Catégorie : Eau et durabilité

Divers, Eau et durabilité, In Situ

InSitu n°48 – L’intelligence artificielle peut-elle mieux suivre les déchets en rivière ?

Les déchets transportés par les cours d’eau constituent une source importante de pollution des milieux aquatiques et marins. Pourtant, mesurer les flux de déchets en rivière reste complexe : les observations de terrain sont ponctuelles, souvent réalisées de jour, alors que le transport des déchets varie fortement dans le temps.

Comment, dès lors, observer ces flux de manière plus régulière et mieux comprendre leur dynamique ?

Des caméras et de l’intelligence artificielle pour observer les rivières

C’est la piste explorée par une équipe de recherche sur deux cours d’eau de l’Eurométropole de Strasbourg : le Steingiessen et la Bruche.

L’objectif : associer caméras et intelligence artificielle pour détecter automatiquement les déchets flottants et envisager, à terme, un suivi continu, de jour comme de nuit. Sur le Steingiessen, deux caméras ont ainsi permis de constituer un jeu de données de plusieurs milliers d’images destiné à l’entraînement des modèles d’intelligence artificielle.

Mais détecter une bouteille ou un sac plastique sur une rivière n’est qu’une partie du problème. Comment s’assurer que l’intelligence artificielle reconnaît réellement un déchet qu’elle n’a encore jamais rencontré ? Un modèle développé sur une rivière peut-il fonctionner sur une autre, dans un environnement différent ?

De la détection à un observatoire des déchets flottants ?

Ces questions sont au cœur de l’InSitu n°48. Les chercheurs y présentent leur protocole, les modèles d’apprentissage profond testés et les précautions méthodologiques nécessaires pour évaluer leurs performances dans des conditions proches du terrain.

Les premiers travaux ouvrent également une perspective plus large : celle de stations autonomes dotées d’une intelligence artificielle embarquée et, à terme, d’un observatoire des flux de déchets flottants à l’échelle du Bas-Rhin.

Comment les modèles ont-ils été entraînés ? Quels biais peuvent fausser leurs performances ? Et surtout, une IA entraînée sur le Steingiessen peut-elle reconnaître les déchets de la Bruche ?

→ Découvrez la méthode et les résultats dans l’InSitu n°48 : L’intelligence artificielle pour suivre les macro-déchets en rivière, une solution généralisable ?

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Pour télécharger l’article complet : InSitu n°48- Plastigiessen

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 Gauthier Grimmer, UMR LIVE 7362 CNRS / Faculté de géographie de Strasbourg (g.grimmer@unistra.fr)

 Romain Wenger, CESBIO-CNES/CNRS/INRAE/IRD / Université de Toulouse (romain.wenger@utoulouse.fr)

 Valentin Chardon, UMR LIVE 7362 CNRS / Faculté de géographie de Strasbourg
(valentin.chardon@live-cnrs.unistra.fr )

Alimentation et déchets, Eau et durabilité, Energies/ Air/ Climat, In Situ, Mobilité et santé, Nature en ville, Occupation des sols, Pollution de l'air

ZAEU Strasbourg : 10 ans d’observation pour penser la ville autrement

Depuis 2011, la Zone Atelier Environnementale Urbaine (ZAEU) explore les interactions entre les activités humaines et les écosystèmes urbains.
Membre du Réseau des Zones Ateliers du CNRS et du réseau européen eLTER, la ZAEU fait de Strasbourg un véritable laboratoire à ciel ouvert pour mieux comprendre les défis de la durabilité urbaine.

Son objectif : renforcer la place de la nature en ville, améliorer la qualité de l’air, de l’eau et des sols, et inventer des modes de vie plus durables.

Des recherches ancrées dans le territoire

Les travaux de la ZAEU ne se limitent pas aux laboratoires. Ils se déploient sur le terrain, dans toute l’Eurométropole de Strasbourg :

  • Restauration des milieux aquatiques sur l’île du Rohrschollen,
  • Solutions fondées sur la nature pour dépolluer les eaux de ruissellement à Ostwald,
  • Études sur la biodiversité urbaine et la cohabitation entre humains et espèces animales,
  • Observation du climat urbain et des effets de la pollution de l’air,
  • Réflexions sur l’agriculture urbaine et la gestion des déchets.

Chaque projet s’appuie sur une collaboration étroite entre scientifiques, collectivités et citoyens.

