Projet transplast

Avec des effets avérés sur l'environnement et la santé, les microparticules de polymères synthétiques (MPs) peuvent s’accumuler dans la chaine trophique, relarguer des substances toxiques ou servir de vecteurs pour d’autres contaminants et agents pathogènes. Les zones urbaines sont des lieux de production et des voies de transfert importants des MPs vers les eaux continentales. Leur transfert vers le milieu naturel implique des processus de transport complexes au travers des dispositifs de gestion des eaux de ruissellement pluvial.
Une meilleure maîtrise des mécanismes de transport et l’estimation des flux de MPs dans les ouvrages de gestion des eaux urbaines par temps de pluie sont indispensables pour mieux appréhender leur devenir, et orienter les politiques publiques en matière de gestion des rejets urbains par temps de pluie et de réduction de ces flux de particules. En raison de leur rôle central dans la gestion des rejets des eaux urbaines, les déversoirs d’orage (DO) sont la source principale de MPs en rivière. Installés en réseaux unitaires, les DO (plus de 400 sur la Métropole de Lyon, France) permettent de réduire la charge hydraulique en station de traitement des eaux usées, en rejetant le surplus sans traitement vers le milieu naturel lors d’événements pluvieux importants (de plus en plus fréquents avec le changement climatique).
Le comportement des MPs au passage des DO doit ainsi être caractérisé : par une meilleure appréhension des mécanismes d’interaction de ces dernières avec les constituants des eaux pluviales et des variables hydrodynamiques impliquées. Le projet TRANSPLAST a pour objectifs (i) de développer une méthodologie d'échantillonnage in situ sur DO en zone urbaine, de quantifier les MPs grâce à une combinaison originale de trois approches analytiques permettant ainsi de diagnostiquer et de quantifier la contribution des rejets de DO à la contamination des milieux récepteurs, (ii) d’identifier et de comprendre les interactions entre les MPs et les fractions organiques ou inorganiques des phases liquides et solides véhiculées par les eaux pluviales, (iii) de modéliser les mécanismes de leur transport et, (iv) d’évaluer des solutions innovantes d’interception des MPs rejetées par les DO.
Pour atteindre ces objectifs, le projet s’organise en 5 tâches. La première tâche permettra de qualifier et de quantifier les flux de MPs par temps de pluie sur une dizaine de déversoirs d’orage localisés sur le territoire de la métropole de Lyon, sélectionnés pour leur représentativité de multiples contextes urbains. Les caractéristiques hydrodynamiques seront détaillées sur deux DO équipés de dispositifs de suivi (Tâche 1). L’étude du comportement des MPs dans les DO nécessite de disposer de microparticules synthétiques marquées facilitant leur quantification dans des matrices complexes. L’élaboration et l’utilisation de MPs dopés par des métaux rares (D-MPs) (Tâche 2) permettra leur traçabilité, la compréhension des interactions entre ces particules et les matrices solide et liquide et les conséquences sur les vitesses de sédimentation (Tâche 3). Ces investigations expérimentales de laboratoire seront complétées par des expériences sur des ouvrages en modèle réduit, afin d’estimer la fraction de MPs qu’ils transfèrent du réseau vers le milieu naturel et afin d’améliorer leur piégeage via des ouvrages spécifiques (Tâche 4). Des modèles numériques de transport des MPs seront développés et validés expérimentalement en tenant compte des interactions avec les matières particulaires et dissoutes ainsi que de la géométrie des DO étudiés (Tâche 5). Ces modèles validés permettront de proposer de nouvelles configurations d’ouvrage afin d’optimiser leur capacité de piégeage des MPs (Tâches 4 & 5).
Ce programme associe cinq laboratoires publics (DEEP, IMP, LMFA, LEHNA, LMI) et les résultats permettront aux opérationnels de mieux gérer les rejets des DO, à l’aide de technologies d’interception des MPs.