La conférence annuelle 2017 de TAMEST : reflexion sur la construction d’un Texas durable (partie 1/2)

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A propos de TAMEST

L’Académie de médecine d’ingénierie et des sciences du Texas a été fondée en 2004 pour donner une plus large reconnaissance aux acteurs majeurs de l’Etat du Texas dans la médecine, l’ingénierie et la science, mais aussi pour positionner le Texas comme un chef de file de la recherche nationale. TAMEST vise également à encourager la prochaine génération de scientifiques et à favoriser les échanges entre les meilleurs d’entre-eux sur les domaines de recherche prioritaires au Texas pour le futur.
Les membres de TAMEST représentent les meilleurs chercheurs du milieu universitaire et de l’industrie au Texas. En 2016, TAMEST est composée de 286 membres des trois Académies nationales : l’Académie nationale de médecine (NAM), l’Académie nationale d’ingénierie (NAE), et l’Académie nationale des sciences (NAS) et compte dans ses rangs neuf lauréats du prix Nobel.

La conférence de 2017

Cette année la conférence s’est tenue du 20 au 22 janvier 2017 dans la salle de bal de l’hôtel Westin Riverwalk à San Antonio. La thématique “Building a sustainable future for Texas” a permis d’imaginer ce que serait le Texas dans 100 ans. La recherche texane explore des solutions pour créer un mode de vie plus propre, intelligent et durable dans un Etat avec une population croissante, un climat changeant et une économie dynamique. Elle donne ainsi des pistes sur la façon dont les priorités comme l’éducation, l’énergie, la santé, l’eau ou les transports peuvent être assurées efficacement, équitablement et durablement pour le siècle à venir.

Prix, distinctions et mises à l’honneur

Kay Bailey Hutchison Distinguished Service Award

Lors de la cérémonie d’ouverture, le prix Kay Bailey Hutchison Distinguished Service a été remis à Exxon Mobil Corporation pour son soutien à TAMEST et à la recherche au Texas. C’est la première fois que ce prix est décerné à une organisation. Instauré en 2013, il récompense des individus ou organisations qui ont apporté une contribution bénéfique dans la mission de TAMEST. La Sénatrice Hutchison en a été la première récipiendaire en 2013. Peter O’Donnell, Jr., le Dr. Larry Faulkner et Kenny Jastrow lui ont succédé les années suivantes.

Selon les mots du Président de TAMEST David W. Russell, le soutien d’ExxonMobil a été vraiment bénéfique pour TAMEST. Sous la direction de son PDG Rex Tillerson, ExxonMobil a été un partenaire actif et cohérent de cette organisation en sponsorisant ses événements et initiatives et en favorisant l’éducation STEM [1] au Texas et à travers les Etats-Unis. Cette récompense survient au moment où Rex Tillerson est pressenti pour le poste de Secrétaire d’Etat des États-Unis.

O’Donnell Awards

Les Prix Edith et Peter O’Donnell mettent en lumière des chercheurs brillants du Texas, dont les travaux pourraient avoir un impact durable sur nos vies. Leurs recherches sont scientifiquement très pointues et demandent de l’ingéniosité et de l’imagination. Les prix sont nommés en l’honneur d’Edith et Peter O’Donnell qui sont de fervents défenseurs de l’excellence scientifique et de l’éducation STEM au Texas.

En médecine, les recherches du Dr. Meng Wang, professeure de génétique moléculaire et humaine au Baylor College of Medicine ont été récompensées. Elle étudie comment améliorer la santé en même temps que la longévité. Grâce à ses travaux uniques sur des vers, elle a découvert de nouvelles connaissances génétiques et moléculaires sur la façon dont les humains vieillissent. Elle explore également des composés naturels pour développer des thérapies qui pourraient entraîner un vieillissement en meilleure santé.

