ÉLÉMENT 7 : Assurer le traitement et le transport des eaux usées

3.6.1 Introduction

L’aquaresponsabilité municipale en matière de traitement et de transport des eaux usées représente bien plus qu’une gestion adéquate des infrastructures d’eaux usées. En effet, elle implique une gestion plus poussée qui tient compte de la pérennité des ressources et des principes du développement durable, soit une protection efficace de l’environnement et un contrôle des coûts. Ainsi, l’aquaresponsabilité municipale en matière d’eaux usées entraîne une préoccupation à long terme et un engagement face à l’amélioration constante des pratiques, eu égard à la gestion du personnel, des ressources, des infrastructures, des coûts et des bénéfices escomptés.

Cet élément vise à vérifier de quelle façon le traitement et le transport des eaux usées sont gérés par la municipalité sujette à l’audit. Pour le traitement des eaux usées, les points suivants sont analysés : performance et efficacité des procédés, capacité des stations d’épuration, impact sur le milieu récepteur et marge de manœuvre disponible pour le développement. En ce qui concerne le transport des eaux usées, le suivi des ouvrages de surverse est l’objet d’une attention particulière, en considérant le respect des exigences de rejet, la capacité des surverses et le pourcentage des eaux usées non traitées par rapport à celles traitées. La gestion des ressources humaines, la règlementation et le contrôle des rejets industriels, le traitement et le suivi des eaux usées de sources diffuses sont également examinés.

3.6.2 Synthèse des indicateurs

1. Performance, règlementations et suivis

Mesurer le degré de traitement et les principaux paramètres physico-chimiques. Examiner le comportement des réseaux d’égout et les efforts liés au contrôle des débordements. Évaluer l’existence de règlementations municipales sur les rejets domestiques et industriels et les suivis effectués en vertu de ces règlementations. 2. Opération

Mesurer les principaux indicateurs opérationnels tels que les inspections, le nettoyage, les bris, les tests effectués en laboratoire et la disponibilité des véhicules requis pour lesdites opérations.

3. Utilisation des actifs

Mesurer l’utilisation des différents équipements pour l’année de référence et projetée dans le futur, soit le pourcentage d’utilisation de la capacité des différentes phases du procédé de traitement et les prévisions des débits d’eaux usées à transporter et à traiter dans le futur.

4. Personnel

Évaluer les grandes lignes liées à la gestion du personnel affecté au traitement et au transport des eaux usées telles que le nombre d’employés, les précautions

sanitaires prises pour leur protection, la formation qui leur est offerte et le nombre d’accidents enregistrés au cours de l’année 2010.

5. Qualité du service

Mesurer la qualité et le niveau du service offert à l’ensemble de la population sur le territoire de la Ville en ce qui concerne le transport et le traitement des eaux usées. 6. Indicateurs financiers et économiques

Mesurer les coûts liés au service (énergie, produits chimiques, personnel et autres) et les données économiques de base (coûts unitaires par personne équivalente et par kilomètre de conduites, pourcentages respectifs des différentes catégories de coûts, etc.).

3.6.3 Contexte de la ville de Québec

La ville de Québec jouit d’un climat très variable au cours de l’année, soit une température relativement chaude en été (20 à 25 degrés en général) et une température plutôt froide en hiver (moyennes sous le point de congélation). Il s’agit de l’une des plus anciennes villes d’Amérique du Nord, ayant fêté son 400e

anniversaire de fondation en 2008. Ainsi, la plus vieille partie de son réseau d’égout a été développée en mode unitaire, ce qui accroît la problématique liée au contrôle des débordements. Elle est située en bordure du fleuve Saint-Laurent qui possède une très forte capacité hydraulique et, par conséquent, un fort potentiel de dilution des matières polluantes.

La Ville n’est pas assujettie à des exigences règlementaires dans sa gestion des eaux usées puisqu’il n’existe pas de règlementation proprement dite à ce sujet. Toutefois, la Ville a profité de subventions gouvernementales importantes pour se doter d’infrastructures de transport et de traitement des eaux usées. En contrepartie, elle est assujettie à des exigences contractuelles fixées par le gouvernement du Québec qui lui imposent d’exploiter ses équipements de la meilleure façon possible tout en respectant des cibles précises face à un certain nombre de paramètres physicochimiques et bactériologiques. Elle doit également se conformer à un certain nombre de restrictions face aux débordements d’eaux usées véhiculées par ses réseaux d’égout.

