Chapitre 2 : Matériels et méthodes
1 Description des sites étudiés et échantillonnage associé
1.1 Les stations d’épuration bordelaises
1.1.1 Description des sites
a) Le réseau d’assainissement de la CUB
Le service d’assainissement collectif de la Communauté urbaine de Bordeaux (CUB) dessert la totalité des 27 communes communautaires soit 722 000 habitants (CUB, 2011). Le réseau est organisé en 6 bassins de collecte associés chacun à une station d’épuration (STEP). Les stations d’épuration, leur commune d’implantation ainsi que la capacité nominale en équivalents-habitants (EH) de chacune sont détaillées dans le Tableau 12.
Tableau 12. Liste des stations d’épuration de la Communauté Urbaine de Bordeaux.
Station Commune Capacité
(EH)
Pourcentage des capacités de la CUB
Clos De Hilde Bègles 408 000 42
Louis Fargue Bordeaux 300 000 31
Sabarèges Ambarès 117 000 12
Cantinolle Eysines 85 000 9
Lille Blanquefort 67 000 7
Ambès CD 10 Ambès 3 000 0,3
L’étude d’impact des effluents urbains de la CUB sur la Garonne estuarienne se limitera aux deux stations d’épuration Clos de Hilde et Louis Fargue puisqu’elles regroupent les trois quarts des capacités d’assainissement de la CUB et se rejettent directement dans la Garonne, contrairement à Sabarèges, Cantinolle et Ambès pour lesquelles les effluents traités transitent par le Guâ, la Jalle de Blanquefort et la Dordogne, respectivement.
Le réseau de collecte, de 3 952 km au total, comporte des parties unitaires (qui reçoivent des eaux usées domestiques et des eaux pluviales) et des parties séparatives. Les linéaires de réseau atteignent 781 km pour les réseaux unitaires, 1 786 km pour les réseaux séparatifs (eaux usées) et 1 385 km pour les réseaux d’eaux pluviales.
b) La station d’épuration Clos de Hilde Réseau
La population raccordée à la station Clos de Hilde est estimée en 2010 à 264 600 habitants (estimation Lyonnaise à partir du recensement INSEE de 1999). Les communes raccordées à la station Clos de Hilde sont recensées dans le Tableau 13.
Tableau 13. Communes raccordées à la station Clos de Hilde.
Commune Pourcentage d’habitants raccordés Bègles 100 Bordeaux 6 Bouliac 59 Cenon 15 Gradignan 92 Floirac 82 Pessac 66 Talence 83 Villenave d’Ornon 100
Le réseau de collecte de Clos de Hilde totalise 854 km, à 87 % séparatif et 13 % unitaire. La liste des industriels raccordés comprend plusieurs hôpitaux et cliniques : le centre Xavier Arnozan, la clinique Béthanie, la clinique chirurgicale Mutualiste, la clinique Saint-Martin et les hôpitaux Haut-Lévèque et Robert Picqué.
Bien que le réseau de collecte de la station d’épuration Clos de Hilde soit essentiellement séparatif, une proportion non négligeable d’eaux claires (eaux généralement très peu polluées) pénètre dans le réseau par tous temps. Il peut s’agir d’infiltrations depuis les nappes phréatiques ou de ruisseaux canalisés dans les égouts. Ces eaux sont appelées Eaux Claires Parasites Permanentes (ECPP) en opposition aux Eaux Claires Parasites Météoriques (ECPM), dues aux intrusions d’eaux pluviales. La Figure 17 précise la répartition par mois en 2011 des eaux arrivant en station de Clos de Hilde. La somme des eaux claires peut dépasser 50 % du volume total arrivant en station d’épuration et diluer ainsi les eaux usées résiduaires dénommées EU strictes.
Procédés de traitement
Le synoptique des procédés et des points de prélèvement de la station Clos de Hilde est donné en Annexe 1. L’effluent brut subit dans un premier temps un dégrillage à 50 puis 16 mm suivi d’un dessablage/dégraissage qui permet de retirer les particules denses qui décantent et les graisses qui surnagent. L’effluent est ensuite réparti sur deux filières aux procédés identiques, appelées 1 et 2. L’effluent traverse les décanteurs lamellaires qui éliminent la majeure partie des matières en suspension. La décantation est favorisée par l’ajout préalable de chlorure ferrique et de polymère anionique (copolymère d’acrylamide et d’acide acrylique). L’effluent, débarrassé de l’essentiel de sa charge particulaire, est soumis au traitement secondaire sur filtres biologiques garnis d’un support filtrant composé de billes d’argile expansées. Les effluents des filières 1 et 2 se rejoignent alors avant d’être rejetés en Garonne.
Le temps de résidence dans la station d’épuration varie selon les débits : d’une quarantaine de minutes aux débits maximums à approximativement 4 h pour de faibles débits.
Le débit moyen observé par temps sec en 2011 en sortie de station d’épuration est de 54 300 m3.j-1, soit 0,6 m3.s-1 (d’après données d’autosurveillance des STEP, Lyonnaise des Eaux). Le rejet en Garonne est localisé sur la rive gauche, au niveau de l’île d’Arcins (Figure 18).
Figure 18. Localisation du point de rejet de la station d’épuration Clos de Hilde (flèche noire).
Les concentrations en matières en suspension (MES), demande chimique en oxygène (DCO) et azote ammoniacal sont données pour l’entrée et la sortie de la STEP dans le Tableau 14.
