Plus de 35 millions de personnes à travers l'Amérique du Nord dépendent du bassin des Grands Lacs et du fleuve Saint-Laurent pour leur approvisionnement en eau potable. Assurer la qualité de l'eau devient primordial alors que ce lien vital est soumis à des pressions croissantes dues aux activités industrielles, au ruissellement agricole et au développement urbain.
Un grand nombre des menaces qui circulent à travers ce vaste réseau d'eau douce deviennent de plus en plus difficiles à détecter, prévoir, prévenir et contrer. Plus que jamais, nous devons donc développer des solutions innovantes pour combler cet écart, protégeant ainsi la santé, la prospérité économique et la résilience à long terme des communautés et des écosystèmes qui en dépendent.
Assurer la qualité de l'eau n'est pas un problème pour lequel il n'existe qu'une seule solution. Pour faire face à ces menaces environnementales complexes, les participants du Défi AquaHacking Binational ont développé des solutions innovantes visant à mesurer, préserver, et améliorer la qualité de l'eau et la santé des écosystèmes.
Afin de transformer leurs idées ambitieuses en solutions viables, les équipes d'AquaHacking sont accompagnées par des « Water Issue Leaders », des experts du secteur qui partagent leurs connaissances et leurs expériences, et les guident vers la mise au point de solutions s'attaquant aux causes premières de ces problèmes.
Leur collaboration avec les équipes a permis de mettre en évidence trois grands axes d'innovation.
Réduire les microplastiques dans les cours d'eau
Les microplastiques et les microfibres synthétiques, provenant notamment du textile synthétique et des pneus , s'accumulent dans l'ensemble de nos réseaux d'eau douce. Alors que les stations d'épuration municipales parviennent à filtrer jusqu'à 98 % des microplastiques, jusqu'à 60 % des boues biosolides riches en nutriments ainsi obtenues sont réutilisées comme engrais dans les champs agricoles aux États-Unis. Les eaux de pluie ramènent ensuite ces microfibres concentrées directement dans les rivières et les lacs, créant ainsi un cycle continu de contamination. La recherche sur les microplastiques n'en étant encore qu'à ses débuts, les risques à long terme restent incertains. Cela ouvre la voie à d'importantes possibilités d'innovation. Pour briser ce cycle, il faut mettre en place des processus innovants capables de capter les micropolluants et de remonter à leur source avant qu'ils ne pénètrent nos cours d'eau.
Collecte des eaux pluviales et infrastructures vertes
L'expansion des zones urbaines et des surfaces imperméables empêche l'eau de pluie d'être réabsorbée par le sol, ce qui entraîne le déversement de volumes massifs d'eaux pluviales chargées de sédiments, d'azote et de phosphore dans les cours d'eau. Ces apports en nutriments favorisent la prolifération d'algues nuisibles et dégradent les habitats d'eau douce.
La construction et la modernisation des stations d'épuration conventionnelles ne sont pas toujours possibles sur le plan financier ou opérationnel, en particulier dans les régions rurales. Cela suscite un intérêt croissant pour les solutions fondées sur la nature (SFN) et les infrastructures vertes telles que les zones humides artificielles, les jardins pluviaux, les systèmes de biorétention et les revêtements perméables. Ces approches offrent des moyens rentables de réduire et d'absorber les pics de crue tout en filtrant naturellement les nutriments en excès avant qu'ils n'atteignent les cours d'eau. L'opportunité d'innovation ne consiste pas simplement à prouver que ces approches fonctionnent. Il s'agit plutôt de faciliter leur mise en œuvre, leur suivi, leur entretien et leur adaptation à l'échelle de différentes communautés et de bassins versants.
Rendre visible l'invisible : Données et outils de surveillance
Nous ne pouvons pas protéger ce que nous ne pouvons ni voir ni mesurer. Les gestionnaires de l'eau sont appelés à faire face à des menaces de plus en plus complexes, allant des proliférations d'algues nuisibles ou des métaux lourds persistants comme le mercure et le plomb, jusqu'aux substances per- et polyfluoroalkylées (PFAS) invisibles, qui nécessitent des outils de surveillance et de détection avancés et adaptés. Le suivi de ces menaces est davantage compliqué par les dynamiques hydrologiques naturelles, telles que le phénomène saisonnier de la « barrière thermique », qui contrôle la migration des polluants entre les rives et les eaux libres. Les polluants se déplacent. Les conditions varient selon les saisons. Les points de surveillance sont limités. Pour relever ces défis, les technologies de nouvelle génération doivent tirer parti des capteurs en temps réel, de la modélisation prédictive basée sur l'IA, de l'apprentissage automatique et de la télédétection. Ceci permet de combler les lacunes dans les ensembles de données à long terme et de créer des occasions de recueillir davantage d'information, sur des zones plus étendues et à une fréquence plus élevée, permettant des interventions plus rapides et plus efficaces dans les bassins versants. Le véritable objectif consiste à transformer les données sur l'eau en alertes plus précoces qui permettent de prendre de meilleures décisions. Si les risques émergents peuvent être identifiés plus tôt, les communautés, les chercheurs et les gestionnaires des réseaux d'approvisionnement en eau ont davantage de chances d'intervenir avant que les dommages environnementaux ne deviennent plus difficiles et plus coûteux à réparer.
