Eau potable : vers une reconfiguration des filières de traitement

Le changement climatique apporte également sa pierre : même si ses principaux effets sont quantitatifs, il affecte la qualité des eaux. « La baisse du débit de certaines ressources tend à augmenter les concentrations de polluants. Les températures plus élevées peuvent aussi impacter le traitement de l'eau » souligne Estelle Desarnaud, Directrice générale adjointe d’Eau de Paris. Risques que confirme Laurent Brunet, directeur technique chez Suez, qui rappelle que la température de la Seine a augmenté de 3 °C en 150 ans. « Lorsque la température augmente, l’oxygène dissous diminue, signe d’une eutrophisation » précise-t-il. Lui aussi évoque la concentration des substances gênantes en situation d'étiage, ainsi que le risque de lessivage de polluants lors des premières grosses précipitations après un épisode de sécheresse. Les réseaux de distribution pourraient également être affectés, une température supérieure entraînant un risque accru de re-croissance bactérienne, de vieillissement (à terme) des canalisation composites (PE), voire de relarguage de chlorure de vinyle monomère (un polluant réglementé) dans certaines situations sur des réseaux en PVC antérieurs à 1980.

Boris David, manager du Pôle environnement & santé à la Direction technique & performance de Veolia, insiste également sur la question des épisodes de pluies intenses, qui mettent en danger les installations et peuvent provoquer une contamination microbiologique par intrusion d’eaux de surface. Une situation que l’on rencontre déjà dans certaines parties du monde. Tout en rappelant tout de même qu’en France (et dans les autres pays tempérés), sauf évènements extrêmes, « ce n’est pas le changement climatique qui change la donne mais la perception des consommateurs ». Et l’évolution de la réglementation, pourrait-on ajouter…

Réglementation : des évolutions prévisibles

Il en va ainsi, par exemple, pour les métabolites de pesticides organochlorés déjà eux-mêmes normalisés (limités à 0,1 µg/l). La Direction Générale de la Santé a en effet demandé une étude dans ce sens à l’Anses, qui, en janvier 2019, a classé l’alachlore OXA, le métolachlore ESA et le métolachlore OXA comme “pertinents”, donc devant être soumis à la limite de 0,1 µg/l dans les eaux destinées à la consommation humaine. « Ce sont des molécules difficiles à analyser et traiter. Il existe des moyens mais il faudra modifier les réglages des usines existantes sur les eaux de surface. Dans les installations traitant des eaux souterraines, souvent beaucoup plus simples, il faudra mettre en place de nouveaux systèmes » estime Fabrice Nauleau à propos de ces dérivés d’herbicides. Une réflexion qui peut se généraliser à tous les micropolluants.

Les microplastiques font également parler d’eux, même s’il reste encore beaucoup à apprendre sur leur toxicité et sur la manière de les analyser.

Par ailleurs, plusieurs de ces substances, outre leur toxicité, pourraient avoir un rôle de perturbateurs endocrinien, même à dose faibles. « C’est un grand point d’interrogation : des substances (pesticides par exemple) peuvent être réglementées au titre d’autres effets mais, à doses faibles, sont suspectées d’induire des perturbations endocriniennes. Ces produits changent le paradigme de la toxicologie classique » souligne Boris David.

Au total, la recherche de polluants dans l’eau destinée à la consommation humaine semble une course sans fin. « Nous sommes face à une situation où les connaissances augmentent, les méthodes analytiques s’affinent, et finalement on “découvre” des polluants là où on ne les cherchait pas » sourit Laurent Brunet.

Détecter avant de traiter

« Cela nous permettra de remonter la chronique si un jour survient une alerte sanitaire sur une nouvelle molécule » affirme Estelle Desarnaud. Le laboratoire de recherche d’Eau de Paris étudie en parallèle les moyens de compléter la surveillance ponctuelle dans le temps de la qualité des ressources en testant des capteurs intégratifs qui permettent d'améliorer la détection de micropolluants présents ponctuellement ou à de faibles concentrations en "filtrant" de grands volumes d'eau sur des périodes longues.

