Cahier des charges des binômes/trinômes

 

Comme il a été décrit précédemment, notre projet se décompose en trois axes majeurs. Chaque binôme ou trinôme étudiera donc plus particulièrement un de ces axes, afin de répondre à la problématique de notre sujet.

Sur cette page, vous pourrez donc trouver les cahiers des charges des binômes/trinômes dont le but est de vous présenter le contexte de l'étude, les objectifs de chaque axe, la méthodologie utilisée ainsi que les outils qui seront exploités mais également les calendrier de réalisation des différentes études à travers des diagrammes de Gantt.

 

Trinôme 1 : Limitation de la pollution à la source par le contrôle des effluents industriels

 

Trinôme 1 : Limitation de la pollution à la source

par le contrôle des effluents industriels

   

Pour l'étude de cet axe, l'équipe rassemble trois personnes :

  • Julie Duport
  • Adèle Olivier
  • Léna Rainteau

 

   

Source : http://24con.infonews.com/conurbano/nota/24741-Maldito-Riachuelo-la-vena-abierta-de-la-impunidad/

 

Rappel du contexte global du projet

 

Source : Localisation du bassin Matanza-Riachuelo

Le programme d'assainissement du Riachuelo-Matanza, Witold Roman Kopytyński, SIM, INTERSOL 2013

 

La rivière Riachuelo est un élément important de l'écosystème de Buenos Aires. Ainsi, sa pollution inquiète la population et les autorités depuis près d'un siècle. Les rives et les abords immédiats de cette rivière sont en effet le siège de l'activité d'environ 3500 usines (galvanoplastie, réfrigérateurs, tanneries, etc.). Les activités industrielles représentent 20% des rejets dans l'environnement, en terme de volume. Parmi ces 20 %, 50% de la pollution est due aux effluents de tanneries (source: SayDs, Secrétariat de l'Environnement et du Développement durable). Le pays compte plus de 170 mégisseries et tanneries du fait des élevages bovins très nombreux. Aujourd'hui, de grands groupes dominent la production (la Teresa, la Hispano Argentina notamment). Nous avons donc choisi de nous intéresser de plus près à ce type d'industrie et de tenter de trouver des limitations à leurs effluents. 

La production et la transformation du cuir nécessitent une séquence de réactions  complexes et de transformations mécaniques. Les polluants organiques et inorganiques sont donc nombreux. On dénombre ainsi : les sels de chrome, les biocides, les surfactants, les sulfures, les solvants organiques et des polluants plus "classiques" que l'on retrouve dans les effluents tels que l'azote, les matières en suspension, le phosphore, etc. 

Les tentatives de dépollution furent nombreuses mais bien souvent infructueuses du fait de la faiblesse du cadre réglementaire et de l'absence de mise en oeuvre de politique strictes de gestion des produits chimiques dangereux. 

Cependant, en 2006, l'état d'urgence environnementale a été décrété et une autorité de régulation du bassin crée : l'ACUMAR. Cette autorité rassemble des représentants des trois juridictions distinctes (locales, provinciales et fédérales) qui établissent des points de réglementations et participent aux contrôles et au redressement des entreprises émettant des polluants, comme les tanneries. Ainsi, fin 2011, l'ACUMAR a déclaré 80 tanneries comme polluantes. Celles-ci doivent donc mettre en oeuvre des plans de restructuration industrielle, pas toujours acceptés par ce type d'industries traditionnelles.

Suite à cela, la court suprême d'Argentine a instauré en juillet 2008 un plan de restauration et de prévention des dommages environnementaux pour le Riachuelo (plan PISA). Ce plan comprend des inspections dans le bassin, une identification des industries polluantes, le nettoyage des rives, une extension des systèmes de traitement des eaux usées, etc. Ce projet est donc à la fois communal et national.

De plus, en avril 2010, la chambre des députés a imposé un cadre national pour le management des sites pollués. 

Concernant les tanneries, un regroupement des différentes usines sur un même site est prévu, ce qui permet un traitement commun des différents effluents et donc de faciliter le traitement des rejets des tanneries et ainsi limiter l'entrée de substances chimiques polluantes dans la rivière (Source : ACUMAR, 23 septembre 2013). Ainsi, un regroupement de 22 entreprises est prévu sur le nouveau parc industriel de LANUS. 

 

              

Source : Rejets et décharges industriels

Le programme d'assainissement du Riachuelo-Matanza, Witold Roman Kopytyński, SIM, INTERSOL 2013

 

Objectifs

 

Pour faciliter la mise en oeuvre des procédés de dépollution, nous faisons l'hypothèse que le regroupement des tanneries est déjà effectué. Ainsi, cela permet un traitement global de ces effluents au même endroit.

