Une plate-forme virtuelle pour répondre aux enjeux actuels liés à l'eau

Préserver les ressources mondiales en eau douce grâce aux progrès de la technologie digitale

Si la Terre est appelée la « planète bleue », ce n'est pas sans raison : l'eau recouvre plus de 70 % de sa surface. Mais si elle y est présente en abondance, les réserves mondiales sont en fait composées à 97 % d'eau salée et à 2 % de glace. Ainsi, seul 1 % des réserves mondiales est utilisable par les foyers, les exploitations agricoles et l'industrie, Tandis que la population mondiale ne cesse de croître à une vitesse vertigineuse. Alors que les experts tablent sur 10 milliards d'habitants dans le monde d'ici 2050, la question de l'utilisation des ressources en eau douce devient de plus en plus pressante.

Si l'eau est essentielle à la vie humaine, elle est aussi au cœur de l'économie mondiale et de la production industrielle et d'énergie, entre autres. En agriculture par exemple, les précipitations qui s'accumulent dans le sol et forment la nappe phréatique nourrissent l'ensemble des végétaux ainsi que le bétail. D'après Tony Allan, professeur émérite de géographie à l'École des études orientales et africaines de l'Université de Londres, c'est toute la production alimentaire qui en dépend. « Pourtant, l'eau reste absente des scènes politique et économique. »

Alors que les pénuries d'eau se multiplient en raison du réchauffement climatique, l'utilisation de l'eau et ses retombées économiques sont de plus en plus surveillées. Compte tenu des objectifs de développement durable fixés par l'ONU, parmi lesquels figurent l'accessibilité et la gestion durable des ressources en eau, les États et les entreprises tendent à chercher des solutions pour en faire un meilleur usage.

L'eau virtuelle, une ressource précieuse

Le concept d'eau virtuelle, tel qu’il est défini par le professeur Allan, permet de sensibiliser à l'exploitation actuelle de cette ressource précieuse. « L'eau virtuelle correspond à l'eau utilisée pour produire une marchandise », explique-t-il.

Par exemple, de prime abord, une tasse de café ne semble nécessiter que quelques centilitres d'eau. Or, si l'on considère l'eau utilisée pour cultiver le café, le conditionner et le transporter, le volume d'eau nécessaire atteint les 140 litres. À plus grande échelle, 1 000 tonnes d'eau sont nécessaires pour produire 1 tonne de blé, et 15 000 pour 1 tonne de viande de bœuf. Quant à l'industrie, son impact sur les ressources en eau n’est pas moins important : il faut 150 000 litres d'eau pour fabriquer une voiture.

Multipliez ces chiffres en fonction de la demande mondiale croissante et vous n'aurez plus aucun doute sur l'urgence de la préservation des ressources d'eau douce. « Nous ne pouvons plus nous servir de cette planète comme d'une réserve ou d'une décharge pour nos besoins industriels », alerte le professeur Allan. « Il nous faut rester critiques dans notre façon de voir les choses et faire les bons choix : il est temps de nous rendre compte de la valeur de l'eau. »

Si le concept d'eau virtuelle est indispensable à cette prise de conscience, des outils spécifiques doivent être utilisés pour que des pratiques durables et concrètes en découlent. Comme le souligne le professeur Allan : « Lorsque l'urgence est palpable, les politiques ont tendance à se demander où trouver davantage d'eau. Or, il faut plutôt se demander Comment mieux utiliser nos ressources ? Nous ne pourrons pas trouver la bonne solution en nous posant la mauvaise question. »

Des solutions numériques

Face à cette problématique, des outils numériques comme ceux développés par Dassault Systèmes apportent une solution. En effet, la plate-forme 3DEXPERIENCE permet à ses utilisateurs de collaborer au sein d'un espace virtuel en 3D pour concevoir de nouveaux produits et de nouveaux processus sans recourir à des prototypes physiques, grands consommateurs de ressources naturelles.

Ces « jumeaux virtuels » réalisés sur logiciel permettent d'élaborer des scénarios très détaillés afin de visualiser des systèmes d'utilisation de l'eau plus intelligents. Le système s'appuie sur l'intelligence des données, la modélisation et la visualisation en 3D pour suivre l'empreinte hydrique des produits et services, de la conception à l'ingénierie, en passant par la fabrication et les solutions de fin de cycle de vie. En définitive, cet avantage profite également aux consommateurs, puisque les entreprises proposent ainsi des produits et des services conçus, fabriqués et transportés avec moins d'eau.

Alice Steenland, responsable du développement durable chez Dassault Systèmes, explique : « Notre objectif est de permettre à nos clients (les industriels, les universités et tous les autres utilisateurs de nos logiciels) d'appréhender leur consommation d'eau à chaque étape de leur processus d'innovation, de la conception d'un nouveau produit à son démantèlement, sans oublier sa fabrication. Nous espérons que cet outil puissant les aidera à faire progresser le développement durable à l'échelle mondiale. »

Par ailleurs, l'engagement de Dassault Systèmes pour comprendre les effets de la consommation sur l'eau va bien au-delà de la plate-forme 3DEXPERIENCE. Avec sa campagne « Water for Life », lancée à la fin de l'année dernière, l'entreprise a pour but de sensibiliser à la préservation et la consommation de l'eau à travers l'optimisation, la création et l'innovation, ainsi que l'éducation. Bernard Charlès, Vice-président du conseil et Directeur général, souligne : « Sans eau, il n'y a pas de vie. Ces dix prochaines années, nous allons consacrer nos ressources scientifiques et d'ingénierie à la recherche de nouvelles solutions de préservation de l'eau. Cette démarche illustre parfaitement la confiance que nous plaçons dans le monde virtuel pour étendre et améliorer le monde réel. »

Le partage des connaissances

Pour partager et appliquer son expertise plus efficacement, Dassault Systèmes met au point un nouveau processus d'innovation ouverte à travers le monde via le 3DEXPERIENCE Lab. Ce laboratoire offre aux starts-up un écosystème idéal d'incubateurs, de tuteurs, d'accélérateurs et de Fab Labs pour développer de nouveaux produits. Par exemple, la société française EEL Energy se sert actuellement de la plate-forme pour développer une membrane sous-marine inspirée du biomimétisme, qui ondule à la manière d'un poisson pour générer de l'électricité à partir des courants.

L'éducation est primordiale pour relever le défi de la protection des ressources en eau sur le long terme. 3DEXPERIENCE Edu, le service éducatif de Dassault Systèmes, met ses solutions au service de 5 millions d'étudiants chaque année et de professionnels souhaitant gagner en compétences. Par exemple, dans le cadre du projet « Green Turtle », des étudiants français en ingénierie ont pu bénéficier de l'expertise de Dassault Systèmes en matière de simulation des fluides et de modélisation pour concevoir un robot-tortue destiné à la collecte des déchets dans les ports.

Mission Océan est un programme éducatif numérique novateur pour les collégiens et les lycéens, qui vise à faciliter l'apprentissage et l'approfondissement des connaissances, notamment en mathématiques, physique, chimie, géographie et en sciences de la vie et de la terre, tout en sensibilisant sur les problèmes majeurs liés aux océans.

Dans le cadre de ce projet élaboré par La Fondation Dassault Systèmes, le ministre de l'Éducation nationale et l'Ifremer (Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer), les étudiants pourront prendre conscience de leur pouvoir d'action sur leur environnement et se projeter dans de futures formations et professions. Ce programme sera lancé en France en 2021, avant d'être traduit et étendu aux étudiants d'autres pays.

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