Instrumentation de la filière de traitement

La filière de traitement est instrumentée depuis 2015 afin d’effectuer un suivi de l’hydrologie du bassin versant, de l’hydraulique au sein de la filière de traitement, des paramètres physico-chimiques en temps sec et en temps de pluie, et des micropolluants dans les différents compartiments du système (eau, sédiments et sable).

4.2.1. Suivi hydrologique

Une station météorologique est installée à proximité immédiate du BV1. La station (ADCON, Klosterneuburg, Autriche) mesure la température, l’humidité, la pression atmosphérique, la vitesse et la direction du vent, les précipitations et l’ensoleillement (Figure 42). La précision du pluviomètre est de 0,1mm.

4.2.2. Suivi hydraulique au fil de l’eau

La filière de traitement est équipée de diverses sondes permettant le suivi des hauteurs d’eau à différents points stratégiques du système.

4.2.2.1. Hauteur d’eau dans la canalisation d’entrée de la mare : sonde à ultra-son

Une sonde à ultrason (Siemens, Munich, Allemagne) mesure la hauteur d’eau dans la canalisation d’entrée de la mare de sédimentation (Figure 43). La sonde émet une onde ultrasonore qui réfléchit sur la surface de l’eau et revient vers son émetteur-récepteur. Ainsi la sonde calcule le temps qu’a mis l’onde à faire l’aller-retour. Connaissant la vitesse de l’ultrason dans l’air (340m.s-1 à 20°C), et la hauteur du fond de l’ouvrage (la tare), la sonde

peut alors calculer la distance qui la sépare de la surface de l’eau et ainsi la hauteur d’eau.

FIGURE 43: SONDE A ULTRASON A L'AMONT DE LA MARE DE SEDIMENTATION 4.2.3. Hauteur d’eau dans la mare de sédimentation : sonde pression

Une sonde pression (Endress & Hauser, Reinach, Suisse) est installée sur le madrier répartiteur de débit (Figure 44). Elle mesure la hauteur d’eau dans la mare et permet :

 Le déclenchement des préleveurs ;

 La détection d’une surverse vers le milieu récepteur via le trop-plein ;

 La détection du fonctionnement du déversoir flottant ;

FIGURE 44: INSTRUMENTATION DANS LA MARE DE SEDIMENTATION

4.2.3.1. Hauteur d’eau au fond du filtre planté de roseaux : piézomètres

Deux piézomètres sont installés dans le filtre (Figure 39). Ce sont des sondes de pression (Endress & Hauser, Reinach, Suisse) qui permettent de connaître la hauteur d’eau au sein du milieu poreux. Le dispositif n’est pas perforé et atteint le fond du filtre.

4.2.3.2. Hauteur d’eau en sortie de filière : radar

Un radar (IJINUS, Mellac, France) se situe dans le regard de sortie, à l’aval du filtre (Figure 45). Il permet de détecter la vidange du filtre, ou la remontée de la mare naturelle dans le système.

FIGURE 45: PRINCIPE DE MESURE DU RADAR EN SORTIE DU FILTRE PLANTE DE ROSEAUX 4.2.3.3. Vitesses d’infiltration du filtre planté de roseaux

Les vitesses d’infiltration dans la couche active du filtre planté de roseaux sont déterminées grâce à un infiltromètre à double anneau. Après avoir fauché les végétaux présents sur la zone de mesure, les deux anneaux sont enfoncés à une dizaine de centimètres dans le substrat. Les deux compartiments de l’infiltromètre sont mis en eau grâce à une pompe prélevant dans le regard aval. La vitesse d’infiltration est suivie dans le compartiment central

Effluent en provenance du filtre

Mesure de la hauteur d’eau et détection de la valeur seuil de déclenchement du préleveur

Surverse dans le regard

à l’aide d’une baguette graduée sur flotteur et d’un chronomètre. Les expériences d’infiltration ont été menées à différentes saisons pendant 2 ans. Les vitesses d’infiltration ont été déterminées sur deux points du filtre planté de roseaux : une zone avec une forte densité de roseaux, supposée très alimentée en eau de la mare, et une zone avec une plus faible densité, supposée moins alimentée. Chaque mesure est répétée trois fois sur le même point et la vitesse d’infiltration du point est la moyenne des trois expériences. Le détail du protocole de mesure des vitesses est présenté dans Bois et al. (2015).

FIGURE 46: MESURE DE VITESSE D'INFILTRATION AVEC UN INFILTROMETRE A DOUBLE ANNEAU

4.2.4. Suivi en continu des paramètres physico-chimiques

Deux sondes multi-paramètres (YSI, Yellow Springs, USA) sont installées dans la filière de traitement : la première se situe sur le madrier répartiteur de débit en entrée de mare (Figure 44) et la seconde dans le piézomètre central du filtre planté (Figure 39).

FIGURE 47: SONDE MULTI-PARAMETRES

La sonde multi-paramètres mesure la température (°C), la conductivité (μS.cm-1), l'oxygène dissous (mgO2.L-1), l’oxygène dissous à saturation (%), le pH et le potentiel rédox (mV) de l’eau en continu.

Il est important de noter que toutes les sondes de terrain sont étalonnées avant chaque installation sur site. La fréquence d’étalonnage dépendra à la fois de l’usage et des prescriptions du fabricant.

4.2.5. Suivi ponctuel en temps de pluie : dispositif de prélèvement

Trois préleveurs automatiques réfrigérés (Endress & Hauser, Reinach, Suisse) sont installés sur le site afin de suivre la qualité de l’eau en entrée du système et ces performances de traitement :

1. Le premier point de prélèvement, dit préleveur amont, prélève les eaux ruisselées brutes dans la canalisation en amont de la mare ;

2. Le second point de prélèvement, dit préleveur intermédiaire, prélève l’eau de la mare décantée pendant son transfert dans le déversoir flottant ;

3. Le troisième point de prélèvement, dit préleveur aval, prélève l’eau décantée et filtrée par le filtre planté dans le regard aval avant rejet dans la mare naturelle. Leur localisation est présentée dans la Figure 48.

Les matériaux utilisés pour les éléments constitutifs des préleveurs sont conformes aux recommandations du projet AMPERES (Choubert et al., 2009) afin de limiter les risques de contaminations des échantillons : le tuyau de prélèvement est en fluoropolymère, matériaux inerte chimiquement et les flacons sont en verre. Cependant, certains éléments internes du préleveur automatique n’ont pas pu être maîtrisés, et sont notamment en PVC, en polystyrène ou en silicone (Figure 49). Les risques de contamination sont malgré tout minimes car le temps de contact entre l’eau prélevée et les matériaux est inférieur à 1min. Afin d’évaluer les risques de contamination des échantillons par les préleveurs, nous avons réalisé une campagne blanche selon le protocole de Eymery et al. (2011). De l’eau d’Evian a été prélevée selon le protocole d’échantillonnage du préleveur, puis conditionnée comme lors d’une campagne de prélèvement standard et analysée de même en métaux et HAP. Les résultats des analyses indiquent que les concentrations en métaux et HAP sont inférieures aux limites de détection. Les matériaux des préleveurs ne relarguent donc pas les micropolluants recherchés dans notre étude dans les échantillons.

FIGURE 48: LOCALISATION DES PRELEVEURS AUTOMATIQUES ET DES POINTS DE PRELEVEMENTS

(b) Système d’aspiration de l’eau et matériaux

(a) Préleveur automatique (c) Système de répartion de l’eau prélevée et matériaux