Notre objectif va donc être d'essayer de trouver des solutions technologiques pour limiter le rejet de substances chimiques persistantes et dangereuses dans les milieux naturels et aquatiques. Nous viseront le même objectif que l'ACUMAR, à savoir zéro rejets en chrome, sulfures et déchets organiques.

Nous allons nous appuyer dans notre démarche sur la gestion environnementale des tanneries françaises, afin de voir quels procédés sont utilisés et si il est possible de les appliquer en Argentine où les normes sont différentes. Nous tenterons alors de dimensionner des procédés de traitement des effluents adaptés aux rejets des tanneries, en prenant en compte la géographie de la zone d'étude, la localisation des tanneries et les techniques de traitement déjà mises en place.

Cet axe aura donc une forte approche procédés. Aussi nous verrons dans quelles mesures les principes d'ingénierie des procédés propres de ce secteur industriel sont applicables aux tanneries argentines de Buenos Aires.

 

Etapes et méthodologie

 

  • Établissement d'une cartographie précise des lieux afin de situer le regroupement des tanneries et délimiter sa distance au Riachuelo
  • Caractérisation des effluents (quantités, polluants, etc.)
  • Inventaire des normes de rejets en Argentine
  • Choix des procédés que nous pourrons utiliser pour limiter les rejets d'effluents industriels et donc limiter la pollution. Cette étude fera l'objet d'une comparaison avec la situation française et donc nécessitera donc un contact avec des tanneries françaises.

 

Place dans le projet global

 

Comme indiqué dans le titre de notre axe d'étude, notre travail a pour but de limiter l'entrée de pollution additionnelle dans la rivière Riachuelo. Ainsi notre rôle sera de traiter une des causes de la contamination de la rivière : il s'agira de limiter le rejet direct d'effluents industriels de tanneries .

Par rapport aux autres binômes/trinômes, notre travail s'insère donc en amont de leurs études. En effet, dans leurs parties, ils feront l'hypothèse qu'il n'y aura plus de pollution entrante dans le milieu aquatique. A noter que cette hypothèse est évidemment très simplificatrice puisque malheureusement les tanneries ne sont pas les seules responsables de la pollution. En effet, la région est également fortement soumise à des rejets urbains, aussi bien des macrodéchets que des eaux résiduelles non traitées. Ceci est dû à un manque flagrant de réseaux d'assainissement et de sensibilisation de la population.

Dans notre projet nous avons fait le choix de nous consacrer simplement aux problèmes des tanneries.

 

Planning prévisionnel

 

Dans le cadre d'un projet de longue durée comme ce bureau d'études industrielles, il est indispensable de prévoir les différentes étapes de notre travail afin de répartir les tâches dans le temps et d'éviter tout retard ou contre-temps. C'est ainsi que nous avons établi un diagramme de Gantt spécifique à notre axe d'étude dans lequel nous avons prévu des réunions de groupe chaque semaine afin de faire un point sur l'avancement général des binômes/trinômes et de mettre en commun les solutions envisagées pour répondre à nos objectifs. Quelques jours seront également réservés à la fin du projet pour le rassemblement des données, des conclusions tirées dans chaque axe afin de fournir un projet global de dépollution du fleuve Riachuelo. 

(Cliquer sur le diagramme pour l'afficher en taille réelle)

 

Cliquer sur l'image pour l'agrandir

 

Outils

 

Dans le cadre de notre travail consacré à la mise en place de procédés de traitement des effluents industriels avant leur rejet dans le Riachuelo, nous allons devoir dimensionner des stations de traitement de ces effluents. Une fois le procédé déterminé, et après avoir estimé les caractéristiques des flux à traiter, on dimensionnera les différentes étapes du traitement que l'on aura choisi. Pour cela, nous allons probablement utiliser des logiciels de simulation de réactions et de procédés tels que SuperPro Designer et PhreeqC, selon les besoins.

Par ailleurs, il est possible que nous utilisions également un logiciel de géomatique afin de cartographier la position de la rivière par rapport aux villes, aux bidonvilles, les industries à proximité qui rejettent leurs déchets dans la rivière, l'emplacement de futures stations d'épuration industrielles. Dans ce cas alors, nous envisageons d'utiliser le logiciel ArcGIS.

