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Le cumul des fonctions: La technologie des îles flottantes

Le cumul des fonctions: La technologie des îles flottantes

Nous vivons une période excitante où des idées inspirées par la nature peuvent être adaptées par un esprit vif, développées au fil des ans, étudiées, et finalement rendue accessibles au public général au bénéfice de l’humanité. Il s’agit du « biomimétisme » du nouveau millénaire, où la technologie imite la nature.

Lorsqu’il était un jeune garçon, Bruce était captivé par les îles flottantes sauvages d’origine naturelle du Wisconsin. Il les voyait lors de voyages de pêche et, ainsi va la vie, au milieu d’une carrière fructueuse à inventer des prothèses, il poursuivit son rêve d’inventer une façon de manufacturer des îles flottantes. Ce que Bruce remarqua, c’est que certains lacs qui auraient dû être dans un état sévère d’eutrophisation à cause de la charge importante en éléments nutritifs démontraient une bonne diversité biologique et, en fait, avaient une eau claire. Ces lacs avaient des îles flottantes naturelles dans leur écosystème. Après plusieurs tentatives infructueuses, un design d’île flottante conçue par Bruce vit le jour : une matrice de polymère recyclé injecté de mousse marine aux formes organiques pouvant retenir du terreau.

Ce que Bruce ne réalisait pas nécessairement à ce moment, c’était l’ampleur et la portée que son invention inspirée du « biomimétisme » aurait pour l’humanité. La liste des bénéfices environnementaux des îles flottantes ressemble à ce qui suit : usine microbienne aquatique flottante capable de retirer les nutriments solubles tels que le phosphore et le nitrogène, création d’habitats riverains, séquestration du carbone, atténuation des vagues, contrôle de l’érosion et habitat pour la faune et la flore. Pour les gestionnaires des eaux municipales, ceci représente un nouvel outil innovateur pour améliorer la qualité de l’eau – un outil qui imite brillamment le système de purification de l’eau de la nature, et qui est s’entretient lui-même.

Un brin d’histoire

Pour commencer, une petite histoire à propos des îles flottantes sauvages de nos boisés canadiens. À un congrès de pêche, l’an dernier, mon mari parla de ces nouvelles îles flottantes à un « habitué de la place». Dans les années ’50, alors que celui-ci était jeune, par ignorance, il avait fait sauter quelques îles flottantes naturelles du Lac de Waterloo, au Québec, parce que selon ses dires « elles nous mettaient mal-à-l’aise ». Il se rappelle que suite à cela la qualité de l’eau du lac se mit à se détériorer et que quatre décennies plus tard, le lac riche en nutriments était pratiquement inutilisable durant les mois de l’été.

De retour vers le Montana, où Bruce Kania menait ses expériences-maison et que le Montana Board of Research and Commercialization Technology entreprenait une étude de deux ans sur ces îles flottantes. Les résultats préliminaires supportaient ce que l’« habitué » soupçonnait. Les îles flottantes aidaient bien à purifier l’eau. Comment était-ce possible?

La magie réside dans la conception de la matrice de l’île, le bio-film, la biomasse racinaire des plantes, et les nutriments présents dans l’eau que chaque plant peut consommer. La matrice d’une île flottante est savamment conçue pour maximiser la surface en contact avec l'eau. Les îles d'une épaisseur de huit pouces offrent 198 pieds carrés de surface pour chaque pied carré de surface à la surface. La matrice, seule, peut contenir des milliards de bactéries dans le bio-film (cette collection gluante de micro-organismes qui interagissent au milieu d'une communauté complexe et que l’on retrouve habituellement sur une surface submergée). Il s’agit d’une séquestration biologique, où les microbes ont un endroit pour loger et faire leur important travail d’absorption des nutriments de sorte à empêcher la croissance des algues. Les recherches en provenance du Montana estiment que la suppression de 80 % des polluants solubles est obtenue grâce à l'action bactérienne ayant lieu dans le bio-film.



Combinez la matrice de l'île avec le système racinaire des plantes qui pénètrent le substrat et entrent en contact direct avec l'eau (semblable à l’ hydroponie), et la surface de l'île devient encore plus grande. Et alors? Eh bien, plusieurs milliards de bactéries microscopiques se développent sur la surface des racines, donc plus grande est la surface des racines, plus nombreuses les bactéries, et une plus grande la capacité à purifier l'eau. Selon ce qui est planté dans le terreau riche en micro-organismes, le système racinaire peut être complexe, et capable de fixer 20 % des nutriments solubles. De plus, le type de plante est aussi d'une grande importance. Les plantes des terres humides d'eau froide sont présentement à l’étude pour évaluer leur capacité d'absorber certains nutriments spécifiques (même les métaux et le sel)
                                                                                                                                            pour des applications spécifiques.

