Plateforme pour l’eau, le gaz et la chaleur
Article technique
02. juin 2023

Secrétariat

Les adsorbeurs comblent une lacune dans la mise en Ĺ“uvre des mesures liées à la ville éponge

Les hautes écoles spécialisées OST et FHNW ont testé six dispositifs techniques d’adsorption au moyen de simulations d’essais sur le terrain. Ceux-ci éliminent si efficacement les MES, les métaux lourds et les micropolluants, que les eaux de ruissellement fortement polluées peuvent être traitées avant l’infiltration souterraine. Cela ouvre la voie à une gestion de l’eau adaptée au climat : afin de garantir la protection des eaux souterraines, même dans des zones sensibles comme le secteur AU de protection des eaux, les autorités qui délivrent les autorisations peuvent imposer des barrières très efficaces et contribuer ainsi à la solution pour la mise en Ĺ“uvre des mesures liées à la ville-éponge.
Stefan Hasler 

Le changement climatique se traduit par de fortes précipitations plus intenses et plus fréquentes et par des canicules plus marquées. Les villes et les communes sont obligées d’adapter leur gestion de l’eau de telle sorte que la population ne subisse pas le stress thermique croissant ni les dégâts causés par le ruissellement (voir fig. 1).

En fonction de l’utilisation, du bassin versant ou du trafic, les eaux de ruissellement des toitures, des façades, des routes et des places sont polluées par des métaux lourds, des micropolluants et des particules. Pour garantir une protection suffisante des eaux souterraines, l’admissibilité de l’infiltration des eaux de ruissellement est régie par la directive du VSA « Gestion des eaux urbaines par temps de pluie » (voir fig. 2).

L’infiltration superficielle est la règle d'or

L’infiltration par une couche de sol biologiquement active constitue en règle générale un traitement satisfaisant, même pour des eaux de ruissellement fortement polluées, car, lorsque sa structure le permet, le sol a à la fois une action filtrante sur les substances particulaires et une action d’adsorption sur les substances dissoutes (métaux et micropolluants).

 

Alternative : traitement par adsorption

Cependant, en milieu urbain en particulier, il n’y a pas toujours suffisamment d’espace (vert) disponible pour que les eaux de ruissellement s’infiltrent à travers un sol végétal naturel. Les eaux polluées provenant de places et de surfaces de circulation doivent être traitées, par exemple au moyen d’un adsorbeur, avant l’infiltration souterraine.

Comme il n’y avait jusqu’ici aucun adsorbeur testé disponible, de nombreuses autorités (cantonales) chargées de délivrer les autorisations se voyaient contraintes d’interdire l’infiltration, notamment des eaux de chaussée, afin de protéger les eaux souterraines. Cela va à l’encontre des efforts déployés par les villes pour retenir les eaux pluviales et les mettre à la disposition des arbres des rues. En de nombreux endroits, les responsables cantonaux chargés de protéger les eaux souterraines avaient donc une réputation d’empêcheurs de tourner en rond, qui bloquaient les bonnes solutions pour la mise en œuvre des mesures liées à la ville éponge.

Des essais sur le terrain simulés démontrent la grande efficacité

C’est pourquoi le VSA se réjouit que deux des dispositifs d’adsorption installés à l’Institut de technologie environnementale et des procédés (UMTEC) (voir encadré) remplissent le niveau d’exigences maximal « élevé » pour les trois classes de substances testées et que tous atteignent au moins le niveau d’exigences « standard » :

  • Matières en suspension (MES) : tous les adsorbeurs ont un rendement > 90% (moyenne sur les six adsorbeurs = 95% !) ;
  • MĂ©taux lourds : quatre adsorbeurs atteignent le niveau d’exigences « élevé » (rendement > 90%) et deux le niveau d’exigences « standard » (rendement 70%-90%).
  • Micropolluants : deux adsorbeurs atteignent le niveau d’exigences « élevé » (rendement > 90%) et quatre le niveau d’exigences « standard » (rendement 70%-90%).
  • Remobilisation par le sel de dĂ©neigement : tous les dispositifs ont rĂ©ussi l’essai avec des taux de mobilisation nettement infĂ©rieurs Ă  0,3%.
Les barrières contre les substances sont prêtes

Avec les adsorbeurs testés, on dispose de barrières très efficaces qui permettent de traiter également les eaux de chaussée fortement polluées et de les infiltrer ensuite à travers le sol ou dans un substrat pour arbre. Les eaux souterraines sous-jacentes sont efficacement protégées par cette barrière, de sorte que plus rien ne s’oppose désormais à la mise en œuvre de mesures liées à la « ville éponge », même dans des zones sensibles comme le secteur AU de protection des eaux.

Les adsorbeurs doivent être surveillés

Les adsorbeurs sont des installations de traitement qui doivent être construites, exploitées et entretenues conformément aux instructions du fabricant. Cela implique également le remplacement de l’adsorbant avant que sa capacité d’adsorption ne soit épuisée. La VSA recommande à l’autorité qui délivre l’autorisation de prévoir les dispositions correspondantes dans l’autorisation. Lors de la mise en œuvre, les dispositifs d’adsorption devraient être surveillés au même titre que les petites stations d’épuration (pSTEP).

La « priorité zéro » reste essentielle !

Cependant, la « priorité zéro » continue de passer avant le recours à des dispositifs d’adsorption. Il s’agit de toutes les mesures permettant d’éviter ou de réduire le ruissellement et la pollution des eaux de pluie (p. ex. surfaces perméables permettant l’infiltration décentralisée sur place, évacuation des eaux par l’accotement, toitures plates végétalisées, etc.). Après épuisement des mesures visant à réduire le ruissellement et sa pollution (et en l’absence de place disponible pour l’infiltration superficielle), des eaux de chaussée faiblement polluées peuvent également être infiltrées sans traitement par des pavés gazon/drainants/composites ou dans un substrat pour arbre.

La détermination du rendement est basée sur une série de charges entrantes définies avec une substance particulaire (MES, poudre de quartz W4), deux métaux lourds (cuivre, zinc) et deux micropolluants (mécoprop, diuron). Pour l’essai standard, des concentrations d’entrée de 0,2 mg/l de cuivre, zinc, mécoprop et diuron, ainsi que de 150 mg/l de MES ont été définies. Au cours de l’essai standard (63 événements) et l’essai sur les eaux de toiture (12 événements), des charges pluriannuelles ont été appliquées. Lors de l’essai sur les eaux de toiture, les substances dissoutes ont été dosées à 1 mg/l ; les MES n’ont pas été prises en compte. La réalisation des essais a été soutenue par la Promotion des technologies environnementales de l’OFEV.

L’essai de terrain simulé se rapproche fortement de la réalité du terrain en ce qui concerne les niveaux de concentration des substances dosées et les événements pluvieux simulés. Cela devrait permettre d’obtenir une grande transférabilité des résultats dans la pratique et une bonne acceptation de la part des services délivrant les autorisations.

Les dispositifs d’adsorption testés avec succès ainsi que la fiche d’information sur l’essai de performance, complété par le test de terrain simulé, seront disponibles gratuitement à partir de juillet 2023 à l’adresse www.vsa.ch/adsorber. Un rapport de laboratoire décrit les installations techniques et renvoie au fabricant, de façon que les planificateurs, les communes et les cantons aient accès à toutes les informations.

Les résultats seront présentés comme suit :

 

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