Suivi de la qualit´ e des eaux de rejet du jardin de pluie

L’objectif de cette section est de d´ecrire la m´ethodologie exp´erimentale qui a ´et´e suivie de janvier 2013 `a f´evrier 2014 pour ´evaluer le potentiel ´epurateur du jardin de pluie de Longueuil1<sub>. On cherche ainsi `a quantifier le niveau de performance vis-`a-vis de l’objectif</sub> d’am´eliorer la qualit´e de l’eau pluviale dans le r´eseau d’´egout municipal.

La m´ethodologie exp´erimentale de suivi qualitatif du jardin de pluie doit r´epondre `a deux questions essentielles :

1. comment les ´echantillons d’eau doivent-ils ˆetre pr´elev´es (fr´equence, lieu, protocole) ? 2. quelles caract´eristiques physico-chimiques des eaux doivent-elles ˆetre mesur´ees ? 1. On utilisera indiff´eremment les termes de jardin de pluie et syst`eme de bio-r´etention dans la suite de ce m´emoire

3.3.1 Zones de pr´el`evement des ´echantillons d’eau

Pour ´echantillonner l’eau avant qu’elle n’entre dans le jardin de pluie, on dispose d’un puisard PU-02 (figure 3.3) qui a ´et´e utilis´e `a chaque pr´el`evement. De plus, on dispose d’un collecteur d’eau de ruissellement (figure 3.4) qui a ´et´e install´e dans le jardin de pluie en mai 2013 pour ´echantillonner l’eau de ruissellement d’un ´ev`enement de pluie particulier. Le but ici est de comparer la qualit´e de l’eau issue du ruissellement direct et la qualit´e de l’eau recueillie dans le puisard. En effet, l’eau du puisard est une accumulation d’eau de pluie entre deux journ´ees d’´echantillonnage (un mois pendant la premi`ere phase et deux semaines pendant la seconde phase) tandis que l’eau du collecteur est l’accumulation du ruissellement pendant une journ´ee. Dans le collecteur, on a ´echantillonn´e le ruissellement des pr´ecipitations tomb´ees entre le 19 mai (1 mm) et le 20 mai 2013 (5,8 mm). Pr´elever l’eau de ruissellement dans le puisard pr´esente l’avantage d’avoir une eau qui est un m´elange de toutes les pluies tomb´ees depuis l’´echantillonnage pr´ec´edent, donc cela nous permet d’analyser la qualit´e moyenne des eaux de ruissellement pendant une p´eriode donn´ee.

Pour ´echantillonner l’eau une fois qu’elle a ´et´e trait´ee par le jardin, on dispose d’un regard d’´echantillonnage RP-06 (figure 3.5). D’autre part, on dispose de trois pi´ezom`etres, ou puits d’´echantillonnage (figure 3.6), qui permettent de pr´elever de l’eau dans le regard RP- 06 `a diff´erentes profondeurs. Mais, les ´echantillons n’ont ´et´e pr´elev´es dans les pi´ezom`etres qu’au mois de janvier. En effet, les r´esultats du mois de janvier ont montr´e qu’il y avait une concentration inhabituelle de Mati`eres En Suspension dans les pi´ezom`etres. En fait, beaucoup de s´ediments se d´eposent dans les pi´ezom`etres et lorsque l’on y pr´el`eve de l’eau ces s´ediments sont remis en suspension et se retrouvent dans les ´echantillons. On a donc d´ecid´e de pr´elever directement dans le regard d’´echantillonnage RP-06 pour tout le reste de l’´etude.

Figure 3.4 Photo du collecteur d’eau de ruissellement.

Figure 3.5 Photo du regard d’´echantillonnage RP-06, diam`etre de 1200 mm.

Figure 3.6 sch´ema du regard RP-06, adapt´e de la figure 7.1 de Dugu´e (2010) en utilisant les valeurs de pente du plan tel que construit.

3.3.2 Analyses phisico-chimiques des eaux

Le tableau 3.1 r´ecapitule l’ensemble des analyses effectu´ees apr`es le pr´el`evement d’un ´

echantillon d’eau pendant les deux phases d’´etudes. `

A cause du prix ´elev´e de l’analyse des Hydrocarbures Aromatiques Polycycliques, nous avons choisi de ne les tester que sur huit ´echantillons en janvier, f´evrier, mars et mai 2013. Pour ce qui est des trois derniers param`etres (turbidit´e, coliformes f´ecaux et E. coli), ils n’ont ´

et´e test´es qu’`a partir du mois d’avril 2013. Lors de la premi`ere phase d’´etude (janvier `a mai 2013) les ´echantillons ont ´et´e pr´elev´es une fois par mois et toutes les analyses ont ´et´e men´ees sur chaque ´echantillon. Tandis que pendant la deuxi`eme phase d’´etude (septembre 2013 `a f´evrier 2014), les ´echantillons ont ´et´e pr´elev´es deux fois par mois mais pour limiter les coˆuts le pH, la DBO5, la DCO, E. Coli et les coliformes f´ecaux n’ont ´et´e analys´es qu’une fois par mois. Le tableau 3.2 d´ecrit l’´ech´eancier des pr´el`evements. Les analyses ont ´et´e confi´ees au laboratoire d’analyse SM Inc. situ´e `a Longueuil. Les m´ethodes d’analyses normalis´ees sont list´ees dans l’annexe C et le d´etail du protocole exp´erimental du suivi qualitatif est d´ecrit en annexe A.

