Description générale du projet
INTRODUCTION
Il n'est pas rare de constater la présence de micropolluants (pesticides, produits pharmaceutiques) au point de rejet des stations d'épuration communales. Pour protéger de façon préventive les cours d'eaux, des normes de qualité environnementale (NQE) ont été définies lesquelles serviront de support pour la définition de nouvelles normes de rejet des eaux traitées. Une NQE pour les produits médicamenteux n'existe pas encore à ce jour. Cependant, sept produits actifs ont été répertoriés dans une liste de vigilance. C'est dans ce contexte qu'il est question d'équiper sur le plan européen les stations d'épurations communales avec des traitements appropriés même s'il est du ressort de chaque pays de développer sa propre stratégie vis-à-vis de la problématique des micropolluants. Des procédés tels que l'ozonation ou l'adsorption sur charbon actif sont favorisés sachant qu'ils consomment beaucoup d'énergie. Outre le rendement, les coûts ainsi que les nuisances sur le milieu sont des critères importants dans le choix des procédés. Le rapport entre ces paramètres a une grande signification surtout pour les installations de petite et moyenne envergure rencontrées dans la Grande Région, Palatinat-Rhénanie, Saar et Luxembourg. Cela nécessite le développement de stratégies innovantes quant à la définition et l'exploitation d'une 4ème étape de traitement sur le plan interrégional pour la conservation et la protection de l'environnement.
CONTEXTE TRANSFRONTALIER
Le bassin versant tributaire du cours d’eau de la Sûre a été choisi en qualité de cours d’eau transfrontalier avec la Belgique, l’Allemagne et la Luxembourg, comme territoire représentatif pour ce projet au sein de la Grande Région et servira au développement de ces types de stratégies, d’expérimentation de technologies innovantes et durables dans le domaine des micropolluants.
Le cours d’eau la Sûre (en allemand die Sauer) prend sa source dans le sud-est de la Belgique et a une longueur totale de 173 km. Avec un bassin versant de 4.259 km2 et un débit moyen de 54 m3/s, la Sûre est le plus grand affluent de la Moselle. La Sûre constitue la frontière commune entre le Luxembourg et l’Allemagne sur une distance d’environ 50 km et se jette dans la Moselle à Wasserbillig. Sur l’ensemble de sa longueur la Sûre est le milieu récepteur de nombreuses stations d’épuration et de d’ouvrages de décharge d’eaux pluviales et dont les rejets sont composés non seulement de substances consommatrices d’oxygène ou de substances nutritives eutrophisantes telles que les composés azotés et phosphorés mais aussi de micropolluants. De plus, il est à noter des émissions diffuses diverses provenant de l’agriculture. S’ajoute à cela la problématique particulière de l’émission de bactéries d’origine fécale par déversement d’eaux usées dans la Sûre qui a conduit les autorités luxembourgeoises à interdire la baignade depuis 2011 dans un cours d’eau initialement déclaré comme eau de baignade.
Le cours d’eau la Sûre (en allemand die Sauer) prend sa source dans le sud-est de la Belgique et a une longueur totale de 173 km. Avec un bassin versant de 4.259 km2 et un débit moyen de 54 m3/s, la Sûre est le plus grand affluent de la Moselle. La Sûre constitue la frontière commune entre le Luxembourg et l’Allemagne sur une distance d’environ 50 km et se jette dans la Moselle à Wasserbillig. Sur l’ensemble de sa longueur la Sûre est le milieu récepteur de nombreuses stations d’épuration et de d’ouvrages de décharge d’eaux pluviales et dont les rejets sont composés non seulement de substances consommatrices d’oxygène ou de substances nutritives eutrophisantes telles que les composés azotés et phosphorés mais aussi de micropolluants. De plus, il est à noter des émissions diffuses diverses provenant de l’agriculture. S’ajoute à cela la problématique particulière de l’émission de bactéries d’origine fécale par déversement d’eaux usées dans la Sûre qui a conduit les autorités luxembourgeoises à interdire la baignade depuis 2011 dans un cours d’eau initialement déclaré comme eau de baignade.
LA DEMARCHE
En supposant un status quo dans le bassin versant de la Sûre seront analysés pour des micropolluants préalablement définis divers scénarios de mesures visant à réduire les émissions polluantes en tenant compte des expérimentations de technologies alternatives mises en œuvre sur deux stations d’épuration de référence. De plus, des stratégies basées sur le principe d’immission et orientées vers l’exploitation durable des ressources seront développées afin de maximiser la protection des cours d’eaux et minimiser les impacts financiers tant sur le plan énergétique que de l’investissement en matériels. De plus, une méthodologie sera élaborée permettant la transposition des conclusions sur un territoire similaire en Pays de Sarre (Saarland) ainsi que sur la Grande Région en général. Les conclusions et expériences recueillies seront mises en forme et transmises aux universités et autres spécialistes du secteur.
