Your browser does not support JavaScript!

La surveillance des milieux récepteurs dans le cadre de la réglementation en assainissement sur les déversoirs d’orage
Cyrille Lemoine de Neroxis sa 30 octobre 2019 Paru dans N°425 - à la page 73

Superficielles ou souterraines, les ressources en eau sont de plus en plus stressées quantitativement et qualitativement par les activités humaines. L’urbanisation croissante engendre une augmentation de la demande en eau et multiplie les sources de pollution (déversements accidentels, rejets en temps de pluie d’eaux usées et d’eaux pluviales…) responsables de variations soudaines et significatives de la qualité de l’eau. De plus, les pollutions saisonnières et chroniques pourraient s’intensifier à la faveur du changement climatique?: proliférations algales, et surtout des déversements d’orages plus fréquents et plus intenses contribuant à la dégradation de l’écosystème des milieux récepteurs.

Le suivi qualitatif des ressources en eau est souvent insuffisant pour assurer une gestion active qui a pour objet d’anticiper et de gérer ces situations de stress. Elle requiert, en premier lieu, un suivi fréquent ou en continu des ressources en eau et des rejets d’eau usées et pluviales qui ne sont pas toujours possible.

La surveillance des déversoirs d’eau de pluie, une obligation d’intérêt général

L’ensemble des eaux usées produites par les agglomérations doivent être collectées, acheminées puis traitées avant leur rejet au milieu naturel. La réglementation nationale impose aux communes la surveillance des systèmes de collecte des eaux usées et des stations d’épuration afin de répondre à un double objectif : maintenir l’efficacité de la station d’épuration et contrôler la qualité des rejets en milieu récepteur.
Le cadre réglementaire relatif au fonctionnement des systèmes d’assainissement par temps de pluie stipule : « Les déversements directs d’eaux usées au milieu naturel doivent être évalués par le maître d’ouvrage, en volumes et/ou en charge de pollution, afin de s’assurer du bon fonctionnement des systèmes de collecte de chaque agglomération ». L’article 17 de l’arrêté du 21 juillet 2015 relatif aux systèmes d’assainissement collectif et aux installations d’assainissement non collectif, prévoit que « tous les déversoirs d’orages situés à l’aval d’un tronçon destiné à collecter une charge brute de pollution organique par temps sec supérieure ou égale à 600 kg/j de DBO5»
Toulouse, point de confluence de la Garonne et de la rivière "Le Touch".

Parmi les paramètres à surveiller, on retrouve, par exemple, la turbidité, la température, la conductivité, la DBO (Demande Biologique en Oxygène), la DCO (Demande Chimique en Oxygène), l’ammoniac et les nitrates qui peuvent avoir une influence sur l’eutrophisation des milieux naturels et qui doivent être contrôlés. Une surveillance complémentaire de la présence de micropolluants peut être également demandée par le Préfet, mais elle s’effectue le plus souvent dans les rejets des stations de traitement des eaux usées. Si les maîtres d’ouvrage ne rencontrent pas de difficultés majeures dans le calcul des volumes d’eaux rejetées et de leur qualité au niveau de la station d’épuration, ils font face à des problématiques plus complexes lorsqu’il s’agit de mesurer la qualité des rejets et leur quantité au niveau des déversoirs d’orage. En effet, leur mise en œuvre se révèle plus compliquée dans les déversoirs d’orage en raison de facteurs liés à l’environnement : il n’y a pas nécessairement l’accès à l’électricité, ni l’espace nécessaire pour installer des analyseurs en continu. De plus, au moins deux autres contraintes opérationnelles viennent s’ajouter :

Les eaux usées ont une capacité d’encrassement très forte, et imposent des maintenances fréquentes pour garantir une mesure fiable
Les évènements orageux impliquent de très fortes variations de débit, et des conditions telles que le matériel installé dans les canalisations d’eaux usées peut être arraché lors de ces événements.
A ce jour, la réglementation n’impose pas les moyens pour assurer la surveillance des rejets en temps de pluies ce qui ouvre la voie à différentes techniques pour estimer la charge polluante, parmi lesquelles : l’extrapolation à partir des mesures de pollution réalisées en entrée de station de traitement des eaux usées ; l’installation de préleveurs automatiques pour des durées limitées ou en fixe pour disposer de pollutogramme de référence ; la mise en place de sondes de qualité d’eau et de mesure de débit. L’usage de cette dernière technique se révèle toutefois délicate sur de longues durées.
Impact en terme de turbidité de la confluence de la Garonne et du Touch sous le pont de la D1.

