Diagnostic de la criticité des ouvrages de collecte en assainissement collectif. Aspects techniques et environnementaux

Les communes littorales, de par leur richesse naturelle, leur diversité et leurs conditions climatiques, connaissent un essor démographique très important depuis 20 ans. La mer a toujours attiré l'homme, que ce soit pour son exploitation telle la pêche, la conchyliculture ou pour ses activités touristiques.

Le milieu marin est le réceptacle de toutes les formes de pollution générée par les activités continentales (industrielles, domes-

tiques et agricoles) et qui transitent par les bassins versants.

La mer, malgré ses capacités de dilution, reste localement sensible à tous ces apports exogènes provoquant une dégradation de sa qualité et un appauvrissement de sa faune et de sa flore.

Depuis plusieurs décennies, les collectivités ont pris conscience de tous les rejets domestiques générés par l'homme sur les bassins versants. Ils ont décidé pour les réduire, de développer l’assainissement collectif en zone côtière. Un vaste réseau de collecte et de transport des eaux usées, constitué de postes de relèvement, permet de desservir la majorité de la population des communes et d’acheminer les eaux jusqu’à des stations de traitement. Elles sont situées à l’extrémité du réseau d’assainissement, proche du milieu marin (milieu récepteur).

Toutefois, ces stations de relevage et d’épuration ne sont pas sans faille, et présentent des risques sur l'environnement par des rejets d’eaux usées brutes directs ou indirects dans le milieu marin, provoqués lors de dysfonctionnements techniques ou lors d’événements pluvieux.

Quels moyens existe-t-il pour limiter ces risques de rejets d’effluents extrêmement polluants afin de préserver la qualité des eaux marines et les usages qui y sont développés ?

Le projet et le site d’étude

Le projet, mené par SAUR France et IFREMER établit un diagnostic de la criticité

Criticité : détermination des points évitiques par rapport à un état initial en vue de proposer des actions correctives. Source : norme ISO 14000

des ouvrages de collecte en assainissement collectif (136 postes de relèvement des eaux usées) des communes littorales du Golfe du Morbihan dans une bande côtière de 1 km de profondeur.

Le Golfe du Morbihan est un des hauts lieux touristiques du département. C’est une véritable “petite mer”, signification bretonne de “mor bihan” de par l’étroitesse du goulet de Port Navalo (900 m). Le Golfe s’étend sur une superficie de 115 km² avec une surface d’estran (altitude > 0 m) de 65 km².

Il est caractérisé par une grande diversité des milieux, allant d'un milieu océanique à l’ouest à une zone de rivières estuariennes au nord et nord-est. Les relevés bathymétriques indiquent des fonds inférieurs à 5 mètres, exceptés dans les chenaux où la profondeur peut atteindre une vingtaine de mètres. Le Golfe est composé de trois grandes rivières : la rivière d’Auray, la rivière de Vannes et la rivière de Noyalo.

L'étude menée concerne la totalité de la circonférence du Golfe, et porte donc sur toutes les communes adjacentes soit 20 communes dont 2 îles. Seule la commune de Crac’h ne possède pas de poste rentrant dans la zone d’étude (bande côtière d’1 km de profondeur). La zone débute de la pointe de Kerpenhir et s’étend jusqu’à la pointe de Penvins via le Golfe. (figure 1)

Ce travail associe deux bases de données, “Patrimoine Assainissement” de SAUR France contenant tous les renseignements techniques sur les postes de relèvement d’eaux usées, et “Apports - Rejets” d'IFREMER-CQEL contenant tous les rejets surveillés (pluviaux, fluviaux...) du Golfe du Morbihan, pour former une base unique “GALATE” (Gestion en Assainissement Littoral des Alertes Techniques et Environnementales).

Elle est reliée à un Système d’Information Géographique (SIG), qui est un ensemble d'outils méthodologiques et techniques permettant d’aboutir à une information géographique condensée et synthétique concernant un espace donné.

Un module de simulation des impacts des rejets d’eaux usées brutes par rapport aux usages est associé à cette base.

Cette association permet de créer un outil d’aide à la décision pour hiérarchiser les risques des ouvrages par rapport aux usages sensibles du Golfe du Morbihan (baignade, conchyliculture...) et ainsi déboucher sur des propositions d’actions correctives pertinentes et adaptées à chaque situation. Cet outil permet également d’obtenir :

• une meilleure circulation de l'information entre les différents organismes concernés,
• une meilleure gestion technique et administrative sur les ouvrages en cas d’alerte,
• une meilleure appréciation et prévention des risques sanitaires.

C'est un élément de référence et de transparence dans l'aide aux collectivités pour fixer les priorités dans le maintien de leur patrimoine assainissement.