3.3.3 Limitations du suivi qualitatif

Le protocole de suivi qualitatif a plusieurs limitations. Tout d’abord, le site de pr´el`evement des eaux de ruissellement `a l’entr´ee du jardin de pluie (Pu-02 voir figure 3.3) pr´esente plusieurs inconv´enients. En effet, si certains polluants ne vont pas ˆetre affect´es par un s´ejour de plusieurs semaines dans un puisard en b´eton ouvert `a l’air libre, ce n’est pas le cas de tous les polluants. Ainsi, les MES vont pouvoir d´ecanter et s´edimenter dans le fond du puisard entraˆınant avec elles certains polluants comme les hydrocarbures, certaines formes du phosphore, des m´etaux lourds et des coliformes. De plus, les coliformes vont pouvoir se d´evelopper librement s’il y a un apport en mati`eres organiques ou au contraire vont pouvoir se d´egrader si les conditions ne sont plus favorables `a leur d´eveloppement. De mˆeme, quid de la pertinence des mesures de Demande Chimique en Oxyg`ene (DCO) et de DBO5 quand l’eau a stagn´e plusieurs semaines ? Enfin, le plus gros inconv´enient de ce site de pr´el`evement est sˆurement la masse de s´ediments contenue au fond du puisard et que nous ne sommes pas en mesure de r´ecurer. Par cons´equent, il semble probable que les concentrations en polluants que l’on mesure dans ce puisard sous- estiment les concentrations en polluants contenus dans les eaux pluviales de ruissellement. Il est donc important de comparer la qualit´e des eaux du collecteur et celle du puisard pour estimer quels sont les polluants dont les concentrations sont sous-estim´ees ou sur-estim´ees. En toute rigueur, la performance d’abattement des polluants de ce jardin de pluie est donc ´

Tableau 3.1 Liste des param`etres analys´es et nombre de pr´el`evements effectu´es pour chacun de ces param`etres dans chacun des sites d’´echantillonnage au cours des deux phases d’´etude.

PU-02 RP-06 Pi´ezom`etres Collecteur

Param`etre (entr´ee) (sortie) (sortie) (entr´ee) Total

pH 13 12 3 1 29 DBO5 13 12 3 1 29 DCO 12 11 3 1 27 MES 18 17 3 1 39 Cd 18 17 3 1 39 Ca 18 17 3 1 39 Cr 18 17 3 1 39 Cu 18 17 3 1 39 K 18 17 3 1 39 Mg 18 17 3 1 39 Ni 18 17 3 1 39 Pb 18 17 3 1 39 Na 18 17 3 1 39 Zn 18 17 3 1 39

Azote total Kjedahl 18 17 3 1 39

Conductivit´e 19 18 3 1 41 Chlorure 19 18 3 1 41 Hydrocarbures p´etroliers 6 5 3 1 15 Phosphore en trace 18 17 3 1 39 HAP 4 3 1 0 8 Turbidit´e 17 17 0 1 35 Coliformes f´ecaux 11 11 0 1 23 Escherichia coli 11 11 0 1 23

Tableau 3.2 ´Ech´eancier des pr´el`evements sur les diff´erents sites d’´echantillonnage.

Site 2013 2014

janv f´evr mars avr mai sept oct nov dec janv f´evr Total

P1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 P2 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 P3 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 RP-06 0 1 1 1 2 2 2 2 2 2 2 17 PU-02 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 2 18 Col. 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 Total 4 2 2 2 5 4 4 4 4 4 4 39 Subs. 2 0 0 0 2 2 0 0 0 0 2 8

ruissellement stock´ee dans un puisard en b´eton `a l’air libre pendant deux `a quatre semaines. Les limitations du suivi li´ees au pr´el`evement des eaux filtr´ees par le jardin de pluie sont trait´ees au chapitre 4. On y voit notamment que le pr´el`evement d’eau dans les pi´ezom`etres du regard RP-06 n’est pas appropri´e. Par ailleurs, le regard RP-06 n’a pas la capacit´e de stocker toutes les eaux filtr´ees par le jardin de pluie. Le regard RP-06 a une capacit´e de 1,0 m3<sub>,</sub> et les grosses pluies peuvent g´en´erer des volumes allant jusqu’`a 80 m3_{, on comprend alors} pourquoi la qualit´e de l’eau pr´elev´ee dans le regard n’est pas n´ecessairement repr´esentative de la qualit´e moyenne des eaux filtr´ees par le jardin de pluie.