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Action 1
Analyse et qualification de la situation actuelle pour le cours d’eau de référence, la Sûre
Dans le cadre de la première action à mener il y a tout d’abord la réalisation d’un état des lieux respectivement la détermination de la charge en micropolluants des cours d’eaux à partir de données existantes. Des substances de référence caractéristiques pour le territoire étudié sont définies pour ensuite réaliser une modélisation des flux de substances pour la situation actuelle. Les principaux résultats pour cette première étape permettront d’identifier des tronçons de cours d’eaux particulièrement pollués (hot spots dans la Sûre) et par là-même l’identification des principales sources d’émissions.
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Action 2
Poursuite du développement et analyse de procédés naturels permettant la réduction des micropolluants
A partir de deux stations d’épuration de référence du territoire étudié, la station de Echternach avec une capacité de traitement de 20.000 équivalent-Habitants et la station d’épuration de Reisdorf/Wallendorf avec une capacité de traitement de 4.300 équivalent-Habitants, seront tout d’abord rassemblées les données telles les différents paramètres d’exploitation comme par exemple le temps de séjour, l’âge des boues…mais aussi le rendement épuratoire pour diverse substances notamment pour des micropolluants préalablement définis. Les deux stations d’épuration étudiées sont des installations internationales qui traitent autant des eaux usées provenant de l’Allemagne que du Luxembourg. Ces stations d’épuration sont du fait des procédés épuratoires mis en œuvre représentatives d’innombrables installations au niveau de la Grande Région ce qui confère une transmissibilité élevée des résultats de l’étude.
Une première étape consistera en la réalisation d’analyses en laboratoire au sein du laboratoire de l’Université de Luxembourg au moyen de lysimètres. Les lysimètres, outils permettant d’étudier et de mesurer l’évolution de l’eau dans le sol, seront testés avec différents substrats filtrants et de l’eau usée expérimentale chargée avec des concentrations diverses en micropolluants. Au-delà du rendement des différents filtres plantés en termes de réduction des micropolluants prédéfinis le potentiel d’abattement de paramètres importants pour la Sûre comme la charges en germes fécaux ou les composés phosphorés sera également étudié.
Sur base des résultats d’analyses, une batterie de tests sera effectuée en laboratoire mais aussi sur les sites des stations d’épurations de référence. L’accent sera porté sur trois approches, à savoir:
- Efficacité et rendement des filtres plantés étudiés remplis avec des matériaux de granulométrie bien précise le cas échéant avec aération intermédiaire,
- Optimisation du potentiel de réduction des micropolluants des stations d’épuration communales par calage optimum des paramètres d’exploitation et de pilotage des installations,
- Ajout ciblé de substances macromoléculaires comme par exemple du maltose pour soutenir la formation d’enzymes responsables de la dégradation biologique de certains micropolluants.
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Action 3
Développement et analyse de scénarios éco-efficients de réduction d’émission de micropolluants
En supposant un status quo dans le bassin versant considéré, l’efficacité des mesures ou combinaisons de mesures prises pour réduire les concentrations de micropolluants dans les cours d’eaux selon divers scénarios seront analysées au moyen d’une analyse coûts / avantages pour des micropolluants de référence préalablement définis et ce en tenant compte des résultats d’analyses effectuées en laboratoire ainsi que sur site. Dans le cadre de l’analyse des divers scénarios l’ajout d’un traitement quaternaire au niveau d’une installation existante, l’élimination de micropolluants à des endroits caractéristiques comme par exemple au niveau d’un hôpital ou encore la réduction voire la non-émission de micropolluants par modification des pratiques seront comparées et des bilans en seront tirés. De plus, des stratégies basées sur les immissions, la préservation des ressources dans l’exploitation de procédés de traitements seront développées pour d’une part pour maximiser la protection des cours d’eaux et d’autre part pour réduire le recours à l’énergie, aux équipements et donc aux charges d’ordre monétaires imputées aux contribuables dans le territoire considéré.
