Session C9 - Performance de traitement des ouvrages d'infiltration

Les systèmes d’infiltration des eaux pluviales sont de plus en plus utilisés comme alternative aux drains conventionnels. Cependant, leur utilisation soulève des inquiétudes quant à la pollution des eaux souterraines. Les recherches sur le transport des polluants issus des eaux pluviales vers la zone saturée en milieu urbain restent limitées, et cette étude y contribue en examinant la qualité d’eaux pluviales provenant de deux bassins versants contrastés lors de leur infiltration à travers trois bassins pilotes. Au cours de trois essais, les paramètres physico-chimiques, certains métaux et des micropolluants organiques (par ex. HAP, composés organostanniques, BPA, PFAS) ont été surveillés à l’entrée et à la sortie. Le zinc et certains polluants organiques (BPA, HAP) ont montré des réductions, tandis que le cuivre et les composés organostanniques présentaient des concentrations accrues en sortie. En particulier, les composés MBT et MOT ont été détectés à des niveaux plus élevés, suggérant un lessivage des sols ou matériaux de construction. Des analyses supplémentaires du sol et du potentiel de lessivage aideront à clarifier les sources internes. Ces résultats soulignent que les systèmes d’infiltration peuvent à la fois atténuer et introduire des contaminants, avec des implications pour la qualité des eaux souterraines peu profondes.

En milieu urbain, les projets de gestion des eaux pluviales sont fréquemment confrontés à des sites où le sol présente un fond anthropique élevé (remblais, friches industrielles). L’absence de méthodologie pour évaluer la remobilisation potentielle des contaminants provenant de ces horizons représente un frein pour l’infiltration des eaux pluviales. L'approche proposée combine (1) une démarche de modélisation hydrodynamique de la zone non-saturée, pour estimer la lame d’eau atteignant l'horizon contaminé, et (2) des essais de percolation en colonne, pour évaluer la dynamique de remobilisation de divers contaminants. Les résultats de modélisation suggèrent que les processus capillaires et l’évapotranspiration peuvent contribuer à une réduction significative des flux d’exfiltration dans les systèmes de gestion « à la source ». Sur le plan expérimental, cinq sols ont été caractérisés, représentant un gradient de contamination tout en excluant des cas de pollution concentrée. Les métaux, métalloïdes et hydrocarbures présentaient généralement des concentrations décroissantes en sortie de colonne, avec des niveaux de contamination en phase dissoute du même ordre de grandeur que les concentrations dissoutes observées dans les eaux de ruissellement urbaines. Bien que les concentrations se stabilisent autour d’une valeur modérée, ce « régime permanent » représente une contribution significative au flux massique total exporté de la colonne. Sur l’un des sols étudiés, les percolats présentaient un pH très basique, ce qui souligne une autre forme d’impact à laquelle il convient de demeurer vigilant.

Les noues végétalisées constituent un outil essentiel pour la gestion durable des eaux pluviales en milieu urbain, mais leurs performances hydrauliques varient fortement selon les conditions locales. Cette étude évalue environ 300 bioswales implantées à New Haven afin d’analyser comment la taille du bassin versant, l’occupation du sol, la végétation et les dépôts sédimentaires à l’entrée influencent les taux d’infiltration mesurés in situ. Les bassins versants ont été délimités manuellement dans un SIG en interprétant le sens d’écoulement de surface. Les tests d’infiltrométrie montrent des infiltrations nettement plus faibles à l’entrée (médiane ≈ 3,5 cm/min) qu’à la sortie (≈ 5 cm/min). Une corrélation faible mais significative entre la taille du bassin versant et l’infiltration (ρ ≈ 0,12) a été observée—un résultat surprenant compte tenu des charges polluantes plus élevées attendues dans les grands bassins. Les zones résidentielles présentent des infiltrations supérieures à celles des zones commerciales. Ces résultats, obtenus sur un ensemble de sites plus vaste que dans la plupart des études existantes, fournissent une base solide pour optimiser l’implantation et l’entretien des infrastructures vertes.

L’infiltration des eaux pluviales (SW) est de plus en plus utilisée pour restaurer l’hydrologie urbaine, mais ses effets sur la qualité des eaux souterraines (GW) selon l’occupation du sol restent mal connus. Nous avons étudié la contamination de cinq aquifères du nord de Stockholm influencés par les eaux pluviales depuis plusieurs décennies, à partir de 121 échantillons prélevés sur 31 sites couvrant des bassins naturels, agricoles, mixtes et urbains. Les sites ont été caractérisés par leur vulnérabilité hydrogéologique et leur proximité de sources potentielles (axes de transport de matières dangereuses, sites suspects de PFAS, sites contaminés). Soixante-six paramètres ont été analysés, dont nutriments, ions majeurs, métaux traces, radon, COV chlorés et 21 PFAS. De nombreux métaux traces, PFAS à chaîne courte et PFAS4 ont été fréquemment détectés, tandis que la plupart des PFAS à chaîne plus longue et plusieurs COV l’ont été rarement ou jamais. L’analyse de redondance a montré que l’occupation du sol, l’aquifère et la proximité (<500 m) de sources suspectes de PFAS expliquent 29 % de la variabilité des concentrations. Les PFAS et métaux traces sont positivement associés aux zones urbaines, alors que les bassins naturels, agricoles et mixtes présentent des associations plus faibles ou négatives, indiquant que l’infiltration des eaux pluviales peut mobiliser des contaminants conventionnels et émergents vers les eaux souterraines, avec des impacts modulés par l’occupation du sol, les conditions aquifères et la proximité de sources de pollution.