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Pollution des eaux pluviales (HU)

De Wikigeotech

Traduction anglaise : Stormwater pollution

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Dernière mise à jour : 01/10/2023

Cet article fait partie d'un ensemble d'articles qui traitent de la nature des polluants associés aux rejets urbains de temps de pluie, de leurs origines, de leurs concentrations, de leurs impacts et des différents moyens de les maîtriser.

Sommaire

Pollution de l'eau de pluie, pollution de l'eau de ruissellement et pollution des rejets urbains de temps de pluie

Dans un premier temps il est nécessaire de bien définir ce que représente le terme eau pluviale lorsque l'on parle de pollution des eaux pluviales, ce qui est difficile pour deux raisons (voir l'article Eau pluviale) :

  • L’article L2226-1 du code général des Collectivités locales définit la compétence Gestion des Eaux pluviales Urbaines (GEPU) comme l'ensemble des actions "correspondant à la collecte, au transport, au stockage et au traitement des eaux pluviales des aires urbaines" ; cette définition est complétée par une référence directe "au réseau public de collecte des eaux pluviales urbaines" ; la définition administrative des eaux pluviales ne recouvre donc pas l'ensemble des rejets urbains de temps de pluie car une partie de ces rejets n'est pas pris en charge par un réseau public, ce qui conduit à une première ambiguïté.
  • Sur un plan plus phénoménologique, la qualité des eaux de pluie évolue progressivement, et de façon importante selon leur trajet, entre le moment où elles arrivent au sol et le moment où elles sont restituées au milieu aquatique, ce qui introduit une seconde source d'incompréhension, en particulier sur les concentrations des effluents.

Pour clarifier autant que possible cette question et pour éviter des confusions graves, nous distinguerons dans cette série d'articles :

  • la pollution de l'eau de pluie au moment où elle rejoint la surface du sol ;
  • la pollution de l'eau de ruissellement après qu'elle a parcouru entre quelques mètres et quelques dizaines de mètres à la surface du sol, mais avant son introduction dans un réseau d'assainissement ou son rejet dans un milieu naturel ;
  • la pollution de l'eau rejetée à l'exutoire d'un réseau séparatif pluvial strict ou d'un réseau unitaire qui constitue l'un des éléments de la pollution des rejets urbains de temps de pluie.

Chacune de ces trois notions fait l'objet d'un article spécifique dont nous synthétisons ici les principales informations.

Attention : Les définitions retenues ici sont de nature strictement phénoménologique ; elles sont donc différentes de celle de Roche et al (2017) qui établissent une distinction de nature réglementaire entre les "eaux pluviales" qui sont prises en charge par un système d'assainissement et les "eaux de ruissellement" qui ne le sont pas (figure 1). Cette distinction, portant sur les les flux produits par des événements pluvieux importants, n'a pas de sens ici. Tout d'abord on s'intéresse ici aux flux de polluants produits par tous les types d'événements pluvieux, y compris les plus faibles ; ensuite la façon dont l'eau se charge en polluants en ruisselant sur les surfaces urbaines est totalement indépendante de sa destination finale (système d'assainissement ou milieu naturel) ; enfin les rejets urbains de temps de pluie sont constitués de la somme des rejets ayant transité par un système d'assainissement et de ceux qui ne l'ont pas fait. Pour une discussion plus approfondie sur les différents sens des termes "Eau de ruissellement" et "Eau pluviale", voir les articles éponymes.


Figure 1 : Eau pluviale et eau de ruissellement ; d’après Roche et al, 2017.

Importance de la pollution des eaux pluviales et risques de pollution des milieux récepteurs

Les eaux de pluie sont polluées dès leur formation dans le nuage. Les concentrations en polluants, variables selon les sites et les événements, sont cependant beaucoup plus faibles au moment où l'eau de pluie rejoint le sol qu'à celui où elle est restituée au milieu aquatique, à l'exutoire d'un réseau traditionnel d'assainissement séparatif ou unitaire.

Le tableau de la figure 2, synthétisant les résultats présentés plus en détail dans les différents articles cités plus haut, propose des ordres de grandeur de ces fourchette de bornes minimum et maximum de concentrations et les compare à différentes valeurs de référence.


