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Modélisation de la contamination fécale en Seine : impact des rejets de temps de pluie

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International audience; A holistic approach to environmental issues highlights the limits reached by the use of sewers to remove human excreta from inhabited spaces. Megacities, in particular, are today exposed to acute and still unknown challenges Given the major global changes faced by wastewater management systems, such a large concentration of population puts the classical sanitation model under stress.Apart from the frequent overloads of centralised wastewater management systems, there is their deep footprint in terms of energy expenditure, greenhouse gas emissions and continuing frequent pollution of aquatic environments. Yet managed separately, these excreta could be used as fertiliser: their agricultural application would represent a move away from the waste remediation model and an opportunity for mutual benefit between urban and agricultural zones, supplying the latter with lasting, local and nonfossil fertilising materials.Focusing on the case of the Paris conurbation, we provide a crosscutting analysis of the current opportunities for implementing source separation systems in a highly concentrated population centre. More specifically, we examine the technical, organisational and economic obstacles and drivers around the production of fertilisers from human excreta, in particular from urine, under good sanitary and agronomic conditions. We show the build-up of evidence about the limits of the current wastewater management system and the need for a paradigm shift. Nonetheless, pilot projects remain difficult to implement (due to political, sociocultural, economic, regulatory and technical obstacles, which are particularly tough in the case of a megacity). Despite this, there has been a recent shift in the dynamics, with projects emerging on the margins of urban planning. A key factor in their success is adaptation to different territorial configurations. Backed by individuals and groups with specific priorities, these projects offer a glimpse of the possibility of devising new sociotechnical systems for managing human waste.; Une approche holistique des questions environnementales met en lumière les limites atteintes par l’utilisation des égouts pour éloigner les excrétats humains des espaces habités. Les mégapoles, en particulier, sont aujourd’hui exposées à des enjeux aigus et encore méconnus. Dans un contexte de changements globaux majeurs auxquels l’assainissement doit faire face, une si grande concentration de population met le modèle classique de l’assainissement sous tension. À la saturation récurrente des systèmes d’assainissement centralisés, s’ajoute une empreinte élevée en matière de dépense énergétique, d’émissions de gaz à effet de serre et souvent de pollution des milieux aquatiques. Pourtant, ces excrétats, gérés séparément, pourraient être utilisés comme matières fertilisantes : leur utilisation agricole permet de sortir d’une logique de dépollution des excrétats et de créer un mutualisme entre territoires urbains et agricoles, ces derniers bénéficiant alors de matières fertilisantes pérennes, locales et non fossiles. À partir du cas de l’agglomération parisienne, nous proposons une analyse transversale des opportunités actuelles de mise en oeuvre de filières de séparation à la source en contexte de grande concentration urbaine. Plus spécifiquement, nous nous intéressons aux freins et leviers techniques, organisationnels, économiques, en vue de la production de fertilisants à partir des excrétats humains et en particulier des urines, dans de bonnes conditions sanitaires et agronomiques. Nous montrons l’accumulation d’éléments de démonstration quant aux limites du système d’assainissement actuel et la nécessité d’un changement de paradigme. Persiste, nonobstant, une difficulté à mettre en place des projets pilotes (freins politiques, socioculturels, économiques, réglementaires et techniques, exacerbés dans le contexte d’une mégapole). Toutefois, une dynamique récente s’observe, avec des projets qui émergent en marge de la fabrique urbaine. Un facteur clé de leur réussite tient à leur adaptation aux différentes configurations territoriales. Portés par des individus et collectifs aux trajectoires spécifiques, ceux-ci laissent entrevoir une capacité à inventer de nouveaux dispositifs sociotechniques de gestion des excrétats humains.

Journée technique nano/microplastiques dans l'eau, France Water Team, Toulouse, FRANCE, 19-/01/2021 - 19/01/2021; Cette présentation vise à dresser un état de l'art de la question de la contamination en microplastiques (taille < à 5 mm) en milieu urbain. Dans un premier temps, plusieurs éléments de contexte, quelques généralités sur cette pollution et un rappel des définitions sont donnés. Dans une seconde partie, sont abordés les nombreux points de vigilances quand on parle de microplastiques, à savoir quelles particules sont considérées, quelle gamme de taille, quelle distribution et/ou quelles méthodes sont mises en oeuvre pour leur détection dans les matrices environnementales. La dernière partie présente un état de l'art sur la contamination des eaux urbaines en couvrant d'une part les eaux usées et l'assainissement, et d'autre part les eaux pluviales.

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Journée Information Eaux, Poitiers, FRANCE, 06-/10/2020 - 08/10/2020; L'élimination des micropolluants dans les eaux résiduaires urbaines représente un défi majeur pour les stations de traitement des eaux usées, qui seront probablement amenées dans le futur à investir dans des traitements avancés. Le choix technologique (procédés d'oxydation, de filtration ou d'adsorption) repose en priorité sur des critères de performances technico-économiques. En raison des pressions environnementales grandissantes, le calcul d'impacts environnementaux devient également primordial pour soutenir une telle décision. L'utilisation de la méthodologie d'Analyse du Cycle de Vie (ACV) (ISO 14040/44, 2006) permet une évaluation holistique des impacts environnementaux, grâce à la perspective cycle de vie et à la prise en compte de plusieurs critères. Dans cette étude, l'ACV est appliquée à deux types de procédés, l'adsorption sur charbon actif dans un lit fluidisé et l'ozonation, ainsi que leur combinaison, testés à l'échelle pilote dans la STEU Seine Centre opérée par le SIAAP en Région parisienne (Mailler et al., 2015 ; Mailler et al., 2016 ; Guillossou et al., 2019 ; Guillossou et al., 2020). Les résultats visent à comprendre les coûts-bénéfices de ces traitements, selon les conditions opératoires, afin d'étayer la prise de décision.

