Atelier A : Résolution des points faibles des ouvrages d'infiltration actuels

Cet atelier comprend 5 tâches visant à la compréhension des mécanismes bio-physico-chimiques qui interviennent tout au long de la chaîne de traitement, ainsi qu'à faire des propositions pour des points d'amélioration significatifs du fonctionnement de l'ouvrage.

Tâche A1

Caractérisation du comportement des polluants dans un bassin de retenue/décantation et caractérisation des apports alimentant les ouvrages d'infiltration

Partenaires concernés :
URGC (INSA /Insavalor), LSE (ENTPE / Insavalor), LAEPSI (INSA), LSA (Univ.Lyon I), Grand Lyon

Objectifs
Les compartiments d'infiltration dans les systèmes de gestion des eaux pluviales sont la plupart du temps précédés d'un compartiment de retenue/décantation. Le fonctionnement de ce dernier conditionne ainsi les apports aux ouvrages d'infiltration. Il s'agit donc dans cette tâche de caractériser l'efficacité du compartiment retenue/décantation en terme de piégeage des polluants, de caractériser les solides et leur évolution physique, chimique et biologique après décantation (variation de granulométrie, remise en suspension éventuelle, évolution des concentrations en certains polluants tels que DCO, COT, hydrocarbures, etc. au cours du temps et après un événement pluvieux).

Tâche A2 :

Etude de l'évolution de l'interface, de sa fonction de filtre et des phénomènes de colmatage qui peuvent s'y développer

Partenaires concernés :
LSE (ENTPE / Insavalor), URGC (INSA /Insavalor), HBES (Lyon I / CNRS), LSA (Lyon I), BRGM, Grand Lyon

Objectifs
La zone superficielle des bassins d'infiltration subit au cours de son vieillissement de nombreux processus, comme des apports discontinus d'eaux, de polluants et de MES. Ces apports intermittents liés aux pluies se traduisent par divers phénomènes physico-chimiques (filtration, adsorption…) et biologiques (développement microbien…) rendant l'interface de l'ouvrage très évolutive dans le temps et très hétérogène dans l'espace. Le premier objectif de cette action est de continuer à caractériser physiquement, chimiquement et biologiquement l'évolution de cette interface. En effet, il est important de mieux comprendre les propriétés de rétention et de dégradation des polluants et ainsi d'estimer l'efficacité du " filtre ", physique chimique et biologique que constitue cette surface. Une attention particulière sera apportée à l'évolution de la diversité bactérienne, ou microbienne. Le deuxième objectif de cette action est de quantifier l'évolution de la répartition spatiale du colmatage en relation avec la pollution et le développement biologique. Cette quantification sera à relier aux mesures réalisées sur les entrants (atelier A1) aux essais de la tâche A5 (prévention et réduction du colmatage) et à la traitabilité des résidus de curage (atelier B).

Tâche A3 :

Etude de la mobilité et de la biotransformation des polluants et des nutriments dans l'ouvrage d'infiltration : rôle des micro- et macro-organismes.

Partenaires concernés : HBES (Lyon I/CNRS), LSE (ENTPE / Insavalor)

Objectifs
Les travaux de l'OTHU menés depuis 6 ans ont démontré que les processus microbiens ainsi que la présence d'invertébrés aquatiques (oligochètes) qui colonisent activement cet interface avaient un impact important sur le transfert de certains éléments chimiques (sous forme soluble ou colloïdale) vers la nappe et/ou leur dégradation. La quantification des processus biologiques se déroulant dans ces résidus est donc primordiale pour la compréhension des flux de polluants et de nutriments. Les surfaces des ouvrages d'infiltration étant soumises à des conditions d'alimentation en eau très contrastées (débit, durée, qualité des apports,…), l'objectif de cette tâche est de quantifier l'importance des activités biologiques (micro et macro-organismes) sur la mobilité, la biotransformation et la modification des capacités d'infiltration en fonction des différents scénarii auquel ces ouvrages sont confrontés.

Tâche A4 :

Etude des écoulements et des chemins préférentiels dans la zone non saturée des sols alluvionnaires des ouvrages d'infiltration - Rôle de l'hétérogénéité texturale et structurale

Partenaires concernés : LSE (ENTPE / Insavalor)

Objectifs
L'évaluation de l'impact environnemental des ouvrages d'infiltration passe par une meilleure connaissance des mécanismes d'écoulement et de transfert des polluants dans la zone non saturée des ouvrages d'infiltration. Ces mécanismes dépendent fortement de la nature du sous-sol en place. Or, les bassins d'infiltration d'eaux pluviales sont implantés le plus souvent sur des formations géologiques quaternaires de type alluvionnaire qui constituent la majorité des sous-sols urbains (formations fluvio-glaciaires dans le cas de l'Est lyonnais). Ces formations sont caractérisées par un haut degré d'hétérogénéité sédimentaire, à la fois texturale et structurale. L'objectif de cette tâche est donc de caractériser l'hétérogénéité texturale et structurale de ces sols, et d'étudier les phénomènes de transfert des polluants d'origine urbaine au sein de ces matériaux hétérogènes, ceci afin d'améliorer la gestion des ouvrages d'infiltration implantés sur ces terrains.

Tâche A5 :

Prévention et réduction des phénomènes de colmatage sur l'interface d'un ouvrage d'infiltration.

Partenaires concernés : BRGM ; HBES (Lyon I/CNRS)

Objectifs
L'objectif de cette tâche est d'étudier différents moyens de réduction des phénomènes de colmatage à l'interface des ouvrages d'infiltration. Pour cela deux voies seront abordées : (1) l'utilisation de barrières filtrantes à l'interface des ouvrages d'infiltration afin de piéger les pollutions particulaires et de limiter le développement de la biomasse et des films bactériens (2) l'utilisation d'organismes animaux qui pourraient par leurs activités (création de galeries et tubes, interaction avec le biofilm microbien) maintenir une bonne conductivité hydraulique dans les systèmes d'infiltration.