Il convient de noter que la ville de Québec possède un réseau d’égout très étendu qui dessert la très grande majorité des habitations, industries, commerces et institutions. On y retrouve 568 km de conduites unitaires (qui reçoivent à la fois les eaux de ruissellement et les eaux usées), 1 785 km de conduites pluviales (qui ne reçoivent que les eaux de ruissellement) et 1 974 km de conduites sanitaires, dont 1 439 km en réseau pseudo-séparé (qui reçoivent les eaux usées et aussi les eaux pluviales provenant des drains de fondation, des toits plats et des gouttières illicites). Tous les réseaux d’égout sanitaires, pseudo-sanitaires et unitaires sont raccordés à deux stations d’épuration de biofiltration, l’une desservant les secteurs Ouest de la ville et l’autre desservant les secteurs Est. La Ville exploite elle-même ses ouvrages d’assainissement. Les résidents situés à l’extérieur des secteurs couverts par les réseaux d’égout doivent être équipés de systèmes autonomes d’évacuation et de traitement de leurs eaux usées.

3.6.4 Constats

1. Performance, règlementations et suivis

Pour l’année 2010, la Ville de Québec a obtenu des notes parfaites de 100 % pour chacune de ses deux usines de traitement des eaux usées, tant pour le respect des exigences de rejets que pour l’accomplissement du programme de suivi demandé. En ce qui concerne les ouvrages de surverse, la note est de 99 % pour le respect des exigences de rejets et de 97 % pour l’accomplissement du programme de suivi. Les points perdus à ce sujet sont dus à un léger retard à soumettre un rapport mensuel.

Les rendements moyens d’enlèvement de la DCO, de la DBO5 et des MES sont respectivement de 80 %, 87 % et 92 %. Ceux du NH4 et du phosphore total sont respectivement de 13 % et 69 %. Il s’agit de moyennes regroupant les deux stations qui ont des rendements très similaires.

La production de boues aux stations d’épuration est de 22 kg de boues sèches par équivalent-habitant par année. L’équivalent-habitant est de 961 733 personnes et il a été établi en divisant la charge de DBO5 mesurée par 60 g/équivalent-habitant. La siccité moyenne des boues après déshydratation est de 28 %. Par la suite, les boues sont incinérées. Les déchets de grilles sont également incinérés.

Aucun test n’est effectué sur la qualité des boues déshydratées depuis 2003. Cela s’explique par les résultats de ces tests qui étaient toujours similaires et par le fait que la Ville brûle ses boues plutôt que de les enfouir ou de les épandre.

Les émissions de gaz à effet de serre sont estimées à 12,8 kg de CO2 équivalent par personne par année. Ce nombre tient compte des émissions directes et indirectes de CO2, NO2 et CH4 reliées aux eaux usées.

Les stations d’épuration sont de type biofiltration. Elles sont donc compactes, ce qui a permis de les couvrir afin d’en faciliter l’exploitation et de mieux contrôler les nuisances liées à ce type d’infrastructure (odeur, bruit, etc.).

Les rejets des deux stations sont acheminés directement au fleuve Saint-Laurent. L’apport du débit des stations d’épuration dans le fleuve est négligeable compte tenu de la très grande capacité hydraulique du fleuve à la hauteur de Québec, soit 0,035 % du volume d’eau rejetée par rapport au débit du fleuve. De ce fait, il n’est pas nécessaire pour la Ville de mesurer la qualité de l’eau en amont et en aval de la décharge d’eaux usées.

En fonction des contraintes en vigueur au moment de la conception des deux usines, un traitement primaire amélioré aurait répondu aux attentes des autorités, mais la Ville a choisi de se doter de stations assurant un traitement secondaire afin d’obtenir de meilleures performances environnementales.

