LA CONSULTATION CITOYENNE POUR UNE GESTION EFFICACE DES EAUX PLUVIALES

Chargée de projets Responsable du conseil permanent Infrastructures souterraines et infrastructures de surface celia.abbas@ceriu.qc.ca ommençons par le début. Le cycle naturel de l’eau, c’est une eau de pluie qui tombe et qui s’infiltre naturellement dans le sol : cela donne des nappes phréatiques en meilleure santé et des rivières dont l’eau est de meilleure qualité. Or, en milieu urbain, la densification du territoire entraîne souvent une diminution des surfaces perméables et du potentiel d’infiltration du sol. Une fois qu’elle a atteint le sol, la goutte d’eau coule dans la première bouche d’égout qu’elle croise sur son chemin afin de rejoindre rapidement un réseau souterrain.

Le problème, c’est que la pluie, ne serait-ce que quelques millimètres d’eau, tombe sur plusieurs kilomètres carrés qui sont généralement des surfaces imperméables. Près de 80 % de cette eau se rend rapidement aux réseaux de drainage, ce qui entraîne leur dérèglement, c’est-à-dire qu’il y a un très fort débit à la suite d’une pluie, mais un très faible débit en période de sécheresse.

Les Enjeux Environnementaux Des Changements Climatiques

L’augmentation des précipitations est un phénomène réel. En effet, une augmentation de 2,5 mm/an a été observée de 1960 à 2013 dans le sud du Québec1, ce qui implique une croissance de 100 mm des précipitations annuelles moyennes sur le territoire, soit l’équivalent de l’ajout d’un treizième mois de précipitations. Cette situation représente un danger pour les infrastructures souterraines, les citoyens et l’environnement. Lors de fortes pluies, les réseaux d’eaux usées peuvent ne pas avoir la capacité de transport et de traitement des eaux usées nécessaire. Cela peut engendrer plusieurs problèmes, comme des refoulements vers les résidences, des inondations de surface, des surverses d’eaux usées partiellement ou non traitées dans les milieux naturels, ou une perte des usages récréotouristiques des plans d’eau contaminés. Les changements climatiques risquent donc d’augmenter la vulnérabilité des territoires desservis par des réseaux d’égout et d’entraîner une baisse généralisée des niveaux de service de ces réseaux. Ainsi, les décisions concernant l’aménagement du territoire doivent tenir compte de ce changement de la pluviométrie.

Les Enjeux Conomiques Des Changements Climatiques

L’augmentation des risques et des dommages en lien avec les inondations et les pertes d’usage des plans d’eau ont des répercussions directes sur les budgets municipaux. Les conséquences financières des changements climatiques et des phénomènes météorologiques extrêmes sont ressenties

Milliards de dollars partout au Canada. L’augmentation des pertes en assurance IARD (incendies, accidents et risques divers) est révélatrice de la croissance des coûts associés à ces événements : ces pertes sont de l’ordre de 405 millions de dollars par an de 1983 à 2008, et de 1,8 milliard de dollars par an de 2009 à 2017. Sur cette dernière période, les indemnités d’assurance pour les pertes catastrophiques dépassaient 1 milliard de dollars par année (voir figure 1). Les dommages matériels liés aux inondations sont le principal moteur de ces coûts croissants. Ces derniers sont susceptibles de continuer d’augmenter au cours des prochaines années, en réponse aux changements climatiques2

Afin de contrer les risques environnementaux et économiques liés aux changements climatiques et à l’urbanisation, une conception et un aménagement des ouvrages hydrauliques visant une gestion durable des eaux pluviales dans le respect des normes et règlements s’avèrent essentiels. Un entretien inadéquat et une mauvaise conception de ces ouvrages peuvent mener à des dommages environnementaux majeurs qui risquent de toucher les citoyens. C’est pourquoi les décisions concernant la planification de l’occupation du territoire doivent minimiser l’ajout de surfaces imperméables et favoriser la préservation de zones perméables, l’infiltration des eaux dans le sol et la rétention de la régulation des débits rejetés dans l’environnement.

L’implantation d’ouvrages de gestion des eaux pluviales (OGEP) dans l’emprise publique peut être un enjeu, car l’espace y est limité (présence de voies de circulation routière, cyclable et piétonne, stationnements, etc.). Il est donc important de trouver un juste équilibre entre chaque élément et de faire leur intégration en amont des projets d’aménagement.

