PRELIMINAIRES

INTRODUCTION

            La ville d'Unieux (42) est située dans la vallée de l'Ondaine, affluent de la Loire. L'objet de cette étude qui entre dans la problématique plus large de "La voie de l'eau dans la ville", est la pollution du milieu aquatique en zone urbaine.
En quoi l'activité urbaine est-elle source de pollution permanente pour les cours d'eau? Quels sont les paramètres qui permettent de caractériser et de quantifier cette pollution?
Cette première partie qui se veut introductive verra son application effective dans le cas particulier de la rivière Ondaine.


FACTEURS DE POLLUTION DE L'EAU EN VILLE

            Tout d'abord, il faut remarquer que la ville est un milieu qui a considérablement été modifié par l'homme en comparaison avec son état naturel. En effet, la plupart des surfaces sont imperméables ou quasi-imperméables à cause des revêtements sur la chaussée, alors que sur un bassin versant rural, le sol a une certaine perméabilité. Cette constatation laisse entrevoir 2 situations différentes en fonction du temps pour l'apport de pollution au cours d'eau; elle a aussi pour conséquence directe la nécessité de mesures de prévention pour les eaux pluviales. On verra par la suite que cet aspect est prépondérant quant à la pollution des milieux aquatiques en zone urbaine par ruissellement.

En fait, la circulation de la pollution en ville jusqu'à l'exutoire peut se décomposer en 3 étapes:
                                - la traversée de l'atmosphère où les gouttes de pluie se chargent en substances polluantes, où le vent joue un rôle de transport;
                                - le ruissellement sur le bassin versant (BV), transport des polluants présents sur le sol par la pluie puis collecte de ce flot dans le réseau d'assainissement (voir binôme 2);
                                - l'écoulement en réseau d'assainissement dont les effluents et la surverse finissent leur parcours dans le cours d'eau.

            Voici à présent un recensement non exhaustif des origines et des causes de pollutions qui se retrouvent dans les cours d'eau par l'intermédiaire des villes.
 
 

Type de pollution
Origines
Exemples
chimique
chronique, accidentelle ou diffuse
  • insuffisance des STEP
  • absence de réseaux d'assainissement
  • lessivage des sols, chaussées, toits par les pluies
  • rejets d'effluents par l'industrie
  • érosion des sols et les chantiers: source importante de matières en suspension (MES)
  • apports d'eaux usées industrielles reçus par le réseau unitaire par ruissellement
  • circulation automobile
  • industrie: micropolluants organiques
  • action du vent, action mécanique des roues de véhicules: MES (minérales et inertes, agents actifs: goudron)
virus et bactéries pathogènes
rejets provenant de l'intestin des animaux et de l'homme évacués par le sol ou déversés dans les cours d'eau: pollution microbiologique 
déjections animales
agricole
  • engrais chimiques (nitrates et phosphates)
  • herbicides, insecticides et autres produits phytosanitaires

végétation urbaine: 
    - production de matières carbonées plus ou moins biodégradables (feuilles mortes, fleurs, grains, pollens, brindilles,..;)
    - origine indirecte d'apports en azote, phosphate et produits organo-chlorés (herbicides, pesticides) 
domestique
eau des toilettes, eau des lavages: pollution organique et chimique
eaux usées domestiques, eau de pluie qui lave les rues,...
métaux
plomb (Pb), cadmium (Cd), zinc (Zn), cuivre (Cu),...
  • circulation automobile: essence (Pb), pneus (Zn, Cd, Cu), pièces métalliques (titane, chrome, aluminium)
  • industrie: dépendant du type d'activité
par négligence déchets solides
  • décharges sauvages (batteries, huiles de vidange)
  • nettoyage places de marché
accidentelle  
  • déversement de polluants lors d'accidents de la circulation
  • dispersion dans la nature de gaz ou de liquides toxiques par les usines
  • panne dans le fonctionnement des STEP
  • mauvais entreposage de produits chimiques solubles 
  • incendie

            Cet inventaire permet de se  rendre compte de l'importance des facteurs de pollution directement liés à la ville. L'un des principaux restant la circulation automobile, la plupart émanant de pratiques quotidiennes, on voit bien que la problématique considérée est prépondérante dans la lutte contre la pollution et pour la sauvegarde de l'environnement.

            D'autre part, il apparaît opportun pour raisonner en termes de qualité de l'eau et de la rivière de définir des paramètres principaux à étudier pour caractériser la pollution des cours d'eau. Ces paramètres sont à mettre en relation avec les différentes utilisations de l'eau de la rivière: eaux de baignade, alimentation en eau potable, eaux propices à la vie des poissons.


EVALUATION DE LA QUALITE DES EAUX

            La gestion de l'eau vise à préserver les milieux aquatiques ou reconquérir leur qualité. C'est dans cette perspective que la loi sur l'eau du 3 janvier 1992 a vu le jour en France. Cette loi s'appuie sur des réseaux de mesure et d'analyse d'eau afin de contrôler sa qualité. Ainsi en 1992, le programme d'études mené conjointement par les agences de l'eau, les Diren (Direction Régionale de l'Environnement) et le M.A.T.E. (Ministère de l'Aménagement du Territoire et de l'Environnement) a mis en place le concept de SEQ (Système d'Evaluation de la Qualité) visant à remplacer les grilles de qualité existant depuis 1971 et à normaliser l'évaluation de la qualité de l'eau sur tout le territoire français.