Les bactéries consomment les nutriments solubles présents dans l'eau et laissent des protéines comme déchets. Puisque les poissons se développent rapidement grâce aux sous-produits riches en protéines, une chaîne alimentaire parfaite est créée grâce aux déchets des bactéries. (Voici la raison pour laquelle Bruce adorait pêcher près des îles flottantes naturelles). L'île elle-même est aussi fortement aimée des poissons, non seulement parce qu'elle produit de la nourriture mais parce qu'elle leur fournit de l'ombre. Ajoutez l'aération de fond du lac à cette formule (car les bactéries se développent mieux dans des conditions aérobiques), et vous ferez doubler le taux de suppression des nutriments solubles.

Exploiter le potentiel

Vous pouvez voir comment les îles flottantes deviennent de brillantes usines à microorganismes affamés qui ne font qu'attendre d'avoir des nutriments à consommer et dont les déchets servent de nourriture pour d’autres créatures dans cette toile complexe que sont les terres humide. Il s’agit d’une vraie durabilité qui semble bien loin des nombreux systèmes de purification d'eau dysfonctionnels conçus de nos jours. Pour les étangs de rétention d'eau de pluie que l’on retrouve dans toutes les municipalités du Canada, les îles flottantes ont un potentiel magnifique pour purifier l'eau riche en nutriments tout en créant de nouveaux habitats. La nature sait comment accomplir le travail.



Saisir l’ampleur du potentiel des îles en tant qu’habitat est ahurissant. Lors d’un récent évènement floral dans un district du Vieux Port de Montréal l'été dernier (Flora 2006), les créatures suivantes ont été photographiées sur l'archipel de l'île créé dans une écluse inutilisée: un héron, un castor, une tortue, une paire de harles et même un cormoran. Ceci est au centre-ville de Montréal; imaginez ce qui pourrait se produire dans votre municipalité.

Les îles flottantes pourraient bien devenir le meilleur outil de création de zones humides pour le nouveau millénaire. Le coût par pied et la performance de ces îles surpasse de beaucoup le coût par pied et la performance de toutes autres type de construction de berges et ce pour plusieurs raisons. Elles agissent directement dans l'eau et sont efficaces quelques semaines seulement après la plantation; elles n'ont nul besoin d'achat de terrain, de changement, de confiscation ou de quelconque manipulation du littoral; elles peuvent être déplacées vers les secteurs qui ont besoin de protection ou de nettoyage; les plantes ne sont pas affectées par le niveau fluctuant de l'eau (inondations ou sécheresse); et elles ne sont pas cher. D'après la recherche ayant lieu au Montana, une île de 250 pieds carrés purifie l'eau autant qu'une zone humide crée de 40 000 pieds carrés.

Une impressionnante étude fut commissionnée par le National Institute of Water & Atmospheric Research (NIWA) de la Nouvelle-Zélande qui a regardé l'application des terres humides flottantes pour un meilleur traitement des eaux de ruissellement (2006): « Dans les systèmes existants, les FTW (floating treatment wetland) pourraient bien devenir une option peu coûteuse améliorant les étangs de rétention des eaux de pluie pour la suppression des fines particules et des métaux. » Par la suite il est déclaré dans le document que plus de recherches sont nécessaires pour bien identifier les procédés de traitement clés.

Les îles flottantes représentent un champ de recherche environnemental entièrement nouveau. Pensez au rôle que les municipalités à travers le Canada peuvent jouer dans le développement du bio-mimétisme nordique, en partenariat avec les agences de conservation ou les universités. On peut envisager pour le futur des plantes aquatiques indigènes spécifiques à nos bio-régions qui seront ciblées pour atteindre nos buts spécifiques de traitement d'eau. Des recherches préliminaires révèlent que les quenouilles (Typha latifolia) ne sont pas les seules héroïnes des zones humides pour la purification d'eau.

Ensuite, il y a aussi la capacité des microorganismes, du bio-film et des plantes à absorber le carbone. Ensembles, ils retiennent le dioxyde de carbone qui entrerait sinon dans l'atmosphère. Rappelez-vous qu'avec les îles, vous créez de nouvelles surfaces qui n'ont jamais existées avant sur la planète. Ce nouveau marché peut devenir un outil clé qui nous aidera à atteindre les objectifs du protocole de Kyoto, une île à la fois.

