Guide méthodologique pour l’assainissement des petites collectivités

Stéphane PETITGENET

Agence de l’Eau Rhin Meuse

L’assainissement des petites collectivités doit répondre à deux

principaux textes réglementaires :

La Directive Eaux Résiduaires Urbaines qui fixe une

obligation de traitement des eaux usées des collectivités

La Directive Cadre sur l’Eau qui fixe l’obligation d’atteinte du

bon état écologique et chimique des masses d’eau

Eléments de contexte

Arrêté du 22 juin 2007 (relatif à la collecte, au transport et au traitement des eaux usées des agglomérations d’assainissement […]

et aux dispositifs d’assainissement non collectif recevant une charge brute de pollution organique

supérieure à 1,2 kg de DBO5)

Art 14 : Performances de traitement et prescriptions

applicables aux stations d’épuration traitant une CBPO ≤ 120

kg/j de DBO5

« […] le traitement doit permettre de respecter les objectifs

de qualité applicables aux eaux réceptrices des rejets selon

les usages de celles-ci »

Eléments de contexte

Quels objectifs de qualité pour les eaux

superficielles ? Depuis l’adoption du nouveau SDAGE :

Un seul objectif : le bon état écologique et chimique des masses

d’eau fixé par la DCE

Biologie (IBGN, IBD, IP)

Paramètres physico-chimiques soutenant la biologie

Polluants spécifiques

Substances prioritaires (micropolluants)

Eléments de contexte

+ un principe de non dégradation (pas de changement de classe d’état)

Paramètres physico – chimiques du bon état

Paramètres Bon état

DBO 3 - 6 mg/L

COD 5 – 7 mg/L

NH4+ 0,1 - 0,5 mg/L

NO2- 0,03 – 0,3 mg/L

PO43- 0,1 – 0,5 mg/L

Pt 0,05 - 0,2 mg/L

Seuils de bon état

(Arrêté du 25/01/2010)

Paramètres complémentaires

Bon état

DCO 20 - 30 mg/L

NKJ 1 – 2 mg/L

Guide technique

IOTA/ICPE du 21/11/12

Ne plus faire référence à la grille de qualité de 1971 et aux classes 1A, 1B, 2 et 3

Eléments de contexte

Quels cours d’eau sont concernés? Les cours d’eau intégrés dans les « masses d’eau superficielles »

où trouver le référentiel masses d’eau ?

Lien direct:

http://georm.eau-rhin-

meuse.fr/georm/site/accueil-cartographie/

Accès par le SIERM :

http://rhin-meuse.eaufrance.fr/

Eléments de contexte

Nouveau portail cartographique GEORM

Cas des cours d’eau « non masses d’eau »

Pas d’objectif de bon état explicite mais un niveau de

qualité compatible avec le respect de l’objectif de bon

état de la masse d’eau aval

extrait guide technique du 21 nov 2012 « Exceptionnellement, dans le cas

de très petits cours d’eau ayant des enjeux faibles du point de vue

environnemental, c’est à la confluence du cours d’eau avec une masse d’eau

qu’il sera nécessaire a minima de respecter les valeurs seuils du bon état. »

Position AERM : Protéger ces milieux aquatiques mais être réaliste sur

leurs capacités de dilution souvent très faibles.

Le respect du bon état en tout point ne doit pas amener à sur-dimensionner

un système de traitement,

Il est important de prendre en compte la qualité physique de ces milieux.

Comment identifier ces milieux avec GEORM ?

Eléments de contexte

Méthodologie proposée

Deux arbres de décision

• Temps sec

• Temps de pluie

Méthodologie

Issu d’un travail collaboratif avec les DREAL, les

DDT Lorraine et Alsace, l’AERM et les CG

Arbre de décision temps de pluie :

Définir la sensibilité globale du milieu vis à vis du temps de

pluie pour un projet déterminé

Indiquer la nécessité d’activer des investigations

complémentaires en terme d’évaluation de l’impact des RUTP et

de dimensionnement hydraulique (études)

Arbre de décision temps sec :

Fixer un niveau de traitement approprié en fonction de la

sensibilité du milieu

Méthodologie

Arbre de décision temps sec :

Fixer un niveau de traitement approprié en fonction de la

sensibilité du milieu

• déterminée au regard :

- de l’état physico-chimique

de la masse d’eau réceptrice,

- de la pression locale de la

collectivité sur cette masse

d’eau (pour NH4)

Méthode temps sec

• déterminé par le Taux Global de

Dépollution = pollution éliminée /

pollution totale

• représente l’effort de réduction de la

pollution rejetée en temps sec nécessaire

au respect des objectifs environnementaux

(sans préjuger du type de système

d’assainissement )

