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La surveillance de l'environnement, notamment de la qualité de l’eau, exige de mesurer et enregistrer en continu de multiples paramètres afin de réagir rapidement et efficacement en cas de pollution. C’est le constat effectué par Gilles Bigouret, responsable du service traitement qualité de l'eau et production dans le département de la Creuse pour le compte de Suez. Explications.

Depuis quelques années, son service utilise deux sondes multi-paramètres fabriquées par nke Instrumentation, pour surveiller la qualité de l'eau de la retenue de la station de traitement d'eau potable du syndicat de la Rozeille. Parmi les paramètres indicateurs de pollution, on compte la quantité de cyanobactéries.

Ces dernières se développent en fonction de la luminosité et de la température de l'eau.

La journée, elles restent en surface et ont tendance à plonger la nuit. A forte concentration, elles dégagent des toxines, les microcystines, dangereuses pour l'être humain. Pour prévenir ce risque, l'ARS (Agence Régionale de la Santé) a demandé à l'équipe de Gilles Bigouret d'équiper la retenue de sondes capables de mesurer régulièrement la quantité de cyanobactéries.

Ainsi, depuis 2011, deux sondes SMATCH sont utilisées. L'une est fixée sur une bouée, en amont de la retenue, pour des mesures qui se font à une hauteur d'immersion fixe. L'autre, en aval, est liée à un système de treuil qui permet de faire des mesures de profil sur une colonne d'eau de 7 m, juste avant traitement.

SMATCH mesure et enregistre jusqu’à 7 paramètres : température, pression (profondeur), conductivité (salinité), turbidité, oxygène dissous, fluorescence (chlorophylle a ou phycocianine, et phycoérythrine), et le pH. Légère et compacte, elle a été conçue pour une utilisation en réseau pendant une longue période.

Ces sondes mesurent en continu les paramètres de profondeur, température, conductivité, turbidité, Oxygène dissous, pH et la fluorescence. Ce dernier paramètre comprend les mesures de chlorophylle a et de phycocianine relative à la quantité de cyanobactéries. L'intérêt des mesures réalisées avec la sonde mobile est de déterminer en direct à quelle profondeur d'eau l'on trouve le moins de cyanobactéries. La prise d'eau reliée à la station de traitement, mobile également, est alors réglée de manière à prélever l'eau dans cette zone précise. Ajustable à volonté, elle est déplacée environ toutes les semaines.

Les sondes SMATCH ont une autonomie de 6 mois, chacune est alimentée en interne par des piles à Lithium. « Nous effectuons une maintenance mensuelle en autonomie, explique Gilles Bigouret. Celle-ci consiste principalement au rinçage des différents capteurs. En outre, il est nécessaire de renvoyer une fois par an les sondes chez nke Instrumentation pour un re-calibrage des capteurs des 7 paramètres. »

Le traitement des données quant à lui est relativement simple. Les sondes émettent un fichier type au format txt qui est intégré à un serveur via le signal GPRS. Ces données sont ensuite traitées et stockées sous formes de graphiques, plus lisibles.

« Depuis que nous avons les sondes SMATCH nous pouvons répondre de manière simple et efficace aux demandes de l'ARS. Auparavant, des prélèvements manuels étaient réalisés au printemps et en automne, périodes où l'on observe un phénomène de retournement des eaux qui perturbe le milieu, et en été, lors du développement algal. C'est aussi le seul moyen pour nous de mesurer de manière permanente la quantité de cyanobactéries. Nous avons une marge d'erreur de 20% sur ce paramètre. »

A poids et dimensions égales, SAMBAT analyse l’oxydoréduction, la matière dissoute (CDOM) et la présence d'hydrocarbures, ceci jusqu'à 30 m de profondeur. La sonde est également dotée d'un système de nettoyage automatique des capteurs optiques par balai permettant ainsi de lutter efficacement contre le biofouling.

A la question d'une optimisation éventuelle, Gilles Bigouret évoque plusieurs pistes : « On souhaiterait mesurer aussi les quantités de Fer en continu. En effet, situé dans le Massif Central, riche en granit, ici, les eaux sont naturellement ferrugineuses. De plus l'un des traitements de l'eau potable se fait via une adjonction de fer. En trop grandes quantités, celui-ci peut être nocif. D'où une demande de l'ARS de surveiller de près cet élément. Le manganèse et le carbone sont deux autres paramètres qu'il serait intéressant d'analyser pour des besoins tels que les nôtres ». La logistique imposée par la dérive des capteurs est une autre contrainte : « Une maintenance plus régulière serait idéale, mais cela entraînerait un surcoût. Ceci étant, les sondes SMATCH sont actuellement pour nous l'outil le plus abouti pour répondre aux demandes de la région ».

Chez nke Instrumentation, une autre sonde a été développée depuis : SAMBAT. A poids et dimensions égales, et pour une mise en œuvre similaire, celle-ci mesure en plus des paramètres analysés par la SMATCH, l’oxydoréduction, la matière dissoute (CDOM) et la présence d'hydrocarbures, ceci jusqu'à 30 m de profondeur, contre 20 m pour la SMATCH. La sonde SAMBAT est également dotée d'un système de nettoyage automatique des capteurs optiques par balai permettant ainsi de lutter efficacement contre le biofouling. Ces deux modèles de sondes sont utilisables en eau douce et milieu marin et trouvent des applications dans les domaines de la surveillance de l'environnement, de la qualité des eaux, des travaux de génie civil ou encore pour le calage de modèles hydrodynamiques.

« Pour nous, l'utilisation des sondes SMATCH est un réel progrès, conclut Gille Bigouret. La surveillance accrue de la retenue nous permet d'être en phase avec les exigences de l'ARS ainsi qu'avec le Grenelle de l'environnement. »