Présentation du projet Innovations pour la Gestion durable de l’Eau en Ville (INOGEV) - Connaissance et maîtrise de la contamination des eaux pluviales urbaines

Le projet ANR INOGEV est un projet de recherche appliquée coordonné par l’IFSTTAR avec le soutien de l’IRSTV. Il a commencé en janvier 2010 pour une durée de 4 ans.

Contexte et objectifs du projet

La réduction des rejets de polluants afin de limiter leur impact sur l’environnement est au cœur des préoccupations des villes qui s’inscrivent dans une politique de développement durable. Les rejets urbains sont considérés comme l’une des principales causes de dégradation de la qualité du milieu récepteur et le contexte réglementaire est de plus en plus contraignant. Dans ce cadre, le projet INOGEV visait à aider les concepteurs et gestionnaires des collectivités locales à définir des stratégies efficaces de gestion des flux de polluants en analysant les conditions du transfert de connaissances entre les résultats de recherches et l’application opérationnelle à travers une meilleure connaissance des flux de polluants en zone urbaine. Le système considéré pour cette étude était un bassin versant séparatif urbain dans lequel on distinguait l’atmosphère, les surfaces (chaussées, toitures...) et l’exutoire du bassin.

Les partenaires

Ces travaux de recherche ont été menés au sein des trois observatoires d’hydrologie urbaine français (ONEVU à Nantes, OPUR en région parisienne, OTHU à Lyon) fédérés au sein du SOERE (Système d’Observation et d’Expérimentation pour la Recherche en Environnement) URBIS.

Huit partenaires (5 scientifiques, 3 collectivités) participaient au projet :

• L’IFSTTAR (Laboratoire Eau et Environnement). Contactez Véronique Ruban
• L’ENPC (Laboratoire Eau, Environnement et Systèmes urbains). Contactez Ghassan Chebbo
• L’INSA Lyon (LGCIE). Contactez Sylvie Baraud
• L’IRSN (LRC Cherbourg-Octeville). Contactez Denis Maro
• L’ENPC (CEREA). Contactez Christian Seigneur
• Nantes Métropole
• Grand Lyon
• Conseil Général du Val de Marne.

Le projet était coordonné par Véronique Ruban (IFSTTAR)

Construction du projet

Le projet est construit autour de 5 tâches :

1. Méthodologie. Trois bassins versants urbains séparatifs ont été retenus pour évaluer les flux de polluants à leur exutoire. 77 polluants (métaux, hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP), pesticides, alkylphénols (AP), polybromodiphényléthers (PBDE)) ont été analysés dans les différents compartiments de ces bassins. Une étape préalable d’harmonisation des méthodes (prélèvements, analyses, traitement des données) a été effectuée.
2. Caractérisation des sources de polluants atmosphériques et de leur dépôt sur les surfaces. La contribution de l’atmosphère à la pollution globale d’un bassin versant a été abordée à partir d’expérimentations et de modélisations. On s’intéressait à la quantification des dépôts par temps sec et temps de pluie, en utilisant des traceurs radioactifs naturels présents dans l’environnement (7Be et 210Pb). Une modélisation du dépôt sec en milieu urbain a été proposée.
3. Caractérisation et quantification des flux de micropolluants à l’échelle d’un bassin versant urbain. Pour mieux comprendre les rejets de polluants issus d’une zone urbaine par temps de pluie et tenter de les modéliser, deux approches ont été développées en parallèle et combinées : une approche globale d’observation des flux de polluants suivie d’une approche détaillée visant la compréhension et la modélisation des processus de lessivage des polluants.
4. Analyse des pratiques d’innovation dans les politiques d’assainissement des agglomérations. Un volet de recherche sur le transfert des connaissances élaborées et les conditions de l’innovation dans les collectivités a été développé. Ce questionnement était abordé sous un angle bien précis : celui des collaborations entre scientifiques et opérationnels institutionnalisées dans les 3 observatoires français d’hydrologie urbaine.
5. Gestion. Cette tâche synthétise l’ensemble des résultats.

Principaux résultats

Les principaux résultats du projet concernent : la rédaction de protocoles pour la stratégie de prélèvement. La mise en ligne des résultats d’analyse sur les sites INOGEV et URBIS et la réflexion pour une base de données communes, en lien avec le SOERE URBIS. La caractérisation des sources de polluants et de leur dépôt sur les surfaces : expérimentation et modélisation. Les flux de polluants dans les eaux de ruissellement et à l’exutoire des bassins versants. Les flux de contaminants dans les bassins de retenue-décantation. Le potentiel d’émission d’alkylphénols et de bisphénol A par lessivage des matériaux de construction et consommables automobiles. L’analyse des sources primaires diffuses de métaux et HAP et la modélisation des flux annuels émis dans les eaux de ruissellement. La synthèse des pratiques organisationnelles et techniques des collectivités et l’analyse des politiques de gestion des rejets de micropolluants.

