CEBEDEAU • CoMinGreat – mise en place d'une plateforme dédiée aux micropolluants pour la Grande Région

Les micropolluants sont un défi croissant dans le cycle urbain de l'eau. Ces substances parviennent dans les eaux de surface par le déversement des eaux urbaines dans le milieu naturel (les stations d'épuration communales et les décharges d'eaux pluviales), de même que par des rejets diffus (ex : lessivage des sols agricoles). Différentes études ont montré que les effluents des stations d'épuration étaient l'une des voies principales d'apport de nombreux micropolluants. Les études scientifiques et plans d’action à ce sujet sont nombreux et on retrouve des experts dans chaque pays européen. Cependant peu d’échange entre les décideurs persiste lors de la gestion conjointe de la qualité d’un milieu récepteur d’un bassin versant traversant plusieurs frontières. C’est dans ce contexte que le projet CoMinGreat a vu le jour. CoMinGreat est un projet européen INTERREG de la zone Grande Région (Grand-Duché de Luxembourg, Wallonie, Est de la France et des landers allemands de Sarre et de Rhénanie-Palatinat). Le projet a permis de collecter et d’harmoniser le savoir sur le thème des micropolluants dans la Grande Région, d’étendre les compétences existantes, de pratiquer le transfert de savoir et d’encourager la coopération transfrontalière.

Le projet comprenait une partie technique par la conception et l’exploitation d’un centre de démonstration pour tester des technologies dites basées sur la nature et les comparer aux technologies conventionnelles. La deuxième partie comprenait l’analyse des données récoltées (démonstrateur et campagnes de mesures), la modélisation (choix des traitements additionnels les plus pertinents) et la visualisation des données collectées (carte interactive).

1. La conception et l’exploitation d’un démonstrateur couplé à un centre d’information

Le démonstrateur est composé de quatre technologies de traitement additionnel dont la technologie de filtre planté avec substrat optimisé (FP), la combinaison d’un prétraitement photo-Fenton et de filtre planté (PF-FP) et les technologies plus conventionnelles de charbon actif (CA) et la combinaison d’un prétraitement par ozonation suivi d’une adsorption sur charbon actif (O3-CA). Le démonstrateur a été installé après le clarificateur de la station d’épuration de Bliesen (Allemagne). Cette STEP, de 13 000 EH reprenant presqu’exclusivement des eaux usées urbaines, traite le carbone, l’azote total et le phosphore (par ajout de FeCl3).

Les performances des différentes unités ont été mesurées sur leur capacité à éliminer différents micropolluants (résidus pharmaceutiques, phytosanitaires, alimentaires et industriels). De plus, une attention particulière s’est portée sur la présence, le développement et le relargage des bactéries résistantes aux antibiotiques.

Les résultats ont montré que la station d’épuration conventionnelle élimine déjà à plus de 80% la caféine, la ciprofloxacine, le DEET, le glyphosate, l’ibuprofène et acétyl-sulfaméthoxazole.

Sans grande surprise, les procédés conventionnels (CA et O3-CA) permettent l’abattement de la majorité des micropolluants. L’ajout d’une pré-oxydation permet d’élargir sensiblement le spectre des micropolluants abattus.

La filière FP seule a permis l’élimination de 19 composés sur les 23 quantifiables. L’ajout d’un prétraitement d’oxydation avancée a permis d’abattre 2 composés supplémentaires.

En ce qui concerne les macropolluants, les filtres plantés ont montrés une capacité épuratoire supplémentaire significative sur le phosphore total résiduel.

Les analyses bactériologiques n’ont pas montré de développement et de relargage de bactéries antibiorésistantes lors de l’année d’exploitation. Notons cependant que ce projet n’a pas eu vocation d’investiguer les risques à long terme.

2. Le développement de modèles permettant la sélection de technologies adaptées

Durant le projet, deux modèles ont été développés afin d’identifier la technologie la plus appropriée pour atteindre les objectifs de qualité du milieu récepteur.

Le premier modèle s’applique à l’échelle de la station d’épuration avec l’introduction des procédés additionnels de traitement étudiés via le démonstrateur. Ce modèle, développé sur MATLAB par l’université de La Lorraine, permet de simuler le devenir des micropolluants lors des différentes étapes de traitement.

Le second s’applique à l’échelle du bassin versant. Il permet de simuler l’état de qualité d’un cours d’eau dans l’espace et dans le temps via un modèle de flux variable. Le but est de visualiser et de prévoir l’effet de l’installation d’un traitement additionnel (en sortie d’une station d’épuration) sur l’état de qualité de la rivière. Cet outil permet d’identifier le lieu et le type de traitement ayant le plus d’impact sur la qualité de l’eau de surface et donc d’optimiser les investissements.

3. Une plateforme internet dédiée aux micropolluants

La plateforme internet du projet (comingreat.eu) regroupe des informations théoriques sur les micropolluants, leurs sources, la législation en vigueur dans les pays de la Grande Région ainsi que sur les technologies étudiées lors de l’exploitation du démonstrateur.

La plus-value incontestable du site est la mise à disposition d’une carte interactive. Elle permet la visualisation de diverses données dont les concentrations mesurées dans des stations de mesure de la Grande Région pour quatre molécules de référence (clarithromycine, diclofénac, carbamazépine et 1H-benzotriazole).

Deux autres cartes sont disponibles, elles reprennent les données sur la concentration spécifique en diclofénac et la liste des programmes de mesures et des études de faisabilité sur les stations d’épurations de la Grande Région.

Une partie du site (wiki), accessible sur inscription aux professionnels du secteur, partage plus d’informations sur les micropolluants.

Le projet fait partie du programme transfrontalier de coopération territoriale européenne 2014-2020 INTERREG V A « Grande Région ». Il a rassemblé les compétences d’universités (Université du Luxembourg, du Centre National de la Recherche Scientifique, Délégation Centre Est / Université de Lorraine, l’université de Kaiserslautern), des services publics (Entsorgungsverband Saar – EVS, Allemagne) ainsi que du pôle de compétitivité (HYDREOS, France) et l’entreprise privée (CEBEDEAU, Belgique). Il a été financé principalement par les fonds européens FEDER (60%) avec quelques co-financements locaux : Le ministère de l’Environnement et du climat de la Sarre et de la Rhénanie-Palatinat, Le gouvernement du Grand-Duché du Luxembourg et les services publiques de Wallonie.