Les OGEP comprennent des infrastructures vertes et naturelles, les bassins de rétention, et toutes les mesures qui permettent de réduire le ruissellement le plus près de sa source. Ce sont des pratiques durables qui viennent soutenir l’aménagement urbain et le rendre plus résilient face aux changements climatiques. L’intégration de ces ouvrages doit être portée par une vision à long terme et dans un souci de bénéfices collectifs.

Évidemment, la consultation et l’intégration des citoyens dans les diverses étapes de définition des projets d’aménagement d’OGEP sont primordiales. L’implication des citoyens permettra d’assurer une acceptation et une meilleure intégration des OGEP dans tout projet d’aménagement du territoire.

Pour toutes ces raisons, la collaboration et la communication entre les acteurs du milieu (élus, directeurs, ingénieurs, urbanistes, citoyens, etc.) sont la clé de la réussite de tout projet d’aménagement du territoire. n

1 MELCC. (2015). Précipitations en hausse depuis 1960 – l’équivalent d’un treizième mois ajouté au total annuel. https://www.environnement.gouv.qc.ca/climat/surveillance/1960-2015.htm

2 Moudrak, N., Feltmate, B., Venema, H. et Osman, H. (2018). Combatting Canada's rising flood costs: Natural infrastructure is an underutilized option. Document préparé pour l’Insurance Bureau of Canada. Intact Centre on Climate Adaptation, Université de Waterloo. http://assets.ibc.ca/Documents/Resources/IBC-Natural-Infrastructure-Report-2018.pdf

Figure 1 : Sinistres catastrophiques assurés au Canada (1983-2017)

(Source : Intact Centre on Climate Adaptation, Université de Waterloo)

Feu de forêt à Fort McMurray

Tempête de verglas dans l’est du pays

Inondations au Québec

Tempêtes de vent et de pluie en Ontario

Inondations en Alberta et à Toronto

5,0 4,0 3,0 2,0 1,0 0,0 19831985 1987199520031989199720051991199920071993200120092011201320152017

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Christian Vézina

Ing.

Vice-président, développement des affaires QWATRO christian.vezina@qwatro.ca a gestion des eaux résiduaires générées par l’exploitation d’un site de gestion des matières résiduelles s’avère tout un défi technique. La filière de traitement à proposer doit être adaptée selon trois aspects : les débits des différents effluents générés, la composition de chacun de ces rejets et les objectifs de rejet à atteindre. L’étude de cas ci-dessous présente une solution de filière de traitement devant gérer une « soupe » provenant de quatre effluents de nature complètement différente.

Origine Et Composition Des Effluents

Les effluents produits par l’exploitation du site de gestion des résidus solides proviennent des quatre sources suivantes : 1) un lieu d’enfouissement technique (LET) actuellement en exploitation ; 2) un lieu d’enfouissement sanitaire (LES) fermé ; 3) une plate-forme de compostage des matières résiduelles fertilisantes ; et 4) le filtrat d’un système d’épaississement de boues de fosses septiques (BFS).

Évidemment, chacun de ces effluents a ses propres caractéristiques de débit et de charge. Le mélange des quatre se solde par un débit maximum quotidien d’environ 300 m3/j. La concentration en DBO5* est relativement faible, à 160 mg/L, les matières en suspension (MES) sont de l’ordre de 500 mg/L, alors que l’azote total (NTK) et l’azote ammoniacal (N-NH4+) sont respectivement de 310 mg/L et de 250 mg/L.

Les objectifs de rejet à atteindre sont les suivants :

= DBO5 tot ≤ 65 mg/L ;

= MES ≤ 35 mg/L ;

= N-NH4+ ≤ 10 mg/L ;

= Phosphore total ≤ 0,8 mg/L.

PRÉTRAITEMENT – ÉGALISATION ET CHAUFFAGE

La totalité des effluents est dirigée vers un réservoir d’égalisation existant (étang aéré) dans lequel une série de trois aérateurs de surface sont installés. Ces aérateurs permettent de maintenir l’homogénéité du mélange et d’amorcer le traitement biologique.