La Ville opère un traitement tertiaire par rayonnement ultraviolet afin de diminuer les bactéries coliformes aux effluents des stations d’épuration entre le 1er

juin et le 30 septembre.

En 2010, on dénombrait 204 ouvrages de surverse sur les réseaux d’égout de la ville, à l’exclusion des réseaux uniquement pluviaux. Au total, 190 ouvrages ont respecté les exigences de rejets auxquelles ils sont assujettis. Les débordements répertoriés représentent une moyenne de 13 débordements par ouvrage. De plus, 167 des

204 ouvrages sont munis d’enregistreurs de débordements qui permettent de mesurer la durée des débordements. Il s’agit des ouvrages les plus importants en matière de capacité hydraulique. Ces ouvrages présentent une moyenne de 14 débordements chacun et une durée moyenne de 86,5 heures dans l’année. Les débordements survenus en période de pluie et de fonte de neige représentent une moyenne de dix débordements par ouvrage.

Il convient de noter que d’importants réservoirs de rétention ont été construits par la Ville pour contrôler les débordements d’eaux usées à la rivière Saint-Charles et sur la plage Jacques-Cartier en bordure du fleuve. Les ouvrages qui se déversent dans les bassins versants correspondants sont assujettis à une limite de quatre débordements en période estivale (1er juin au 30 septembre). La dimension des réservoirs de rétention a été calculée en fonction d’une pluie modèle mesurée au cours des années 1980. La limite de quatre débordements maximum est actuellement dépassée, ce qui laisse supposer que la pluie utilisée pour la conception n’est plus représentative des conditions actuelles.

Les volumes d’eaux usées déversées aux régulateurs contrôlés par le système de contrôle en temps réel du réseau unitaire sont connus. Par contre, ces volumes ne sont pas mesurés pour les autres points de déversement.

Environ 1 500 des 2 600 systèmes de traitement autonomes sur le territoire ont été vidangés en 2010, soit 58 %. Cela est conséquent avec les recommandations usuelles d’une vidange aux deux ans pour ce type d’installation. La majorité de ces systèmes sont des fosses septiques, ce qui peut engendrer des problèmes de concentrations de phosphore trop élevées à long terme dans les lacs et rivières avoisinants.

La Ville s’est dotée d’une règlementation sur les rejets industriels. Celle-ci comporte des échantillonnages et des pénalités aux contrevenants. Elle effectue donc un contrôle à la source des rejets industriels dans les réseaux d’égout municipaux. Elle exerce un certain contrôle sur les matières organiques, en ce sens que la règlementation comporte des spécifications sur les broyeurs à déchets en milieu industriel. Toutefois, elle n’effectue pas de contrôle à la source des micropolluants et des nutriments en provenance des industries.

La Ville s’est également dotée d’une règlementation sur les rejets domestiques, mais celle-ci ne comporte pas de programme d’échantillonnages ni de contrôle des micropolluants et des nutriments. La règlementation limite toutefois la capacité des broyeurs domestiques à ½ HP.

Québec possède un règlement pour les branchements à l’égout.

La Ville applique le Règlement sur l’évacuation et le traitement des résidences isolées (Q-2, r.22, précédemment Q-2, r.8). Ce règlement est rédigé par le gouvernement du Québec, mais ce sont les municipalités qui sont chargées de le mettre en œuvre.

Le traitement de l’air et le contrôle de la pollution par le bruit sont en place dans les stations d’épuration.

La Stratégie pancanadienne sur la gestion des effluents d’eaux usées municipales entraînera des modifications dans les normes concernant les rejets.

2. Opération

Les 99 stations de pompage subissent, en moyenne, 117 inspections par année. En fait, les plus importantes sont inspectées à chaque jour, alors que la fréquence minimale d’inspection est d’une fois par semaine.

Les débitmètres aux stations d’épuration sont vérifiés une fois par année.

La consommation énergétique aux stations d’épuration est de 34,5 KWh par personne équivalente par année.

L’infiltration à l’intérieur des réseaux d’égout est estimée à 50 % de la moyenne des eaux admises aux stations d’épuration. Cette valeur est obtenue par un calcul global où le débit d'infiltration est estimé en comparant le débit de temps sec en hiver avec le débit moyen traité annuellement.