Suez déploie de plus en plus de systèmes en ligne, en particulier des capteurs multi-paramètres. « A partir de la mesure de plusieurs paramètres, et avec un peu d’intelligence artificielle, on peut détecter des évènements comme un retour d’eau dans le réseau ou l’arrivée d’une pollution particulière. Plutôt qu’un paramètre en soi, nous travaillons sur des combinaisons qui permettent d’identifier un évènement pour pouvoir réagir », explique Laurent Brunet. Au titre des nouveautés, Boris David, chez Veolia, signale également des systèmes de détection microbiologique en temps réel. « Il y a beaucoup d’innovation dans la détection rapide de paramètres indicateurs de contamination fécale ou d’activité microbienne (par ATPmétrie), qu’il s’agisse de kits de terrain ou, de plus en plus, d’analyseurs en ligne » révèle-t-il.

Les techniques d’analyse deviennent tellement pointues qu’on peut détecter de très faibles doses de polluants. Pour traduire ces résultats chiffrés en termes d’effets sanitaires potentiels, Veolia participe à des travaux de recherche sur les indicateurs biologiques. « Les acteurs de l’eau veulent faire émerger ce type d’outils mais cela doit rentrer dans un cadre réglementaire », estime Boris David. Eau de Paris travaille également avec des entreprises proposant des indicateurs biologiques. « Ils sont cependant plus adaptés à la protection du milieu qu’à la surveillance en sortie d’usine de potabilisation : nous ne savons actuellement pas lier ce qui est observé à un quelconque risque sanitaire » précise Estelle Desarnaud. Fabrice Nauleau, chez Saur, se montre plus sceptique, estimant que la sensibilité de ces tests sera insuffisante pour le niveau de pureté des eaux sortant des usines, et surtout que l’ajout de chlore masquera immanquablement les éventuels effets biologiques dus à la présence d’une quantité infime de polluant. « La mesure en continu de l’absorbance UV, beaucoup plus simple, permet de détecter la quantité de matière organique restante, et donc de suivre l’efficacité globale du traitement. Toutes les usines devraient en être équipées », plaide-t-il.

Autre paramètre à suivre, qui ne résulte pas d’une évolution réglementaire mais pourrait bien être un signe du réchauffement climatique : la fréquence de plus en plus élevée des épisodes de prolifération d’algues ou de cyanobactéries dans les retenues de surface. Les usines existantes peuvent faire face… à condition de pouvoir s’y préparer. « Nous avons développé des bouées à positionner dans la retenue, capables de mesurer les algues pour anticiper les blooms » explique Fabrice Nauleau.

A chaque eau brute son usine

Situation très différente en Ile-de-France, où le Sedif puise essentiellement dans la Seine, la Marne et l’Oise. « A chaque eau son usine » précise Philippe Knusmann. Ainsi l’Oise, qui traverse des régions agricoles avant d’arriver dans l’agglomération, a-t-elle des caractéristiques de pollution très différentes de la Seine et de la Marne, qui traversent des régions industrielles. Réalisée par OTV (Veolia), l’usine de Méry-sur-Oise utilise depuis 1999 la nanofiltration, qui arrête des éléments dissous comme les pesticides, les micropolluants, la matière organique (acides humiques par exemple). Les eaux sont ensuite désinfectées aux UV. En revanche, les usines de Neuilly (Seine) et Choisy (Marne) déploient des traitements classiques complets, plus du charbon actif et une ozonation, le tout étant suivi d’une désinfection UV.

