15.2 Le concept Smarthoods
Pour exploiter pleinement le potentiel du lien entre l’alimentation et l’eau et l’énergie par rapport aux microréseaux décentralisés, une approche entièrement intégrée se concentre non seulement sur l’énergie (microréseaux) et l’alimentation (aquaponie), mais aussi sur l’utilisation du cycle local de l’eau. L’intégration de divers systèmes d’eau (comme la collecte des eaux de pluie, le stockage et le traitement des eaux usées) dans des microréseaux intégrés à l’aquaponie offre le plus grand potentiel d’efficacité, de résilience et de circularité. Le concept d’un microréseau alimentaire-eau-énergie entièrement intégré et décentralisé sera désormais désigné comme un « quartier intelligent » (quartier intelligent) et est illustré à la figure 15.2.
L’avantage de la mise en œuvre de l’aquaponie dans le concept Smarthoods est sa capacité à contribuer à optimiser les flux intégrés d’éléments nutritifs, d’énergie et d’eau (figure 15.1). Ce potentiel d’intégration va bien au-delà du
Le lien entre l’alimentation et l’eau et l’énergie
30 % de la demande mondiale d’énergie est utilisée pour l’agriculture 70 % de la demande mondiale d’eau douce est utilisée pour l’agriculture
Fig. 15.1 Le lien entre l’alimentation, l’eau et l’énergie montre l’interaction entre l’énergie, l’eau et la production alimentaire (basé sur IRENA 2015)
img src=“media/image-20201002190013698.png » alt=“Systèmes aquaponiques découplés dans une Smarthood » style=“zoom : 67% ; »/
Fig. 15.2 L’intégration de systèmes aquaponiques découplés (comme décrit dans Chap. 8) dans un environnement local décentralisé tel que conçu pour le concept Smarthoods. Les flèches vertes montrent dans quelle mesure un système aquaponique peut interagir avec l’ensemble du système. Les flèches rouges représentent les flux de chaleur, les flèches bleues coulent d’eau et les flèches jaunes alimentent les flux
les croisements entre les systèmes énergétique et alimentaire. Par exemple, les flux de déchets biodégradables en cours peuvent être traités dans des réacteurs anaérobies (p. ex. UASB) et produire du biogaz et du bio-engrais (Goddek et al. 2018). Même les boues résiduelles déminéralisées peuvent être utilisées comme fumier liquide sur les terres cultivées conventionnelles.
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Fig. 15.3 Photo illustrée de De Ceuvel (source : Métabolique — www.metabolic.nl)
Exemple 15.1
Un premier exemple de développement de microréseaux aquaponiques urbains intégrés est De Ceuvel, chantier naval d’Amsterdam-Nord qui a été converti en espace de bureaux autosuffisant et centre récréatif. De Ceuvel sert de banc d’essai pour les nouvelles technologies et politiques visant à créer une économie circulaire. Il dispose d’un microréseau entièrement électrique, y compris photovoltaïque solaire, pompes à chaleur et échange d’énergie peer-to-peer sur la blockchain en utilisant leur propre jeton d’énergie : le Jouliette [^1]. Une petite installation aquaponique produit des herbes et des légumes pour le restaurant sur place. Le même restaurant utilise du biogaz extrait de déchets organiques produits localement pour ses activités de cuisine ainsi que pour le chauffage des locaux. En outre, il existe un laboratoire qui est utilisé pour tester la qualité de l’eau et extraire les phosphates et les nitrates.
Bien que De Ceuvel n’utilise pas activement l’installation aquaponique pour augmenter la flexibilité de son microréseau, des capteurs sont en cours d’installation pour surveiller les flux d’énergie et de nutriments afin d’en évaluer les performances. Ces données seront utilisées pour faciliter le développement de microréseaux aquatiques intégrés urbains plus récents et plus intelligents, comme le concept Smarthoods proposé dans ce chapitre. Les cas d’utilisation précoce trouvés dans des laboratoires urbains tels que De Ceuvel sont essentiels au développement réussi du concept Smarthoods (fig. 15.3).
[^1] : https://www.joulitte.net
Bien qu’une approche holistique des systèmes urbains FWE comme les concepts Smarthoods apporte de nombreux avantages, l’intégration des systèmes aquaponiques dans les microréseaux reste très dépendante de la casse. Les systèmes aquaponiques de production alimentaire se caractérisent par un rendement plus élevé et une empreinte en eau, en nutriments et en énergie plus faible que les systèmes agricoles conventionnels ; toutefois, ils sont aussi plus coûteux à construire. Ils sont donc les mieux adaptés aux endroits qui nécessitent des rendements élevés en raison, par exemple, de la limitation de l’espace. Dans les zones urbaines denses, il peut ne pas toujours y avoir suffisamment d’espace pour construire une installation aquaponique, alors que dans les zones rurales, le coût des terres peut être trop faible pour justifier la construction d’une installation aquaponique ultramoderne ; une installation agricole standard avec des coûts de financement et des rendements plus faibles sera plus adaptée à ces cas. Le cas d’utilisation le plus optimal pour une installation aquaponique intégrée est celui où l’espace disponible est suffisant, et un rendement élevé par surface est nécessaire pour compenser le coût de l’utilisation des terres. Les quartiers suburbains et d’autres zones urbaines (p. ex. un entrepôt abandonné) sont donc les plus susceptibles de voir la première mise en place de microréseaux intégrés à une installation aquaponique (voir l’exemple 15.1).