Énergie et environnement Accélérer la mise en application de solutions climatiques prometteuses

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La crise climatique exige des solutions rapides et efficaces. Pourtant, de nombreuses technologies climatiques prometteuses restent souvent cantonnées à des projets pilotes et de démonstration. Ce qui manque, c'est le passage à une mise en œuvre à grande échelle.

C'est précisément là qu'intervient le nouveau Climate Solutions Hub (CSH) lancé par l'Empa et l'Eawag : il étudie les raisons pour lesquelles des solutions climatiques révolutionnaires ne parviennent pas à changer d'échelle et développe, avec des partenaires issus de la recherche, de l'économie et des pouvoirs publics, des moyens de surmonter les obstacles. Le CSH compte ainsi parmi les premiers hubs de recherche au monde à se consacrer explicitement au passage à l'échelle de solutions climatiques innovantes.

Des projets pilotes recourant à des matériaux de construction à bilan CO₂ négatif, à des technologies de réutilisation de l'eau ou à des infrastructures bleu-vertes (c'est-à-dire des réseaux interconnectés d'espaces urbains aquatiques et végétalisés) montrent qu'il existe un nombre croissant de solutions permettant d'éviter les émissions de gaz à effet de serre ou de s'adapter au changement climatique. Entre une solution qui fonctionne parfaitement sur le plan technique et sa mise en œuvre à grande échelle dans des bâtiments, des villes ou des systèmes d'approvisionnement réels, une étape décisive demeure toutefois à franchir : le passage à l'échelle. « Cette lacune de mise en œuvre découle rarement de barrières techniques insurmontables », explique Christian Binz, co- directeur du Climate Solutions Hub et responsable du groupe Transitions vers la durabilité et études de l'innovation à l'Eawag. « Bien plus souvent, elle s'explique par des obstacles non technologiques : des contraintes réglementaires, l'absence d'investissements, un manque de connaissances ou une acceptation insuffisante. »

L'exemple de la réutilisation décentralisée de l'eau à Bengaluru, en Inde, illustre l'importance de l'interaction entre ces facteurs. Dans le cadre du projet « WaterReuseLab », des chercheurs et chercheuses de l'Eawag ont étudié comment la réutilisation décentralisée de l'eau pouvait être déployée à grande échelle dans cette métropole confrontée à la pénurie d'eau. Outre la technologie, le projet s'est concentré sur l'acceptation par les utilisateurs et utilisatrices, les conditions-cadres juridiques et des modèles économiques viables. Résultat : en plus d'une technologie peu coûteuse, robuste et facile à utiliser, un nouveau cadre légal a pu être introduit avec des organisations partenaires locales, et des modèles économiques innovants ont été développés. Ceux-ci ont créé un marché local pour les eaux usées traitées. Le « WaterReuseLab » a ainsi contribué à une profonde évolution de la perception de la réutilisation décentralisée des eaux usées à Bengaluru et a créé les conditions nécessaires à un déploiement à grande échelle de ces technologies, bien au-delà de la ville de Bengaluru.

« Le passage à l'échelle n'est pas une évolution linéaire de ' petit ' à ' grand ', mais un processus de transformation complexe », explique Peter Richner, co- directeur du Climate Solutions Hub et chercheur à l'Empa. « Une technologie doit pouvoir être intégrée dans les infrastructures, marchés, institutions et pratiques sociales existants. Les facteurs déterminants dépendent de chaque solution et de son contexte. »

D'une innovation individuelle à un modèle de déploiement

Afin de permettre à des solutions climatiques prometteuses de passer à une application à grande échelle, le CSH, en tant que nouvelle structure au sein du domaine des EPF, réunit trois piliers : le développement technologique, les démonstrateurs et les « Living Labs », ainsi que l'intégration des sciences sociales. Son élément central est l'« Innovation Scaling Platform ». Celle-ci analyse les obstacles du passage à l'échelle selon une approche socio-technique intégrée et se concentre sur des solutions climatiques issues du domaine des EPF qui ont déjà été validées dans des applications pilotes, mais qui ne se sont pas encore imposées. En collaboration avec des spécialistes de la science et de la pratique, des projets sont élaborés pour répondre à des obstacles concrets au passage à l'échelle.

Les démonstrateurs et les « Living Labs » constituent un élément important de cette démarche. Ils permettent de tester des innovations en conditions réelles avec leurs futurs utilisateurs et utilisatrices, afin d'identifier des obstacles concrets au passage à l'échelle et de les résoudre conjointement avec la recherche. Parmi ces dispositifs figurent notamment NEST et PATH de l'Empa et de l'Eawag, le « WaterHub », ainsi que des environnements de test urbains en Suisse et à Bengaluru.

Les enseignements tirés des différents projets doivent pouvoir être utilisés au- delà du cas d'application concret. Le hub élabore à cet effet des « Scaling Templates », des guides pratiques comprenant des stratégies et des outils concrets destinés à soutenir la diffusion d'une solution. Parallèlement, des coalitions d'acteurs sont constituées et renforcées afin de soutenir et de faire progresser le processus de passage à l'échelle sur le long terme.

Les infrastructures positives pour le climat : un levier majeur

Dans une première phase, le Climate Solutions Hub se concentre sur les infrastructures positives pour le climat, un domaine présentant un potentiel particulièrement important pour la protection du climat et l'adaptation au changement climatique. Trois champs d'action sont au centre de son activité : la construction optimisée en matière de CO₂, les solutions circulaires pour l'eau et l'assainissement, ainsi que les infrastructures bleu-vertes.

Dans le secteur de la construction, le hub étudie notamment comment un béton à bilan CO₂ négatif, des routes Net Zero ou des ponts compatibles avec les objectifs climatiques peuvent passer du stade de projet pilote à celui d'éléments établis de l'environnement bâti. Dans le domaine de l'eau et de l'assainissement, il s'agit entre autres de réutiliser l'eau à l'intérieur des bâtiments ou de transformer l'urine humaine en engrais de haute qualité. Quant aux infrastructures bleu-vertes, elles visent avant tout à adapter les villes aux vagues de chaleur, à la sécheresse et aux pluies torrentielles. Le portefeuille sera continuellement élargi au cours des prochaines années.

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