Stop aux égouts dans les cours d’eau

Afin d’obtenir une vision détaillée de la qualité des cours d’eau lausannois, la Ville de Lausanne effectue depuis 2019 un monitoring pluridisciplinaire en 3 pôles: 1) biologie-macroinvertébrés 2) écomorphologie et 3) chimie de l’eau-nutriments issus de la méthode fédérale standardisée, le Système Modulaire Gradué (SMG; [1-3]). 22 stations de monitoring chimiques et 10 stations biologiques quadrillent la commune (fig. 1).

La qualité des cours d'eaux lausannois 

D’importants problèmes de qualité ont été décelés sur 3 des 6 bassins versants analysées: Vuachère, Louve et Chamberonne. Le bassin versant de la Chandelar montre également une contamination d’un de ses affluents: le Flon-Morand (tab. 1).
Ces cours d’eau, dont l’aire d’alimentation recouvre des zones urbanisées, présentent des concentrations en nutriments supérieures aux normes, ainsi que des taux élevés en cuivre et zinc. Une dégradation progressive de la qualité est également visible entre la tête du bassin versant et l’embouchure. Il s’agit d’une pollution typiquement «urbaine» induite par des dysfonctionnements sur le réseau d’évacuation des eaux usées, ainsi que du lessivage des routes et des toitures par les eaux de ruissèlement.
Les bassins versant du Talent et des sources de la Bressonne, situés en zone forestière, présentent une bonne qualité générale. Les concentrations élevées en carbone étant dues à des facteurs naturels et non à une contamination anthropique (décomposition de la matière organique).

Détection de la pollution aux eaux usées 

En 2019, en complément au suivi du système modulaire gradué, l’analyse de 200 micropolluants organiques dans des prélèvements ponctuels a été effectuée. Ces micropolluants sont issus de l’activité domestique, industrielle ou agricole. Certaines de ces substances peuvent être considérées comme des traceurs d’eaux usées et la présence de composés habituellement très bien éliminés par une STEP permet même de différencier des pollutions aux eaux usées non traitées (tab. 2) [4, 5].
Un indicateur a été développé pour classer les cours d’eau lausannois en trois catégories selon l’importance des concentrations des traceurs d’eaux usées mesurés en 2019 (tab. 3).
Conformément aux résultats du SMG, les eaux usées non traitées se déversent plus régulièrement dans les cours d’eau situés en milieu urbain, soit où le réseau d’évacuation est dense: les bassins versants de la Vuachère, la Louve et de la Chamberonne, ainsi que le cours d’eau Flon-Morand. Dans le bassin versant de la Chamberonne, les concentrations des traceurs d’eau usés lié à un traitement de STEP sont plus élevées que les traceurs non traités. Ce résultat peut s’expliquer par la présence de deux rejets de STEP qui ne disposent pas de traitement complémentaire (quaternaire) pour le rabattement des micropolluants organiques [5].

Voies de pollutions

Les eaux usées parviennent dans les cours d’eau lausannois par deux voies principales: les collecteurs enterrés dans le lit des cours d’eau et les exutoires d’eaux claires. Les inversions de raccordements et toutes autres connexions entre les eaux claires et les eaux usées dans le système d’évacuation peuvent impliquer des déversements d’eaux usées dans le milieu naturel via les exutoires d’eaux claires. Parmi ces pollutions, les plus graves, pour le milieu aquatique, semblent être les pollutions qui se produisent en continu et qui ne sont pas diluées par les eaux de pluie. L’impact est particulièrement important à l’étiage et sur les petits cours d’eau. La méthode présentée dans le chapitre suivant cible ce type de pollution dans les exutoires d’eaux claires.
Il a été relevé sur le territoire lausannois 765 exutoires d’eaux claires présentant un risque potentiel de contamination par des eaux usées. La Vuachère comprend le plus grand nombre d’exutoires recensés par kilomètre linéaire (16) suivi de la Chamberonne (11) (fig. 2).

Méthode de priorisation des exutoires polluées 

Objectifs de la méthode 

La recherche des pollutions sur le réseau d’eaux claires étant chronophage et coûteuse (passage caméra, fouilles, tests avec des colorants, etc.), une méthode rapide et standardisée de détection des pollutions a été mise en place directement aux exutoires d’eaux claires dans les cours d’eau. Elle permet de cibler les exutoires pollués et de concentrer l’inspection des canalisations sur les conduites des bassins versants problématiques. Ainsi, les exutoires fonctionnels sont rapidement écartés, sans frais d’analyses chimiques. Ce procédé demande peu de matériel, ce qui en fait une méthode facilement
reproductible à grande échelle et à moindre coûts.