International audience; This study aims to evaluate the ability of an ultraviolet (UV) probe to simultaneously estimatenitrate and nitrite concentrations in the effluent of a post-denitrifying biologically active filter (BAF). Theestimation of these species is complicated due to the great similarity of their UV spectrum and thepresence of other absorbent molecules in the UV range. Yet, it is essential to develop control algorithmswhich would guarantee a water quality that complies with the requirements of the Water FrameworkDirective. The WTW Nitra Vis 705 IQ NI probe was calibrated and validated in the laboratory on a realeffluent having a nitrite concentration ranging from 0 to 3.5 mgN/L. Then, it was placed at the outlet of aBAF of the Seine Centre plant to evaluate its ability to predict the dynamics of nitrite and nitrateconcentrations. Using a multipoint calibration for nitrite and a multi-linear calibration for nitrate, it waspossible to simultaneously and dynamically measure nitrite in the range 0-5 mgN/L with an accuracy of 0.2 mgN/L and nitrate in the range 0-10 mgN/L with an accuracy of 0.3 to 0.4 mgN/L. Nitrous oxide and nitrite concentrations exhibited similar dynamics as a function of the applied BOD to N-NO3–ratio.Nitrous oxide was found to be better correlated with nitrite (R2= 0.72) compared with NO2– +NO3– (R2= 0.52).; Cette étude vise à évaluer la capacité d’une sonde à rayons ultraviolets (UV) à estimer simultanément les teneurs en nitrate et nitrite en sortie d’une unité de biofiltration en postdénitrification. L’estimation de ces deux espèces est compliquée du fait de la très grande similitude de leur spectre UV et de la présence d’autres molécules absorbantes dans l’UV. Celle-ci est pourtant indispensable au développement d’algorithmes de contrôle, seuls à même de garantir un résiduel en nitrite et nitrate conforme aux exigences de la directive cadre sur l’eau. La sonde WTW Nitra Vis 705 IQ NI a été calibrée puis validée en laboratoire sur un effluent réel dans une gamme de 0 à 3,5 mgN/L en nitrite. Elle a ensuite été installée en sortie d’une unité de biofiltration de la station de Seine Centre afin d’évaluer sa capacité à prédire les dynamiques de concentrations en nitrites et nitrates. Le suivi a montré que, moyennant une calibration multipoint pour le nitrite et multilinéaire pour le nitrate, il est possible de mesurer simultanément et dynamiquement le nitrite dans la gamme 0-5 mgN/L avec une précision de 0,2 mgN/L et le nitrate dans la gamme 0-10 mgN/L avec une précision de 0,3 à 0,4 mgN/L. Les mesures en ligne de protoxyde d’azote dissous, effectuées sur site au moyen de sondes ampérométriques, montrent que la dynamique est similaire à celle du nitrite en fonction du ratio DBO/N-NO3– appliqué, et que l’on obtient une meilleure corrélation du protoxyde d’azote avec le nitrite (R2 = 0,72) comparativement à la somme nitrite + nitrate (R2 = 0,52).

National audience; . CONTEXTE Le protoxyde d'azote (N 2 O) est un puissant gaz à effet de serre dont le potentiel de réchauffement est équivalent à 300 fois celui du dioxyde de carbone (CO 2). Il joue également un rôle clé dans la destruction de la couche d'ozone [1]. Principalement d'origine naturelle (sols et hydrosphère), il est également émis par les procédés de traitement des eaux usées lors du traitement biologique de l'azote par nitrification et dénitrification. Actuellement, le facteur d'émission (3,2 g N 2 O/EH/an équivalent à 0,037% de la charge entrante en azote), utilisé pour quantifier les émissions directes des stations d'épuration, provient de données acquises sur une seule installation à boues activées d'Amérique du Nord [2]. Si les données d'émission de N 2 O par les procédés conventionnels à boues activées se sont multipliées ces dernières années, celles des procédés à biomasse fixée, tels que les biofiltres, sont encore très rares. Or, ce procédé de traitement est très répandu en France (130 installations, 20% de la capacité des stations), en particulier dans les grandes agglomérations. Les mesures réalisées sur les biofiltres nitrifiants de la station de Seine Aval (5,5 millions d'EH, Ile de France) indiquent des taux d'émission du N 2 O bien plus élevés : facteur d'émission = 3,6% en période hivernale et 2,0% en période estivale [3]. De plus, ces émissions-si elles étaient comptabilisées-multiplieraient par 4 le bilan carbone de la file biologique de traitement de l'azote à Seine Aval [4]. Un enjeu émergeant dans le traitement des eaux usées est donc de quantifier et maitriser le N 2 O émis afin de réduire l'empreinte environnementale des installations. Cette étude a été réalisée dans le cadre du programme de recherche Mocopée (http://www.mocopee.com/) avec le support financier de l'ANR [projet N2Otrack 2015-2020, ANR-15-CE04-0014]. Son objectif est d'apporter des informations sur les conditions d'apparition du protoxyde d'azote lors du traitement des eaux résiduaires urbaines par nitrification en biofiltration. A cette fin, un modèle représentant le fonctionnement des biofiltres nitrifiants de la station de Seine Aval [5] a été étendu pour y inclure les principales voies biologiques de production de N 2 O [6,7]. Les paramètres du modèle ont été calés sur un jeu de données comprenant deux ans de fonctionnement des biofiltres et incluant deux périodes pour lesquelles les flux de N 2 O ont été mesurés. Sur la base de ces résultats : un facteur d'émission moyen annuel a été proposé, des leviers de réduction des émissions ont été identifiés et un modèle statistique a été établi afin de proposer une nouvelle méthodologie de quantification.

