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Article technique
23. juillet 2019

Workshop de la SSIGE «Moule quagga»

Le zèbre quagga a disparu mais la moule quagga arrive en force

La moule zébrée avait été introduite dans les eaux suisses dans les années 1960. Les stations de traitement exploitant l'eau de lacs ont alors pris diverses mesures pour empêcher ces bivalves de coloniser leurs installations. Depuis quelques années la moule quagga, un proche parent de la moule zébrée, est apparue dans les eaux suisses. La moule quagga colonisant des eaux bien plus profondes que la moule zébrée, y compris dans les zones de prélèvement pour les eaux potables, les distributeurs sont toujours plus nombreux à être touchés par ce problème et doivent trouver de nouvelles méthodes pour lutter contre ce fléau. Cette problématique a été abordée lors du Workshop de la SSIGE qui s’est tenu à fin mars à Berne.
Margarete  Bucheli 

Dans le cadre de sa thèse de doctorat à l‘EAWAG, Lukas de Ventura (canton d'Argovie) avait intensivement étudié la moule zébrée (Dreissena polymorpha) et la moule Quagga (Dreissena rostriformis bugensis). Il était donc la bonne personne pour présenter l’exposé introductif du Workshop. Lors de ses travaux de recherche, la moule quagga n'avait pas encore atteint la Suisse, mais avait déjà été détectée dans le Rhin près de Bâle, explique M. de Ventura. Depuis, elle a été signalée dans plusieurs lacs (lac de Constance, lac Léman, lac de Neuchâtel) et s'y est répandue.

D'obord la moule zébrée, puis la moule quagga

De nombreuses observations ont montré que la moule quagga tend à supplanter la moule zébrée dans les zones où cette dernière est déjà implantée. À la question de savoir pourquoi ces deux espèces étroitement liées, pouvant facilement être confondues et issues toutes deux de la région de la mer Noire, ont envahi l'Europe avec un tel décalage, M. de Ventura a émis quelques hypothèses: les deux espèces se propagent essentiellement par les eaux de ballast des navires (transportant les larves) ou en se fixant sur leurs coques. Les moules zébrées auraient une plus grande capacité d’adhérence, explique M. de Ventura, ce qui pourrait expliquer leur apparition plus précoce en Suisse. Bien que les deux espèces viennent de la même région, elles ont des besoins différents. La moule zébrée est ainsi mieux adaptée à l'eau saumâtre, tandis que la moule quagga préfère l'eau douce, ce qui expliquerait sa plus grande prolifération en présence de faibles concentrations en nutriments. De plus, elle a une grande capacité d‘adaptation, peut frayer et croître à basse température et se trouve tant en eau peu profonde qu'à des profondeurs pouvant atteindre 130 mètres. La moule zébrée, en revanche, ne prolifère que jusqu'à des profondeurs de 30-40 mètres.

Les effets sur l'écosystème

«Ces deux moules sont des filtreurs très efficaces», explique M. de Ventura. Elles contribuent à réduire les quantités de zoo- et de phytoplancton, ce qui a augmente la transparence de l'eau. Il s’ensuit une prolifération des macrophytes et du zoobenthos, ce qui affecte la composition des population de poisson des lacs touchés. La présence des moules peut aussi favoriser la multiplication des cyanobactéries. Dans l'ensemble, il faut s’attendre à ce que la multiplication des dreissènes entraîne une modification des réseaux trophiques et un déplacement de l’ensemble de la biomasse lacustre de l'eau libre vers la zone littorale.

La concurrence entre les différents organismes filtreurs du lac de Constance est étudié par Linda Haltiner, doctorante à l'Eawag, dans le cadre du projet «SeeWandel: Leben im Bodensee - gestern, heute und morgen» («Le lac de Constance en mutation: vivre hier, aujourd'hui et demain») initié en 2018. Elle précise que ses recherches visent à évaluer quantitativement les effets des deux moules envahissantes, quagga et zébrée, sur le réseau trophique.

Du lac de Constance au lac Léman

Les deux usines de potabilisation des eaux du Léman du Service de l’eau de Lausanne (à Saint-Sulpice et à Lutry) captent l'eau brute à une profondeur de 55 à 65 mètres. De ce fait, rapporte Brigitte Schmidt (Service de l’eau), il n'y avait pas de problèmes avec les moules zébrées. Or la moule quagga, signalée pour la première fois dans le lac Léman en 2015, prolifère rapidement, surtout depuis 2018, et colonise également la prise d'eau et les cuves  d'eau brute des deux usines.