• 3 niveaux de TGD : 50% 60% 75%

Zonage Zonage

Raccordement Raccordement

Collecte Collecte

Traitement Traitement

ANC ANC

Outil de calcul du TGD

Situation actuelle Situation actuelle

Outil de calcul du TGD

Situation actuelle Situation actuelle

Situation projetée Situation projetée

Outil de calcul du TGD

Situation actuelle Situation actuelle

Situation projetée Situation projetée

Synthèse Synthèse

Cas particuliers pour le calcul du TGD

Il est possible de le calculer pour deux communes

voisines si les rejets sont très proches

En cas d’un rejet STEP dans une autre masse d’eau, on

appliquera un rendement de 100% pour simuler le

déplacement du rejet

En cas de scénario intercommunal avec plusieurs

milieux récepteurs de caractéristiques différentes (états,

débits), le TGD ne peut plus être utilisé. Proposer un

calcul de flux à l’échelle du bassin versant (guide ORFSP

1997).

Méthode temps sec

Méthode temps sec

Méthode temps sec

• Protection de captage AEP

• Infiltration locale (karst)

• Usage particulier (baignade)

Méthode temps sec

Méthode temps sec

Méthode temps sec

Méthode temps sec

Méthode temps sec

Nouvel état disponible à l’échelle masse d’eau (données 2010-

2011 ou modélisation)

Accès rapide Fiche masse d’eau par GEORM

Tableau exhaustif des états des masses d’eau sur le SIERM

Accès aux données d’état des masses d’eau

Depuis l’état des lieux 2013 :

Nouvel état disponible à l’échelle masse d’eau (données 2010-

2011 ou modélisation)

Accès rapide Fiche masse d’eau par GEORM

Tableau exhaustif des états des masses d’eau sur le SIERM

La fiche masse d’eau du SIERM en cours de mise à jour !

Accès aux données d’état des masses d’eau

Depuis l’état des lieux 2013 :

Nouvel état disponible à l’échelle masse d’eau (données 2010-

2011 ou modélisation)

Accès rapide Fiche masse d’eau par GEORM

Tableau exhaustif des états des masses d’eau sur le SIERM

La fiche masse d’eau du SIERM en cours de mise à jour !

Accès aux données d’état des masses d’eau

Depuis l’état des lieux 2013 :

Nouvel état disponible à l’échelle masse d’eau (données 2010-

2011 ou modélisation)

Accès rapide Fiche masse d’eau par GEORM

Tableau exhaustif des états des masses d’eau sur le SIERM

La fiche masse d’eau du SIERM en cours de mise à jour !

Stations de surveillance état local pas toujours représentatif de la

masse d’eau

Données élémentaires sur le SIERM (année n-1)

Fiche de synthèse du SIERM (données actualisées mais grille de

qualité désuète en cours de mise à jour)

Accès aux données d’état des masses d’eau

Depuis l’état des lieux 2013 :

Nouvel état disponible à l’échelle masse d’eau (données 2010-

2011 ou modélisation)

Accès rapide Fiche masse d’eau par GEORM

Tableau exhaustif des états des masses d’eau sur le SIERM

La fiche masse d’eau du SIERM en cours de mise à jour !

Stations de surveillance état local pas toujours représentatif de la

masse d’eau

Données élémentaires sur le SIERM (année n-1)

Fiche de synthèse du SIERM (données actualisées mais grille de

qualité désuète en cours de mise à jour)

Accès aux données d’état des masses d’eau

Depuis l’état des lieux 2013 :

Nouvel état disponible à l’échelle masse d’eau (données 2010-

2011 ou modélisation)

Accès rapide Fiche masse d’eau par GEORM

Tableau exhaustif des états des masses d’eau sur le SIERM

La fiche masse d’eau du SIERM en cours de mise à jour !