En ingénierie, le Dr. Andrew K. Dunn, professeur et directeur du centre pour les technologies d’imagerie émergentes à l’Université du Texas à Austin, a développé une technologie d’imagerie appelée Laser Speckle Contrast Imaging qui permet d’observer le sang circuler dans le cerveau en temps réel. Cette technique permet de détecter les endroits où les caillots se forment. Cela permet aux neurochirurgiens d’identifier facilement les zones souffrant d’une circulation sanguine réduite et de prévenir les accidents vasculaires cérébraux.

En Science, le Dr. Daniel I. Bolnick, professeur de biologie intégrative à l’Université du Texas à Austin, a approfondi notre savoir sur la façon dont l’évolution et l’écologie se mêlent. En comprenant comment certains poissons sont résistants aux parasites, ses recherches donnent une meilleure compréhension de notre propre système immunitaire, ce qui pourrait conduire à de meilleurs traitements pour des maladies allant des allergies à la maladie de Crohn.

A noter que cette année, le prix O’Donnell pour l’Innovation et la Technologie n’a pas été décerné.

Governor’s University Research Initiative

Au cours de la cérémonie d’ouverture, la Governor’s University Research Initiative (GURI) a été saluée par les organisateurs de TAMEST. GURI a été promulguée en 2015 par la 84ème législature avec l’objectif d’attirer les meilleurs chercheurs du monde au Texas. Ce programme est un programme de subventions visant à aider les établissements d’enseignement supérieur admissibles à recruter des chercheurs éminents [2] [3]. Ce programme est unique sur le territoire américain et a pour but d’accroître le nombre de membres des academies nationales dans les universités du Texas. Le premier cycle d’attribution des bourses s’est terminé à l’été 2016. 13 candidatures ont été retenues, parmi lesquelles 6 membres de la NAE, 2 de la NAS et une personne membre de la Royal Society. Ce sont 39 millions de dollars qui ont été alloués et réparties dans 3 universités : l’Université du Texas à Austin (UT Austin), l’Université Texas A&M à College Station (TAMU College Station) et l’Université de Houston (UH).

L’eau

La qualité de l’eau américaine

Dr. Marc Edwards [4], professeur d’ingénierie civile et environnementale à Virgina tech est considéré comme l’un des principaux experts mondiaux sur le traitement de l’eau et la corrosion. En 2004, le magazine Time l’a présenté comme l’un des scientifiques les plus innovants des États-Unis. La recherche d’Edwards sur les niveaux élevés de plomb dans l’approvisionnement en eau municipale de Washington DC a attiré l’attention nationale et a changé les recommandations de la ville sur l’utilisation de l’eau dans les foyers.

Concernant les systèmes publics d’approvisionnement en eau, l’Amérique est confrontée à une crise de l’eau potable [5], principalement dans les villes qui voient leur population diminuer. En effet, les coûts sont alors répartis sur moins de clients et la faible demande en eau peut accélérer la dégradation des infrastructures. La viabilité financière du système d’alimentation en eau s’en retrouve déstabilisée. Comme exemple, la ville rurale et paupérisée de Ranger au Texas a subi une baisse de 90 % de sa population et n’a plus les moyens d’entretenir les infrastructures hydrauliques de la commune. Les tuyauteries en plomb qui approvisionnent ses habitants et le non contrôle de la corrosion ont conduit à des cas de saturnisme infantile [6]. Dans le même registre, la ville de St. Joseph en Louisiane a perdu plus de 30 % de sa population. Il s’en est suivi une contamination en Fer et Manganèse de l’eau courante alors que les officiels de la ville prétendaient que l’eau était toujours potable malgré sa couleur rouille. Des rapports ont fait état de plusieurs violations sur le contrôle du système d’approvisionnement en eau potable. En avril 2016 les résultats de prélèvements d’eau ont montré un taux anormalement élevé en plomb et l’état d’urgence sanitaire a été déclaré par la Louisiane le 20 décembre 2016 [7]. Des fonds vont être mobilisés pour aider St. Joseph à résoudre ce problème d’eau qui dure depuis 7 ans. Le non respect de la loi fédérale sur le contrôle de la corrosion a aussi mené à l’état d’urgence dans la ville de Flint, Michigan en janvier 2016. L’utilisation de vieilles canalisations en plomb qui se sont désagrégées dans la rivière Flint a causé une contamination au plomb. Cela a ensuite engendré une prolifération bactérienne dont la Legionella, bactéries qui ont causé la mort de 12 personnes.