Le projet se décompose en plusieurs étapes :

1. 1re étape : inventaire et classement de qualité des usages sensibles du Golfe du Morbihan
2. 2e étape : diagnostic des ouvrages de collecte des eaux usées
3. 3e étape : développement d’un outil informatique de gestion des données géoréférencées
4. 4e étape : établissement de la criticité des postes à partir des critères sélectionnés

5ᵉ étape : optimisation du réseau d’alerte sur la zone littorale

1ʳᵉ étape : inventaire et classement de qualité des usages sensibles du Golfe du Morbihan

Le Golfe du Morbihan est à la fois un haut lieu touristique et un espace professionnel. En effet, de par la beauté de son paysage et la richesse du milieu naturel, deux types d’activités se côtoient : les activités touristiques telles la plaisance, la baignade, la pêche à pied récréative et les activités professionnelles comme la pêche, la conchyliculture et le transport de passagers. La diversité des activités et leur nombre provoquent des conflits d’usages qui peuvent être relatifs à la gestion de l’espace côtier, mais aussi à la qualité de l’eau.

Les activités humaines sont au cœur du système ou de l’éco-socio-système du littoral. Il en existe deux types : celles qui engendrent des rejets polluants au niveau du bassin versant, et celles qui en subissent les conséquences au niveau des usages de la zone intertidale (zone d’estran) et du plateau continental. L’augmentation de la population côtière permanente ou saisonnière pèse lourdement sur l’environnement marin et ses ressources. Les estuaires, les zones humides, les plages et les eaux côtières ainsi que la faune et la flore qu’ils abritent, sont

menacés par les effets de la pollution.

La figure 2 présente les principaux usages sensibles à la contamination microbiologique. On considère une zone comme sensible à la pollution microbiologique si la pratique d’usages est susceptible de présenter un risque sanitaire pour la population. Ceci, dans la mesure où la proximité des sources de pollution est telle qu'il puisse y avoir contamination du milieu par des germes pathogènes pour l'homme (exposition directe ou ingestion de coquillages).

Bilan 2002 sur les usages sensibles à la contamination microbiologique de la zone d’étude :

• - 15 plages en A (bonne qualité), 18 en B (moyenne qualité) et 1 en C (plage pouvant être momentanément polluée) sur 34 plages contrôlées ;
• - 2 zones de pêche à pieds récréatives en classe A et 1 en B sur 3 contrôlées ;
• - Classe C et D (pêche interdite) pour les coquillages fouisseurs au niveau des exutoires des bassins versants (tête d’estuaire) ;
• - 12 % de la surface du Golfe exploitée par la conchyliculture : 2 396 parcelles concédées (1996) ;
• - 107 établissements de production de coquillages ;
• - 7 000 bateaux observés au mouillage.

Il est important de signaler que l’eau du Golfe du Morbihan est actuellement de bonne qualité et compatible avec les usages qui y sont développés, toutefois ceux-ci restent sensibles à tous les apports exogènes.

Ce projet s'inscrit donc dans le cadre d'une politique préventive de réduction d'une partie des émissions polluantes : celles issues du dysfonctionnement des postes de refoulement des eaux usées.

2° étape : diagnostic des ouvrages de collecte des eaux usées

Le transport des effluents jusqu'à la station d'épuration est réalisé dans la mesure du possible par voie gravitaire ; cependant les conditions topographiques exigent fréquemment la mise en place de postes de relèvement intermédiaires. Leur nombre est fonction du périmètre à desservir, les eaux pouvant être refoulées de poste en poste pour atteindre la station.

Le diagnostic de ces installations consiste à :

• ✔ établir un inventaire des postes de relèvement (situés à moins d’1 km de la côte) susceptibles de présenter un risque sanitaire sur les usages (136 postes pour un total de 200 postes pour la zone d’étude concernée) ;
• ✔ positionner par GPS chaque ouvrage et leur point de rejet potentiel en cas de dysfonctionnement ;
• ✔ établir un état des lieux technique : nombre de pompes, débit des pompes, télésurveillance, trop-plein, groupe électrogène, bâche tampon… ;
• ✔ stocker des résultats dans “GALATE” (base de données).

Définition de l’aspect technique de chaque ouvrage

Les figures 3 présentent le type de poste de relevage rencontré sur la zone littorale.

3° étape : développement d’un outil informatique de gestion des données géoréférencées (Système d'Information Géographique + Base de Données)

Le SIG est un outil cartographique puissant permettant de visualiser, explorer, interroger et analyser des données géographiques. Le référentiel géographique est constitué des scans IGN au 1/25 000ᵉ en projection Lambert II étendue. Le SIG permet de superposer des données géographiques regroupées par thèmes.