International audience; Les bioréacteurs à membranes se sont largement développés ces dernières années en assainissement des eaux résiduaires urbaines. Malgré les avantages du procédé, le colmatage des membranes engendre des contraintes économiques liées aux coûts énergétiques et au remplacement prématuré des membranes. Différentes stratégies de limitation du colmatage sont mises en place, dont l’aération séquencée des membranes à l’aide de grosses bulles. Cependant, les mécanismes d’action de cette aération et l’hydrodynamique des réacteurs restent relativement méconnus, en particulier à l’échelle industrielle et en présence de boues. Un pilote semi-industriel de filtration membranaire a été conçu et installé sur l’unité de traitement des jus de Seine Aval. Ce pilote a permis d’étudier l’impact de l’aération sur les performances de filtration en couplant une analyse statistique (systèmes d’inférence floue) et une caractérisation de l’hydrodynamique du réacteur (tomographie de résistivité électrique). Des chemins préférentiels de passage des bulles ont été observés à faible débit d’air et forte concentration en matières en suspension à l’aide de la tomographie de résistivité électrique. Ces observations fournissent des éléments d’explication aux résultats de l’arbre de décision flou focalisé sur l’analyse de l’impact du débit d’air sur la dérive journalière de perméabilité. La concentration en matières en suspension des boues et la différence de demande chimique en oxygène entre le surnageant des boues et le perméat s’avèrent être les facteurs les plus impactants pour les conditions opératoires testées. Ils traduisent l’efficacité de l’aération, que ce soit en matière de répartition du champ de bulles et/ou de relargage d’éléments colmatants. Ces résultats invitent à considérer la régulation de l’aération en fonction des propriétés des boues dans les procédés industriels.

Dans un cadre réglementaire, la qualité d’une eau est souvent évaluée en comparant des concentrations de substances individuelles à des seuils tels que les normes de qualité environnementale. Cette approche, bien que robuste, présente certaines limites. La seule information sur la présence de contaminants ne suffit pas à quantifier l’impact ou le potentiel toxique de ces eaux; l’information reste «individuelle» à l’échelle de substances, pour lesquelles suffisamment de données écotoxicologiques existent, sans permettre d’évaluer l’effet cocktail qui pourrait en résulter. Les bioessais sont des méthodes globales et intégrées qui fournissent des informations sur le potentiel toxique de l’échantillon considéré, voire sur la toxicité spécifique de certains groupes de substances. Notre démarche a donc consisté à suivre le potentiel toxique de différents échantillons d’eaux urbaines (effluent hospitalier, eaux usées à l’exutoire de deux sous-bassins de la ville de Paris, eaux usées en entrée de station d’épuration et eau épurée, déversoirs d’orage) en utilisant trois panels: toxicité générale (huit bioessais sur algues, bactéries, champignons et cellules humaines), génotoxicité (trois bioessais sur bactéries et cellules humaines), perturbation endocrinienne (six bioessais sur cellules humaines). Les résultats montrent que les déversoirs d’orage apportent un excès de toxicité au milieu récepteur. Sur l’ensemble des émissaires, toutes les dimensions de la toxicité ont, à un moment ou un autre, été observées. La comparaison entre entrée et sortie de station d’épuration semblerait indiquer que l’abattement des paramètres physicochimiques ne se retrouve pas pour les indicateurs de la toxicité. Cependant, des études complémentaires sur ce type d’échantillons sont nécessaires pour confirmer ou non cette première tendance.

National audience; Several advanced treatments such as activated carbon adsorption or ozonation are considered for micropollutants (MPs) removal in wastewater treatment plants (WWTPs). However, little information exists on the overall performances of a WWTP upgraded with those processes and the benefits provided regarding the elimination of multiple families of MPs. In this study, five sampling campaigns were conducted to determine the removal of 48 MPs (mainly pesticides and pharmaceutical residues) in a WWTP followed by a large-scale micro-grain activated carbon pilot with a treatment rate of 10 g/m3. The primary treatment had no effect on MPs (removal < 20%), while the biological treatment eliminated molecules that were sorbed onto sludges or biodegraded (> 60%). Without advanced treatment, the studied WWTP does not allow compliance with Swiss legislation on micropollutants, with reductions significantly lower than the 80% requested (< 50%) for 5 indicator substances If the additional elimination provided by the advanced treatment was not significant (< 10%) for MPs already well removed in the WWTP, activated carbon adsorption significantly reduces their concentration (e.g. decrease by a factor 100 for ibuprofen) and thus limits the impact of the WWTP on the receiving body. The additional elimination provided by the advanced treatment was significant (30-60%) for compounds recalcitrant to conventional treatments and overall removals higher than 60% were obtained for most MPs. A higher dose of activated carbon would be required to achieve higher removal, notably for MPs used in Switzerland as indicator substances. This study also provided the first data on the behavior of several molecules (acetamiprid, estrone, glyphosate, imidacloprid, lorazepam and ofloxacin) along a WWTP with an advanced treatment.; Plusieurs traitements avancés tels que l’adsorption sur charbon actif ou l’ozonation sont proposés pour le traitement des micropolluants (MP) au sein des stations de traitement des eaux usées (STEU). Cependant, peu d’informations existent sur les performances des STEU équipées de tels procédés et les bénéfices apportés au regard de l’élimination de multiples familles de MP. Dans cette étude, cinq campagnes d’échantillonnage ont été réalisées pour déterminer l’abattement de 48 MP (principalement des pesticides et des résidus pharmaceutiques) sur une STEU équipée d’un traitement avancé par adsorption sur charbon actif en micrograin en lit fluidisé avec un taux de traitement de 10 g/m3. Le traitement primaire n’a pas affecté la majorité des MP (abattement < 20 %), tandis que le traitement biologique a éliminé les molécules sorbées sur les boues ou biodégradées (> 60 %). Sans traitement avancé, la STEU étudiée ne permet pas de respecter la législation suisse sur les Mp, avec des abattements nettement inférieurs aux 80 % demandés (< 50 %) pour cinq substances indicatrices. Si l’élimination propre au traitement avancé n’a pas été significative (< 10 %) pour les MP déjà bien traités sur la STEU, l’adsorption sur charbon actif permet de diminuer de manière significative leur concentration (ex. : diminution d’un facteur 100 pour l’ibuprofène) et ainsi de limiter l’impact de la STEU sur le milieu récepteur. L’élimination propre au traitement avancé a été importante (30 à 60 %) pour les composés récalcitrants aux traitements conventionnels et permet d’atteindre des abattements globaux supérieurs à 60 % pour la majorité des MP. Une dose de charbon actif plus élevée serait nécessaire pour obtenir des abattements plus importants, notamment pour les MP utilisés en Suisse comme substances indicatrices. Cette étude a aussi permis de fournir les premières données sur le comportement de plusieurs molécules (acétamipride, estrone, glyphosate, imidaclopride, lorazépam et ofloxacine) le long d’une STEU équipée d’un traitement avancé.

