Impact Des Rejets Des Stations De Traitement Des Eaux Usées Sur Les
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Impact des rejets des stations de traitement des eaux usées sur les milieux aquatiques récepteurs : cas des zones de rejets végétalisées et des cours d’eau en Haute-Garonne, France MEMOIRE POUR L’OBTENTION DU MASTER EN INGENIERIE DE L’EAU ET DE L’ENVIRONNEMENT OPTION : EAU ET ASSAINISSEMENT Présenté et soutenu publiquement le 23 janvier 2017 par : J. Tchangnangou DJIWA BOUNDI Travaux dirigés par : Michel SENTEX Dr.-Ing. Seyram SOSSOU Ingénieur à SATESE 31 Laboratoire Enseignant-Chercheur à 2iE Départemental 31 de la Haute-Garonne, Département Eau et Assainissement Toulouse, France Ouagadougou, Burkina Faso Jury d’évaluation du stage : Président : Anderson ANDRIANISA Membres et correcteurs : Yacouba KONATE Seyram SOSSOU Institut International d’Ingénierie Rue de la Science - 01 BP 594 - Ouagadougou 01 - BURKINA FASO Tél. : (+226) 50. 49. 28. 00 - Fax : (+226) 50. 49. 28. 01 - Mail : [email protected] - www.2ie-edu.org Impact des rejets des stations de traitement des eaux usées sur les milieux aquatiques récepteurs : cas des zones de rejets végétalisées et des cours d’eau en Haute-Garonne, France DEDICACE Je dédie ce mémoire de fin de cycle à toutes les victimes de la révolution des 30 et 31 octobre 2014 dans le pays des hommes intègres, le Burkina Faso. i J. Tchangnangou DJIWA BOUNDI Eau et Assainissement 2015/2016 Impact des rejets des stations de traitement des eaux usées sur les milieux aquatiques récepteurs : cas des zones de rejets végétalisées et des cours d’eau en Haute-Garonne, France REMERCIEMENTS Au terme de ce travail, je voudrais ici traduire ma gratitude et ma reconnaissance au Laboratoire Département 31 et aux personnes qui ont participé à sa réalisation ; A Mme Michelle SELVE, Directrice du Laboratoire Départemental 31 pour m’avoir accepté pour le stage et m’avoir ouvert les portes du laboratoire ; A mes encadreurs : Michel SENTEX, Responsable du SATESE 31 et Dr.-Ing. Seyram SOSSOU, Enseignant-chercheur à 2iE, pour leur disponibilité, l’encadrement et les conseils durant tout le stage ; Je remercie tout particulièrement l’équipe du SATESE-MVAB, Isabelle Nybelen, Alexandre Barbe, Jérôme Cayuela, Lionel Garric, Jérôme Pelfort, Jean-Louis Fanielle, Flavien Chastanet pour la bonne ambiance avec laquelle ils m’ont accueilli parmi eux tout le long de mon stage, pour avoir consacré du temps à répondre à mes multiples questions et préoccupations. Je tiens à remercier M. Alain BARON, Ingénieur d'Etudes Sanitaires de la Délégation Départementale de la Haute-Garonne | PGAS Pôle Eau et M. Patrice PAIUSCO, Responsable des Prélèvements, Contrôle et Diagnostic pour ses appuis techniques tout le long de mon stage. ii J. Tchangnangou DJIWA BOUNDI Eau et Assainissement 2015/2016 Impact des rejets des stations de traitement des eaux usées sur les milieux aquatiques récepteurs : cas des zones de rejets végétalisées et des cours d’eau en Haute-Garonne, France RESUME : Les rejets des stations de traitement des eaux usées peuvent dégrader la qualité des milieux récepteurs à l’instar des cours d’eau. Ce travail a pour objectif d’étudier l’impact de la pollution des rejets d’eaux usées sur les milieux naturels afin de contribuer à la protection de l’environnement. Cette étude a porté sur au total cinq (5) stations de traitement des eaux usées (STEU) dont trois (3) possédant des Zones de Rejets Végétalisées (ZRV) à leur aval et deux (2) sans ZRV et servant de stations témoins. Les performances épuratoires des STEU et des ZRV ont été évaluées par la détermination des paramètres physico-chimiques et microbiologiques. L’impact des rejets sur les milieux naturels notamment les cours d’eau récepteurs a été évalué par une comparaison des paramètres de pollution à la réglementation basé sur le bon état écologique des milieux aquatiques. Les résultats montrent que les performances épuratoires des cinq stations sont toutes conformes à la règlementation. Les ZRV ont un bon rendement d’abattement des E. coli au-delà des 80%. Les ZRV apportent également un abattement notable sur les nitrates de l’ordre de 56%. Par contre la performance au niveau de la pollution organique (DCO, DBO5) et de la pollution physique (MES) est faible. Pour le phosphore, les ZRV n’ont apporté aucun traitement supplémentaire. Au niveau du cours d’eau comme milieu récepteur naturel, seule deux stations exercent une pression (azote et phosphore) sur l’état écologique des cours d’eau. Ces résultats permettront un meilleur suivi du fonctionnement des ZRV et une réduction des impacts des rejets des STEU sur les milieux récepteurs. Mots Clés : 1 - Eaux usées 2 - Performance épuratoire 3 - Milieu naturel 4 - Zones de Rejets Végétalisées 5 – Impact des rejets iii J. Tchangnangou DJIWA BOUNDI Eau et Assainissement 