Il ressort donc une inégalité des infrastructures hydrauliques publiques sur le territoire américain où les crises sanitaires affectent les villes qui déclinent économiquement. Cependant, même les bâtiments neufs répondant aux critères de l’écoconstruction et situés à la pointe de la technologie pour préserver l’eau et l’énergie sont soumis à des problèmes de qualité d’eau qui peuvent affecter la santé publique en raison de “l’âge” de l’eau utilisée et des faibles débits. En effet, dans certains cas, l’eau stagne beaucoup plus longtemps dans les réservoirs et peut y rester 6 mois avant d’être consommée, favorisant la prolifération de bactéries. L’environnement chimique des canalisations et la stagnation sont des facteurs qui peuvent amplifier cette prolifération.
Par ailleurs, le recyclage de l’eau est essentiel pour l’utilisation durable de l’eau, cependant les bactéries type Legionella sont plus nombreuses dans les systèmes de distribution d’eau recyclée selon une étude du groupe de recherche du Dr. Edwards à Virginia Tech [8]. Des recherches doivent être menées pour comprendre ce phénomène. De plus, Dr. Edwards a rappelé que seulement 32 infections par l’amibe “mangeuse de cerveau” ont eu lieu entre 2001 et 2010 mais des cas récents de contamination par consommation d’eau ont attiré l’attention. La stérilisation de l’eau n’étant pas envisageable au vu du nombre de bactéries, la manipulation génétique des micro-organismes pourraient être une solution.

Enfin, environ 16% de la population américaine est alimentée en eau grâce à des systèmes de puits privés où l’entretien est à la responsabilité des propriétaires. Sur 2012-2014 des relevés dans l’Etat de Virginie et en Caroline du Nord ont montré des taux de contamination en plomb équivalents à ceux atteints lors de la crise sanitaire de Flint.

La gestion de l’eau au Texas

La thématique de l’eau au Texas est souvent traitée par TAMEST (cf brève 76204 publiée le 20 juin 2014).

Entre 2020 et 2070, la population du Texas devrait passer de 29,5 millions à 51 millions, une augmentation de 70 % en seulement 50 ans, selon le 2017 State Water Plan [9]. La croissance économique requise pour soutenir cette population exige un approvisionnement en eau stable et sûr, mais en l’état actuel, l’eau de l’État risque d’être insuffisante, surtout en période de sécheresse. Les technologies innovantes telles que le dessalement [10] et le stockage dans des aquifères avant utilisation (aquifer storage and recovery - ASR) [11], joueront un rôle important dans l’avenir de l’approvisionnement en eau du Texas.

Dr. Michael Webber [12], directeur adjoint du Energy Institue à UT Austin rappelle que le Texas peut utiliser son énergie pour devenir un fournisseur d’eau potable. Le secteur pétrolier est reconnu comme consommateur d’eau (eau d’injection, refroidissement, etc.) mais les entreprises pétrolières peuvent aussi générer de grands volumes d’eau lors de l’extraction du pétrole et du gaz. Si elles recyclaient ces volumes d’eau qu’elles évacuent, elles augmenteraient la quantité d’eau potable disponible au Texas de 2 %. Les systèmes de production d’énergies renouvelables (éolien, solaire, …), couplés à des systèmes de stockage, pourraient apporter une source d’énergie non carbonée pour faire fonctionner des installations de dessalement. Le Center for Inland Desalination Systems (CIDS) à l’Université du Texas à El Paso mène des recherches dans ce domaine [13] [14]. La plus grande usine de dessalement d’eau saumâtre en Amérique du Nord se situe à El Paso, avec une capacité d’environ 27,5 millions de gallons d’eau par jour. L’usine Kay Bailey Hutchison est opérationnelle depuis août 2007. En outre, la chaleur des centrales thermiques pourrait êtres utilisée pour préchauffer l’eau avant traitement. Dans le cas du dessalement, une eau préchauffée améliore le processus d’osmose inverse.