Grâce au soutien et aux conseils reçus, les équipes finalistes du Défi AquaHacking Binational ont mis au point des solutions concrètes et novatrices pour s'attaquer à divers aspects des enjeux de la qualité de l'eau et de la santé des écosystèmes.
Pour en savoir plus sur les innovateurs à l'origine de ces solutions innovantes, veuillez consulter : https://aquaaction.org/aquahacking-binational-teams
AquaHQL
AquaHQL assure une surveillance continue, in situ, des contaminants émergents à l'échelle nanométrique, notamment les nanoplastiques et les nanométaux, que les systèmes de surveillance actuels ne peuvent pas détecter. La plateforme fournit une intelligence à l'échelle des particules pour suivre en temps réel la dispersion des contaminants vers les prises d'eau potable.
EchiDNA Environmental
EchiDNA Environmental a créé un filtre à ADN environnemental (ADNe) réutilisable, sans pompe, stable à température ambiante et à haut volume, rendant la biosurveillance par ADNe accessible au-delà du milieu académique et permettant à quiconque de prélever des échantillons à faible coût de démarrage.
Lake Monitor
Lake Monitor est un programme de surveillance des proliférations d'algues nuisibles (PAN) qui combine robotique de terrain, autonomie et méthodes limnologiques pour produire des cartes de prolifération à haute densité, appuyant la prise de décision des opérateurs et la recherche, y compris dans les zones peu profondes à risque de PAN inaccessibles aux embarcations de surveillance.
Limnetic Optical Solutions
Limnetic Optical Solutions a conçu une caméra sous-marine alimentée par l'IA qui rend la surveillance de l'eau douce simple, abordable et non invasive. La caméra détecte automatiquement les poissons et n'enregistre qu'en présence de faune, aidant les chercheurs et les communautés à recueillir des données pertinentes tout en réduisant l'utilisation du stockage et de l'énergie.
Portable Autonomous Imaging Cytometer (PAIC)
Cette équipe a conçu un appareil portable et abordable qui identifie et surveille de façon autonome les microparticules aquatiques directement sur le terrain, en suivant les algues et microplastiques d'une taille de 5 à 500 micromètres. L'appareil alerte les utilisateurs en cas de risques émergents, comme une prolifération d'algues nuisibles, l'eutrophisation, une perte de biodiversité ou l'apparition d'espèces envahissantes, permettant une intervention précoce qui protège la santé des écosystèmes et réduit les coûts pour les communautés locales.
CelluPure
CelluPure développe une technologie de filtration modulaire à base de cellulose qui utilise des fibres fonctionnalisées avancées pour éliminer plusieurs contaminants en une seule étape de traitement, aidant les industries à respecter les exigences réglementaires tout en réduisant la complexité du traitement, la production de boues et les coûts d'exploitation.
DMRI-UIC AquaTech Ventures
DMRI-UIC AquaTech Ventures a mis au point PurAsure™, une plateforme passive d'assainissement de l'eau en ligne, propulsée par la technologie NOVEX-AMG®, qui réduit continuellement les pathogènes et perturbe la formation de biofilms au fil du passage de l'eau dans les infrastructures existantes. Conçue pour les eaux pluviales, les réseaux municipaux, l'agriculture, l'aquaculture et les systèmes de refroidissement, elle offre une solution évolutive et facile à intégrer, sans électricité, sans dosage chimique et sans opération complexe. Des essais en laboratoire et en milieu universitaire ont démontré une réduction des pathogènes supérieure à 6 log (99,9999 %).
WaterSentinel
WaterSentinel est une bouée modulaire qui élimine les microplastiques et autres petites particules des systèmes d'eau douce locaux grâce à un procédé en quatre étapes : captation, électrocoagulation, filtration cyclonique et évacuation.
Prises individuellement, ces technologies abordent différentes facettes de l’enjeu que représente la qualité de l'eau. Prises ensemble, elles mettent en lumière un enjeu plus vaste : l'innovation n'a d'impact durable que lorsque les solutions peuvent s'inscrire dans les réalités économiques, opérationnelles et environnementales de ceux et celles qui les utiliseront. C'est là qu'AquaAction et son écosystème jouent un rôle essentiel, en mettant les innovateurs en contact avec l'expertise, les partenaires et les perspectives concrètes dont ils ont besoin pour passer de technologies prometteuses à des solutions pouvant être déployées, adoptées et mises à l'échelle.
Joignez-vous à nous le 5 novembre pour les rencontrer et les découvrir lors de la grande Finale: https://aquaaction.org/fr/our-programs/aquahacking-challenge/binational-finale-2026