Un poste de pompage, muni d’une pompe verticale à turbine, est aménagé à l’extrémité de ce bassin d’égalisation et permet d’alimenter à débit contrôlé les réacteurs biologiques. Le refoulement de cette pompe est dirigé vers un échangeur de chaleur qui chauffe l’effluent à 20 ºC. Cet échangeur de chaleur est couplé soit à une bouilloire électrique, soit à un système de géothermie, selon les saisons.

Un système de dosage d’acide phosphorique est prévu en aval de l’échangeur de chaleur pour maintenir les ratios stœchiométriques en nutriments nécessaires au traitement biologique.

Traitement Biologique

La technologie sélectionnée pour le traitement biologique de ces eaux résiduaires est le réacteur biologique à garnissage en suspension (RBGS). La biomasse qui se développe sur le garnissage est mise en contact avec le substrat organique, les nutriments et l’oxygène dissous grâce à une aération/agitation dans les réacteurs. La biomasse qui se détache du garnissage est évacuée au fil de l’eau. Le procédé ne nécessite pas de recirculation des boues et, par conséquent, n’exige pas de contrôle particulier du rapport aliments/micro-organismes (rapport F/M) et de l’âge des boues.

Un système d’aération, constitué de trois soufflantes alimentant une série de diffuseurs à grosses bulles, assure le transfert d’oxygène ainsi que le brassage de la phase liquide et du garnissage, ce qui favorise le détachement de la biomasse générée au cours du processus de traitement biologique.

La filière de traitement proposée permet la combinaison d’une première phase dédiée à l’élimination de la DBO5 et d’une deuxième phase de traitement dimensionné pour la nitrification. Deux trains de réacteurs biologiques installés en parallèle ont été considérés. Afin de répartir le débit de façon égale sur chacun des trains de traitement, une boîte de répartition de débit a été installée en amont des RBGS.

Un système de dosage d’alcalinité, sous forme de carbonate de sodium, permet de maintenir une concentration optimale en carbonate pour soutenir la nitrification de l’azote ammoniacal. Le dosage est effectué dans la boîte de distribution et il est contrôlé automatiquement, de façon à respecter la concentration maximale prescrite par la Loi sur la qualité de l’environnement conformément à l’autorisation délivrée, ce qui permet de contribuer à la nontoxicité de l’effluent final.

Finalement, un système d’injection d’antimousse, composé de quatre pompes doseuses, permet d’éviter la formation de mousse, produit indésirable de l’activité biologique, dans chacune des phases du RBGS.

SÉPARATION SOLIDES/LIQUIDE

La biomasse générée lors du processus de dégradation biologique des polluants et qui se desquame du garnissage par le brassage mécanique du média est évacuée des RBGS par les deux conduites de sortie. Cette liqueur mixte est dirigée vers un flottateur à air dissous (FAD) qui permet la séparation des solides de l’effluent traité.

Trois systèmes d’injection de produits chimiques sont intégrés à la chaîne de séparation solides/liquide. Le premier système de dosage injecte un coagulant pour l’agrégation des MES en amont du FAD. Le deuxième système injecte un polymère pour la floculation des boues en amont du FAD. Finalement, le dernier système de dosage injecte de la soude caustique pour ajuster le pH de l’effluent final.

Traitement Tertiaire

Étant donné qu’une portion de l’effluent global du site provient d’un système de traitement des boues de fosse septique, un système de traitement tertiaire par rayonnement aux ultra-violets complète la filière de traitement. Lorsque le système d’épaississement des BFS sera en exploitation (période estivale), les réacteurs UV seront utilisés pour inactiver les bactéries coliformes présentes dans l’effluent final.

Disposition Finale Des Rejets Liquides Et Solides

L’effluent final de la filière de traitement est disposé par rejet en surface dans un fossé qui est tributaire d’un petit cours d’eau. Il est également possible de diriger cet effluent vers l’ancien système de traitement des lixiviats du LES. Ce système est composé d’une série d’étangs aérés et d’un étang de polissage.

Les boues flottantes recueillies du FAD peuvent être évacuées à deux endroits selon la saison. En période estivale, les boues épaissies sont dirigées vers la cellule du LET qui est en activité. Pendant la saison hivernale, les boues sont pompées vers le réservoir de stockage des BFS, où elles sont épaissies lors de la période d’exploitation estivale. n

*Demande biochimique en oxygène (soit la quantité d’oxygène consommée par les microorganismes) sur une période de cinq jours.

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