Stations de surveillance état local pas toujours représentatif de la

masse d’eau

Données élémentaires sur le SIERM (année n-1)

Fiche de synthèse du SIERM (données actualisées mais grille de

qualité désuète en cours de mise à jour)

Accès aux données d’état des masses d’eau

Depuis l’état des lieux 2013 :

Méthode temps sec

Méthode temps sec

Le rapport Pe/Qe (population en

habitants / débit d’étiage de retour 5

ans) est fondé sur les rejets en azote

ammoniacal particulièrement toxique

pour la vie piscicole

Un rejet dont le rapport Pe/Qe < 5

assure le respect d’une concentration

dans le milieu de 0,5 mg NH4 / L

Méthode temps sec

Population Débit Pe/Qe TGD

Objectif

Flux brut

kg NH4/j

Flux net

kg NH4/j

[NH4+]

mg/l amont

= milieu de

classe bon

état

[NH4+]

mg/l

aval direct

[NH4+]

mg/l

après auto-

épuration *

400 100 4 50% 3,4 1,70 0,3 0,49 0,35

400 50 8 60% 3,4 1,36 0,3 0,61 0,42

400 10 40 75% 3,4 0,85 0,3 1,21 0,85

Justification des TGD objectifs en fonction du Pe/Qe

Méthode temps sec

Méthode temps sec

Méthode temps sec

Méthode temps sec

Méthode temps sec

A environ 1 à 2 km en aval du rejet (hors zone de

mélange)

Après une confluence s’il en existe une à proximité

Pas à plus de 5km car l’auto-épuration est déjà intégrée

dans les valeurs seuils des Pe/Qe

Photo d’illustration

Où calculer le Pe/Qe sur une masse d’eau?

Exemple de Vacqueville et Pexonne (BV de la Verdurette)

Plusieurs sources de données :

Catalogue AERM de débits d’étiages

Les cartes de rendement d’étiage par zone hydro

Les Stations hydrométriques (BD Hydro)

Débit linéarisé sur GEORM (Pegase)

Parfois des mesures locales

Quelles données pour les débits d’étiage ?

Exemple de Hellimer (BV de l’Albe)

Commune d’Hellimer : rejet dans la Zelle

Quelles données pour les débits d’étiage ?

Surface BV = 10 km²

Catalogue des débits d’étiage (Albe)

Rendement d’étiage de 0,69 l/s/km²

Commune d’Hellimer : rejet dans la Zelle

Quelles données pour les débits d’étiage ?

Surface BV = 10 km²

Catalogue des débits d’étiage (Buschbach)

Rendement moyen = 0,69 l/s/km²

Rendement tête de bassin = 0,34 l/s/km²

Rendement avant confluence = 1,15 l/s/km²

Commune d’Hellimer : rejet dans la Zelle

Quelles données pour les débits d’étiage ?

Surface BV = 10 km²

Carte des rendements par zone hydro (A912)

Rendement d’étiage de 0,5 à 1 l/s/km²

Commune d’Hellimer : rejet dans la Zelle

Quelles données pour les débits d’étiage ?

Surface BV = 10 km²

Données station hydrométrique

Rendement d’étiage de 0,6 – 0,92 l/s/km²

Rendement moyen de 0,76 l/s/km²

Commune d’Hellimer : rejet dans la Zelle

Quelles données pour les débits d’étiage ?

Surface BV = 10 km²

Données Pegase linéarisées sur GEORM

Plage de débit QMNA5 : 0 – 5 l/s

Commune d’Hellimer : rejet dans la Zelle

Quelles données pour les débits d’étiage ?

Source de données QMNA 5 Mini

Valeur médiane

QMNA5 Maxi

Catalogue débit d’étiages (Albe) 6,9

Catalogue débit d’étiages (Buschbach) 3,4 6,9 11,5

Carte rendement ZH 5 10

Station hydro (Albe) 6 7,6 9,2

Plage de débit GEORM 0 5

Les valeurs peuvent varier du simple au triple !

Proposer des plages de valeurs

Dans le cas d’Hellimer, pas d’incidence car Pe/Qe très élevé…

Méthode temps sec

Méthode temps sec

Dans le cas d’un rejet

indirect à la masse d’eau

susceptible d’impacter un

linéaire important de cours

d’eau (> 5 km)

Une centaine de cas dans

le bassin

Méthode temps sec

Déterminer les performances de l’ouvrage de traitement à l’aide de l’outil

« TGD et rendement NK »

Déterminer les performances de l’ouvrage de traitement à l’aide de l’outil

« TGD et rendement NK »

Méthode temps sec Quelles performances de traitement?

Outil d’aide à la décision

Mise en relation des taux globaux de dépollution, des rendements épuratoires

associés à des filières, de la répartition de la population en zone d’assainissement

collectif et du niveau d’équipement ANC

Méthode temps sec Quelles performances de traitement?

Outil d’aide à la décision

Mise en relation des taux globaux de dépollution, des rendements épuratoires

associés à des filières, de la répartition de la population en zone d’assainissement

collectif et du niveau d’équipement ANC

Performances en matières oxydables déduites de la filière proposée

Principe : si les performances en azote réduit sont élevées alors les performances en MOOX suivront…

Pas de performances demandées pour le phosphore et NGL (sauf cas particulier)

Méthode temps sec Quelles performances ?