Les principales données cartographiques (thèmes) ont été fournies par les partenaires de l’étude : SAUR, IFREMER, DDASS, CQEL, DDAM, DDSV.

Pour établir le danger sanitaire que présente un rejet potentiel sur les usages, qu'il soit

Direct ou indirect, il convient de :

• ✔ positionner les ouvrages et leurs points de rejets potentiels ;
• ✔ lister les usages situés à moins d’1 km du point de rejet d’eau usée non traitée issu d’un poste, susceptibles d’être souillés.

Ce travail ne considère que les usages sensibles à la contamination microbiologique tels que la baignade, la pêche à pied récréative, la conchyliculture et les gisements naturels de coquillage.

Définition de l’aspect environnemental de chaque rejet

La figure 4 indique l’emplacement du point de rejet du poste de Men Er Bellec 1 par rapport aux usages développés.

4ᵉ étape : établissement de la criticité des postes à partir des critères sélectionnés

Le but du projet est de hiérarchiser les risques sur les postes de relèvement afin de définir leur criticité et d’engager les priorités d’action à mener en cas de besoin. Pour effectuer la hiérarchisation, il faut définir des critères de sélection (nature des équipements, usages…) contenant divers paramètres. Des notes sont attribuées pour chaque paramètre en fonction de leur présence, leur absence et de leur utilité pour fiabiliser, sécuriser l’ouvrage et limiter les risques sur l’environnement. Les choix des paramètres sont présentés dans le tableau I. Le tableau II décrit les résultats obtenus sur trois postes de relèvement.

Les priorités d’action sont définies par l’indice criticité. La note limite a été fixée à 130, car de cette façon tous les postes sous-équipés (note < 100) touchant au moins un usage (note > 30) rentrent dans les priorités d’action immédiate.

Les résultats présentés dans la figure 5 ne tiennent compte que des aspects techniques et environnementaux.

L’indice criticité aboutit à une hiérarchisation des risques que présente chaque ouvrage sur les usages sensibles, et permet ainsi de déboucher sur des propositions d’actions correctives. Selon les critères retenus, sur les 136 postes visités, 30 % doivent recevoir des équipements supplémentaires de sécurité (pompes, groupe électrogène, bâche de stockage, mur de protection…), afin de limiter le risque de rejet contaminant sur le littoral. De plus, en considérant en première approche qu’un rejet de poste pourrait polluer tous les usages situés dans une zone d’1 km de rayon à partir du point de rejet, 55 % des postes peuvent donc présenter un risque sanitaire sur les usages du Golfe du Morbihan en cas de dysfonctionnement.

Deux simulations de rejet d’eau usée brute d’un poste du Golfe (figures 6 et 7) ont été réalisées à titre d’essai par le logiciel Mars avec le concours d’Ifremer Brest. Ces deux simulations intègrent la notion de flux en nombre de germes d’E. coli pour définir un panache du rejet en fonction des conditions intrinsèques du milieu marin (T90 spécifique).

Les résultats obtenus étant très satisfaisants, l’objectif à court terme est d’intégrer ce logi-

Tableau I : Paramètres de criticité

Note : 1 à 20 par critère du poste (+ le paramètre est indispensable et + la note est élevée) et 1 à 30 par usage

INDICE CRITICITÉ = note technique + note environnementale

ciel au projet, afin d'identifier plus précisément les usages pouvant être souillés et de mieux appréhender la notion de risque sanitaire. Ces résultats seront intégrés pour définir avec plus de réalisme la note environnementale et éventuellement la « recaler ».

5ᵉ étape : optimisation du réseau d’alerte sur la zone littorale et gestion des événements accidentels sur les ouvrages de collecte

L'outil informatique développé permet :

• → une meilleure circulation de l'information entre les différents organismes concernés,
• → une meilleure gestion technique et administrative des alertes sur les ouvrages,
• → une meilleure appréciation et prévention des risques sanitaires.

L'association de GALATE et du SIG permet de relier chaque rejet à chaque organisme responsable du contrôle sanitaire des usages et de la police des rejets, ainsi que tous les propriétaires des installations domestiques et des activités professionnelles.

La modélisation aidera les administrations et les syndicats de professionnels de la conchyliculture à prendre une décision sur la fermeture ou non de plages, de zones de parcs à huîtres et de pêche à pied.

Par l'intermédiaire de la base de données, tous les résultats, les causes des trop-pleins ainsi que leurs conséquences sur l'environnement (fermeture de plages, arrêt production coquillages...) sont stockés pour établir des bilans annuels estimatifs sur la pollution rejetée à l’océan. Toutes ces informations définiront des seuils de risque en fonction du vécu.