 

Trinôme 2 : Remédiation

 

Trinôme 2 : Phytoremédiation et continuité écologique : 

dépollution du sol, de l'eau et des berges

 

Ce second trinôme est constitué de :

  • Amaya FERNANDEZ CRISTOBAL
  • Raphaël GUERBER
  • Audrey BROUXEL

​​

​​

Source : http://eptb-saone-doubs.n2000.fr/les-sites-animes-par-l-eptb/confluence-saone-grosne/le-patrimoine-naturel​

 

Rappel sommaire du contexte du projet de groupe

 

Nous nous plaçons pour ce projet en 2016, c'est-à-dire en considérant qu'il n'y a plus de pollution à la source, les effluents des usines en amont ayant été traités et les tanneries regroupées (cf. le cahier des charges du trinôme 1). Ainsi, la pollution du fleuve sera étudiée en considérant l'état actuel de pollution des berges et terres environnantes. La zone d'étude se situe au plus près des zones urbaines.

Pour ce qui est des berges, nous étudierons la mise en place de ripisylves (qui sera également une protection contre les crues) ; et en ce qui concerne le fleuve, nous allierons phytoremédiation et bassin de rétention en eau avec l'aide du binôme 3.

Nous serons éventuellement amenés à nous pencher sur la mise en place de zones de lagunage avec le trinôme 1 afin de traiter les effluents et les boues résiduelles des tanneries.

 

Objectifs spécifiques de l'étude technique envisagée

 

Objectifs :

L'objectif principal est de ramener et de maintenir la quantité de polluants dans le Riachuelo à un niveau raisonnable. Pour cela nous avons établi les objectifs suivants :

  1. Empêcher une repollution du fleuve par les éléments contaminés (berges, sédiments, etc.)
  2. Création de zones de phytoremédiation au niveau des bassins de rétention
  3. ​Surveillance du bon état écologique du fleuve
  4. Etablissement de zones de lagunage pour traiter les rejets des industries

Les objectifs seront traités selon cet ordre de priorité.

La première étape sera de protéger les terres inondables contre les crues, en commun avec le binôme 3, ceci en créant des zones tampons telles que les ripisylves (formations végétales de bord de fleuve), qui auront un rôle d'épuration et de maintien du bon état écologique du fleuve. La construction de bassins de rétention par le binôme 3 sera également mise à profit dans le deuxième objectif. En effet, les crues transportent une pollution importante, qui pourra être en partie retenue dans ces bassins, pour être traitée ensuite par les plantes par phytoremédiation. La détermination et le suivi de bio-indicateurs nous permettront alors de surveiller l'état écologique du fleuve, puis, si le temps le permet, nous nous attacherons à créer des zones de lagunage dans lesquelles les rejets industriels déterminés par le trinôme 1 pourront être traités.

Le schéma ci-dessous regroupe toutes les idées pré-citées :

 

Méthodes et outils envisagés

 

Méthodes et outils envisagés :

  • Un système d'information géographique tel que ArcGIS
  • Un logiciel de spéciation tel que Vminteq
  • Un logiciel de transport réactif tel que HYTEC

 

Calendrier de réalisation

 

Les différentes étapes ont été échelonnées de la façon suivante :

Diagramme de Gantt - Cliquez pour agrandir l'image

 

Moyens spécifiques à prévoir

 

Nous aimerions utiliser un logiciel permettant de simuler l'adsorption des polluants dans les plantes, mais nous n'avons pas encore obtenu de réponse du professeur que nous avons contactée, nous ne savons donc pas si un tel logiciel est envisageable ou non.

 

Binôme 3 : Etude hydrologique et solutions

 

Binôme 3 : Etude hydrologique et solutions

 

Ce binôme est constitué de  :

  • SORIN Clémence
  • SENTENAC Fanny

Digital elevation model : Bassin Versant du fleuve Matanza-Riachuelo (exagération verticale : 300)

 

Rappel du contexte

 

Le bassin versant Matanza-Riachuelo est très fortement peuplé et urbanisé, il se déverse notamment dans l'océan Atlantique après avoir traversé la capitale de l'Argentine, Buenos Aires qui a elle seule comptabilise près de trois millions d'habitants. La grande mégalopole autour de la capitale regroupe elle, 13 millions d'habitants soit 33% de la population argentine. 

 

                         http://animalderuta.wordpress.com/2013/09/29/las-nacientes-del-riachuelo/

 

Or une aussi forte population sur un même bassin versant nécessite un grand contrôle des cours d'eaux : rejets domestiques et industriels, centres de traitement d'eau potable et d'eau usées, gestion des crues.... Pourtant, faute de volonté politique et de moyens, la principale rivière Matanza-Riachuelo est aujourd'hui la troisième rivière la plus polluée au monde et les populations pauvres vivant dans les bidonvilles le long du fleuve y sont quotidiennement confrontées (utilisation de l'eau polluée, culture sur terres polluées...). Ces populations sont plus particulièrement vulnérables lors des crues puisqu'ils habitent sur des terres inondables. 