Dix ans de transitions et de dialogues

Le hors-série In Situ revient sur une décennie d’expérimentations, de coopérations et d’innovations.
On y découvre comment la recherche a contribué à façonner une vision intégrée de la durabilité urbaine, où écologie, société et économie se rencontrent.

Ces dix années confirment la ZAEU comme un acteur clé des transitions écologiques, un espace de recherche, de dialogue et de propositions concrètes pour les villes de demain.

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Pour télécharger l’article complet : InSitu Hors série – L’Eurométropole : un terrain d’inspiration

Nadège Blond, LIVE UMR 7362 CNRS / Université de Strasbourg (nadege.blond@live-cnrs.unistra.fr)
Isabelle Charpentier, ICUBE UMR 7357 CNRS / Université de Strasbourg (icharpentier@unistra.fr)
Christophe Enaux, LIVE UMR 7362 CNRS / Université de Strasbourg (christophe.enaux@live-cnrs.unistra.fr)
Sandrine Glatron, LinCS UMR 7069 CNRS / Université de Strasbourg (sandrine.glatron@misha.fr)
Adine Hector, Ville et Eurométropole de Strasbourg (adine.hector@strasbourg.eu)
Cécilia Jagou, Ville et Eurométropole de Strasbourg (cecilia.jagou@strasbourg.eu)
Sandrine Knobé, E3S UR 1342 Université de Strasbourg (knobe@unistra.fr)
Audrey Muratet, LIVE UMR 7362 CNRS/ Université de Strasbourg (audrey.muratet@live-cnrs.unistra.fr)
Anne Puissant, LIVE UMR 7362 CNRS / Université de Strasbourg (anne.puissant@live-cnrs.unistra.fr)
Adrien Wanko, ICUBE UMR 7357 CNRS / Université de Strasbourg / ENGEES (wanko@unistra.fr)

Eau et durabilité, In Situ

InSitu n°39 – SENS’EAU : Sensibiliser les citoyens au suivi de la qualité de l’eau

La prise en compte de l’eau dans les Objectifs de Développement Durable (ODD) de l’ONU (Organisation des Nations Unies) se justifie par son caractère vital pour l’ensemble de la biosphère et en particulier pour le développement humain ce qui necessite un suivi de la qualité de l’eau. 

Les bases de l’évaluation de la qualité de l’eau sont constituées par deux piliers : la qualité physico-chimique (température, bilan d’oxygène, salinité, état d’acidification et concentration en nutriments) et la qualité biologique s’appuyant sur l’étude des organismes vivants présents, végétaux et animaux. Une eau en bon état est une eau qui permet une vie animale et végétale riche et variée, une eau exempte de produits toxiques, une eau disponible en quantité suffisante pour satisfaire tous les usages et toutes les activités humaines.
Malheureusement, le suivi de la qualité de l’eau demande du temps et des moyens humains et financiers importants qui ne sont pas au rendez-vous, ce qui se traduit par un manque de données régulièrement réparties dans l’espace et dans le temps.

Le projet SENS’EAU vise à acquérir des connaissances spatiales et temporelles fines quant à l’impact du changement climatique sur les surfaces d’eau d’une métropole à travers une démarche participative.

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Pour télécharger l’article complet : InSitu n°39 – SENS’EAU

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François BERNIER, Directeur de la Maison pour la Science Alsace, Professeur à l’Université de Strasbourg (francois.bernier@maisons-pour-la-science.org)

Pierre FECHTER, Chargé de Recherche CNRS, UMR7242, (p.fechter@unistra.fr)

Eléa HEBERLE, Chargée de mission pour la Maison pour la Science Alsace (elea.heberle@maisons-pour-la-science.org)

Anne PALLARÈS, enseignante chercheuse à l’Université de Haute-Alsace, Université de Strasbourg, CNRS, laboratoire ICube, UMR7357 (anne.pallares@unistra.fr)

Guilhem PERRIN, étudiant en première année de master gestion de l’environnement à l’Université de Lorraine (gperrin.pro@outlook.fr)

Eau et durabilité, In Situ

InSitu n° 33 – Réduire la quantité de contaminants dans les eaux pluviales

Afin d’améliorer la qualité chimique des cours d’eau, des zones humides artificielles ont été installées à proximité de l’Ostwaldergraben, entre Strasbourg et Ostwald. Ces systèmes participent efficacement à la bonne qualité de l’eau ; la pression de contamination qui s’exerce sur eux pourrait (ou pas !) s’alléger si les habitants des quartiers voisins de ces zones humides recouraient plus systématiquement à des modes de transport doux.

