Quantifier la contribution des parcelles et les temps de transit de l’eau souterraine pour protéger la qualité des captages d’eau potable

En France, plusieurs milliers de captages d’eau potable présentent une dégradation avérée de la qualité de l’eau due aux pollutions diffuses, par exemple liée aux nitrates ou aux micropolluants. Une bonne partie d’entre eux exploite une ressource de nappe libre, en milieu poreux. Les gestionnaires de ces captages ont besoin de connaître les secteurs sur lesquels agir en priorité pour améliorer la qualité de l’eau prélevée et le temps de retour sur investissement des actions engagées sur les aires d’alimentation de captage (AAC). Cet article présente une méthode cartographique simple d’utilisation permettant d’optimiser les programmes d’actions consacrés à la reconquête qualitative de ces captages. Cette méthode repose sur le choix, la projection et le traitement dans un système d’information géographique (SIG) d’abaques mis à disposition par le Centre d’études et d’expertise sur les risques, l’environnement, la mobilité et l’aménagement (Cerema). Ces abaques ont été élaborés par modélisation numérique déterministe en résolvant l’équation d’advection-dispersion en écoulement inversé. Les données nécessaires pour l’application de cette méthode sont : une cartographie de l’AAC avec la localisation du captage, une carte piézométrique de l’aquifère et sa perméabilité, la recharge pluviométrique de la nappe et le débit du captage. La projection d’un abaque sur une AAC permet d’obtenir une cartographie des parcelles qui ont la plus forte contribution à l’alimentation du captage ainsi que les temps de transit de l’eau souterraine jusqu’au captage les plus courts. Ainsi, la méthode proposée constitue une aide à la décision pour la construction des programmes d’actions destinés à reconquérir la qualité des captages d’eau potable et permet le suivi et l’analyse des actions déjà mises en œuvre.

Influence de l’aération du massif filtrant sur les performances épuratoires du procédé d’infiltration-percolation

L’infiltration-percolation est un procédé extensif de traitement des eaux usées urbaines permettant la dégradation de la matière organique et l’oxydation de l’azote. L’objectif principal de ce travail de recherche est d’étudier l’influence de l’aération du massif filtrant sur les performances épuratoires du procédé d’infiltration-percolation. Les résultats d’analyses ont montré que les colonnes de laboratoire équipées de systèmes d’aération ont favorisé les meilleurs taux d’abattement de la pollution organique et azotée. La matière organique exprimée en termes de DCO (demande chimique en oxygène) a été éliminée à hauteur de 58,35 % et 81,11 % respectivement pour les colonnes d’infiltration dépourvue et pourvue d’un système d’aération centrale et périphérique. Les rendements d’abattement de l’azote ammoniacal ont été respectivement 74,11 % et 92,14 %. Les résultats expérimentaux ont montré aussi que la capacité d’oxydation du filtre dépend de la réoxygénation du massif filtrant. Plus le renouvellement de la phase gazeuse du milieu poreux est assuré, meilleure est la capacité d’oxydation.

Impacts des eaux pluviales urbaines sur les eaux souterraines dans les pays en développement – mécanismes de transfert des métaux lourds à travers un sol modèle de Port-au-Prince, Haïti

L’infiltration directe des eaux pluviales urbaines dans les formations superficielles des pays en développement constitue un risque de contamination à la fois pour ces formations et/ou pour les eaux souterraines sous?jacentes. Cette thèse s’est focalisée sur cette problématique environnementale dans laquelle nous avons étudié le transfert réactif de trois métaux lourds (Pb, Cu et Cd) dans une formation géologique représentative : alluvions fluviatiles de la plaine du Cul?de?sac à Port?au?Prince (Haïti). Un « sol modèle » provenant du site d’étude, fraction granulométrique ≤ 2 mm considérée comme la plus réactive, a été utilisé et soumis à des solutions chargées en ions métalliques suivant deux conditions expérimentales distinctes : essais en conditions statiques (batch) et en conditions dynamiques (colonne). Les résultats obtenus à partir de ces dispositifs expérimentaux ont mis en évidence les mécanismes de rétention ou de relargage des ions métalliques dans les formations géologiques de Port?au?Prince. Les résultats en batch ont montré que la compétition entre deux ou plusieurs cations pour les mêmes sites actifs du sol peut inhiber leur sorption individuellement. Les résultats en colonne ont prouvé le caractère réactif du sol vis?à?vis des trois métaux, dont environ 99, 94 et 92 % respectivement de cadmium, de plomb et de cuivre ont été retenus dans la matrice solide. L’étude des interactions entre les métaux et l’échantillon de sol à l’aide du code PHREEQC ont montré qu’une partie des métaux a été précipitée sous la forme de carbonates (cérusite et otavite) et d’hydroxydes, et que le comportement physico?chimique des trois métaux dans le sol a été également influencé par l’échange ionique. Toutefois, les métaux retenus sont susceptibles d’être relargués et remobilisés sous l’effet d’un changement brusque des conditions acido?basiques du milieu poreux, représentant ainsi un risque de pollution pour les eaux souterraines.