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International audience; The technical note of 12 August 2016 explains the procedures for the search for micropollutants in treated wastewater and in the raw water of wastewater treatment plants in metropolitan France. This note constitutes a roadmap for the communities covered by its application to encourage the development of action plans contributing to the reduction of emissions of 96 micropollutants. The aim is to promote reduction actions at source in order to limit the flows arriving at wastewater treatment plants. A lever of action that seems natural to communities is the control of emissions from industries in the watersheds under consideration. The article focuses on another source of contribution to pollutant flows that is not necessarily taken into account: domestic wastewater. In the case of the Paris conurbation, heavily urbanized and scarcely industrialized, we highlighted that the contamination of domestic wastewater is predominant compared to industrial wastewater for three families of micropollutants: alkylphenols and phthalates, listed in the technical note, on the one hand, and parabens, emerging micropollutants of interest, on the other hand. Then, the study of the quality of greywater allowed us to identify shower effluent and washing machine effluent as the main source of domestic wastewater contamination and so to identify ways to reduce it. Finally, the decrease of observed concentrations between 2010 and 2015 in the main trunks of the Paris conurbation, allowed us to understand the determinants (regulations and/or consuming practices) of these fluctuations in order to imagine other levers for action by local authorities.; La note technique du 12 août 2016 explique les modalités de la recherche de micropolluants dans les eaux usées traitées et dans les eaux brutes des stations de traitement des eaux usées sur le territoire métropolitain. Cette note constitue une feuille de route pour les collectivités relevant de son application pour favoriser le développement de plans d’actions contribuant à la réduction des émissions de 96 micropolluants. Il s’agit de favoriser des actions de réduction à la source afin de limiter les flux arrivants aux stations de traitement des eaux usées. Un levier d’action qui semble naturel aux collectivités est le contrôle des émissions issues des industries présentes sur les bassins versants considérés. L’article s’intéresse à une autre source d’apport aux flux de polluants qui n’est pas nécessairement prise en compte : les eaux domestiques. Dans le cas de l’agglomération parisienne, densément urbanisée et faiblement industrialisée, nous avons montré que la contamination des eaux usées d’origines domestiques est majoritaire par rapport à la contamination des eaux usées d’origines industrielles pour trois familles de micropolluants : les alkylphénols et les phtalates, relevant de la liste de la note technique, d’une part, et les parabènes, micropolluants émergents d’intérêt, d’autre part. Ensuite, l’étude de la qualité des eaux grises, a permis d’identifier les eaux de douche et de lave-linge comme sources principales d’émission de ces 3 familles de micropolluants dans les eaux usées domestiques et donc d’identifier des pistes de réduction. Enfin la diminution des concentrations observées, entre 2010 et 2015, dans les principaux émissaires de l’agglomération parisienne, a permis de comprendre les déterminants de ces fluctuations (réglementations et/ou pratiques de consommation) afin d’imaginer d’autres leviers d’action pour les collectivités.

Les zones urbaines, par l'imperméabilisation des surfaces et le drainage du sol par les réseaux, influencent fortement le cycle de l'eau. Des dispositifs, souvent basés sur la végétation constituent des techniques dites alternatives permettant une gestion à la source des eaux pluviales. Leur multiplication sur le réseau ou les projets d'aménagements plus durables (écoquartiers) modifient le cycle de l'eau et donc la gestion de l'eau : de nouveaux processus (évapotranspiration, infiltration) apparaissent dans la gestion globale de l'assainissement (en particulier en présence de réseaux unitaires). Le modèle hydrologique TEB-Hydro reproduit tout le cycle de l'eau (petit et grand) à l'échelle d'un territoire. Il n'a pas pour vocation la gestion au quotidien du réseau d'assainissement, mais peut aider à la décision de futurs aménagements, plus durables. En plus de données météorologiques et d'occupation du sol, il nécessite le graphe orienté d'un réseau d'assainissement fonctionnel mais adapté à la résolution du modèle. Un outil de reconstruction (TOHR), basé sur le réseau réel fournit ce réseau simplifié à TEB-Hydro. La zone d'étude est la zone urbaine couvrant la Ville de Paris et sa petite couronne constituée des départements des Hauts-de-Seine, de la Seine-Saint-Denis et du Val de Marne. De nombreux acteurs ont un rôle dans la gestion du réseau d'assainissement sur cette zone : les communes, les départements, les syndicats et le Syndicat Interdépartemental de l'assainissement de l'Agglomération Parisienne. Ajouté à l'historique de l'urbanisation de la zone, ce réseau d'assainissement a, en de nombreux endroits, un fonctionnement atypique, en lien aussi avec les contraintes majeures auxquelles sont confrontés les gestionnaires du réseau. Le fonctionnement des réseaux interdépartemental et départementaux ont été identifiés préalablement à la reconstruction de chacun de ces réseaux séparément, puis globalement. Ceci a été possible grâce à de nombreux échanges avec les gestionnaires. L'évaluation de chacune de ces reconstructions et l'analyse du réseau simplifié obtenu est présentée. Selon les départements et la complexité du fonctionnement du réseau, les résultats de la reconstruction sont plus ou moins satisfaisants. La modélisation hydrologique, appliquée d'abord à l'échelle du département des Hauts de Seine puis à toute la zone, est évaluée et analysée, à l'échelle de différents bassins versants (séparatifs et unitaires).

