Assainissement : anticiper les effets du changement climatique

Dossier : Le Grand Paris : Les territoires, espaces d‘anticipationMagazine N°676
Par Jacques OLIVIER

Les conséquences possibles du changement climatique sont nombreuses. Il aura un impact sur les volumes qui arriveront sur les usines, les charges à traiter et les performances à obtenir pour préserver la qualité de la Seine qui aura été restaurée au moins sur le plan de sa qualité physicochimique. Les volumes journaliers de temps sec devraient poursuivre leur tendance à la baisse ou connaître au mieux une stabilisation, le contexte de stress hydrique pouvant conduire à la mise en place d’une véritable politique d’économie d’eau d’une part, et la baisse de la recharge des nappes ayant probablement pour conséquence de limiter les apports d’eaux parasites permanentes, d’autre part.

REPÈRES
Le changement climatique peut affecter aussi bien l’approvisionnement en eau, la qualité des cours d’eau en amont de l’agglomération parisienne qui pourrait se dégrader du fait de la baisse des débits, que la capacité de la Seine à supporter les rejets polluants de l’agglomération parisienne. Le fleuve pourrait connaître une pression d’usages rendant nécessaire une réelle réduction des consommations d’eau potable.

Pollution croissante

Le contexte de stress hydrique peut mener vers une politique d’économie d’eau

On observe depuis plusieurs années une baisse régulière des volumes arrivant sur les usines du SIAAP alors que les charges de certains polluants à traiter augmentent. Ces baisses de volumes affectent particulièrement, parfois de manière importante, la dynamique des flux arrivant sur l’usine de Seine aval. En effet, les réseaux de transport sont faits pour fonctionner avec des volumes d’eau plus importants que ceux rencontrés aujourd’hui. Dans de telles conditions, les effluents ont tendance à devenir septiques, et la vitesse, très souvent faible, entraîne la formation de dépôts dans les réseaux. Ces conditions sont très préjudiciables à une bonne qualité de l’épuration car, à la première pluie, les dépôts sont repris, provoquant des à-coups de charge difficiles à gérer par les exploitants des usines.

Gérer la variabilité des débits

La prise en compte des pollutions par temps de pluie va conduire le SIAAP et les autres maîtres d’ouvrage à mettre en œuvre des ouvrages de stockage destinés à intercepter les rejets de temps de pluie pour les traiter sur les usines.

Moyen terme et long terme
À moyen terme, les débits journaliers arrivant sur les usines de retraitement devraient poursuivre leur baisse. À plus long terme, ces débits pourraient revenir à des valeurs proches de celles d’aujourd’hui en raison de l’augmentation démographique prévue dans le cadre du développement du Grand Paris.

Cela va créer une variabilité nouvelle des débits et charges pour la gestion des installations du SIAAP qui, jusqu’à récemment, en raison du déficit de capacité épuratoire, ont plutôt fonctionné à débit constant. Dans ce contexte, le système de gestion dynamique des flux du SIAAP occupera une place centrale dans la maîtrise des problèmes évoqués ci-dessus. Les charges à traiter vont connaître des changements liés à l’augmentation démographique et à l’évolution des volumes d’eau assurant le transport des polluants. Ainsi, la charge en azote réduit va suivre l’augmentation démographique. L’interdiction en 2012 des phosphates dans les lessives textiles industrielles et dans les lessives pour lave-vaisselle devrait entraîner une baisse de la charge en phosphore.

Concentrations en hausse

Mauvaises odeurs
Les dépôts de matière polluante dans les conduites génèrent des gaz toxiques et de mauvaises odeurs. Pour limiter l’apparition d’H2S, le SIAAP utilise d’importantes quantités de nitrate de calcium au bilan carbone très négatif. La gestion des réseaux de transport pour mieux maîtriser l’apparition de ces problèmes figure parmi les sujets de préoccupation de demain.

Réduction des volumes d’eau et évolution démographique vont amener une hausse des concentrations. Ainsi l’azote réduit pourrait passer, vers 2030, en moyenne de 50 mg/L à 60 mg/L. Pour les autres paramètres, en moyenne les concentrations devraient augmenter avec des différences sensibles entre paramètres en raison de l’incidence du temps de séjour dans les réseaux. La proportion entre les paramètres pourrait s’en trouver modifiée. Il est probable que les phénomènes de variations de charges que l’on observe aujourd’hui s’amplifient dans le futur. En effet, la structure actuelle du réseau, conçu pour fonctionner avec des quantités importantes d’eau pour assurer de bonnes conditions de transport, pourrait nécessiter des modifications importantes pour permettre soit d’atteindre les vitesses d’autocurage soit d’assurer des chasses hydrauliques des dépôts résultant de l’insuffisance de la vitesse d’écoulement. La maîtrise de ces phénomènes tout comme la capacité de les prévoir seront probablement les clés de la qualité des performances épuratoires.

Éviter une régression de la qualité

Les usines du SIAAP ont la capacité de traiter en conditions nominales la charge correspondant à une population d’environ 9,8 millions d’habitants, capacité toute théorique qui repose sur une répartition des flux optimale entre les usines.

Chasses naturelles
Les chasses naturelles provoquées par les épisodes pluvieux sont doublement délicates à gérer car, à l’aspect du phénomène hydraulique transitoire, viennent s’ajouter des variations de charges massiques à la hausse ou à la baisse selon les paramètres et leur sensibilité à la décantation ou à la dilution.

Il n’est pas dit que le développement urbain suive rigoureusement celui des bassins d’apport de chaque usine. De plus, le SIAAP n’aura alors plus de réserve de secours pour assurer la sécurité d’exploitation pour les opérations de chômage d’usine. La capacité des usines à traiter par voie biologique les flux de polluants occasionnés par les événements pluvieux se réduira progressivement au fur et à mesure de l’augmentation des charges de temps sec. En effet, la marge de sécurité actuellement disponible permet de traiter une fraction des eaux de pluie aux performances nominales.

L’accroissement des rendements épuratoires atteindra assez rapidement ses limites

Si les prévisions de baisse du débit d’étiage avec une période d’étiage prolongée se confirmaient, cela constituerait une évolution fondamentale pour le respect des objectifs de qualité de la Seine et un enjeu majeur pour le SIAAP confronté à l’effet combiné de l’augmentation des charges à traiter et de la diminution des charges à rejeter en Seine dans l’optique de maintien du bon état. Cela veut dire un accroissement permanent des rendements épuratoires qui atteindra assez rapidement ses limites.

D’où la crainte d’une lente régression du bon état physicochimique au fur et à mesure de l’accroissement démographique et de l’amplification des effets du changement climatique. La reconquête de la Seine pourrait n’avoir été qu’un intermède. Après des décennies de travaux pour la reconquête de la Seine cette évolution serait contraire au principe de développement durable. Ainsi, l’évolution démographique et l’accroissement des contraintes sur la Seine, en lien notamment avec le changement climatique, pourraient nécessiter des compléments de moyens épuratoires avec des performances très élevées.

_____________________________
Article issu de l’ouvrage Belgrand et son héritage, à paraître aux Presses des Ponts.

Commentaire

Ajouter un commentaire

Bertrandrépondre
6 août 2012 à 12 h 04 min

en effet, les capacités
en effet, les capacités épuratoires des systèmes d’assainissement atteindront des limites technologiques mais avant tout financières, car le service public d’assainissement n’a pas les moyens de se payer des stations high-tech. Par contre, si les délégataires et syndicat s’intéressent à l’augmentation des capacités épuratoires des cours d’eau (hydromorphologie et dés-imperméabilisation du bassin versant), les solutions existent.

Répondre