 

http://www.vocesenelfenix.com/print/427

 

En effet, le bassin Matanza-Riachuelo est soumis à de nombreuses crues principalement en raison de trois phénomènes  :

  • les inondations suite à des pluies intenses,
  • les inondations dues à la remontée de l'eau des nappes phréatiques,
  • les inondations générées par le phénomène de "sudestatas" : poussée persistante de l'eau par des vents violents.

​Aussi notre binôme s'attachera à proposer deux solutions afin d'éviter l'intrusion de l'eau polluée sur les terres lors des crues :

  • la création de bassins de rétention, et
  • la création d'un réseau de drainage.

Ces deux solutions seront sûrement complémentaires.

De plus, nous seront en lien avec le trinôme 2 afin que ces bassins de rétention soient également utilisés dans le cadre d'un processus de réhabilitation (création de crues maîtrisées afin de remplir régulièrement les bassins pour assurer un procédé de dépollution "continu").

 

Objectifs

 

On peut détailler les objectifs de notre étude en 3 points : 

- Limiter l'invasion de l'eau polluée de la rivière sur les terres. En effet, lors des crues importantes, la rivière déborde (le débit maximal atteint a été de l'ordre de 1330 $m^3$/s en 1967, alors que le débit moyen du fleuve est de 7 $m^3/s$) et un grand volume d'eau envahit les berges et les terres alentours. L'eau est fortement polluée par les tanneries et les industries chimiques en amont, et certaines particules comme les métaux lourds sont transférées dans le sol.

 

- Protéger les populations des inondations. Lorsque la rivière déborde, les habitations sont touchées notamment au niveau des bidonvilles où vivent des populations vulnérables (habitations précaires).

 

- Associer les crues à un procédé de dépollution. On souhaite "profiter" d'un événement comme des fortes crues (pouvant avoir des conséquences désastreuses) pour canaliser le fort débit et emmener le surplus d'eau dans des bassins dédiées à la phytoremédiation. De plus, à l'aide de seuils et de pompes, nous allons créer des crues contrôlées afin de remplir ces bassins et ainsi générer un processus de réhabilitation en "continu".

 

Méthodologie

 

On procèdera en plusieurs étapes : 


Etape 1 : 

Réaliser une étude bibliographique et prendre en main les logiciels qui seront utilisés. En effet, le projet nécessite la récolte de bon nombre d'informations et de données, comme des cartes GPS, des données pluie/débit, qui nous permettront d'avancer dans les points suivants (cartographie & bilan hydrologique). De plus, un des trois logiciels que nous souhaitons utiliser nous est inconnu, nous réserverons donc un laps de temps à sa prise en main.


Etape 2 : 

Déterminer le meilleur emplacement pour notre site de dépollution, avec les données cartographiques récoltées. En effet, le site ne doit pas empiéter sur des habitations et doit être assez grand pour permettre la mise en place du processus et un stockage d'eau suffisant.


Etape 3 : 

Effectuer un bilan hydrologique. Ce bilan doit nous permettre d'identifier les phénomènes de crues et de voir leur récurrence, mais aussi d'obtenir la répartition de la pluie sur le bassin versant et d'avoir une meilleure connaissance de l'évolution du débit au cours de l'année et au cours des événements. 


Etape 4 : 

Dimensionner tout le dispositif lié au bassin de rétention. Pour l'installation du procédé, la mise en place de tuyaux, pompes et bassins sera nécessaire. Une étape de dimensionnement  est primordiale pour optimiser l'espace, le temps et le coût de l'installation de bassins de rétention.


Etape 5 : 

Etude d'une deuxième solution : implantation d'un réseau de drainage. Afin d'éviter les crues une deuxième solution sera envisagée, la création d'un réseau de drainage (souterrain ou non selon les conclusions faites lors de la cartographie) afin d'évacuer le surplus d'eau, soit pour le rejeter directement dans la mer ou soit si nous avons le temps pour le diriger vers un centre de traitement.

 



Logiciels utilisés : 

  • HEC-HMS : étude de la répartition de la pluie sur le bassin versant
  • Telemac 2D : étude de l'élévation du fleuve pendant une crue
  • ArcGis : cartographie et superposition des conclusions des logiciels précédents avec le plan d'urbanisme

 

Planning prévisionnel

 

Le diagramme de Gantt ci-dessous présente l'organisation de notre projet. Celui-ci s'articule en trois grandes parties : bilan hydrologique, création des bassins, création du réseau de drainage. Nous nous attacherons à respecter les délais que nous nous sommes imposés.

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