Déroulement de la méthode 

L’évaluation des exutoires d’eaux claires doit être effectuée par temps sec (au minimum 72 h sans intempérie) afin que les eaux de pluie aient été évacuées du réseau. Les exutoires inaccessibles à pied ou immergés dans les cours d’eau ne peuvent être évalués par cette méthode. Sur place, les exutoires rejetant de grandes quantités d’eaux usées en continu peuvent être évalués comme pollués par une simple obser­vation organoleptique (fig. 3).
La méthode comporte trois grandes étapes (fig. 4):

1. Définir si un écoulement d’eau a lieu par temps sec dans l’exutoire d’eaux claires, si nécessaire à l’aide de deux dispositifs.
2. Si c’est le cas, effectuer un prélèvement d’eau; si ce n’est pas le cas, considérer l’exutoire comme non pollué par des eaux usées.
3. Si un prélèvement est effectué, rechercher la présence de micropolluants traceurs d’eaux usées.

En détail, la première étape consiste à déceler ou non la présence d’un écoulement d’eau à l’exutoire par temps sec. Le réseau d’évacuation des eaux claires sert à évacuer les eaux de ruissèlement, il est normalement uniquement actif pendant et jusqu’à 3 jours après un épisode pluvieux.
Certains exutoires peuvent avoir un écoule­ment continu, y compris par temps sec (raccordement à une nappe phréatique, arrosage de jardins ou un réseau profond de drainage). Pour ces exutoires, il est préférable d’attendre un maximum de jours sans intempérie avant d’effectuer un prélèvement. Les résultats d’analyse permettront potentiellement d’écarter la présence d’eaux usées à l’exutoire (fig. 5).
Les exutoires observés sans écoulement d’eau par temps sec sont équipés de deux dispositifs. Ces dispositifs détectent facile­ment et sans surveillance humaine en continu tous écoulements d’eau à l’exutoire durant la période d’observation. Les dispositifs doivent rester sur place 4 jours minimum et de préférence sur un weekend (utilisation plus régulière des appareils sanitaires privés).
Le premier dispositif se compose d’une éponge compressée, coupée en carrée de 2 cm². Elle est retenue dans la conduite par un fil de nylon. La taille des éponges se décuple en cas de contact avec un liquide et celles-ci conservent définitivement leur nouvelle forme même en cas d’assèchement postérieur à l’écoulement. Cet outil peut être placé dans les exutoires secs mais ne peut pas être utilisé en cas d’humidité résiduelle dans la conduite, car l’éponge absorberait instantanément l’eau lors de la pose. Le résultat obtenu serait alors un faux positif, n’indiquant pas de réel écoulement d’eau. Dans ce cas, un deuxième dispositif a été imaginé, constitué d’une demi-sphère en polystyrène de 5 cm diamètre attachée par un fil de nylon non tendu. Lorsqu’il y a un écoulement d’eau, le polystyrène est emporté en dehors de la conduite et est retenu par le fil de nylon. Son déplacement indique dès lors qu’il y a eu un potentiel écoulement d’eaux usées pendant la période sèche de monitoring. Il peut être placé dans les conduites humides ou en pente faible (fig. 6 et 7). L’emploi des deux dispositifs simultanés a aussi souvent été utilisé pour plus de confiance dans l’évaluation.
Des évènements extérieures pouvant interférer le résultat des tests, leur interprétation nécessite une attention particulière. Ainsi, les dispositifs peuvent être endommagés ou déplacés hors de l’exutoire par des rongeurs. Un appel d’air dans la conduite peut également pousser les tests à l’extérieur. En cas de doute, il est préférable de réitérer ceux-ci.
Lors des relevés, si aucune réaction des deux dispositifs n’est constatée, l’exutoire est considéré comme n’étant pas pollué. En cas de résultat positif des tests, il est nécessaire de prévoir un moyen permettant de récupérer à tout moment un échantillon des écoulements constatés. En effet, le prélèvement permet de définir la nature de l’écoulement, mais il n’est pas possible de prévoir quand celui-ci aura lieu. Cet échantillonnage doit également être effectué par temps sec (contigu ou non aux dispositifs de détection). Pour ce faire, une bouteille en verre d’un litre est placée à l’exutoire et laissée au minimum 4 jours, de préférence un weekend, afin de récolter de l’eau. Selon la configuration de chaque conduite, des rampes en plexiglas ont été placée «en entonnoir» afin de faciliter la collecte d’eau (fig. 8).
L’analyse des micropolluants sur les échantillons prélevés s’appuie principale­ment sur des substances identifiées comme traceurs d’eaux usées: pesticides/biocides, produits pharmaceutiques, anticorrosifs, additifs industriels, édulcorants de synthèse et caféine. Une concentration élevée d’une ou plusieurs de ces substances attestent de la présence d’eaux usées dans les eaux claires. En cas de trop faible charge en micropolluants, la pollution par les eaux usées ne peut être affirmée et un nouveau prélèvement doit alors être réalisé.