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National audience; On Wednesday, July 3, 2019, at around 4:45 p.m., a fire broke out on the clarification unit of the Seine Aval wastewater treatment plant of the SIAAP (Yvelines, France). The treatment performance was temporarily degraded for 3 days; involving a significant supply of organic matter and nutrients to the natural environment. These inputs led to a strong deoxygenation of the Seine River up to 30 km downstream of the wastewater treatment plant discharge point : an estimated fish mortality of 7.5 tonnes (fish, algae and waste) was observed in this Seine River area. The Seine River quality monitoring networks were immediately mobilized to monitor potential changes in the quality of the natural environment caused by the incident. The mobilization of teams from SIAAP, Sorbonne University (Piren-Seine), Normandy University and GIP-Seine Aval, made it possible to set up environmental monitoring, from Conflans-Sainte-Honorine to Tancarville (280 km of linear length of the Seine River). This article discusses the impact of the incident on the natural environment and its mitigation during the transit of water over the Seine Normandy watershed area located at Paris conurbation downstream.; Le mercredi 3 juillet 2019 vers 16h45, un incendie s’est déclaré sur l’unité de clarifloculation de la station d'épuration de Seine Aval du SIAAP (Yvelines). Les performances de traitement ont été temporairement dégradées pendant 3 jours ; impliquant un apport important de flux de matière organique et de nutriments dans le milieu naturel. Ces apports ont conduit à une désoxygénation forte de la Seine jusqu’à 30 km à l’aval de la station, avec une mortalité piscicole estimée à 7,5 tonnes (poissons, algues et déchets) sur ce bief de la Seine. Les réseaux de suivi de la qualité de la Seine ont été immédiatement mobilisés pour suivre l’impact de l’incident sur la qualité du milieu naturel. La mobilisation des équipes du SIAAP, de Sorbonne Université (PirenSeine), de Normandie Université et du GIP-Seine Aval, a permis de mettre en place un suivi environnemental, allant de Conflans-Sainte-Honorine à Tancarville, soit 280 km de linéaire de Seine suivis. Cet article discute de l’impact de l’incident sur le milieu naturel et de son atténuation lors du transit de l’eau sur le bassin versant Seine Normandie, à l’aval de l’agglomération parisienne.

La spectrometrie de masse haute resolution (HR-MS) est un outil utilise depuis peu pour des analyses chimiques environnementales. Basee sur l’etude des signatures chimiques d’un echantillon et non pas sur l’analyse de certains composes cibles, cette technique pourrait ameliorer la caracterisation des effluents ainsi que la comprehension des processus mis en jeu pour l’elimination de contaminants organiques dans les ouvrages d’assainissement. En effet, elle ouvre l’acces a une quantite d’informations elevee, ce qui, apres des traitements statistiques appropries, permet de comparer des ouvrages, de mettre en evidence et d’identifier de « nouveaux » contaminants jusqu’alors non consideres. Cette etude propose l’utilisation de la HR-MS pour comparer des matrices issues de deux ouvrages d’assainissement (stations de Seine Centre et Seine Aval) via une approche globale. L’exploitation des donnees generees durant ce travail a permis d’evaluer la pertinence de l’utilisation de la HR-MS pour caracteriser et comparer des ouvrages d’assainissement. L’analyse des empreintes chimiques a montre une similitude entre les boues en entree de centrifugation et de digestion, ce qui tend a montrer une homogeneite de la qualite des boues produites dans les deux stations. Elle met egalement en evidence la presence de processus physicochimiques et/ou biologiques pendant la digestion qui modifient fortement la composition de la boue en sortie de process. L’identification de certains des composes montre que les plus discriminants appartiennent a differentes classes de surfactants, principalement des ammoniums quaternaires (tensioactifs cationiques) et des sulfonates d’alkylbenzene lineaires (LAS). Il serait maintenant interessant de combiner l’approche HR-MS avec les parametres globaux communement utilises pour caracteriser la qualite des boues afin d’evaluer les processus mis en jeu. Il serait egalement necessaire d’ameliorer cette approche par le developpement de nouveaux outils statistiques et l’implementation des bases de donnees, afin de faire de l’approche HR-MS un outil de surveillance de la qualite des rejets.

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International audience; Les rejets de temps de pluie ainsi que les eaux de ruissellement des zones urbaines pourraient constituer une source importante de macro et microplastiques (déchets plastiques de moins de 5 mm) dans l’environnement. Cependant, il existe à ce jour un manque de connaissance en ce qui concerne les flux de déchets plastiques dans ces différents compartiments. Dans ce but, les concentrations en macro et microplastiques sont estimés (i) dans les refus de dégrillage d’un bassin de rétention d’eau pluviale en réseau séparatif situé à Sucy-en-Brie, dans le département du Val-de-Marne, ainsi que (ii) dans les rejets urbains de temps de pluie du déversoir d’orage de Clichy, dans le département des Hauts-de-Seine. Différentes méthodologies ont été adoptées pour les macro et microplastiques : les macroplastiques sont triés, pesés et répertoriés. Les microplastiques sont extraits pas une méthode de séparation densimétrique au NaI puis par digestion chimique. Ils sont ensuite identifiés par spectroscopie infrarouge. Pour le moment, nous ne disposons que des résultats concernant le bassin de rétention d’eau pluviale. Les premiers résultats révèlent des pourcentages massiques importants dans les refus de dégrillage de bassin de rétention, avec des valeurs variant entre 1,5 et 37,5 %. De plus, 8 principaux types de déchets constituent près de 95 % des macroplastiques retrouvés dans les eaux pluviales. En ce qui concerne les concentrations en microplastiques, un évènement pluvial a pu être étudié. Seuls les microplastiques compris entre 1 et 5 mm ont pu être analysés. Pour cette gamme de taille, nous retrouvons des concentrations en microplastiques variant entre 4,6*10-2 et 9,3*10-3 fragments/L, de plus nous avons identifié la présence de polyamide et de polyéthylène. Des analyses complémentaires seront effectuées dans les prochains mois afin d’estimer les concentrations en microplastiques de taille inférieure à 1 mm.

