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Thème R2 : Diagnostic et optimisation des systèmes d’assainissement vis-à-vis des polluants et des micropolluants
Les recherches menées dans les quatre premières phases d’OPUR (1994-2018) ont permis de poser un premier « diagnostic » sur le fonctionnement des systèmes d’assainissement. Après avoir étudié la macropollution (phases 1 et 2), les polluants prioritaires de la Directive Cadre sur l’Eau et certains polluants comme les polybromodiphenylethers ou les alkylphénols (phases 3 et 4), La phase 5 d’OPUR vise à élargir les actions de recherche à d’autres polluants émergents et à des nouvelles substances d’intérêt au sein des réseaux d’assainissement et le long du continuum urbain (des émissions aux rejets dans le milieu naturel).
Le thème R2 est structuré autour de deux volets que sont le diagnostic des ouvrages d’assainissement et l’optimisation de leur exploitation.
Quatre actions relatives au diagnostic ont été identifiées :
- Action R2.1 : Microplastiques dans les bassins versants anthropisés
Objectif : apporter des connaissances sur les flux de débris plastiques à l’échelle de l’agglomération parisienne par temps sec et par temps de pluie pour identifier des leviers d’actions conduisant à leur réduction. - Action R2.2 : Inventaire et valorisation de données débit-qualité d’autosurveillance en entrée de station d’épuration
Objectif : mieux connaitre la variabilité des concentrations et des flux de macropollution et des relations entre qualité des eaux usées et débit. - Action R2.3 : Polluants émergents dans le continuum urbain
Objectif : apporter des connaissances sur les flux de polluants organiques émergents à l’échelle de l’agglomération parisienne pour identifier des leviers d’actions conduisant à leur réduction. - Action R2.6 : Nouvelles méthodes de caractérisation des micropolluants : Analyse par screening qualitatif et écotoxicologie
Objectif : proposer de nouvelles méthodes de caractérisation qui seront appliquées aux différents types d’eaux urbaines étudiées dans les différents thèmes et actions d’OPUR.
Le second volet du thème 2 vise à optimiser le fonctionnement des ouvrages d’assainissement à travers 2 actions :
- Action R2.4 : Modélisation des flux de matières dans le réseau d’assainissement du SIAAP
Objectif : mieux modéliser la qualité des flux de contaminants à l’entrée d’une station d’épuration en fonction des flux d’eau et de contaminants mesurés plus à l’amont dans le réseau d’assainissement, afin d’optimiser la gestion des stations d’épuration recevant ces eaux. - Action R2.5 : Traitement tertiaire en station d’épuration – procédés d’oxydation des eaux résiduaires urbaines
Objectif : évaluer les performances et limites de plusieurs procédés d’oxydation pour le traitement des micropolluants : ozonation, photolyse UV, peracides (acide performique en particulier) et couplages O3 ou UV et réactifs (oxydation avancée).
Présentation détaillée du thème
Action R2.1 : Microplastiques dans les bassins versants anthropisés
Face au manque de données sur les microplastiques dans les milieux continentaux et sur les bassins versants urbains, les objectifs sont de développer de nouveaux protocoles pour une meilleure caractérisation des microplastiques, approfondir les connaissances sur les eaux pluviales et les rejets urbains de temps de pluie, et approfondir le travail sur les flux de débris plastiques à l’échelle de la région Île-de-France
Action R2.2 : Inventaire et valorisation de données débit-qualité d’autosurveillance en entrée de station d’épuration
Inventorier les données d’autosurveillance de stations d’épuration et les mesures en continu disponibles (DCO, MES, conductivité et turbidité) et les exploiter pour extraire des relations entre débit, concentrations et flux moyens journaliers, dispersion, précipitations
Action R2.3 : Polluants émergents dans le continuum urbain
Il est nécessaire de prioriser de nouveaux contaminants pour lesquels des informations sont lacunaires, via l’identification de nouvelles molécules d’intérêt, la détermination des niveaux de référence, et l’identification des sources domestiques pour identifier des leviers de réduction des émissions. L’étude des flux de biocides à l’échelle de l’agglomération parisienne nécessite en particulier d’être menée
Action R2.4 : Modélisation des flux de matières dans le réseau d’assainissement du SIAAP
L’objectif est de recueillir des données caractérisant les débits et la qualité des eaux en amont de station d’épuration pour développer un modèle de prédiction de cette qualité, par une exploitation statistique des données de flux polluants
Action R2.5 : Traitement tertiaire en station d’épuration – procédés d’oxydation des eaux résiduaires urbaines
Parmi les stratégies de limitation des rejets en micropolluants organiques, leur traitement en sortie de station d’épuration est envisagé. Il s’agira donc d’évaluer les performances de plusieurs procédés d’oxydation : ozonation, photolyse UV, peracides et des couplages de procédés
Action R2.6 : Nouvelles méthodes de caractérisation des micropolluants : Analyse par screening non-ciblé et écotoxicologie
Le développement de méthodes de caractérisation globale des micropolluants et de leurs effets est nécessaire afin d’identifier les molécules émergentes d’intérêt, et d’étudier si les eaux usées peuvent être le reflet des pratiques des citoyens
Offre de stage M2 en 2021 - Modélisation des eaux usées
Offre de stage de recherche en 2021 au Leesu, Lama et Siaap sur la modélisation et prévision de la qualité des eaux usées en entrée d’une station d’épuration - Possibilité de poursuite en thèse à partir de septembre 2021
Publication d’un ouvrage scientifique aux éditions IWA Publishing : La désinfection des rejets des usines d’épuration par l’utilisation de peracides
Un ouvrage édité par le SIAAP et auquel le LEESU a apporté une contribution vient de paraitre en accès ouvert aux éditions IWA Publishing. Il synthétise les résultats de 3 ans d’essais à l’échelle industrielle et en laboratoire pour évaluer l’efficacité de l’acide performique pour la désinfection des rejets d’usines d’épuration et son innocuité environnementale.
Soutenance de thèse de Nina Huynh : 8 avril 2022
Nina Huynh soutiendra sa thèse "Caractérisation des eaux résiduaires urbaines par spectrométrie de masse haute résolution : influence de la stratégie analytique, limitations et perspectives ", le 8 avril 2022 à 10h00 en salle des thèses à la Faculté de Sciences et Technologie de l’UPEC (Créteil).
Soutenance de thèse de Christelle Nabintu Kajoka : 20 décembre 2023
Christelle Nabintu Kajoka a soutenu sa thèse "Utilisation de l’acide performique en traitement des eaux résiduaires urbaines : réactivité avec les micropolluants organiques et stratégies d’intégration au sein de procédés d’oxydation avancée", le 20 décembre 2023 à 14h00 à la MIEE de l’UPEC (Créteil).
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