Tableau 14. Concentrations moyennes en paramètres classiques mesurées en mars, avril et mai 2011 à la station d’épuration Clos de Hilde. MES : Matières en Suspension, DCO : Demande Chimique en Oxygène, N-NH4 : azote
ammoniacal. D’après données d’autosurveillance des STEP, Lyonnaise des Eaux.
MES mg.L-1 DCO mg.L-1 N-NH4 mg.L-1 Effluent d’entrée 250 ± 50 510 ± 110 43 ± 7 Effluent de sortie 6 ± 3 52 ± 9 30 ± 5
Avec des concentrations en azote ammoniacal équivalentes entre l’effluent d’entrée et de sortie, il ressort que la STEP n’est pas prévue pour le traitement de l’azote.
c) La station d’épuration Louis Fargue (avant réhabilitation – décembre 2011) Réseau
La population raccordée estimée est de 305 814 habitants (estimation Lyonnaise des Eaux à partir du recensement INSEE de 1999). Les communes raccordées à la station Louis Fargue sont recensées dans le Tableau 15.
Tableau 15. Communes raccordées à la station Louis Fargue.
Commune Pourcentage de la zone concernée par l’assainissement Bordeaux 76 Bruges 66 Eysines 53 Le Bouscat 100 Mérignac 95 Pessac 7 Talence 17
Le réseau de collecte de la station Louis Fargue totalise 928 km à 60 % unitaire et 40 % séparatif. Le réseau de collecte est donc plus sujet à la pluviométrie que le réseau de collecte de la station Clos de Hilde. La station Louis Fargue reçoit les effluents de 18 hôpitaux et cliniques et en particulier l’hôpital Pellegrin, le plus important des sites du Centre Hospitalier Universitaire (CHU) de Bordeaux.
La station d’épuration Louis Fargue reçoit également une proportion importante d’eaux claires. La Figure 19 détaille la provenance des eaux par mois. En 2011, les volumes entrant en STEP étaient à 34 % des eaux usées strictes, à 26 % des ECPM et à 40 % des ECPP.
Figure 19. Evolution annuelle de la provenance des eaux brutes rentrant en station d’épuration de Louis Fargue. Données Lyonnaise des Eaux, 2011. EU : eaux usées strictes, ECPP : eaux claires parasites permanentes, ECPM : eaux claires
parasites météoriques.
Procédés de traitement
Le synoptique des traitements de la station Louis Fargue est donné en Annexe 1. Le traitement primaire consiste en un dégrillage à 40 puis 18 mm suivi d’un dessablage/dégraissage. Après ajout de chlorure ferrique et d’un polymère anionique (copolymère d’acrylamide et d’acide acrylique) pour faciliter la décantation, l’effluent traverse 3 décanteurs physico-chimiques. Compte tenu des capacités du traitement biologique qui suit, seulement 66 % (moyenne temps sec 2011, d’après données d’autosurveillance des STEP, Lyonnaise des Eaux) du débit est envoyé vers un traitement à boues activées forte charge dans 6 blocs rapides. Les 34 % restants sont directement bypassés vers le rejet en Garonne. Lorsque les débits d’entrée de station d’épuration augmentent, comme en cas d’événement pluvieux, la proportion d’effluent bypassé augmente, provoquant un effluent de sortie moyen pouvant être composé à 69 % d’effluent uniquement décanté (données décembre 2011, autosurveillance des STEP, Lyonnaise des Eaux).
Le débit moyen calculé par temps sec en 2011 est de 72 200 m3.j-1, soit 0,8 m3.s-1 (données d’autosurveillance des STEP, Lyonnaise des Eaux). Le rejet en Garonne est localisé en rive gauche (Figure 20)
Figure 20. Localisation du point de rejet de la station d’épuration Louis Fargue (flèche noire) et photographie aérienne du rejet au jusant.
Les concentrations en matières en suspension (MES), demande chimique en oxygène (DCO) et azote ammoniacal sont données pour l’entrée, la sortie générale et la sortie des boues activées dans le Tableau 16.
Tableau 16. Concentrations moyennes en paramètres classiques mesurées en mars, avril et mai 2011 à la station d’épuration Louis Fargue. MES : Matières en Suspension, DCO : Demande Chimique en Oxygène, N-NH4 : azote
ammoniacal. D’après données d’autosurveillance des STEP, Lyonnaise des Eaux.
MES mg.L-1 DCO mg.L-1 N-NH4 mg.L-1 Effluent d’entrée 220 ± 50 430 ± 70 34 ± 6 Effluent de sortie générale 31 ± 14 120 ± 20 34 ± 6 Effluent de sortie boues activées 24 ± 20 80 ± 30 33 ± 6
Tout comme la STEP Clos de Hilde, au traitement biologique différent, la STEP Louis Fargue n’est pas prévue pour le traitement de l’azote.
d) La station d’épuration Louis Fargue après réhabilitation (décembre 2011)
La station d’épuration Louis Fargue a subi d’importants changements de ses procédés de traitement au cours de cette étude, la nouvelle station d’épuration étant progressivement entrée en service à partir de décembre 2011. Il est à noter que le réseau de collecte est resté inchangé.
Procédés de traitement
d’eaux brutes en Garonne. Le prétraitement est resté inchangé. Les décanteurs à ciel ouvert physico-chimiques ont été remplacés par des décanteurs lamellaires. Le traitement biologique par boues activées forte charge est remplacé par un traitement par biofiltration. Dans cette configuration, sauf incident, il n’y a plus de bypass systématique du traitement biologique. Ainsi l’ensemble du traitement est devenu similaire à celui de la station Clos de Hilde.