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Action 4 : Transposition de la méthodologie ainsi que des résultats obtenus sur un territoire représentatif en Pays de Sarre (Saarland)
Transposition de la méthodologie ainsi que des résultats obtenus sur un territoire représentatif en Pays de Sarre (Saarland)
Dans le cadre de cette action, sera tout d’abord choisi un territoire d’étude en Sarre conjointement avec l’opérateur EVS. L’étape suivante consistera à définir une méthodologie permettant la transposition des résultats obtenus à l’action 3 ci-dessus. L’ensemble des résultats et expériences obtenus serviront à l’élaboration d’un guide commun qui permettra une transmission à d’autres territoires similaires de la Grande Région. Ce guide servira de base pour une planification stratégique sur la façon d’appréhender les micropolluants en Sarre.
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Action 5
Déduction et transposition des connaissances sur l’approche stratégique des micropolluants en direction de la Grande Région
Lors de cette cinquième étape seront réalisés en collaboration avec les opérateurs méthodologiques de Lorraine et de Wallonie un choix et un groupement de territoires analogues situés dans la Grande Région. Fort des connaissances acquises dans le bassin versant de la Sûre luxembourgeoise ainsi qu’en Pays de Sarre, des recommandations quant à l’approche de la thématique des micropolluants seront élaborées lesquelles permettront la mise en place de stratégies transfrontalières d’élimination des micropolluants.
Les connaissances rassemblées dans le cadre de ce projet seront adaptées et diffusées aux différents opérateurs de façon objective.
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Action 6
Mise en forme et diffusion des résultats du projet
Dans le cadre de la première action à mener il y a tout d’abord la réalisation d’un état des lieux respectivement la détermination de la charge en micropolluants des cours d’eaux à partir de données existantes. Des substances de référence caractéristiques pour le territoire étudié sont définies pour ensuite réaliser une modélisation des flux de substances pour la situation actuelle. Les principaux résultats pour cette première étape permettront d’identifier des tronçons de cours d’eaux particulièrement pollués (hot spots dans la Sûre) et par là-même l’identification des principales sources d’émissions.
Les principaux résultats attendus pour cette action sont :
- La création d'une trame pour la mise en œuvre de la Directive européenne sur l'eau dans la Grande Région,
- La transmission de connaissances à de futurs experts,
- Le renforcement de la coopération transfrontalière entre écoles,
- L’élaboration de futurs thèmes de recherches et d’ébauches de projets coopératifs,
- La sensibilisation des professionnels et des décideurs politiques quant aux avantages d'approches et de solutions transfrontalières.
PLUS-VALUE TRANSFRONTALIERE DU PROJET
La collaboration transfrontalière dans le cadre du projet EmiSûre présente de nombreux avantages par rapport à des solutions nationales, régionales ou locales. Les aspects suivants justifient des synergies transfrontalières dans l’approche de la problématique des micropolluants :
- Regroupement des compétences dans le domaine
La collaboration entre états dans le cadre du projet EmiSûre permet le regroupement et le partage des compétences des différents opérateurs visés mais aussi l’utilisation rationnelle des capacités d’analyses (laboratoires spécialisés).
- Mise à profit de savoirs particuliers concernant des spécificités liées aux espaces naturels
L’intégration et la mise en relation des différents exploitants de stations d’épuration, des collaborateurs des Administrations de gestion de l’Eau ainsi que des experts conduit à une connaissance détaillée commune sur le territoire de référence y compris sur l’aquifère et les émissaires, ce qui ne serait pas le cas sur un plan national ou régional.
- Protection transfrontalière des cours d’eaux
Des stratégies transparentes et interrégionales comme elles seront développées dans le projet EmiSûre permettront une démarche concertée sur laquelle seront développées des solutions basées sur les immissions, c’est-à-dire sur l’ensemble des polluants qui agissent sur l’environnement et les individus, et sur la préservation des ressources. De ce fait la protection des cours d’eaux transfrontaliers sera maximisée.
- Développement de solutions efficientes d’un point de vue de l’utilisation des ressources et économiques.
La démarche actuelle consistant que chaque région, chaque état fédéral (pour l’Allemagne), chaque Etat développe sa propre stratégie pour le traitement des micropolluants n’est pas appropriée vue la complexité du problème posé et conduit à l’élaboration de solutions non concertées et économiquement non optimales. Des stratégies transfrontalières transparentes telles que celles développées dans le cadre du projet EmiSûre permettront de définir une démarche concertée au travers de laquelle seront mises au point des solutions soucieuses de l’utilisation des ressources. De ce fait la protection des cours d’eaux transfrontaliers sera maximisée et parallèlement à cela le recours à l’énergie, aux équipements et donc aux charges d’ordre monétaires seront réduites
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