Conclusion

La majorité des postes de relèvement possèdent un bon équipement de sécurité (pompe de secours, télésurveillance, permutation automatique du secours au niveau des pompes) mais ils sont sujets à de fortes intrusions d’eaux parasites augmentant considérablement le risque de rejet (infiltrations en période pluvieuse).

Les résultats obtenus ont permis de hiérarchiser les risques sanitaires vis-à-vis des usages, et de définir déjà des priorités d’actions techniques à mener sur les postes de relèvement. Ce projet n'est que la première étape vers la sécurisation des ouvrages. En effet, il est important de réaliser des études complémentaires de faisabilité pour fixer judicieusement les choix techniques sur chaque poste en priorité immédiate.

Sur les postes jugés critiques, il convient :

• → d’établir un inventaire de tous les diagnostics réseaux et les réhabilitations effectuées afin de limiter les risques de débordement du réseau d’assainissement,
• → de visiter les postes : photos des lieux, place disponible, questionner les usagers,
• → d’obtenir les volumes transitant en période sèche et pluvieuse, saison hivernale et estivale, les résultats plus précis de l’autosurveillance,
• → d'obtenir une modélisation des courants à pleine et basse mer pour connaître le panache du rejet et identifier plus précisément les usages pouvant être contaminés, et pour posséder également le renouvellement des eaux (dilution) suivant les marées,
• → de connaître les postes qui risquent de n’être plus alimentés en énergie électrique lors d'une coupure sur le réseau.

Toutes ces investigations complémentaires permettraient d’aborder l’aspect financier (Avant-Projet Sommaire), en évaluant tout d'abord le coût d'investissement sur chaque ouvrage avec la pose d’équipements supplémentaires de sécurité (pompe de secours, bâche tampon, groupe électrogène, réhabilitation des armoires électriques...), puis le coût de fonctionnement en tenant compte de la maintenance (personnel, réparations, astreintes...) et de l’énergie (consommation électrique et téléphonique de l’ouvrage).

L’étude ne s'est orientée que sur les apports liés au système d’assainissement collectif, mais il ne faut pas oublier qu’ils ne sont pas la cause des principaux risques de pollution observés sur le Golfe. Les assainissements autonomes défectueux sont une source d'apports à ne pas négliger, du fait de leur nombre et de la pollution qu’ils génèrent sur le littoral. En effet, une campagne d’étude par temps sec en période estivale et hivernale permettrait de quantifier et de qualifier leurs impacts sur le milieu récepteur.

Il faudrait également recenser les habitations mal raccordées, c’est-à-dire celles branchées directement sur le réseau d'eau pluvial, et celles qui évacuent leurs chéneaux, les drainages de leur terrain directement au réseau d’assainissement provoquant ainsi la surcharge hydraulique des postes de relèvement.

Pour conclure, l’outil GALATE permet une meilleure circulation de l'information et une réactivité efficiente en cas de situation de crise. L’intégration à court terme du logiciel Mars d'Ifremer permettra de mieux apprécier l'exposition au risque et de mieux gérer techniquement et administrativement un rejet d'eau usée non traitée.

Cet outil peut également s’adapter à d’autres utilisations :

• → rejets issus des postes de relèvements non côtiers : rejet dans un étang privé, une rivière où d'autres usages sensibles sont pré-

• ✓ Usages existants (pêche, pisciculture, baignade...).
• ✓ Rejets issus des dysfonctionnements techniques des stations d’épuration : départ de boues, non-respect des normes...
• ✓ Rejets issus du fonctionnement d’un réseau d’assainissement unitaire en zones urbaine et rurale, proche du littoral ou non : déversoirs d’orage, by-pass de stations d’épuration...
• ✓ Rejets pluviaux.
• ✓ Apports fluviaux.

GALATE peut être associée comme outil efficace et fiable de diagnostic, de dimensionnement et de planification, à des modélisations de réseaux d’assainissement par temps de pluie. À moyen terme, cet outil d’aide à la décision sera mis à la disposition des organismes et collectivités par l’intermédiaire d’une convention de partenariat.

Ce projet s’intégrera utilement dans le cadre de la mise en place de la Directive Cadre Eau (DCE).

Ce travail a été réalisé grâce à la contribution des organismes et services suivants :

• - DDE-CQEL 56 ;
• - Agence de l’eau Loire Bretagne ;
• - DDASS 56 ;
• - Gendarmerie ;
• - DDAM 56 ;
• - Conseil Général du Morbihan ;
• - DDSV 56 ;
• - Villes de Vannes et Séné ;
• - Section Régionale Conchylicole de Bretagne Sud.

Références bibliographiques

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