L’exfiltration des eaux véhiculées par les réseaux d’égout n’est pas évaluée.

Le taux de débordements causés par des bris a été calculé à 29 par 100 km de conduites par année. Il a été établi à partir des données du programme de suivi des ouvrages de surverse en considérant les débordements inscrits à titre d’urgence ou « AUTRE ». Cette façon de calculer surestime sans doute le taux, car les débordements en urgence peuvent résulter de pannes électriques ou d’erreurs humaines et que les débordements inexpliqués sont classés « AUTRE », alors qu’il ne s’agit pas nécessairement de bris des réseaux d’égout.

La Ville effectue environ 20 % plus d’analyses des eaux usées que le nombre demandé par les autorités provinciales partout où la règlementation l’oblige, soit 6 586 analyses réalisées par rapport aux 5 452 demandées.

Un nombre de 20 véhicules est à la disposition des employés chargés de l’exploitation des réseaux d’égout, soit un facteur de 0,8 véhicule par 100 km de réseau.

Lors de l’année 2010, 2,8 % du réseau d’égout a été inspecté. Ce chiffre inclut également le réseau pluvial.

Sur l’ensemble du territoire, 28,7 % du réseau d’égout a été nettoyé de façon préventive.

3. Utilisation des actifs

Le dégrillage est utilisé à 73 % de sa capacité, alors que les traitements primaires et secondaires le sont respectivement à 85 % et 83 % en moyenne. Le procédé de désinfection aux ultraviolets est en opération du 1er juin au 30 septembre et est utilisé à sa pleine capacité hydraulique.

Il semblerait que la forte consommation d’eau potable amène de forts volumes d’eau usée aux stations.

Aucune surcharge des égouts gravitaires n’est constaté en temps sec.

La capacité de conception du traitement secondaire est 2,1 fois supérieure par rapport au débit moyen véhiculé en temps sec.

Aucune augmentation de la capacité actuelle des stations d’épuration n’est envisagée pour les prochaines années.

La capacité hydraulique des stations est utilisée en moyenne à 82 %, alors que la capacité d’enlèvement de la DCO est utilisée en moyenne à 68 %.

Il n’a pas été possible d’obtenir des informations précises sur le nombre d’équipements de contrôle en opération, mais 84 des 204 ouvrages de surverse sont reliés par télémétrie à la salle de contrôle.

Les prévisions futures quant au débit d’eaux usées acheminées aux stations d’épuration semblent désuètes. Ces prévisions sont calculées en fonction d’un débit domestique théorique équivalent à 418 L/personne/jour et ne tiennent pas compte des eaux industrielles, de l’infiltration et du captage.

Il nous a été impossible d’obtenir de l’information au sujet du pourcentage d’utilisation des pompes en fonction de leur capacité maximale.

4. Personnel

La Ville de Québec compte 24,21 employés équivalents à temps plein affectés au traitement des eaux usées, soit 0,03 employé par tranche de 1 000 équivalent-habitants ou 1,44 employé par 100 kilomètres de réseau d’égout. Tous les employés affectés aux eaux usées sont obligatoirement vaccinés contre les

maladies qui pourraient être transmises par les eaux usées. Cependant, il n’y a pas de rappel de vaccin ni de suivi systématique. La Ville a constaté que les employés affectés aux eaux usées contractent, en moyenne, davantage de gastro entérite que leurs collègues affectés aux autres départements.

Tous les employés affectés aux eaux usées reçoivent obligatoirement une formation pour le travail en espace clos.

Il n’a pas été possible de connaître le nombre d’accidents ayant nécessité des soins médicaux en lien avec le transport et le traitement des eaux usées ni le nombre d’heures de formation spécifiques au transport et au traitement des eaux usées reçues par les employés de ce secteur. De même, le nombre d’heures effectuées en temps supplémentaire par ces employés n’a pas pu être fourni. Ces informations sont, pour la plupart, disponibles dans chaque Arrondissement, mais la compilation de ces données uniquement pour les employés affectés aux eaux usées nécessitait trop de temps. Nous savons toutefois que les employés reçoivent des formations sur une base régulière, que le nombre d’heures de temps supplémentaire est relativement faible et que les accidents avec blessures sont peu nombreux.