Au cours de ces prochaines années, il est prévu de rénover et de transformer la station de Saint-Sulpice. Mme Schmidt explique que des essais pilotes ont été réalisés entre 2015 et 2017. Le problème des moules quagga n'était pas encore connu et les essais se sont concentrées sur les micropolluants. Des analyses complémentaires sont donc aujourd'hui nécessaires pour déterminer si les process prévus sont adaptés à la nouvelle situation. Il s’agit également de trouver des solutions intelligentes pour le nouveau prélèvement de l’eau dans le lac.

Que peut-on faire? 

Mme Schmidt a présenté diverses pistes pour des mesures préventives et une maintenance adaptée des installations de prélèvement d'eau brute et de la chaîne de traitement. Au niveau de la crépine, la chloration ne serait ni efficace ni réalisable. Cependant, il a été observé que certaines crépines sont moins colonisées que d'autres. Dès lors, on peut se demander quelle est l'influence du matériau utilisé et de leur géométrie, cette dernière influençant directement la vitesse de l'eau. Or il semblerait, selon Mme Schmidt, que les moules quagga soient sensibles aux forts courants. Les vibrations de la crépine induites par la circulation de l'eau pourraient  peut-être aussi constituer une mesure adéquate.

La chloration de la conduite d'eau brute est une méthode dont l'efficacité est avérée. Beaucoup d'expérience a déjà été acquise avec ce procédé puisqu'il est actuellement appliqué préventivement contre les moules zébrées par certains distributeurs. Enfin, l’ultrafiltration serait une barrière efficace contre la pénétration des bivalves ou de leurs larves dans les usines et le réseau de distribution.

Chloration de l’eau brute

L'eau brute de Genève étant prélevée à une profondeur d'environ 33 m, les SIG (Services Industriels de Genève) ont dû faire face au problème de la moule zébrée depuis de nombreuses années. Stéphan Ramseier (SIG) présente les mesures prises et espère qu'elles seront également efficaces contre les moules quagga. En tout état de cause, aucune moule quagga n'a encore pénétré dans l'usine de traitement des eaux. En 1971 déjà, Maarten Schalenkamp, alors directeur du Service des eaux de Zurich, avait préconisé dans un article de la gwa la chloration élevée dans la conduite au lac comme étant la mesure préventive la plus simple et la plus économique. Par la suite, le Service des eaux de Zurich a passé à une chloration choc mensuelle pendant la période de frai des bivalves, méthode encore utilisée aujourd'hui avec succès.

Mais la situation est un peu plus compliquée à Genève, explique M. Ramseier. La conduite d’amenée d’eau fait environ 3 km de long, contre 300 m à Zurich. Dans le cas d'une chloration choc, une telle longueur nécessiterait l'ajout de grandes quantités de chlore et produirait d'énormes volumes d'eau chlorée qu’il faudrait ensuite éliminer. C'est pourquoi les SIG recourent à une chloration continue à faible concentration, juste après la crépine. Le bon dosage de chlore doit être trouvé  pour limiter les coûts de la chloration et de la corrosion due au chlore d'une part, et pour minimiser les pertes de charge que provoqueraient les moules d'autre part.

Retour au lac de Constance 

À la suite de ces deux exposés sur les mesures prises dans les ouvrages de potabilisation du Léman, il a été question de la situation du lac de Constance. Dans la «mer Souabe», la moule quagga a été observée pour la première fois au printemps 2016. Entre-temps, elle a conquis le lac de Constance et a plus ou moins remplacé la moule zébrée. Roland Schick du Service de l’eau du lac de Constance (Sipplingen, DE) signale qu'il est frappant de constater que, contrairement à la moule zébrée, la quagga colonise également les sédiments meubles.

L'usine de potabilisation de Sipplingen prélève l'eau à une profondeur de 60 m et, après plusieurs étapes de traitement, la distribue à environ 320 villes et communes du Bade-Wurtemberg, dont Stuttgart. L'une des mesures les plus efficaces contre la colonisation par les moules quagga, à savoir la chloration de l'eau dans la conduite de captage, ne peut être appliquée ici nous dit M. Schick, la désinfection de l'eau brute étant interdite en Allemagne. Toutefois, des mesures immédiates ont déjà été prises: surveillance accrue des larves et des moules, contrôles réguliers et nettoyage plus fréquent des installations concernées, adaptation des paramètres de traitement (augmentation des doses d'ozone, installation de deux pompes primaires, …). M. Schick plaide en faveur d'une approche holistique lorsqu'il s'agissait de repenser à long terme le prélèvement et le traitement de l'eau, même si la moule quagga est le déclencheur du plan d'action. En plus de la présence de la moule quagga divers facteurs sont ainsi pris en compte au niveau du concept de l'alimentation durable en eau du lac de Constance: micropolluants, changements climatiques et modifications de la qualité de l'eau, événements/incidents imprévisibles, disponibilité et demande en eau, redondance et fiabilité des installations, durée de vie des composants des installations, attentes des citoyens, questions juridiques etc. Deux solutions techniques se profilent aujourd'hui pour la maîtrise du problème de la moule quagga à plus long terme. D'une part, la construction de nouveaux systèmes de prélèvement pouvant être curés et, d'autre part, la mise en œuvre de l'ultrafiltration le plus en amont possible dans la chaîne de traitement, pour retenir les particules et les larves de moules.

