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Accueil > Axes de recherche > Sources et flux de contaminants biogéochimiques sur les bassins versants urbains

Sources et flux de contaminants : bilan 2008 - 2013

par Daniel Thevenot - publié le

Principales réalisations pour la période 2008-2013

  • Sources et flux de contaminants dans les eaux de ruissellement des infrastructures urbaines

Les travaux menés sur ce thème visent à quantifier les pressions exercées par les infrastructures urbaines sur les milieux aquatiques, mais également de fournir l’assise scientifique pour orienter des politiques efficaces de réduction des émissions, orienter les choix des matériaux et leurs modes d’entretien, orienter les pratiques de gestion/utilisation des eaux de ruissellement. En pratique, ce thème s’est décliné principalement autour de quatre actions insérées dans quatre projets : TOITEAU, QUALICO, TVGEP et INOGEV. Des avancées significatives ont été faites en termes de quantification des émissions métalliques par les matériaux de toitures, à différentes échelles spatiales, et de premiers travaux ont été amorcés sur le potentiel d’émission de certains micropolluants organiques (benzalkonium, bisphenolA, alkylphenol) par les matériaux urbains mais aussi par les pratiques d’entretien de ces matériaux.

  • Production de micropolluants dans les eaux pluviales urbaines, caractérisation des flux et transfert : échelle du bassin versant

Les recherches menées dans le cadre de ce thème avaient plusieurs objectifs :

  1. Identifier, quantifier et caractériser les micropolluants présents dans les eaux pluviales, en relation avec l’occupation du sol, en s’intéressant en particulier aux micropolluants prioritaires de la directive cadre européenne sur l’eau, ainsi qu’à divers polluants émergents ;
  2. Identifier les origines de ces micropolluants dans le milieu urbain et quantifier la contribution de ces différentes sources ;
  3. Analyser l’évolution de ces micropolluants au cours de leur transfert dans un bassin versant urbain ; en relation notamment avec le mode de gestion des eaux pluviales (assainissement classique ou techniques alternatives diverses). Elles ont donné lieu à deux thèses au sein d’OPUR, ainsi qu’à la participation à un projet ANR coordonné par l’inter-observatoire URBIS (projet INOGEV)
  • Caractérisation et modélisation du transport des contaminants en réseau d’assainissement unitaire

Le comportement des matières solides véhiculées dans le réseau d’assainissement unitaire a fait l’objet d’investigations spécifiques. En effet, ces solides sont porteurs de plusieurs enjeux importants. D’une part, ils sont les véhicules d’une fraction importante de nombreux polluants aboutissant à la station d’épuration ou directement au milieu récepteur parfois. D’autre part, ils ont un comportement en réseau différent de celui de l’eau, avec des processus de stockage puis re-suspension en fonction de l’hydrologie. Ils induisent donc un effet mémoire dans le système, avec un couplage des périodes de temps sec et de temps de pluie. Trois approches complémentaires ont été développées : la mesure en continu de la turbidité et son exploitation pour analyser la dynamique de la turbidité dans les réseaux et celle du matériel particulaire sur les bassins versants urbains.

  • Qualité physico-chimique des eaux résiduaires urbaines

Parallèlement à la contamination des eaux pluviales, le laboratoire s’est intéressé à la qualité des eaux résiduaires urbaines sur l’ensemble du cycle de l’eau. Pour cela deux approches complémentaires ont été suivies. La première a consisté à déterminer les niveaux de contamination dans les émissaires des principales stations d’épuration de l’agglomération parisienne en collaboration avec le SIAAP. La seconde approche nous a permis d’appréhender l’importance relative des effluents domestiques, industriels et artisanaux et de temps de pluie dans les bilans de flux de contaminants. Cette action a été réalisée en collaboration avec la Société des Eaux de Versailles et de Saint-Cloud (SEVESC) et le Laboratoire Central de la Préfecture de Police de Paris (LCPP) et le programme PIREN-Seine.

  • Efficacité des filières de traitement vis-à-vis des contaminants chimiques et biologiques

Ce thème, développé en collaboration avec le SIAAP, a permis d’améliorer les connaissances sur le comportement de nombreux polluants prioritaires et contaminants biologiques le long des filières de traitement des eaux résiduaires urbaines, qu’ils soient conventionnels (décantation simple et traitement par boues activées) ou innovants (décantation physico-chimique lamellaire, biofiltration, clariflocculation par temps de pluie), par temps sec en fonctionnement optimisé ou par temps de pluie en fonctionnement dégradé. Une large gamme de molécules incluant les polluants prioritaires (alkylphénols, polybromodiphényléthers, phtalates, triclosan et parabènes) a été suivie. Pour la microbiologie, les bactéries indicatrices fécales, les mycobactéries non tuberculeuses (MNT) et les communautés bactériennes ont été étudiées.

  • Qualité des rejets et leur impact vis-à-vis du milieu récepteur

Parallèlement aux investigations menées sur les filières de traitement à proprement parler, les rejets de principales stations d’épuration de l’agglomération parisienne ont été plus spécifiquement étudiés. Pour évaluer la qualité de ces rejets et évaluer leur impact sur le milieu, deux approches menées en étroite collaboration avec le programme PIREN-Seine ont été développées : la première approche pour évaluer la contribution de l’assainissement urbain aux flux de polluants dans la Seine (alkylphénols et bisphénol A) ; la seconde approche sur l’importance du rôle de la matière organique d’origine urbaine sur la spéciation des contaminants métalliques dans le milieu récepteur.

  • Modélisation intégrée des flux de contaminants à l’échelle du bassin versant urbain

Depuis 2011, l’activité de modélisation du transfert des contaminants dans les bassins versants urbains s’est renforcée. Pour cela de nouveaux sites de mesures dédiés à la compréhension des processus et à la modélisation ont été mis en place, qui ont servi de base au développement de modèles de flux à l’échelle du bassin versant (2,5 km2). Une première modélisation couplant modèle de trafic routier et transfert des polluants dans l’air puis dans les eaux urbaines a été développée, en collaboration avec l’IFSTTAR (ex INRETS) et le CEREA.