Posters du mardi 30 juin
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Pollution routière urbaine : Contamination en microplastiques et ses corrélations avec les déchets, les particules de pneus et les métaux lourds
Les microplastiques sont peu étudiés dans les eaux de ruissellement et les sols urbains récepteurs. Les études existantes des microplastiques dans les sols urbains n'incluent généralement pas d'autres polluants urbains qui pourraient être liés. Cette étude fournit un aperçu complet de la pollution des sols urbains récepteurs des eaux de ruissellement routières. Elle s'appuie sur une étude précédente de bassin de rétention d'autoroute qui traité des particules d'usure des pneus et qui a montré un lien entre les déchets plastiques et les microplastiques (25 à 500 µm). Dans cette étude, les sites comprennent trois bords de route avec des niveaux de trafic entre 3000 à 17000 vh/jr et un parking équipé de cellules de biorétention, situés en Île-de-France, au nord-est de Paris. À chaque site, des échantillons de sol composites ont été prélevés à des endroits recevant des eaux de ruissellement et analysés pour la présence de déchets plastiques, de microplastiques, de particules d'usure des pneus et des routes, et de métaux lourds. En outre, une analyse chimique des composés associés à l'usure des pneus et des études d'écotoxicité du sol et de ses lixiviats compléteront ces données. Les résultats préliminaires montrent que les concentrations de tous les polluants diminuent à mesure que la distance à la route augmente. On soupçonne que les particules provenant de l'usure des pneus et des routes sont corrélées aux métaux. De plus, les résultats suggèrent que les microplastiques, dans la gamme de taille analysée, proviennent plutôt de l’atmosphère et de l’usure des pneus et la chaussée que de la fragmentation des macroplastiques.
Modélisation du transport des polluants en laboratoire : ce que l'on peut en apprendre
Le ruissellement des eaux pluviales urbaines est de plus en plus reconnu comme une ressource précieuse dans le contexte de la pénurie d’eau aggravée par le changement climatique. Cependant, la qualité de ce ruissellement est souvent compromise par des micropolluants provenant des matériaux de construction, tels que les pesticides lessivés des membranes bitumineuses de toiture. Cette étude se concentre sur les émissions de l’acide 2-méthyl-4-chlorophénoxyacétique (MCPA), un herbicide couramment associé aux toitures végétalisées et aux matériaux bitumineux. Étant donné la disponibilité limitée des mesures sur le terrain et le coût élevé des campagnes de suivi à grande échelle, nous avons utilisé un dispositif expérimental en laboratoire pour calibrer un modèle de transport de polluants à l’aide du module de qualité de l’eau du logiciel Iber. Cette calibration démontre la faisabilité de reproduire la dynamique de transport du MCPA dans les systèmes de ruissellement urbain, bien qu’un affinage supplémentaire soit nécessaire pour améliorer la précision. Les travaux futurs intégreront des analyses d’incertitude et de sensibilité afin d’évaluer l’influence des facteurs clés sur la performance du modèle, améliorant ainsi la capacité prédictive et soutenant le développement de stratégies robustes pour la gestion de la qualité des eaux de ruissellement urbaines.