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International audience; 15 Cependant peu d'études permettent d'avoir à la fois une vision d'ensemble d'une station d'épuration 16 (filière eau et filière boue) et l'évolution des polluants à chaque étape du traitement. Nos objectifs sont 17 donc : (i) d'évaluer la capacité d'élimination de certains micropolluants au sein d'une station d'épuration 18 combinant la décantation physico-chimique lamellaire comme traitement primaire, la biofiltration 19 comme traitement secondaire (nitrification totale et dénitrification), (ii) de mesurer l'efficacité épuratoire 20 de chaque ouvrage de traitement, et (iii) de quantifier les flux de micropolluants en différents points des 21 filières eau et boue. Cinq molécules ont été suivies : 2 alkylphénols (AP) et 3 phtalates (PAE). À notre 22 connaissance, cette étude est la première prenant en compte tous les traitements de la filière eau : du 23 prétraitement au rejet, intégrant les trois étages de la biofiltration, mais aussi le traitement par 24 centrifugation de la filière boue. Les travaux sur la station de Seine Centre ont permis d'évaluer les 25 abattements moyens des micropolluants à l'échelle de la station de traitement des eaux usées (STEU) 26 (AP : 73 ± 6%, PAE : 96 ± 1 %) et à l'échelle de chaque traitement (décantation : 35 %, élimination du 27 carbone : 72 %, nitrification : 54% et dénitrification : 14% en moyenne pour l'ensemble des molécules 28 étudiées). L'étude des boues a apporté des informations concernant les phénomènes mis en jeu lors 29 de l'abattement des AP et des PAE dans la filière eau des STEU. En effet, en comparant les flux d'AP 30 et de PAE retrouvés dans les boues brutes (avant traitement par centrifugation) avec ceux abattus dans 31 les eaux, il est apparu que le phtalate de di-(2-éthylhexyle) (DEHP) est principalement transféré dans 32 les boues. À l'opposé, l'abattement du phtalate de di-éthyle (DEP) peut être dû à une dégradation par 33 les microorganismes. 34 35 MOTS CLES 36 Alkylphénols, phtalates, biofiltration, décantation lamellaire, station d'épuration, boues. 37 38

International audience; The recent popularity of post-denitrification processes in the greater Paris area wastewater treatmentplants has caused a resurgence of the presence of nitrite in the Seine River. Controlling the productionof nitrite during the post-denitrification process has thus become a major technical issue. Researchstudies have been led in the MOCOPEE program (www.mocopee.com) to better understand theunderlying mechanisms behind the production of nitrite during wastewater denitrification and todevelop technical tools (measurement and control solutions) to assist on-site reductions of nitriteproduction. Prior studies have shown that typical methanol dosage strategies produce a varyingcarbon-to-nitrogen ratio in the reactor, which in turn leads to unstable nitrite concentrations in theeffluent. The possibility of adding a model-free control to the actual classical dosage strategy has thusbeen tested on the SimBio model, which simulates the behavior of wastewater biofilters. Thecorresponding “intelligent” feedback loop, which is using effluent nitrite concentrations, compensatesthe classical strategy only when needed. Simulation results show a clear improvement in averagenitrite concentration level and level stability in the effluent, without a notable overcost in methanol.; Le développement des unités de post-dénitrification dans les stations d'épuration de l'agglomération parisienne a fait ré-émerger la problématique du nitrite dans les eaux de Seine en aval de Paris. Le contrôle de l'apparition des nitrites au cours de l'étape de post-dénitrification est donc devenu un enjeu technique majeur. Des études visant à mieux appréhender les mécanismes d'apparition du nitrite lors de la dénitrification des eaux usées et à étudier des évolutions techniques (métrologie et boucles de contrôle-commande des procédés) à mettre en oeuvre sur les usines pour contrôler et limiter sa production ont été engagées dans le cadre du programme MOCOPEE (www.mocopee.com). De précédents travaux ont montré que les modes usuels d'injection du méthanol ne permettent pas de s'assurer de la stabilité du rapport C/N dans le réacteur biologique et conduisent à une production erratique et incontrôlée de nitrites. La possibilité d'ajouter une « commande sans modèle » à la commande classique a donc été testée à l'aide du modèle mathématique SimBio, modèle permettant de simuler le fonctionnement des unités de biofiltration. La commande sans modèle placée « en fin de traitement » et basée sur la concentration en nitrites mesurée en sortie de procédé, se greffe à la méthode de contrôle classique en y apportant des corrections seulement au besoin. Les résultats des simulations montrent qu'une régulation des injections de méthanol basée sur la « commande sans modèle » permet de stabiliser et maitriser le nitrite dans le rejet, sans induire d'augmentation des 1 quantités de méthanol injectées.

International audience; Cet ouvrage synthétise les connaissances scientifiques récentes sur les micropolluants dans les agglomérations urbaines. Il a pour ambition d’apporter des éléments de réponse aux interrogations opérationnelles des acteurs du domaine de l’eau et de l’assainissement et de favoriser ainsi une prise de conscience et des actions pour une meilleure gestion des micropolluants.Il s’appuie essentiellement sur les travaux des trois observatoires français en hydrologie urbaine (OPUR à Paris, OTHU à Lyon et ONEVU à Nantes), structurés autour de partenariats durables entre chercheurs et acteurs opérationnels. Depuis une vingtaine d’années, ces observatoires produisent des données et des connaissances sur les sources et les transferts des micropolluants et sur l’efficacité des différentes stratégies de gestion des eaux urbaines.Élaboré au sein du groupe « Micropolluants » de l’association ARCEAU-IdF avec le soutien et le financement de l’Agence française pour la biodiversité, cet ouvrage représente une étape importante dans le transfert des connaissances entre les chercheurs et les opérationnels. Il constitue un premier outil pour l’animation et la construction d’actions en faveur de la protection de l’environnement.