Conclusions et perspectives

Les objectifs affichés dans le projet INOGEV étaient ambitieux, mais ils ont dans l’ensemble été atteints et ont permis de progresser dans la connaissance des flux de micropolluants en milieu urbain, en s’appuyant sur trois bassins versants aux caractéristiques différentes. La prise en compte des différents compartiments a permis d’acquérir une vision globale des mécanismes complexes intervenant dans le transfert des polluants de l’atmosphère vers les surfaces et l’exutoire des bassins.

Plusieurs perspectives pour poursuivre ces recherches se dessinent. Par exemple, les méthodes développées dans ce projet et permettant d’évaluer les contributions des dépôts secs, par washout et rainout au dépôt total pourraient être appliquées à d’autres sites ce qui permettrait de suivre l’évolution des contributions des différentes voies de dépôt en fonction de l’éloignement à la source. De même, des simulations ont permis d’évaluer les apports atmosphériques à la contamination des surfaces des trois bassins versants ; les résultats des modèles sont satisfaisants mais peuvent être améliorés et complétés.

Par ailleurs, des pistes de recherche restent ouvertes pour identifier des corrélations entre groupes de polluants afin d’identifier des traceurs pour affiner nos connaissances des processus et des sources.

Enfin, concernant le transfert de connaissances vers le domaine opérationnel, des efforts restent à faire pour promouvoir la généralisation du contrôle à la source des eaux pluviales et le renforcement des politiques de développement durable des collectivités, au regard du contrôle des déchets, des économies d’énergie, de l’usage de produits plus naturels ou moins polluants (zéro phyto).

Le projet INOGEV a permis pour la première fois aux trois observatoires français d’hydrologie urbaine d’unir leurs compétences pour mener à bien des travaux d’envergure. Cette synergie, qui s’est concrétisée par la création du SOERE URBIS (labellisé AllEnvi) perdurera évidemment au-delà du projet. Ainsi, un nouveau projet conjoint en réponse à l’AMI ONEMA Micropolluants est en cours d’élaboration. De même, des groupes de travail se sont mis en place pour continuer à faire progresser les connaissances en matière de gestion des eaux pluviales urbaines. L’encadrement commun de thèses ou de stages permet aussi de mutualiser les moyens et les compétences.

Il apparaît donc que ce projet a été un succès, confirmé par le nombre important de participants (issus des domaines opérationnels ou de la recherche) au colloque de clôture organisé en décembre 2013.

Publications

• Percot S., Ruban V., Roupsard P., Maro D., Millet M., 2013. Beryllium-7 as a tracer of metals, pesticides and polycyclic aromatic hydrocarbons in urban aerosol in Nantes, France. Atm. Env., 74, 338-345.
• Sébastian C., Barraud S., Gonzalez-Merchan C., Perrodin Y., Visiedo R. (2013). Stormwater retention basin efficiency regarding micropollutants loads and ecotoxicity. Water Science & Technology. doi:10.2166/wst.2013.807.
• Sebastian C., Barraud S., Ribun S., Zoropogui A., Blaha D., Becouze-Lareure C., LipemeKouyi G., Cournoyer B. (2013). Accumulated sediments in a detention basin: chemical and microbial hazards assessment linked to hydrological processes Environmental Science and Pollution Research. DOI: http://link.springer.com/article/10.1007/s11356-013-2397-z.
• Gasperi J. Sebastian C., Ruban V., Delamain M, Percot S., Wiest L., Mirande C., Caupos E., Demare D., Diallo Kessoo M., Saad M., Schwartz JJ., Dubois P., Fratta C, Wolff H., Moilleron R., Chebbo G, Cren C, Millet M., Barraud S., Gromaire MC. (2013) Micropollutants in urban stormwater:occurrence, concentrations and atmospheric contributions for a wide range of contaminants in three French catchments. Env. Sc. Poll. Res. A paraître.
• Sébastian C., Barraud S. (2014 – à paraitre). Effet d’un bassin de retenue-décantation des eaux pluviales sur les flux de micropolluants - approche globale. Techniques Sciences & Méthodes Eau.