Une piste pour diminuer la pression s’exerçant sur ces systèmes de gestion est de diminuer à la source, de
façon préventive, la quantité de contaminants émis dans l’environnement. Ceci diminuerait en retour l’ampleur des opérations de décontamination, typiques d’une gestion curative. Cette idée découle du fait que le contaminant qui perturbe le moins est celui que l’on ne produit pas et que l’on n’a donc pas besoin de gérer. Dans certains cas, l’acteur pertinent pour cette réduction peut être l’industrie productrice du déchet, dans d’autres il peut s’agir de l’utilisateur final. Il semble d’ailleurs raisonnable d’envisager
que des actions conjointes aux deux extrémités de la chaîne augmenteront l’effet de la gestion préventive. Cette opportunité a été étudiée sur le site de l’Ostwaldergraben, cours d’eau urbain situé entre Strasbourg et Ostwald, objet d’une restauration écologique en 2012 et sujet de recherche depuis lors.

Il semble opportun pour étudier la question suivante : comment faire pour réduire la quantité de contaminants à gérer dans les eaux pluviales, et ainsi éviter plus efficacement leur arrivée dans le cours d’eau ?

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Pour télécharger l’article complet : InSitu n° 33 – Réduire la quantité de contaminants dans les eaux pluviales

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Paul Bois, ICUBE UMR 7357 CNRS / Université de Strasbourg (paul.bois@engees.unistra.fr)
Anne Boos, IPHC UMR 7178 CNRS / Université de Strasbourg (anne.boos@unistra.fr)
Olivier Delhomme, ICPEES UMR 7515 CNRS / Université de Strasbourg
(olivier.delhomme@univ-lorraine.fr)
Maurice Millet, ICPEES UMR 7515 CNRS / Université de Strasbourg (mmillet@unistra.fr)
Adrien Wanko, ICUBE UMR 7357 CNRS / Université de Strasbourg / ENGEES (wanko@unistra.fr)

Eau et durabilité, In Situ, Sites d'expérimentations

InSitu n°31 – Piégeage des polluants métalliques des eaux de ruissellement

L’Eurométropole de Strasbourg a installé des filtres plantés de roseaux pour traiter les eaux de ruissellement. Cependant le piégeage des polluants métalliques n’est pas optimal car les micropolluants métalliques tels que le zinc ou le plomb s’accumulent (inSitu n°7 et inSitu n°27).

Des analyses des métaux contenus dans les sédiments de la mare de sédimentation mise en place sur le site d’étude de l’Ostwaldergraben ont permis la détection de nombreux composés métalliques et notamment d’un certain nombre de métaux toxiques : arsenic (As), cadmium (Cd), chrome (Cr), nickel (Ni), plomb (Pb), titane (Ti), vanadium (V) et zinc (Zn).

Pour limiter leur accumulation dans les dispositifs et le risque de relargages incontrôlés de métaux toxiques vers l’environnement, de nouveaux matériaux composites (silice/biopolymère) pouvant éliminer certains métaux toxiques ont été testés sur le site.

Les matériaux développés à l’Institut Pluridisciplinaire Hubert Curien (IPHC) pour l’élimination des métaux toxiques sont inspirés de la nature. Ils sont composés majoritairement de silice SiO2, présente dans de nombreux minéraux.

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Pour télécharger l’article complet : InSitu 31 – Piégeage des polluants métalliques

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Caroline BERTAGNOLLI, IPHC UMR CNRS 7178 / Université de Strasbourg (caroline.bertagnolli@unistra.fr)
Paul BOIS, ICUBE UMR CNRS 7357/ Université de Strasbourg / ENGEES /INSA (paul.bois@engees.unistra.fr)
Anne BOOS, IPHC UMR CNRS 7178 / Université de Strasbourg (anne.boos@unistra.fr)
Cléophée GOURMAND, IPHC UMR CNRS 7178 / Université de Strasbourg (cleophee.gourmand@etu.unistra.fr)
Adrien WANKO, ICUBE UMR CNRS 7357 / Université de Strasbourg / ENGEES/ INSA (wanko@unistra.fr)