend au Népal ce mois-ci pour discuter des prochaines étapes. Elle a également partagé les méthodes de ses expériences de SZHF à base de déchets avec une université à Banjarmasin, en Indonésie, qui espère essayer ces systèmes sur ses propres eaux polluées.
Bien que le financement et l’échelle soient toujours présents dans son esprit, Pradhanang a constaté que communiquer avec les résidents locaux sur leurs besoins et leurs opinions est l’étape la plus importante vers le succès des systèmes de zones humides flottantes. « Nous parlons de phosphore, nous parlons d’ammoniac, nous parlons de nitrate — pour une communauté, cela ne signifie rien », dit-elle. « Pour une communauté, ils ont besoin d’eau propre. »
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