Nature impact Sensibilité

milieu / Usages

Actions complémentaires

Mesure corrective

Mesure compensatoire

Autre

Rejet d’azote ammoniacal

Très faible potentiel de dilution

(Pe/Qe > 50)

Risque pour la vie piscicole

Opérations de renaturation de cours d’eau

si possible axées sur la limitation

de l’ensoleillement

et l’amélioration de l’oxygénation (reconstitution de la ripisylve, diversification

des écoulements)

Rejet de nutriments (Phospates et

Nitrates)

Faible potentiel de dilution

(10 < PE/QE < 50)

Réalisation de zones de dissipations végétalisées :

- fossé diversifié boisé,

- zones tampon (mares ou noues)

Si les mesures correctives ne sont pas envisageables

Opérations obligatoires de

renaturation classique de cours d’eau

(revégétalisation des berges, diversification

du lit, gestion des embâcles, gestion de la

végétation existante)

Très faible potentiel de dilution

(PE/QE > 50)

Réalisation de zones de dissipations végétalisées :

- fossé diversifié boisé, - zones tampon (mares ou noues)

Déphosphatation, dénitratation lorsque les condtions techniques le permettent (ex : filière d'épuration de type boues activées avec traitement physico chimique)

Si des mesures correctives sont envisageables

Opérations obligatoires de

renaturation classique de cours d’eau

Si les messures correctives ne sont pas envisageables

Opérations obligatoires de

renaturation poussée de cours d’eau ou

action ambitieuse sur le milieu naturel (ex :

restauration de zone humide, création de

méandres)

Méthode temps sec Mesures correctives et mesures

compensatoires

Prescrites pour les

milieux à faible

potentiel de dilution

(Pe/Qe > 10)

Temps de pluie

Méthodologie

Méthode temps de pluie

Principe identique au temps sec

Impact peu

perceptible

Impact probable

Nécessité d’évaluer

la qualité du milieu

Méthode temps de pluie

Basée sur le potentiel de dilution du milieu

1 rang 1 rang

1 rang 1 rang

1 rang 1 rang

2 rangs 2 rangs

1 rang 1 rang

2 rangs 2 rangs

1 rang 1 rang

2 rangs 2 rangs

Hors classe Hors classe

Hypothèses par défaut :

Coefficient de ruissellement de 25 %

couramment observé en milieu rural

Pluie de hauteur 5 mm et de durée 2 h

pluie de retour 15 j correspondant à un déclassement

potentiel d’environ 5 % de la période critique

Concentration moyenne des rejets à 150 mg DCO/l

Concentration milieu = seuil DCO (30 mg/l) x QMNA2/QMNA5

Méthode temps de pluie

Méthode temps de pluie

La situation rouge [DCO] > 80 mg/l doit alerter sur la forte

sensibilité du milieu en temps de pluie et demande un

approfondissement de la problématique :

Affiner les hypothèses par défaut (coef. de

ruissellement, concentration RUTP, concentration milieu

amont, plage de débits d’étiage)

Simuler le fonctionnement du réseau en temps de pluie

(temps de concentration)

Tester différentes conditions pluviométriques

Proposer des aménagements et simuler leur efficacité

Méthode temps de pluie

Remarques particulières :

Critiquer les résultats d’impact

Se poser la question de la pertinence d’un déclassement

théorique de 20 % de la période critique quand la station

de surveillance affiche un bon état en aval depuis 10 ans,

y compris pour la biologie…

Ne pas considérer qu’il n’y aucun problème temps de

pluie lorsque la concentration théorique DCO est de 79,9

mg/l, a minima proposer une plage de concentration

Impact prix de l’eau

Méthodologie

Réflexion menée pour définir la notion de coût excessif

Nécessité de détermination de critères économiques et

financiers permettant aux collectivités de rechercher le

meilleur compromis environnemental, technique et

économique

Impact prix de l’eau

Estimation de l’impact du projet sur le prix de l’eau

Appréciation du caractère excessif du coût

Prix de l’eau moyen :

du bassin Rhin-Meuse

du bassin élémentaire dans lequel se situe la commune

des communes de taille identique, équipées ou pas d’un système

de traitement

Poids de la facture d’eau dans le revenu fiscal des ménages :

du bassin Rhin-Meuse

du bassin élémentaire dans lequel se situe la commune

des communes de taille identique, équipées ou pas d’un système

de traitement

Impact prix de l’eau