Caractérisation globale des micro-polluants dans les eaux de ruissellement industrielles et urbaines au Luxembourg par analyse ciblée et non ciblée
Les eaux de ruissellement transportent une grande variété de contaminants provenant de sources urbaines, industrielles et automobiles, mais nombre d’entre eux ne font l’objet d’aucune surveillance en raison de la difficulté de leur analyse. Dans cette étude, un profil complet de la pollution a été établi de deux filtres plantés (RSF) situés au Luxembourg. Les sites sélectionnés sont : (i) Raemerich, influencé par les activités industrielles et le trafic routier, et (ii) Grass Steinfort, représentatif des eaux de ruissellement issues des routes et des toitures. Les premières eaux de ruissellement collectées ont été analysées selon les paramètres classiques de qualité de l’eau, ainsi que par la détection de composés chimiques suspects et non ciblés. Les résultats préliminaires montrent que les eaux de ruissellement à Raemerich sont fortement polluées, avec des valeurs de DCO (0-175 mg/L) et de MES (2-1378 mg/L) nettement supérieures à celles de Steinfort. Les polluants inorganiques, en particulier Na⁺, Cl⁻, SO₄²⁻, Br⁻ et Mg²⁺, étaient systématiquement plus élevés, avec des pics lors des épisodes de lessivage induits par les précipitations. Les métaux préoccupants comprenaient notamment le Mo, le Ni et le V, atteignant respectivement 14, 16 et 6 mg/L. L’analyse suspecte a permis de détecter huit contaminants prioritaires à Raemerich, identifiés avec un niveau de confiance de 2a à 3a/3c, révélant la diversité des sources de pollution. Les marqueurs industriels 5-méthyl-1H-benzotriazole et tributylphosphate étaient particulièrement présents. Des produits pharmaceutiques tels que l’ibuprofène et la lidocaïne, ainsi que des pesticides comme le propiconazole et l’isoproturon, ont également été détectés. Des teneurs plus faibles mais récurrentes de DEET et de bisphénol A-d16 témoignent d’une contamination urbaine diffuse. Plusieurs contaminants clés persistaient au passage des filtres, montrant que les technologies de traitement actuelles sont insuffisantes et nécessitent des améliorations.
Concentrations et distribution spatiale des PFAS et des métaux dans les sols routiers en suédois et allemands
La plupart des recherches sur l'infiltration routière et le cumul de polluants dans les sols en bordure de route se sont concentrées sur les métaux, malgré des preuves de plus en plus nombreuses indiquant que les eaux de ruissellement de voirie contiennent un éventail plus large de polluants. Cette étude vise à examiner et à comparer le cumul de PFAS et de métaux dans les sols en bordure de route, ainsi qu'à évaluer leur présence, leur concentration et leur distribution spatiale en fonction de la profondeur et de la distance de la route. Des échantillons de sol ont été prélevés en bordure de route le long de 12 routes en Suède et en Allemagne. Les tendances d'accumulation des métaux dans le sol étaient conformes aux études précédentes : les concentrations étaient généralement plus élevées le long des routes à forte intensité de trafic et diminuaient avec l'augmentation de la distance par rapport à la route et de la profondeur d'échantillonnage. Contrairement aux métaux, le PFOS — le composé PFAS le plus fréquemment quantifié — présentait des concentrations plus élevées à mesure que la distance à la route augmentait, sans variation notable selon la profondeur, ce qui reflète sa persistance et sa mobilité. Les concentrations élevées dans les échantillons de référence suggèrent une contamination de fond dans les zones densément peuplées plutôt que des apports directement liés au trafic par le ruissellement routier.
Atténuation des PFAS dans les infrastructures vertes de gestion des eaux pluviales
La littérature scientifique actuelle met en évidence la présence omniprésente de substances perfluoroalkylées et polyfluoroalkylées (PFAS) dans l'eau potable, les eaux pluviales et les sols/sédiments. Cependant, peu de données quantifient précisément leur transport ou leur atténuation au sein des infrastructures de gestion des eaux pluviales (Bodus et al., 2024). Cette étude présente les résultats d'un suivi direct approfondi de deux bassins de rétention, de zones humides artificielles de gestion des eaux pluviales et de bassins de biorétention à Wilmington, en Caroline du Nord (États-Unis). Les données recueillies permettront de répondre aux questions suivantes : quel est le niveau de traitement des PFAS assuré par plusieurs mesures courantes de gestion des eaux pluviales ? Quels mécanismes d'élimination des polluants, présents dans les conceptions standard, sont les plus efficaces pour la capture des PFAS ? Des échantillons composites, prélevés par paires à l'entrée et à la sortie lors d'épisodes pluvieux naturels, sont analysés afin de détecter un ensemble des composés PFAS les plus courants en Caroline du Nord. La collecte des données est en cours et devrait se poursuivre jusqu'en juin 2026.
