Marguerittes

Contexte

Lors de l’installation d’une ZRV, l’objectif le plus fréquemment recherché est une protection supplémentaire du milieu récepteur grâce à la réduction des quantités d’eau, et à l’amélioration de la qualité d’eau. Or, il n’existe pas à l’heure actuelle d’étude approfondie des contributions des compartiments eau, sol et plantes au sein des différents types de ZRV.

En conséquence, Irstea propose d’approfondir la question en se concentrant sur une ZRV de type « bassin » en assurant le suivi du site de Marguerittes (30).

Objectifs

Le suivi du site de Marguerittes vise à évaluer le fonctionnement d’une ZRV de type « bassin » pendant une longue période. Les études de sol préalables (sol argileux) et un compactage permettent de considérer une étanchéité totale du sol. Les bilans conduits sur cette ZRV porteront donc uniquement sur les 2 compartiments : eau libre et plantes.

Les objectifs du suivi de Marguerittes sont :

  • Confirmer l’intérêt du premier bassin comme sécurité supplémentaire vis-à-vis des éventuels départs de boues de la station d’épuration en étudiant les mécanismes éventuels de remise en suspension des MES ;
  • Connaître l’impact du temps de séjour sur de nombreux paramètres (macropolluants, micropolluants, germes témoins de contamination fécale, etc.) ; idéalement 3 temps de séjour différents seront testés ;
  • Réaliser un suivi fin des paramètres majeurs avec une collecte d’échantillons sur la ZRV associée à des sondes de mesure en continu (MES, NH4, NO3, O2) ;
  • Etudier de manière approfondie le devenir des micropolluants sur le site de Marguerittes avec des mesures de photodégradation, des collectes d’échantillons mais également avec des campagnes d’échantillonnage « intégratif » (ou « passif ») ;
  • Suivre l’évolution de paramètres caractéristiques de la qualité sanitaire des eaux en recherchant des organismes pathogènes ;
  • Approfondir le suivi selon une voie autre que chimique, en évaluant l’évolution de la qualité de l’eau à travers la réalisation de tests écotoxicologiques in situ ;
  • Evaluer la biomasse végétale produite à l’échelle du plan d’eau et la biomasse exportable dans des conditions permettant le maintien des plantes dans le bassin. Idéalement, la masse de polluants effectivement exportable fera également l’objet d’une évaluation, de même que la masse résiduelle adsorbée par les plantes et donc non exportable.

Mise en œuvre

La ZRV est constituée de 2 bassins en série selon les caractéristiques suivantes :

  • Le 1er bassin, d’une profondeur de 1 m pour un volume de 3000 m3, est alimenté par le fond à l’aide d’une canalisation sous pression ;
  • Le 2ème bassin est de géométrie variable tant en profondeur qu’en largeur avec un volume identique au 1er bassin mais une surface deux fois plus grande. Il est alimenté en série de façon gravitaire.

Marguerittes

Le programme prévoit un suivi quantitatif et qualitatif de chacun des bassins incluant des mesures de débits, de paramètres majeurs (prélèvements ponctuels, bilans 24 heures et suivi continu à l’aide de capteurs), de micropolluants, de germes témoins de contamination fécale ainsi que des tests écotoxicologiques. Un suivi du développement des végétaux est également mis en place. De plus, afin de réaliser des bilans complets, notamment d’un point de vue hydrique et hydraulique, une station météo (pluviomètre, pyranomètre, hygromètre et thermomètre) et un évaporomètre ont été installés.

Zoom sur les outils

 Échantillonneurs

Lors des campagnes de mesures par bilan 24 heures, chaque point de prélèvement est équipé d’un système d’échantillonnage. Pour la sortie de la station d’épuration, ou entrée de la ZRV, il s’agit d’un échantillonneur automatique réfrigéré. Concernant les autres points, l’échantillonnage se fait grâce à un dispositif constitué d’une pompe péristaltique contrôlée par un automate et d’une bombonne en verre qui collecte l’eau.

Lorsque le bilan 24 heures comporte également une analyse des micropolluants, la nature et la préparation du matériel sont choisies de manière à ne pas altérer les faibles concentrations en micropolluants par l’échantillonnage. Dans ce cas, les tuyaux collecteurs sont en téflon. En certains points, des échantillonneurs intégratifs (POCIS ou Polar Organic Chemical Sampler) sont installés pour déterminer les concentrations en micropolluants hydrophiles faiblement concentrés de l’eau en circulation en surface.

Dispositif de prélèvement sur la ZRV

Dispositif de prélèvement sur la ZRV

Capteurs

Des capteurs, enregistrés et télétransmis, assurent les mesures de débit et les mesures de qualité d’eau en continu (sondes ammonium, nitrates, oxygène, matières en suspension, débit) en 6 points de la ZRV. Des prélèvements ponctuels mensuels confirment la bonne réponse des sondes et complètent le suivi pour des paramètres non enregistrés en continu. De plus, des mesures des vitesses de photodégradation in-situ préciseront le rôle de ce processus dans le devenir des micropolluants.

Capteurs installés en sortie de ZRV

Capteurs installés en sortie de ZRV

Investigations et outils spécifiques

  • Sur les végétaux supérieurs. A l’échelle de la ZRV, il s’agit de mettre au point une méthodologie de prélèvements et d’analyses permettant effectivement d’évaluer l’efficacité relative de ce compartiment « végétal ». Des analyses chimiques (C, N, et P) seront réalisées sur des échantillons d’espèces dominantes (roseaux communs, massettes…). Certains micropolluants ciblés seront également analysés sous réserve d’avoir levé au préalable les interrogations liées à la méthodologie d’analyses et de préparation de l’échantillon.

  • Sur les germes témoins de contamination fécale. En plus d’un suivi bactériologique classique, des typages génétiques et moléculaires sont recherchés dans le but d’identifier les modes d’adaptation des pathogènes au milieu et les gènes de résistance aux antibiotiques.

  • Tests écotoxicologiques. L’usage d’outils biologiques tels que les « tests gammares » sont prévus. Ils sont en complément des paramètres chimiques dont on craint une exploitation complexe du fait de la faiblesse des concentrations mesurées et des limites de quantification des outils analytiques. Il s’agit d’évaluer cette évolution de qualité par d’autres indicateurs que les paramètres chimiques.

Qui fait quoi ?

IRSTEA

Son rôle au sein du projet Marguerittes :

IRSTEA Lyon – équipe EPURE

  • Réalisation, supervision et suivi de la métrologie et communication du site
  • Hydraulique
  • Campagnes de mesure et échantillonnage
  • Acquisition, interprétation et synthèse des données
  • Coordination des acteurs

IRSTEA Lyon – LAMA

  • Analyse chimique environnementale
  • Echantillonnage intégratif POCIS
  • Interprétation des données

IRSTEA Lyon – Ecotox

  • Ecotoxicologie
  • Campagnes de mesures

IRSTEA Rennes – SAFIR

  • Aspects sanitaires
  • Germes Témoin de Contamination Fécale dans les ZRV

IRSTEA Bordeaux – CARMA

  • Végétation aquatique

AFB

Son rôle au sein du projet Marguerittes:

  • Participation au suivi du projet
  • Soutien financier au projet scientifique

Nîmes Métropole

Son rôle au sein du projet Marguerittes :

  • Maître d’ouvrage
  • Construction du site et mise à disposition du site d’étude

 Agence de l’Eau RMC

Son rôle au sein du projet Marguerittes:

  • Participation au suivi du projet

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