SOMMAIRE

LIDO

Différents cas

Résultats

Solutions proposées

 INITIATION AU SYSTEME DE MANAGEMENT ENVIRONNEMENTAL 

REJET D'UN POLLUANT DANS UN COURS D'EAU

3. LES CALCULS ET LES RESULTATS

3.1 L'installation et l'utilisation du logiciel LIDO

   Le logiciel LIDO a été élaboré par le LNH (Laboratoire National d'Hydraulique d'EDF). Il permet résoudre les équations de St Venant monodimensionnelles afin de calculer un écoulement à surface libre en tenant compte de nombreux paramètres (réseaux ramifié, ouvrages, zones de stockages ...). Son module, TRACER permet de simuler la dispersion d'un ou de plusieurs traceurs dans un cours d'eau dont les caractéristiques fluviales auront été déterminées par LIDO en résolvant l'équation de convection-diffusion monodimensionnelle. L'installation du logiciel LIDO et de son composant TRACER a été effectué dans le cadre du module ANC de l'option MFN. Un manuel a d'ailleurs été rédigé à cette occasion.

   Cependant, l'utilisation du logiciel est assez délicate. La documentation relative à LIDO détaille bien la mise au point du logiciel, mais est très incomplète quant à l'utilisation de LIDO. C'est pourquoi la "prise en main" du logiciel est longue et laborieuse. Il faut néanmoins signaler qu'il s'agit d'un logiciel à usage "interne' du LNH, ce qui peut expliquer le fait que la partie utilisation du logiciel soit brève. Etant donné que LIDO est un logiciel nouveau à l'ENSEEIHT, la saisie correcte des différents paramètres à été trés laborieuse et à demandé beaucoup de temps.

   L'exploitation des résultats peut s'effectuer avec le logiciel Rubens, bien connu à l'ENSEIHT.
 

3.2 Les différents cas étudiés

   Utilisant le logiciel LIDO nous avons finalement dû revoir nos ambitions à la baisse et ne modéliser qu'un rejet accidentel.

   En effet un rejet chronique n'a aucun intérêt lors d'une simulation en régime permanent. De plus un aspect intéressant ne peut pas non plus être pris en compte: il s'agit de la dispersion latérale du polluant. Ceci aurait été possible avec Télémac 2D par exemple.

   Finalement, cette partie numérique ne constitue pas en soi une application de la première partie (bibliographique). Mais plutôt une approche de la modélisation fluviale telle qu'elle peut servir dans le cadre de l'analyse des répercussions d'un rejet industriel. Finalement ce n'est qu'une question de logiciel utilisé, dans le sens que les données utilisées pour simuler un rejet permanent auraient été les mêmes (à l'exception des valeurs de la concentration qui ne correspondent pas à un rejet habituel).

  Nous avons toutefois fait varié plusieurs paramètres afin d'enrichir cette étude:

      - la concentration du rejet: elle varie entre 2 et 5 kg/m3 (Il s'agit de la concentration en polluant de l'effluant). Ces valeurs élevées (environ 5 fois supérieures aux concentrations des rejets chroniques: cf composition des effluents) se veulent représentatives d'un rejet exceptionnel, i.e. accidentel;

      - le débit: trois valeurs ont été retenue afin de représenter des situations plausibles et représentatives de l'état hydrographique d'un petit cours d'eau.

   Il s'agit, grâce à cette simulation de visualiser les effets la dispersion de la concentration d'un polluant dans un cours d'eau suite à un rejet accidentel.

   Nous avons déterminé 24 sections fictives afin de modéliser un cours d'eau sur 9200 m, soit une section tout les 400 m. La pente moyenne est égale à 0.004. Le débit est constant, il est égal à 30 m3/s. Le coefficient de Strickler a été fixé à 40 (le cours d'eau n'est supposé couler ici que dans son lit mineur, ainsi un seul Strickler est défini).

   La condition limite à l'amont est imposée par le débit (30 m3/s), à l'aval nous avons fixé une hauteur d'eau (4 m).

   Le polluant est supposé inactif chimiquement. Pour simuler la présence d'un polluant, on utilise un traceur passif. Le rejet est ponctuel (il s'agit d'un rejet accidentel), en fait il s'étale de t=100 s à t=850 s, la concentration maximale de polluant à l'aval immédiat du rejet est de 5 g/m3.
 

3.3 Les résultats des calculs

   La ligne d'eau suivante à été obtenue grâce à LIDO. Il a bien fallu veiller à ce que l'écoulement reste bien fluvial, car même si LIDO donne un résultat, il "écrêtera" tout les nombres de Froude supérieurs à 1, le résultat n'a plus aucun sens dans ce cas.

   Le graphe ci-dessous illustre la dispersion du polluant dans le cours d'eau. 9 km aprés le rejet accidentel, la concentration a été divisée par deux.

   Cette petite animation montre bien l'évolution de la dispersion au fur et à mesure que le rejet se déplace :

   La dispersion permet de diminuer la concentration du polluant, par contre le "panache" de polluant s'étend dans le cours d'eau.

3.4 Les solutions proposées

Solutions en cas de rejet accidentel

   C'est au niveau de la prévention des risques liés à mise à l'eau accidentelle d'une grande quantité de polluant que la modélisation numérique prend toute son importance. En effet elle permet d'obtenir l'évolution du front de pollution au cours du temps tout au long de la rivière.

   La connaissance de ces laps de temps peut permettre de planifier à l'avance un plan d'alerte des installations et activités situées à l'aval du point de rejet: arrêt des stations de pompage d'eau potable, alerte dans les bases nautiques,...Dans le cas de produits particulièrement toxiques, il est aussi possible d'organiser une mise en alerte de tous les riverains, voire leur évacuation.

   Enfin, il y a moyen d'anticiper sur la propagation du polluant en installant des barrages flottants avant le passage du front. Si une telle mesure est prise suffisament tôt, il est possible de contenir efficacement la pollution puis éventuellement de recueillir ou détruire le polluant. Pour cela des produits existent (floculants biodégradables qui peuvent être déversés dans la rivière sans risque et qui permettent de densifier le polluant puis de le récupérer). Mais ceci n'est envisageable que si la concentration en polluant est grande, i.e. si les barrages flottants ont été mis assez rapidement et proche du point de rejet. C'est en général la sécurité civile qui est chargée de les installer.

   Ces précautions peuvent s'inscrivent entre autres dans une procédure de classement SEVESO...

Solutions en cas de rejet chronique

   Lorsqu'il s'agit de diminuer les rejets chroniques on s'attaque directement à l'environnemental de l'entreprise. Dans le cadre du passage à la norme ISO 14 000 il est impératif de respecter certaines conditions. A ce titre il est nécessaire de se débrouiller de diminuer la nocivité des rejets.

   Plusieurs solutions sont préconnisables suivant la nature du site considéré:

      - Mise en place de traitements adaptés (traité précédemment);

      - Utilisation de l'effet de dilution en multipliant les points de rejet sur une section de la rivière;

      - Prise en compte du débit de la rivière, particulièrement en période d'étiage: des données hydrographiques sont alors nécessaires.