Modélisation géochimique du relargage de micropolluants métalliques depuis le sédiment d’un bassin d’infiltration des eaux pluviales
Solutions basées sur la nature optimisées pour l'élimination des micropolluants provenant des surverses des déversoirs d’orage : des essais en laboratoire au dimensionnement d’unité pilote
Les surverses de déversoir d’orage (SDO) se produisent lorsque des précipitations intenses dépassent la capacité hydraulique des réseaux d'égouts unitaires et des ouvrages de rétention, entraînant le rejet d'eaux usées non traitées mélangées aux eaux pluviales dans la masse d’eau réceptrice. Outre les contaminants conventionnels, les SDO transportent un large éventail de micropolluants, venant des effluents domestiques et industriels (produits pharmaceutiques et des résidus de produits d'hygiène) et du ruissellement (pesticides et microplastiques). Dans cette étude, des solutions fondées sur la nature (SFN) ont été développées pour le traitement des SDO dans le bassin versant de la Sûre, une zone transfrontalière entre le Luxembourg et la Belgique (Wallonie). Des matériaux locaux ont été sélectionnés, puis caractérisés en fonction de leur aptitude à servir de substrats pour des systèmes de biorétention. Des essais en mésocosmes (eau synthétique, molécules actives ajoutées, température constante) ont été réalisés et ces systèmes ont atteint des rendements d'élimination supérieurs à 92 % pour 18 micropolluants ciblés. En outre, des biochars locaux ont été évalués en tant que substrat additionnel aux sables conventionnels afin d'améliorer les performances de la SFN. Les résultats de cette première phase sont présentés ci-dessous et ont été utilisés pour dimensionner des unités pilotes qui seront installées dans le bassin versant de la Sûre, tant du côté luxembourgeois que du côté belge.
Élaboration de particules modèles dopées et étude de leurs interactions dans des effluents urbains en temps de pluie dans le cadre du projet TRANSPLAST
Les déversoirs d’orage (DO) constituent une source majeure de pollution aquatique, notamment en microplastiques (MPs), car ils rejettent des eaux non traitées lors des épisodes pluvieux. Avec l’augmentation attendue des précipitations intenses, ces rejets joueront un rôle croissant dans la dispersion de MPs dans les écosystèmes aquatiques. La gestion de ces derniers est donc cruciale pour réduire les émissions anthropiques urbaines et la propagation des MPs dans les rivières et océans. Le projet TRANSPLAST vise à étudier des émissions des MPs au niveau de DO en proposant une approche multidisciplinaire. La mutualisation de compétences de cinq laboratoires (DEEP, IMP, LEHNA, LMFA, LMI) permet de mener des études de terrain sur une sélection de DO de la métropole lyonnaise, des essais en laboratoire avec des particules modèles dopées ainsi que des simulations numériques sur le transfert des MPs dans les DO. Chaque tâche apporte des informations qui alimentent les autres. L’ensemble de ces résultats aidera à la conception de stratégies innovantes pour l’interception des MPs rejetés par les DO. La conception des particules modèles démontre un dopage homogène et un contrôle des dimensions, indispensables au suivi des MPs durant les essais. Les essais batch évaluent l’effet du type de particules et du ratio de dilution eaux usées/eaux pluviales, afin d’identifier les conditions favorisant la sédimentation des MPs dans un réseau unitaire en temps de pluie. Enfin, le protocole VICAS est adaptée aux MPs pour mesurer leurs vitesses de chute.