Outil de gestion de l'eau pour les municipalités

Qu'est-ce que ceci représente pour les municipalités? Les îles flottantes sont un « outil aux fonctions cumulées » pour la gestion de l'eau. Le cumul des fonctions est un terme qui signifie que vous élargissez l’usage d’une ressource (fonction) en la faisant contribuer de plusieurs façons, la rendant plus rentable et plus efficace au fil du temps. Par exemple, pour une municipalité avec un étang de rétention d'eau de pluie près du secteur commercial de la ville, un archipel d'îles flottantes auraient les fonctions cumulatives suivantes:

➢ aider à nettoyer l'eau en retirant les nutriments solubles tel le nitrogène et le phosphore;

➢ fournir un habitat pour la flore et la faune de façon qu'il puisse être visible et apprécié par tous;

➢ créer une nouvelle berge où pourront être plantées des plantes indigènes des milieux humides;

➢ aider à protéger et restaurer les berges érodées par l'action des vagues ou de l’affaissement;

➢ mobiliser la communauté à s'impliquer soit en plantant les îles ou en les mettant à l’eau, créant ainsi une entièrement nouvelle forme d'intendance environnemental;

➢ retenir le carbone et autres gaz à effet de serre;

➢ fournir une nouvelle expérience enrichissante aux enfants leur permettant de découvrir les sciences naturelles et aquatiques;

➢ offrir aux gestionnaires d'eau municipaux un outil de plus qui est rentable, qui bénéficie à l’environnement est discret et joli.

Qui utilise la technologie des îles flottantes et qu'apprend-t-on sur leurs bénéfices pour l'environnement? Tout comme les îles flottantes naturelles que l’on retrouve autour du monde, la nouvelle technologie des îles flottantes est inaugurée dans les aires urbaines à travers le globe. Chicago a investi dans deux projets impressionnants, l'un pour 25 îles dans la rivière Chicago et l'autre pour 40 îles dans le Diversey Wetland Project. Un autre projet à Chicago, à New York City et à Singapore sont présentement en cours. Une banque de données se développe à partir de projets récents du monde entier, et les résultats sont des plus impressionnants.

La plantation, la mise à l’eau et le maintien de ces îles est un travail plaisant. C'est ici que les groupes scolaires peuvent s'impliquer. L'usage prévu pour l'île dictera ce qui devra y être planté sur l'île et où, ainsi que son emplacement dans le ruisseau ou l'étang. Par exemple, pour un habitat pour oiseaux nicheurs, des grands Carex pourront être plantées et l'île placée dans une baie tranquille. Dépendamment de sa taille (à partir de 15 pieds carrés), l'île aura peut-être besoin d'un coup de main d’une équipe de volontaires pour la plantation et la mise à l’eau. C’est une étape amusante qui mérite une célébration! Les îles peuvent passer l'hiver dans la glace pour maximiser leur naturalisation. Les espèces indigènes sont endurantes et la majorité passera à travers l'hiver sans problème. L'attrait des oiseaux pour les îles pourrait être le seul problème d’entretien devant être surveillé durant les premiers stades. Les oiseaux nicheurs peuvent défolier une île récemment plantée, il est donc préférable que les nouvelles îles soient lancées après la période de nidification pour laisser la chance aux plantes de bien s’établir. Même les îles qui sont semées et mise à l’eau vers la fin septembre s'établissent très bien.

Ce qui est également agréable, c'est évidemment le potentiel qu’ont les îles de mobiliser les citoyens à s'impliquer pour venir en aide aux eaux troubles. Le public en général adore ces îles car elles offrent une façon simple, efficace et rapide d’apporter des changements positifs pour l'environnement. Un regroupement chargé du soin des îles aimerait sûrement photographier la progression de la nature à s’approprier et s'adapter à cette nouvelle technologie innovatrice, bénéfique et amusante. Les municipalités qui prendront l'initiative d'installer des îles pourraient très bien favoriser le développement d’un riche partenariats entre les membres d'une communauté, tout en faisant le travail nécessaire pour gérer leur précieuse ressource qu’est l'eau urbaine.

Texte de Christina Ishoj. Parut sous le titre “Stacking Functions: Floating island technology for water purification, habitat creation, environmental research and community mobilization”, Municipal World magazine, Novembre 2007

Christina Ishoj, géographe et éducatrice, est copropriétaire de ProduitsEtang.ca Ltée à Knowlton, Québec. Elle peut être rejointe au 450 243-0976 ou via www.etang.ca 
 
Traduit par Magaly Wing