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International audience; The monitoring and use of data concerning the quality of effluents transiting through the sanitation systems (sewerage networks and wastewater treatment plants) are necessary to increase the level of control and optimization of their operation. The Innovation and Environment Department of Siaap (Syndicat interdepartmental pour I'assainissement de I'agglomeration parisienne) has initiated, with its scientific partners, R&D actions aimed at developing processing ways to transform raw data into useful information for sanitation system operators. In this paper, mathematical laws are proposed and discussed that make it possible to link easily available physical measurements in sewerage networks [turbidity, conductivity) to the effluent quality: particle matter concentration, organic matter concentration (Chemical Oxygen Demand [COD}), ammonium (NH∗1 and total phosphorus (Ptot) concentrations. Results show that 1) turbidity allows an accurate estimation of particle matter and COD concentrations and 2) conductivity allows a fairly accurate estimation of ammonium concentrations and a quite good estimation of the phosphorus concentrations. Even if conclusions are valid for both studied watersheds (Paris and Pau), mathematical laws are significantly different considering the area but also considering time. This is mostly the case considering the correlation between conductivity and nitrogen for the Paris catchment area.

International audience; Macroplastiques, bassin de la Seine, barrages flottants, taux de fuite CHAPÔ Le projet MacroPLAST, soutenu et financé par le ministère de la transition écologique et solidaire, est issu de la mise en oeuvre de la Directive Cadre de Surveillance du Milieu Marin, qui initie diverses actions relatives aux macrodéchets marins afin de réduire à la source leurs quantités en mer et sur le littoral. CONTEXTE Pas un jour ne passe sans la diffusion d'images chocs de la pollution marine à travers le monde par le plastique. Bien que le plus grand nombre de fragments soient des microplastiques (< 5 mm), l'essentiel de la masse dans les océans provient des macroplastiques (> 5 mm). Les stocks à la surface des océans sont estimés à 300 000 tonnes alors que des modèles statistiques à l'échelle mondiale prédisent des flux entrant de l'ordre de 1-10 millions de tonnes/an (Eriksen et al., 2014; Jambeck et al., 2015). Les fonds océaniques pourraient quant à eux constituer la destination finale des plastiques (Galgani et al., 2000). Alors que les déchets plastiques ne représentent que 10% de l'ensemble des déchets générés par les activités humaines, leur durée de vie (siècles à millénaires) en fait les déchets les plus représentés dans des zones très éloignées de leur origine, i.e. les grandes agglomérations urbaines (Barnes et al., 2009). Ce n'est que très récemment que la communauté scientifique a pris conscience que 1) les fleuves et rivières sont des vecteurs majeurs de la pollution plastique des continents vers les océans (le chiffre de 80 % des déchets provenant des continents est souvent cité), et 2) les macroplastiques sont des gisements de microplastiques secondaires dont le réel impact écologique est à peine connu aujourd'hui. Encore plus que pour les microplastiques, les connaissances concernant les flux de macroplastiques dans les eaux de rivière ainsi que leur dynamique de transfère et leurs sources sont très lacunaires. Pourtant, elles sont essentielles pour calibrer les modèles statistiques de flux de plastiques en mer à l'échelle mondiale. Dans ce contexte, le projet MacroPLAST, financé par le Ministère de la Transition Écologique et Solidaire, a pour objectif d'évaluer les flux de macrodéchets déversés en mer à l'échelle du bassin de la Seine. Bien que l'ensemble des déchets soit considéré (débris plastiques, métalliques, bois manufacturés, verre), l'étude s'oriente principalement sur les macroplastiques. Cette synthèse présente les résultats obtenus ou en cours d'obtention dans le cadre des programmes de recherche PIREN-Seine, OPUR et MacroPLAST. Ils proviennent en partie de la thèse de Rachid Dris (Dris, 2016) complétés des données récentes de l'ORDIF (Observatoire Régional des Déchets d'Île de France) et du site sinoe.org (ADEME). VERS LES PREMIERES ESTIMATIONS DE FLUX DE MACROPLASTIQUES EN SEINE L'estimation des flux de déchets peut être abordée selon deux approches : une approche de modélisation conceptuelle (AMC) et une approche expérimentale (AE). La première considère un taux de fuite de déchets plastiques dans l'environnement constituant une quantité de déchets mal gérés dépendante de la pression anthropique (Jambeck et al., 2015). Elle a l'avantage d'être globale et d'intégrer toutes les tailles de plastique

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The article presents some of the discussions carried out by the ASTEE work groups on asset management of drinking water and sewer networks. It focuses on two guides : the first guide deals with infrastructures' accounting, it was published in 2014. Its aim was to combine technical approaches to decision support, taking account maintenance and rehabilitation or renovation decisions, but also accounting and financial approaches, necessary to prepare multiannual investment plans; the second guide to be published in 2017, focuses on methods of cost accounting and cost analysis at the level of the drinking water supply and sewer utilities with a specific view on asset management. The two guides are based on the theoretical frame-work and the approaches resulting from the research works but above all on utilities but mainly on feedbacks.; L'article présente une partie du travail réalisé par les groupes de travail de l'Astee sur la gestion patrimoniale des réseaux d'eau potable et d'assainissement. Il s'intéresse plus précisément à deux guides : le guide qui traite des immobilisations paru en 2014 et dont l'objectif était de croiser les approches techniques d'aide à la décision, tenant compte de la maintenance et des décisions de réhabilitation ou de rénovation, avec les approches comptables et financières permettant l'élaboration des plans pluriannuels d'investissements (PPI); le guide de 2017 qui s'intéresse aux méthodes de comptabilité analytique et d'analyse de coûts à l'échelle du service d'eau potable et d'assainissement avec un regard spécifique sur la gestion patrimoniale. Les deux guides s'appuient sur le cadre théorique et les approches issues de la recherche, mais surtout sur des retours d'expérience.