Évaluation de proxys peu coûteux pour la contamination des sédiments de ruissellement pluvial
Les sédiments des eaux pluviales urbaines peuvent accumuler un large éventail de contaminants, tandis que les municipalités manquent souvent de ressources pour des analyses de laboratoire approfondies permettant d’en définir la gestion appropriée. Cette étude évalue l’analyse de la couleur, la fluorescence X (XRF) et la microscopie optique comme méthodes à bas coût pour caractériser les sédiments et identifier des sources de particules anthropiques. L’évaluation s’appuie sur des échantillons provenant de 17 bassins d’eaux pluviales et de 26 avaloirs en Suède, déjà analysés pour les métaux et contaminants organiques. L’analyse de la couleur a montré des variations spatiales pour les sédiments des bassins : des niveaux plus faibles de polluants et des couleurs plus claires à Örebro, tandis que les sédiments plus sombres de Växjö et Stockholm présentaient des concentrations plus élevées, indiquant le potentiel de la couleur comme indication préliminaire de pollution. L’analyse microscopique a révélé divers matériaux anthropiques, fibres textiles, plastiques, fragments métalliques, billes de verre, mettant en évidence les contributions de plusieurs sources distinctes. À l’inverse, les sédiments d’avaloirs présentaient des relations plus faibles entre couleur, métaux et polluants, probablement en raison de différences dans les caractéristiques des bassins versants. Dans l’ensemble, ces méthodes ont fourni des informations utiles sur la composition et les modes de contamination des sédiments, mais des analyses complémentaires restent nécessaires pour confirmer les tendances observées entre couleur et niveaux de polluants.
Surveillance à haute fréquence des vagues de concentration épisodiques déclenchées par les débordements d'eaux pluviales
Les vagues de pollution épisodiques provenant des déversoirs d’orage influencent fortement la qualité des eaux de surface, comme l’a confirmé un suivi mené sur plusieurs années. Les tests de la sonde multiparamétrique Proteus lors d’épisodes de crue en 2025 ont montré qu’elle saisit de manière fiable la dynamique des eaux usées et que certains paramètres correspondent bien aux analyses de laboratoire. Malgré certaines limites des capteurs, le système offre une solution réaliste pour suivre les variations rapides de la qualité de l’eau—ce que l’échantillon traditionnel ne permet pas—et pourrait aider à répondre aux exigences de la directive européenne UWWTD.
Un ensemble de sédiments, trois niveaux d’outils bio-analytiques : puissent les réponses aiguës, cytotoxiques et mécanistiques servir d’indicateurs de la contamination des sédiments de bassins pluviaux?
Cette étude a examiné si trois niveaux d’outils bio-analytiques—la toxicité aiguë (Microtox®), la cytotoxicité in vitro et des bioessais fondés sur des récepteurs—peuvent servir d’indicateurs de la charge contaminante dans des sédiments provenant de 17 bassins de rétention d’eaux pluviales en Suède, préalablement analysés pour 259 contaminants organiques, historiques et contemporains. La toxicité aiguë a rarement été observée et les réponses Microtox® n’ont montré aucune correspondance claire avec la contamination chimique. En revanche, la cytotoxicité dérivée d’extraits méthanoliques de sédiments s’est fortement alignée avec plusieurs indicateurs de contamination, notamment le nombre de substances quantifiées et les dépassements de seuils environnementaux. Les bioessais à base de récepteurs (récepteur des œstrogènes, récepteur des hydrocarbures aromatiques polycycliques et stress oxydatif) ont révélé des activités biologiques étendues, dépassant fréquemment les niveaux de référence établis à partir des PNEC des composés de référence, et ont mis en évidence des réponses mécanistiques non détectées par les tests apicaux. Dans l’ensemble, les résultats montrent que si Microtox® est peu adapté à l’évaluation des risques liés aux sédiments pluviaux, riches en matière organique, la cytotoxicité et les bioessais fondés sur des récepteurs fournissent des informations sensibles et complémentaires sur les effets de mélange et la charge contaminante. Ces résultats soutiennent l’intégration d’outils fondés sur les effets avec le suivi chimique afin d’améliorer l’évaluation de la qualité des sédiments.