« Il n’y a pas de recette unique pour le traitement. Certaines molécules seront mieux traitées sur charbon actif, d’autres sur membranes. Cela se détermine paramètre par paramètre, dans chaque situation » insiste Laurent Brunet. Suez a par exemple rénové en 2018 l'usine du Mont Valérien, pour le compte du Syndicat des eaux de la Presqu’île de Gennevilliers, qui traite de l’eau de Seine captée en aval de Paris. Le syndicat souhaitait dépasser les normes de qualité réglementaires, et en particulier diminuer fortement la dureté et éliminer des micropolluants “émergents” comme les résidus médicamenteux. Conservant le génie civil existant, faute de place en milieu urbain, Suez a utilisé un décanteur Densadeg pour assurer une décarbonatation à la soude, puis des décanteurs équipés de lamelles avec ajout continu de charbon actif en grains. Une étape de désinfection par UV parachève le traitement.

L’osmose inverse, solution d’avenir ?

Eau de Paris teste la solution sur un pilote à échelle semi industrielle dans son usine de Saint Cloud. « Il n’est pas exclu d’en construire une autre dans les années à venir, sur un autre de nos vecteurs d’eaux souterraines. Nous prendrons en compte le retour d’expérience sur ces pilotes, ainsi que l’évolution hydrogéologique prévisible de nos ressources souterraines, pour décider de l'avenir de nos filières » explique Estelle Desarnaud. Le Sedif explore également cette voie. Pensant à terme équiper les usines de Neuilly et Choisy en osmose inverse basse pression, le syndicat a mis en place un pilote semi-industriel dans son site d’Arvigny. « Nous attendons beaucoup de l’osmose inverse dans le cadre de notre projet “Une eau pure, sans chlore et sans calcaire”, prévu pour 2028. Restera à convaincre les autorités sanitaires qu’on peut se passer de chlore, mais après tout Grenoble l’a déjà fait, ainsi que Rotterdam et Amsterdam que nous sommes allés voir récemment » précise Philippe Knusmann. Mais le principe de précaution incite à rester prudent sur la nécessité de désinfecter l'eau potable. Par exemple, en Isère à côté de Grenoble, les communes de Vif et Le Gua ont connu en mars 2016 une contamination bactériologique de l'eau potable qui a provoqué une forte épidémie de gastro-entérite parmi la population, résolue par l'augmentation des taux de chloration et des travaux importants jusqu'en septembre 2018.

En septembre 2019, Suez a mis en service à Valenciennes – pour le Syndicat des Eaux du valenciennois – la toute première usine à osmose inverse de France. Devant traiter des eaux très fortement calcaires (plus de 40 °F), très chargées en matières organiques et comportant des perchlorates, l’usine de Thiant résout ces trois problèmes grâce à la seule osmose inverse.

Prévenir plutôt que guérir

Il en va de même chez Veolia. « Nous surveillons déjà les ressources via les plans de gestion de la sécurité sanitaire de l’eau (PGSSE) que nous avons mis en place à travers notre démarche HACCP ISO 22000. Nous assurons une veille permanente sur les dangers émergents » explique ainsi Boris David. Laurent Brunet, chez Suez, partage la même vision. « Il faut partir de la vulnérabilité de la ressource pour choisir le meilleur traitement. En fonction de sa situation, une ressource recevra tel ou tel type de polluants. On utilise des polluants traceurs pour savoir quelle ressource est vulnérable et on choisira le traitement en fonction » explique-t-il. Tout cela va dans le sens de la future directive européenne, qui rendra probablement obligatoires les PGSSE, lesquels représentent une traduction des recommandations de l’OMS avec ses Water safety plans.

En termes d’outils, Aquaconsulting, la filiale informatique d’Aqualter, a déjà développé un logiciel de diagnostic permanent pour l’assainissement. « Nous travaillons à un système similaire pour l’eau potable, avec une visualisation de toutes les ressources d’eau brute d’un territoire, une sorte de SIG donnant en temps réel le niveau des nappes et la qualité des eaux, au moins sur les paramètres les plus importants comme les nitrates. Nous consolidons les données qui sont en opendata , et les résultats de nos propres analyses de la qualité de l’eau » révèle Vincent Darras chez Aqualter.