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La qualité de l'eau et l'assainissement en France (rapport)

18 mars 2003 : Qualité de l'eau et assainissement en France (rapport) ( rapport de l'opecst )

 

 

B. L'EAU PLUVIALE

1. La transformation de l'eau de pluie

a) L'effet du ruissellement en milieu urbain

En hydrologie urbaine, on appelle eau pluviale, l'eau de pluie récupérée après ruissellement. Arrivée au sol, l'eau s'évapore, s'infiltre dans le sous-sol ou ruisselle. La part prise par chaque processus dépend de la température, de la nature du sol, notamment de sa perméabilité. Au cours de son parcours vers son exutoire (ruissellement - canalisations - rivières), la pluie va se charger de différents dépôts polluants, notamment sous forme particulaire.

Ces particules vont générer des matières en suspension qui augmentent la turbidité de l'eau. La décomposition des matières organiques est elle aussi source de pollution (6(*)). 75 % à 85 % de la pollution contenue dans l'eau pluviale sont imputables au ruissellement (15 % à 25 % sont déjà contenus dans la pluie météorite). La pollution est à plus de 90 %- sous forme solide, et non sous forme dissoute. Cette caractéristique est très importante. Elle conditionne les modes de traitement éventuels car la pollution solide peut être éliminée par aspiration, par filtration et par décantation.

b) L'eau de pluie en ville

La ville réunit toutes les conditions pour contaminer de façon massive l'eau météorite : l'eau ruisselle sur des surfaces qui sont pour la plupart imperméables (toitures, chaussées), très vulnérables à la corrosion (zinc des gouttières, crochets de plomb des toitures) et/ou très chargées de dépôts polluants liés au trafic automobile et à l'activité industrielle. Entre le quart et la moitié de la pollution que l'on trouve dans les eaux de ruissellement est lié au trafic automobile. Le ruissellement va donc constituer une source majeure de particules (matières en suspension), de matières organiques, et surtout de polluants métalliques, notamment de plomb et de zinc (issus des toitures). Dans les années 90, avant l'interdiction du plomb dans l'essence, on estimait que le dépôt annuel de plomb à Lyon était de 100 grammes par hectare, soit 6 tonnes de plomb sur les 60.000 hectares de l'agglomération.

A Paris, les concentrations de plomb ou de zinc, à l'arrivée des eaux de ruissellement urbain dans la Seine sont, respectivement, de vingt fois et cent cinquante fois supérieures à ce qu'elles étaient dans l'eau météorite (7(*)).

Zinc et plomb figurent dans la réglementation sur l'eau apte à la potabilisation parmi les « substances indésirables » et les « paramètres toxiques ». Les seuils atteints après écoulement sur les différentes surfaces urbaines sont de cinq à quarante fois plus élevés que les seuils réglementés (20 mg/l au lieu de 3 mg/l pour le zinc ; 2 mg/l au lieu de 0,05 mg/l pour le plomb).

Ainsi, il apparaît clairement que si l'eau de pluie n'est pas toujours potable en milieu rural, les eaux de ruissellement sont manifestement toxiques en milieu urbain. Cette toxicité est particulièrement aggravée par le ruissellement des eaux sur les chaussées.


Existe-t-il un « effet de premier flot» ?

Il est souvent affirmé que les premières eaux sont particulièrement chargées en polluants, parce qu'elles drainent les polluants accumulés par temps sec. Cette idée est connue sous le nom d'« effet de premier flot » : le premier flot serait plus pollué au début de l'événement pluvieux que dans la suite de son déroulement. Ce supplément serait dû aux concentrations de polluants dans l'eau météorite, au lavage des surfaces urbaines (le premier flot d'orage collecte les polluants accumulés pendant la période sèche) et surtout à la remise en suspension des matériaux à l'intérieur du réseau d'évacuation.

La validité de cette hypothèse est très importante pour déterminer les stratégies de traitement des pollutions pluviales (en retenant ou en traitant le premier débit par exemple).

Les études effectuées ne mettent pas en évidence un effet de premier flot massif et significatif. L'effet de premier flot, faible, est surtout issu de la remise en suspension des matériaux accumulés à l'intérieur du réseau d'évacuation. Ceci est particulièrement net en cas de réseau unitaire (qui mêle eaux de pluie et eaux usées). Mais l'essentiel des dépôts par temps sec est constitué par des matériaux relativement grossiers (sables) qui ne suivent pas le débit de l'écoulement des pluies, mais qui sont transportés par charriage, à des vitesses plus faibles, de telle sorte que le premier flot n'est guère plus pollué que les suivants.

Ainsi, la pollution serait légèrement plus importante après les premières pluies sans que l'effet de premier flot soit suffisamment net pour adopter des techniques et des moyens de prévention spécifiques. On estime qu'il faudrait stocker 20 % du volume d'eau pour traiter 30 % de la pollution des eaux de ruissellement. Le rapport coût efficacité ne milite pas pour la mise en place d'un tel dispositif.

* (6) Annexe 6 - Le ruissellement des eaux de pluie.

* (7) Annexe 7- Les eaux pluviales à Paris.