Rolf Stettler de Stadtwerke St. Gallen (sgsw) décrit la situation sur la rive suisse du lac de Constance. Toutes les usines de traitement des eaux du lac supérieur sont touchées, la colonisation par les moules quagga semblant intervenir un peu plus tardivement dans celles dotées de prises d'eau plus profondes. Quant aux installations du lac inférieur, M. Stettler n’a pas pu se prononcer. Il a ensuite expliqué que la chloration choc n'a jamais été mise en oeuvre dans l’usine de Frassnacht de sgsw bien que les installations nécessaires soient disponibles. Des photos d'une inspection par caméra d'une petite partie de la conduite sous-lacustre montrent des moules qui s'y sont fixées, moins sur la paroi que dans la partie inférieure de la conduite où s'accumulent un peu de limon et de sable. Ce constat permet d'espérer que les moules seront facilement éliminées par curage.

Pas de solution prête à l'emploi, mais de nombreuses possibilités 

Le dernier orateur, Peter Hartmann (Wabag AG), a donné un aperçu des possibilités techniques tout en précisant qu’il n’existe pas encore de solution prête à l’emploi. Des méthodes de traitement chimique telles que la chloration choc ou la chloration en continu sont disponibles pour protéger les conduites, ainsi que des méthodes de nettoyage mécaniques telles que le curage ou le nettoyage à jet haute pression. Ces deux procédés mécaniques sont déjà utilisés dans d'autres domaines, mais on manque encore d'expérience quant à leur faisabilité technique dans les conduites d'eau de lac. Il s'agit maintenant d'acquérir le savoir-faire nécessaire. M. Hartmann a également exposé les idées suivantes au niveau de la conduite d'eau de lac: vibrations au niveau de la conduite et/ou de la crépine d'aspiration, traitement par ultrasons, utilisation de matériaux repoussant les moules, vitesses d'écoulement plus élevées ou inversion régulière du sens d'écoulement dans la conduite et, enfin, l'utilisation de robots de nettoyage. M. Hartmann a également mentionné l'ultrafiltration comme étant la seule mesure de traitement efficace pour protéger les installations de traitement des eaux, toutes les autres méthodes de filtration étant trop grossières pour retenir suffisamment les larves des moules.

Au cours de la discussion concluant ce Workshop, d'autres mesures de lutte ont été évoquées, telles que les procédés électriques, la cavitation, la réduction du pH et l'utilisation d'un tamis à fentes. À l'exception de ce dernier, aucun distributeur n’a encore testé ces procédés. A noter que les quantités d'énergie nécessaires à certaines de ces méthodes peuvent être considérables. M. Schick précise que les essais du Service des eaux du lac de Constance avec un tamis à fentes (Muschelstop) montrent la présence des larves viables en sortie de tamis. Il a également mentionné que l'acidification ponctuelle au CO2 pourrait faciliter le curage.

Daniel Urfer (rwb) souhaite que le problème des moules quagga soit l'occasion d’une remise en question de la conception des prise d'eau brute (datant des années 1960 et 1970) et dune amélioration de l'ingénierie de ces conduites. Il faudrait en effet les concevoir dès le départ de manière à pouvoir les nettoyer et les racler relativement facilement et les surveiller en ligne à l'aide de caméras. Des réflexions devraient également être menées sur les redondances. Il serait peut-être plus judicieux de prévoir deux conduites légèrement plus petites en lieu et place d'une seule conduite à gros diamètre. M. de Ventura relève par ailleurs que les moules quagga auraient besoin d'un biofilm pour s'attacher à une surface. Par conséquent, il pourrait être envisageable de nettoyer les installations plus souvent afin de réduire ce Biofilm.

La SSIGE va créer une plateforme d'échange 

Andreas Peter, responsable du contrôle de la qualité du Service des eaux de Zurich et président de la commission SSIGE W-UK2 «Qualité et traitement de l'eau», annonce dans sa conclusion que la W-UK2 poursuivrait le sujet et veillerait à ce qu'une plateforme d'échange soit mise en place. Dans un premier temps, un groupe de travail interdisciplinaire travaillera sur l'assistance aux distributeurs d'eau concernés. Il rappelle que les stations de traitement d'eau de lac ont déjà été confrontées par le passé à de nouveaux défis et que des ajustements ont été faits à maintes reprises. La situation n'est donc pas complètement nouvelle, c'est pourquoi M. Peter conclut par: «Pas de panique!»

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