Selon le responsable du Service, il semble que les opérations sont réalisées avec un nombre minimal d’employés.

5. Qualité du service

Il y a 96 % de la population raccordée aux réseaux d’égout et aux stations d’épuration. Environ 2 % est desservi par des systèmes autonomes. La différence vient de la difficulté à évaluer précisément les personnes non desservies.

Un volume de 135,3 Mm3/an d’eaux usées subit un prétraitement, 132,5 Mm3

/an subit un traitement primaire et 132,3 Mm3/an subit un traitement secondaire. Cela signifie que seulement 2,0 % des eaux ayant subi un prétraitement ne sont pas acheminées au traitement primaire et 0,15 % des eaux ayant subi un traitement primaire ne subissent pas de traitement secondaire. Un volume de 42,6 Mm3/an d’eaux usées subit une désinfection aux ultraviolets, du 1er juin au 30 septembre, soit une

proportion de 32,2 % des eaux ayant subi un traitement secondaire au cours de l’année.

Il n’a pas été possible d’obtenir des informations quant aux refoulements d’égout dans les immeubles ni du temps moyen requis pour rétablir le service lors d’interruptions.

Québec accueille à chaque année des bateaux de croisière. Quelques-uns en profitent pour vidanger leurs eaux usées. Toutes ces eaux sont acheminées à l’usine d’épuration Est pour y subir le même traitement que les eaux usées de la Ville.

6. Indicateurs financiers et économiques

NOTE : Les informations rapportées ci-après doivent être considérées avec circonspection. Celles-ci ont été difficiles à rassembler car elles proviennent de plusieurs services répartis en différents lieux géographiques sur le territoire de la Ville. Des oublis ont pu survenir ou une compréhension différente des variables demandées selon la personne qui a été contactée pour fournir une information a pu engendrer des distorsions.

Il n’a pas été possible d’obtenir les revenus engendrés par le traitement des eaux usées à la Ville de Québec. En fait, les citoyens paient annuellement une taxe municipale qui englobe l’approvisionnement en eau potable et le traitement des eaux usées, et ce, peu importe la quantité d’eau potable qu’ils utilisent et la quantité d’eau usée qu’ils rejettent. Par exemple, pour une maison unifamiliale, ce tarif est de 184 $ par an en 2010, dont 101 $ représentent la taxe pour le réseau d’égout. Il est fort probable qu’une partie de la taxe foncière serve aussi à financer des coûts liés au transport et au traitement des eaux usées.

Le coût annuel pour livrer le service de transport et de traitement des eaux usées est de 78,35 $ par équivalent-habitant. Lorsque l’on tient compte de la longueur du réseau d’égout, le service des eaux usées coûte 31 869 $ par kilomètre de réseau. Le tiers de ces montants représente le coût de fonctionnement et le reste, le coût en capital.

Le salaire du personnel représente 19 % des coûts de fonctionnement de 25 606 325 $, comparativement à 14 % pour les coûts en énergie, 10 % pour les matériaux et produits chimiques, moins de 1 % pour les services externes et 57 % pour les autres coûts de fonctionnement tels que les taxes, les prêts et locations, les pertes exceptionnelles et autres.

Les frais d’amortissements représentent 68 % de l’ensemble des coûts en capital, qui sont de 50 561 441 $.

La Ville a dédié 225 000 $ pour combattre les émissions de gaz à effet de serre, ce qui représente 0,23 $ par équivalent-habitant.

Le coût du traitement des boues est évalué à 2 949 072 $, soit 3 $ par équivalent-habitant.

Il n’a pas été possible d’obtenir les renseignements financiers sur les investissements en immobilisations corporelles, de même que les bénéfices nets engendrés par le service et les investissements en recherche et développement.

3.6.5 Analyse comparative

La Ville de Québec est la première municipalité à être soumise à un audit dont l’objectif est