Face à l’absence de technologie suffisamment robuste pour assurer des mesures fiables dans l’environnement si exigeant des déversoirs d’orage, une autre approche a été envisagée. Elle consiste à mesurer l’impact relatif des rejets directement dans les milieux récepteurs (lacs, rivières…). Cette alternative présente plusieurs avantages. D’une part, elle atténue partiellement les difficultés de mise en œuvre de ce suivi et, d’autre part, elle met en évidence l’effet de la pollution liée au rejet du déversoir d’orage par rapport à la qualité de la ressource en amont du rejet. Suivant l’état de la ressource, l’impact d’une même pollution n’aura pas la même portée. Lorsque le niveau des rivières est très bas en période d’étiage par exemple, un déversement d’orage estivale peut avoir des conséquences dramatiques sur le milieu aquatique. A l’inverse, en période de crue où la ressource est déjà dégradée par une forte turbidité, l’impact relatif de la pollution est beaucoup plus réduit, profitant aussi de l’effet de dilution plus important. Néanmoins, pour être efficace, cette alternative implique une densification des mesures dans les milieux récepteurs ce qui n’est pas simple à mettre en œuvre.

La mesure de l’impact des rejets dans le milieu récepteur : un défi technique, deux approches

Les stations d’alerte, complètes mais contraignantes
Depuis les années 1980, afin de détecter les pollutions accidentelles, la solution privilégiée était l’installation de stations d’alerte sur les cours d’eau, en amont des prises d’eau des usines de production d’eau potable. Équipées d’analyseurs permettant de mesurer de nombreux paramètres physico-chimiques, certaines d’entre elles disposent également de capacité de prélèvement automatique d’échantillons en vue d’une analyse approfondie au laboratoire lors d’une détection par un appareil de mesure. Le recensement de ces stations d’alerte est très parcellaire, mais on peut estimer leur nombre à quelques dizaines en France, généralement destinées à la protection des usines de production d’eau potable. Ainsi parmi les 1.400 prises d’eau en rivière et lacs en France destinées à la production d’eau potable, rares sont celles qui disposent d’une station d’alerte en amont.
Ile de France, Le Grand Morin, effet des crues rapides sur la qualité d'eau, bouée SWARM.

La rareté de ces stations d’alerte est liée à diverses contraintes : accès au foncier, raccordement aux réseaux électrique et de télécommunication, dossier administratif complexe, choix de la localisation – en évitant impérativement les berges inondables par exemple, maintenance élevée… qui rendent leurs coûts d’acquisition et d’exploitation élevés. Ce type d’installation est difficilement envisageable pour une surveillance de l’ensemble des rejets en temps de pluie affectant les ressources en eaux.

Le réseau de bouées instrumentées, agile et modulaire
Le déploiement d’un réseau de bouées instrumentées s’est avérée une solution opérationnelle et modulaire pour répondre aux besoins des collectivités. Ce système trouve tout son intérêt dans le nombre de points de mesure potentiel et la capacité de traitement de l’information qui en découle, ses faibles contraintes d’implantation et de maintenance et sa grande adaptabilité, ce qui le rend économiquement attractif.

Les solutions de dernière génération ont été conçues flexibles et modulables pour s’adapter aux différentes conditions opérationnelles. Leur compacité permet une installation aisée et une maintenance limitée. Elles ne nécessitent ni génie civil, ni raccordement électrique, ni réactif d’analyse.

Contrairement aux stations d’alerte, l’objectif de cette approche n’est pas de détecter toutes les substances spécifiques mais de détecter un changement dans la qualité de l’eau et d’identifier, si possible, l’événement le plus probable associé à ce changement.
Le maillage formé par le réseau des bouées déployées permet de mettre en évidence les variations soudaines et significatives de la qualité de la ressource, même si tous les paramètres d’une station d’alerte classique ne sont pas mesurés. Ces données sur les variations de la qualité de l’eau sont enrichies par la mise à disposition d’informations additionnelles et contextualisées liées, par exemple, aux activités polluantes sur le bassin versant, à la météorologie, à l’hydrologie… Dans le cadre spécifique du suivi des déversoirs d’orages, une bouée instrumentée peut-être placée près de chaque émissaire critique.

Station d’alerte ou réseau de bouées instrumentées ? Une comparaison difficile

Les services et prestations proposés par l’une et l’autre approche ne sont pas directement comparables puisqu’ils jouent sur la complémentarité.
Les paramètres mesurés
Une station d’alerte permet de choisir à la carte les analyseurs et les sondes installées afin de mesurer un vaste champ de paramètres. Chaque produit ayant des besoins spécifiques en matière de maintenance, des visites hebdomadaires sont nécessaires pour effectuer l’entretien préventif et curatif. L’approche des bouées vise à rassembler des paramètres mesurés qui nécessitent les mêmes gammes de services afin d’optimiser les déplacements et de minimiser la fréquence de maintenance à une fois par trimestre. Ce qui réduit implicitement le nombre et la diversité des paramètres mesurables.