Figure 2 : Fourchettes des valeurs de concentrations les plus fréquentes pour les eaux pluviales au début de leur ruissellement et les rejets urbains de temps de pluie (RUTP) et comparaison avec différentes valeurs de concentrations de référence ; MES pour matières en suspension, DCO pour demande chimique en oxygène, HCT pour hydrocarbures totaux, HAP pour hydrocarbure aromatique polycyclique ; pour les normes de qualité environnementale (NQE), la première valeur correspond à la moyenne annuelle (MA) et la seconde entre parenthèses à la concentration maximum événementielle (CMA) ; pour les normes de rejet des STEP (stations d'épuration) en MES et DCO, la première valeur correspond aux stations recevant plus de 120 kg/j de DBO5 ; la valeur entre parenthèses correspond aux stations recevant entre 1,2 et 120 kg/j de 5 ; pour les rejets en azote, la première valeur correspond aux stations recevant plus de 6 000 kg/j de DBO5 et la valeur entre parenthèses aux stations recevant entre 600 et 6 000 kg/j de DBO5 ; les normes de rejet sur l’azote ne s’appliquent que dans les zones sensibles à l’eutrophisation.


Ce tableau doit être utilisé avec beaucoup de prudence. Même si les fourchettes de valeurs indiquées sont larges, elles restent très inférieures à celles trouvées dans la littérature, en particulier pour les eaux en début de ruissellement. Par exemple l'eau provenant d'un toit métallique peut présenter des concentrations beaucoup plus élevées en cuivre, plomb ou zinc selon la nature de la couverture. De même l'eau s'écoulant sur une voirie très circulée peut également avoir des concentrations supérieures pour différents indicateurs (MES, métaux lourds, azote, etc.) (voir Pollution des eaux de ruissellement (HU)).

Malgré tout, il apparaît que si les concentrations dans les rejets urbains de temps de pluie sont souvent inquiétantes par rapport aux valeurs de référence, ce n'est pas le cas des concentrations avant ruissellement, lesquelles restent le plus souvent inférieures aux valeurs de référence les plus sévères (sauf pour le cuivre et le zinc).

Cas des solutions alternatives

Dans le cas de l'utilisation de solutions alternatives utilisant l'infiltration, la situation est plus ambiguë et on peut considérer que les concentrations évoluent entre les bornes du tableau de la figure 2 en fonction :

  • de la distance parcourue entre le point de chute de la goutte d'eau et le point d'infiltration ;
  • des conditions du transfert.

Le raisonnement à suivre consiste donc à traiter chaque goutte de pluie au plus près de l'endroit où elle tombe (gestion à la source). Cette solution présente en effet deux avantages :

  • en limitant le trajet en surface (et surtout en évitant d'utiliser une conduite souterraine), on limite au maximum la concentration de l'eau en polluants ;
  • en ne concentrant pas les flux (surface d'infiltration aussi proche que possible de la surface d'apport), on limite le facteur de charge ; les masses de polluants apportées par unité de surface restent inférieures à des quantités ne posant pas de problème pour les sols (voir Pollution des eaux de ruissellement (HU)).

Risque d'impact sur les milieux aquatiques et maîtrise de la pollution

Les résultats détaillés présentés dans les différents articles concernant ce sujet (voir rubrique "pour en savoir plus" ci-dessous) permettent de tirer deux conclusions qu'une mauvaise interprétation des données rencontrées dans la littérature pourrait faire croire contradictoires :

Cette apparente contradiction s'explique principalement par les deux raisons suivantes :

  • les rejets urbains de temps de pluie, même s'ils sont pollués, ne présentent cependant pas, en général, des concentrations extrêmement fortes (sauf dans le cas de certains rejets unitaires par les déversoirs d'orage) ; leur dangerosité provient surtout de l'importance des débits et volumes concernés qui conduisent à des débits massiques et des masses déversées considérables en des points localisés ;
  • la concentration des eaux pluviales augmente de façon importantes pendant leur transfert dans le système d'assainissement et les concentrations, de même que les débits et les volumes, sont encore très faibles au début du ruissellement.

Gérer l'eau de pluie à la source constitue donc bien un moyen efficace de limiter les impacts des rejets urbains de temps de pluie.

Bibliographie:

Pour en savoir plus :

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