Enfin, Dr. Webber incite à une réduction de la demande en eau, en réglant les dysfonctionnements du marché économique qui en découle, notamment en faisant varier le prix de l’eau en fonction de la demande. Il propose également d’opter pour des technologies moins consommatrices d’eau pour produire de l’énergie, comme les centrales gaz à cycle combiné plutôt que des centrales à charbon.

Dr. Ari Michelsen, professeur au département d’agriculture de TAMU College Station a pointé le fait que les ressources en eau prévues par le 2017 State Water Plan ne seront pas suffisantes pour combler les besoins en irrigation.

Besoins annuels en "acre-feet" d’approvisionnement en eau (rouge) et besoins satisfaits en 2070 selon la stratégie du 2017 State Water Plan (rose) par secteurs d’activité. (Crédits : 2017 State Water Plan - Texas Water Development Board)

Des solutions doivent être trouvées et satisfaire l’ensemble des 16 régions qui composent la carte du Texas en matière de management de l’eau. La construction de réservoirs peut s’avérer coûteuse et difficile à faire approuver du point de vue environnemental. Le transfert de réserves d’eau de surface (cours d’eau, lacs, …) d’une region A dans les aquifères d’une region B peut entraîner des désaccords. L’efficacité des moyens d’irrigation devrait cependant réduire la consommation d’eau qui lui est associée d’ici 2070. Selon Dr. Michelsen, environ 80 % de l’eau du Texas est utilisée pour l’agriculture dont certaines cultures sont consommées directement et d’autres servent à nourrir l’élevage. Une question de l’audience portait sur la quantité d’eau précise utilisée pour l’élevage et la production de viande au Texas. Le panel d’intervenants n’a pas avancé de chiffre exact tout en précisant qu’il devait exister.

En tout, la mise en place des stratégies et projets du plan 2017 doit coûter 63 milliards USD, soit 8,1 milliards USD de plus que ce qui était prévu dans le plan de 2012. Cet argent viendra en partie des acteurs du projet dans les municipalités/communautés mais 36,2 milliards USD seront nécessaires de la part de l’Etat du Texas. C’est pourquoi la législature du Texas a créé le programme SWIFT (State Water Implementation Fund for Texas) qui permettra aux acteurs de la gestion de l’approvisionnement en eau d’emprunter de l’argent pour mettre en place la stratégie 2017. Au final, les coûts seront répercutés sur les consommateurs, mais les coûts de non implantation de ce plan conduiraient à une situation pire : perte de 1 million d’emplois et 116 milliards USD de perte de revenus d’ici 2060, ainsi que 10 millards USD de taxes locales et de l’Etat du Texas impactant les entreprises.

D’autres coûts s’ajouteront si on considère le milliard USD estimé pour entretenir les infrastructures à l’échelle nationale d’ici 2050 [15], les coûts de maintien en conformité du réseau hydraulique, les coûts en énergie et produits chimiques pour le traitement des contaminants de l’eau et le financement des réparations et améliorations des systèmes déjà existants.

Les projets cités dans ce rapport publié par le Texas Water Development Board doivent passer devant la législature du Texas pour approbation, mais le Texas semble prêt à relever le défi en tentant de trouver des solutions locales pour un enjeu de l’eau qui est global. A noter que la relance de l’industrie du charbon par la nouvelle administration des Etats-Unis risque d’engendrer à nouveau la pollution de cours d’eau. [16]


Rédacteur :

- Robin Faideau, Attaché adjoint pour la Science et la Technologie, Houston, robin.faideau@ambascience-usa.org