Le SEQ-Eau prend en compte de nouvelles formes de pollution, notamment les pesticides et les micropolluants organiques.
 
 

                        Principaux indicateurs de pollution



MES : Matières en Suspension : indicateur global de la teneur en solides d'une eau (exprimé en (mg/L). Ces matières en suspension sont responsables d'une diminution de la pénétration lumineuse et ont un effet limitant sur la photosynthèse.

DCO : Demande Chimique en Oxygène : quantité d'oxygène consommée par toutes les matières oxydables présentes dans l'eau (exprimée en mg/L)).

DBO5 : Demande Biochimique en Oxygène au bout de 5 jours :la quantité d'oxygène nécessaire à la destruction ou dégradation des matières organiques d'une eau, avec le concours des microorganismes qui s'y développent, pendant une durée de 5 jours, à une température constante de 20 °C (exprimée en mg/L).

Le rapport DBO5/DCO permet de caractériser le type de rejet dont il s'agit :

                - DBO5/DCO < 0.4 : papéteries (cellulose), rejets toxiques (métaux, solvants)
                - DBO5/DCO > 0.6 : rejets de STEP urbaine
 


Germes pathogènes : Indicateurs de contaminations fécales (coliformes, streptocoques) pouvant être cause de maladies.
 


Micropolluants Métalliques : Pb ( Plomb), Zn (Zinc), Cd (Cadmium), Cu (Cuivre), Hg (Mercure). Ils peuvent se présenter sous différentes formes : ions, formes complexées, adsorbés sur des colloïdes ou des solides. Ces micropolluants ont un effet très néfaste sur l'écosystème des rivières (inhibiteurs de la vie aquatique).
 


HAP : Hydrocarbures Aromatiques Polycycliques, particulièrement toxiques et rémanents (exemple : huile, pétrole). Ces types de polluants sont très gênants pour la production d'eau potable.

PCB : PolyChloroBiphényls, micropolluants organiques de la famille des organochlorés ( ex: la dioxine).

Pesticides, phénols, ...
 


NTK : Azote Kjeldhal , azote comportant de l'azote sous les formes organiques et ammoniacales (ex: l'ammonium NH4), à l'exclusion des formes nitreuse et nitrique (NO2 et NO3). Il comprend donc en plus de l'ammoniaque l'azote contenu dans les protéines, les polypeptides, les acides aminés et certains composés particuliers, l'urée par exemple.

NO3 : Nitrates, gênants pour la fabrication d'eau potable si [NO3] > 50 mg/L (personnes âgées, bébés, femmes enceintes).

P : Phosphore, représente comme l'azote un nutriment : un excès de nutriments a tendance à déséquilibrer les milieux naturels et à présenter un risque d'eutrophisation. Parmi les différentes formes, particulaires ou dissoutes, du phosphore, on distingue particulièrement les orthophosphates (PO4), qui sont la principale forme biodisponible.
 
 


Systèmes d'évaluation de la Qualité



On distingue trois systèmes d'évaluation de la Qualité de l'eau des rivières : le SEQ-EAU, le SEQ-PHYSIQUE et le SEQ-BIO.

Le SEQ-EAU permet d'évaluer la qualité de l'eau et son aptitude à assurer certaines fonctionnalités : maintien des équilibres biologiques, production d'eau potable, loisirs et sports aquatiques,... Il définit un diagnostic précis à l'aide des classes et indices de qualité en fonction des différentes altérations (ou critères) et permet d'établir les actions de correction à envisager pour améliorer la qualité de l'eau. Le SEQ-PHYSIQUE permet d'évaluer la qualité des composantes physiques des cours d'eau en mesurant leur degré d'altération par rapport à une situation de référence. Les décisions d'aménagement, de restauration et de gestion des cours d'eau sont prises à l'aide des résultats du SEQ-PHYSIQUE concernant la dégradation du tronçon étudié par rapport à sa typologie de référence. Le SEQ-BIO renseigne sur l'état de santé des peuplements végétaux et animaux liés au milieu aquatique. Il établit le diagnostic de l'état de l'écosystème à l'aide de deux bio-indicateurs : l'Indice Biologique Global Normalisé (IBGN) basé sur l'étude des macro-invertébrés benthiques (larves d'insectes, mollusques, crustacés, vers) et l'Indice Biologique Diatomique (IBD) portant sur les diatomées (algues brunes unicellulaires).


SYNTHESE

                L'activité urbaine a donc une influence directe non seulement sur la qualité des eaux soumises à son rayonnement mais aussi sur l'écosystème. C'est pourquoi les moyens mis en oeuvre pour évaluer la qualité s'intéressent dorénavant à la rivière dans son ensemble et pas uniquement à l'eau: l'établissement de "contrats de rivière" par exemple avec les collectivités locales vise cet objectif. Le cas de la vallée de l'Ondaine et de ses affluents dont la ville d'Unieux fait partie s'inscrit dans ce cadre.