2015/2016 Impact des rejets des stations de traitement des eaux usées sur les milieux aquatiques récepteurs : cas des zones de rejets végétalisées et des cours d’eau en Haute-Garonne, France ABSTRACT Releases from wastewater treatment plants can degrade the quality of receiving environments like watercourses. The aim of this work is to study the impact of pollution of wastewater discharges on natural environments in order to contribute to the protection of the environment. This study involved a total of five (5) wastewater treatment plants (STEU) of which three (3) had Vegetalized Release Areas (ZRV) downstream and two (2) had no ZRV and served as control stations. The purification performance of STEU and ZRV was evaluated by the determination of physicochemical and microbiological parameters. The impact of discharges on receiving watercourses was assessed by a comparison with the regulations on the good ecological status of aquatic environments. The results show that the purification performance of the five stations all comply with the regulations. ZRV perform well in the order of 96% and 81% of E. coli for two stations. The ZRV also have a significant nitrogen abatement of around 56%. On the other hand, performance in terms of organic pollution (DCO, DBO5) and physical pollution (MES) is low. On the phosphorus the ZRV have not brought any further improvement. At the level of the watercourse as a natural receiving environment, only two stations put pressure on the ecological state of the rivers. These results will allow a better monitoring of the operation of the ZRV and a reduction of the impacts of the releases of the STEU on the receiving environments. Key words: 1 - Wastewater 2- Removed efficiency 3- Natural environment 4- Vegetated Areas Releases 5 – Releases impact iv J. Tchangnangou DJIWA BOUNDI Eau et Assainissement 2015/2016 Impact des rejets des stations de traitement des eaux usées sur les milieux aquatiques récepteurs : cas des zones de rejets végétalisées et des cours d’eau en Haute-Garonne, France SIGLES ET ABREVIATIONS AG : Agence de l’Eau AEAG : Agence de l'eau Adour-Garonne ARS : Agence Régionale de la Santé BA : Boue Activée BDERU : Base de Données des Eaux Résiduaires Urbaines CEE : Communauté Economique Européenne COFRAC : Comité Français d’Accréditation DCE : Directive Cadre de l’Eau DERU : Directive des Eaux Résiduaires Urbaines DDASS : Direction Départementale des Affaires Sanitaires et Sociales DDT : Direction Départemental des territoires EH : Equivalent Habitant ERU : Eaux Résiduaires Urbaines EPNAC : Evaluation des Procédés Nouveaux d’Assainissement Collectif INSEE : Institut national de la statistique et des études économiques OIE : l’Office International de l’Eau LD31-EVA : Laboratoire Départemental 31 Eau-Vétérinaire-Air RSA : Réseau de station d’Alerte SATESE : Service d’Assistance Technique aux Exploitants de Stations d’Epuration SMEA : Syndicat Mixte de l’Eau et de l’Assainissement STEU : Station de traitement des eaux usées ZRV : Zone de Rejet Végétalisée v J. Tchangnangou DJIWA BOUNDI Eau et Assainissement 2015/2016 Impact des rejets des stations de traitement des eaux usées sur les milieux aquatiques récepteurs : Cas des zones de rejets végétalisées et des cours d’eau en Haute-Garonne, France TABLE DES MATIERES DEDICACE ................................................................................................................... i REMERCIEMENTS .................................................................................................... ii RESUME : ................................................................................................................... iii ABSTRACT ................................................................................................................ iv SIGLES ET ABREVIATIONS .................................................................................... v TABLE DES MATIERES .......................................................................................... vi LISTE DES TABLEAUX ........................................................................................... ix LISTE DES FIGURES ................................................................................................. x INTRODUCTION ........................................................................................................ 1 I. REVUE BIBLIOGRAPHIQUE .......................................................................................... 3 1. DEFINITION DE LA STEU .................................................................................................... 3 2. DEFINITION DES ZONES DE REJETS VEGETALISEES ............................................................... 3 3. LES DIFFERENTS TYPES DE STEU ET LEUR MODE DE FONCTIONNEMENT ............................. 4 3.1 Station à boues