Epuration des eaux. Inauguration d’une biostation expérimentale inédite

Le 11 avril prochain à Bègles en Gironde, sera inauguré, en présence d’Alain Juppé, le premier site expérimental français instrumenté dédié aux zones de rejet végétalisées. L’enjeu : évaluer l’efficacité de dépollution de ces aménagements à proximité des stations d’épuration pour améliorer la qualité des eaux restituées au milieu naturel. Financé par Bordeaux Métropole, l’Agence de l’eau Adour-Garonne et l’Onema, le site et son instrumentation ont été conçus selon les recommandations d’Irstea.

Premier site expérimental instrumenté dédié à l’étude des zones de rejet végétalisées (ZRV), la biostation Clos-de-Hilde sera inaugurée à Bègles en Gironde le 11 avril prochain, en présence d’Alain Juppé[1]. Les ZRV sont des aménagements qui visent notamment à réduire les polluants qui subsistent dans l’eau à la sortie des stations d’épuration. Des dispositifs en plein développement - on en compte aujourd’hui plus de 500 en France - et pourtant mal connus du point de vue de leur fonctionnement. "Jusqu’à présent, les ZRV étaient mises en place selon l’espace disponible, sans que leur dimensionnement ne soit relié à l’efficacité visée", explique Jean-Marc Choubert, chercheur à Irstea.

Dans ce contexte, Irstea doté d’une expertise de près de 10 ans et l’Onema ont lancé le projet[2] de site expérimental dédié à l’étude des ZRV. Objectifs : mieux connaître les mécanismes de dépollution mis en œuvre en surface et dans le sol afin d’évaluer leur efficacité. Implanté à Bègles à côté de la station d’épuration de Clos-de-Hilde, le site expérimental présente plusieurs atouts : 6000 m2 permettant de comparer simultanément plusieurs procédés, et notamment 3 types de ZRV et 2 types d’eau à dépolluer, et ce, à une échelle semi-industrielle pour obtenir des résultats opérationnels.

Fiche d’identité du projet

Nom du projet : Biotrytis (2013-2018)
Equipes de recherche : Irstea Lyon (EPURE, LAMA),  Bordeaux (EPURE),  Antony (MP2) / Université de Bordeaux - Laboratoire de biogénèse membranaire, Laboratoire de physicochimie et de toxico-chimie de l'environnement
Responsable scientifique : Jean-Marc Choubert, Irstea Lyon-Villeurbanne
Financement : Onema (projet scientifique), Bordeaux Métropole et Agence de l’eau Adour-Garonne (construction du site)
Budget : 2 millions d’euros
Maître d’ouvrage : Bordeaux Métropole
Site du projet : projet Biotrytis

Panorama de la biostation Clos-De-Hilde © Irstea / J-M. Choubert

Un équipement inédit

Quel que soit son type, une zone de rejet végétalisée repose toujours sur les interactions entre les 3 compartiments qui la composent : l’eau, le sol et les végétaux. C’est là toute l’originalité du site expérimental construit à Bègles : analyser la contribution de chacun de ces 3 compartiments dans le transfert, la réduction et la rétention des polluants, qu’ils s’agissent :

  • des paramètres majeurs, comme les matières en suspension et les nutriments (azote, phosphore) qui provoquent l’envasement ou l’eutrophisation[3] ou ;
  • des micropolluants, des composés chimiques toxiques à très faibles concentrations, comme certains métaux ou produits chimiques (pesticides, détergents, etc.) ou encore des résidus médicamenteux. 250 micropolluants seront recherchés[4].
Bon à savoir

Les zones de rejet végétalisées sont classées en 4 catégories en fonction de l’origine des matériaux utilisés (sol sur place ou matériaux rapportés) et de la géométrie de la zone. On distingue :

  • le type « prairie » : sol en place, relativement plat, sans creusement
  • le type « bassin » : sol en place, avec creusement et différences de niveaux
  • le type « fossé » : sol en place, longueur très supérieure à la largeur
  • le type « autres » : sol reconstitué à partir de matériaux rapportés

Grâce aux zones de rejets végétalisées, on vise à reproduire des processus qui se déroulent naturellement dans l’environnement :

  • évaporation/évapotranspiration et infiltration dans le sol pour limiter les quantités d’eau rejetée vers le milieu environnant ;
  • décantation et filtration des matières en suspension, adsorption et/ou biodégradation des polluants dans le sol, photodégradation par le rayonnement solaire, accumulation dans certains végétaux, des processus permettant de réduire les concentrations en polluants avant rejet dans le milieu environnant.

Au-delà, l’étude va permettre de déterminer les performances d’élimination de ces polluants pour 3 types de ZRV - fossé, prairie, autres - et d’identifier et hiérarchiser les mécanismes qui influencent le comportement des polluants. Elle permettra par ailleurs de savoir si une ZRV peut traiter l’azote (responsable du phénomène d’eutrophisation) en comparant l’impact d’une eau nitrifiée[5] ou non.

Pour cela, 6 ZRV de taille semi-industrielle (2 de type « prairie », 2 de type « fossé », 2 de type « autres ») ont été conçues et instrumentées par Irstea. L’ensemble de la biostation est équipé de systèmes de prélèvements permanents de l’eau en surface et dans le sol. Des capteurs mesurent également les débits et les qualités d’eau en surface et les écoulements de l’eau dans le sol. Ce suivi est complété de campagnes d’échantillonnage et d’analyse des dépôts de matières en suspension, du sol et des végétaux[6].

Avec l’inauguration du site, c’est un suivi à la loupe de 3 ans qui débute. 3 ans pour mettre au jour le fonctionnement précis des ZRV tout en tenant compte de leur caractère évolutif (développement des végétaux et des bactéries dans le sol). Le projet permettra aussi d’étudier le vieillissement de ces ouvrages et en particulier le maintien de leurs performances lors de l’accumulation des matières en suspension qui réduit les échanges entre l’eau en surface et l’eau du sol. Dès 2018, des recommandations précises pourront accompagner les décideurs publics et les gestionnaires, aujourd’hui en attente de réponses fiables, dans la mise en œuvre de ZRV d’efficacité optimale.

 


[1] Président de Bordeaux Métropole, Maire de Bordeaux et ancien Premier ministre

[2] Le projet s’inscrit dans la continuité du travail réalisé au préalable par le groupe Evaluation des procédés nouveaux d’assainissement des petites et moyennes collectivités (EPNAC) et celui du projet Amélioration de la réduction des micropolluants dans les stations de traitement des eaux usées domestiques (ARMISTIQ) mené de 2010 à 2014.

[3] Phénomène lié à un apport excessif de substances nutritives (azote et/ou phosphore) dans l’eau qui provoque notamment la prolifération de certains végétaux aquatiques et modifie le milieu.

[4] Analyses réalisées par le Laboratoire de chimie des milieux aquatiques (LAMA) d’Irstea Lyon-Villeurbanne et le Laboratoire de physicochimie et de toxico-chimie de l'environnement (EPOC-LPTC) de l’Université de Bordeaux

[5] La nitrification est une des étapes du traitement des eaux usées qui vise à transformer l'ammonium (NH4+) en nitrate (NO3-) par des bactéries.

[6] Réalisées notamment par le Laboratoire de biogénèse membranaire de l’Université de Bordeaux

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