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National audience; Plusieurs études dans la littérature scientifique ont mis en évidence l’élimination des micropolluants, notamment les composés hydrophobes (log KOW > 4), via la sorption sur les matières en suspension et les boues au cours des traitements primaires et biologiques des eaux usées (Choubert et al. 2011 ; Mailler et al. 2014a). Ce phénomène conduit à la présence de divers polluants dans les boues résiduaires urbaines, comme les métaux, les alkylbenzènes sulfonates linéaires (LAS), les phtalates (PAE), les polychlorobiphenyls (PCB) ou les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP). La plupart de ces composés est suspectée ou a été identifiée comme ayant un impact nocif sur l’environnement de par leur toxicité ou leur persistance alors que les boues issues des filières de traitement sont principalement réutilisées en agriculture en Europe (environ 60% des boues produites en matières sèches).Dans ce contexte, le Laboratoire Eau Environnement et Systèmes Urbains (LEESU) et le service public de l’assainissement francilien (SIAAP) ont lancé une étude sur les micropolluants dans les filières de traitement des boues parisiennes afin de 1) caractériser la contamination des différents types de boues résiduaires urbaines par un large panel de micropolluants prioritaires et émergents, et 2) déterminer l’efficacité des différents procédés de traitement des boues pour les éliminer. Cette étude a été réalisée en collaboration avec le Laboratoire de Biotechnologie de l’Environnement (LBE), l’Institut des Sciences Analytiques (ISA) et le Laboratoire Central de la Préfecture de Police (LCPP). Cette communication a pour but de présenter les résultats de l’étude sur la contamination des boues et sur l’évolution de cette contamination au cours du traitement des boues.L’étude a été réalisée grâce à l’échantillonnage en différents points des filières de traitement des boues de 3 stations d’épuration gérées par le SIAAP. Ainsi, 70 micropolluants ont été suivis au cours de 7 campagnes (entre 2013 et 2014) dans les boues brutes, centrifugées, digérées, séchées et dans les cakes de boues. Ces polluants incluent des alkylphénols (AP), LAS, PAE, HAP, PCB, acides perfluorés (PFA), résidus pharmaceutiques et hormones (RPH). Ces campagnes viennent compléter les résultats acquis précédemment sur les mêmes filières de traitement mais sur un panel de composés différent (Mailler et al. 2014b). Par ailleurs, ces composés ont également été recherchés dans les centrats et condensats provenant de la centrifugation et du séchage thermique.

National audience; Outre les substances prioritaires de la Directive Cadre sur l’Eau (DCE), un très grand nombre de polluants émergents tels que les résidus médicamenteux, les pesticides, les produits de soins personnel, les retardateurs de flamme, etc. sont détectés dans les rejets de station d’épuration (STEP). Certaines de ces substances ont d’ailleurs récemment intégré la liste de vigilance de la DCE, notamment certains résidus médicamenteux. Les rejets de STEP peuvent constituer une source de contamination importante du milieu récepteur, surtout dans les zones où la pression urbaine est forte. Depuis plusieurs années et afin de lutter contre cette contamination, une filière tertiaire de traitement des eaux usées se développe afin d’affiner le traitement réalisé par les filières conventionnelles. Plusieurs types de technologies, provenant généralement de l’industrie de la potabilisation de l’eau, existent et l’adsorption sur charbon actif semble faire partie des solutions pertinentes pour l’élimination des micropolluants, notamment de par sa simplicité, son efficacité et son coût.Dans ce contexte, le SIAAP (Syndicat Interdépartemental d’Assainissement de l’Agglomération Parisienne), a initié un programme de recherche sur les traitements tertiaires en eaux usées afin d’étudier trois technologies. L’une d’elles, le procédé CarboPlus® de Stéreau, a fait l’objet d’une étude de deux ans réalisée dans le cadre du programme OPUR (Observatoire des Polluants Urbains) en collaboration avec le LEESU (Laboratoire Eau Environnement et Systèmes Urbains), l’ISA (Institut des Sciences Analytiques) du CNRS et les équipes de la R&D de la SAUR. Ce pilote industriel consiste en un réacteur d’adsorption sur charbon actif en lit fluidisé, sans unité de séparation avale, et a été installé à la station de Seine Centre (Colombes, 92) gérée par le SIAAP. Ce procédé peut être exploité avec différents types de charbons actifs, notamment du charbon actif en poudre (CAP) et du charbon actif en micro-grain (CAµG). Le CAµG (200-600 µm) est un nouveau matériau ayant une taille intermédiaire entre la poudre et le grain.L’étude menée sur ce pilote industriel par l’intermédiaire d’une thèse OPUR a permis :1.de caractériser l’efficacité de ce procédé vis à vis des micropolluants prioritaires et émergents,2.de déterminer si un affinage du traitement des paramètres globaux (MES, C - N - P) est possible et dans quelles proportions,3.de mieux caractériser le processus de sorption et les différents paramètres qui l’influencent (caractéristiques des charbons méso ou microporeux, rôle de la matière organique, etc.).Le projet était organisé autour de 3 phases permettant de tester différentes configurations de fonctionnement avec le CAP (phase 1), puis d’étudier de façon plus détaillée la configuration « optimale » CAP (phase 2). Enfin, la phase 3 visait à étudier le fonctionnement avec du CAµG et à le comparer avec le fonctionnement CAP. Le CAµG est un matériau intéressant car sa taille lui permet de conserver une efficacité importante tout en facilitant le fonctionnement du pilote au niveau opérationnel (pas d’ajout de réactif, temps de séjour du charbon plus élevé, etc.). De plus, en accord avec l’application environnementale de cette technologie, le CAµG sélectionné est régénéré et régénérable, ce qui permet, outre une réduction de coût et de l’impact environnemental, de régler la question du devenir du charbon usagé. Ainsi, le choix de la configuration du pilote (poudre ou micro-grain) pourra se faire en fonction de chaque situation et de l’objectif de traitement de l’eau.32 campagnes de mesure entrée/sortie ont ainsi été réalisées au sein de ces phases et sur une période de 2 ans (juin 2013 – avril 2015). Pour chaque campagne, un large panel de molécules (n=105) incluant pharmaceutiques (n=46), hormones (n=10), pesticides (n=23) et autres polluants prioritaires ou soumis à révision (n=26) ont été analysés, en plus de la mesure des paramètres globaux (MES, COD, DBO5, UV, turbidité, etc.).Cette présentation a pour but de faire un bilan des résultats pilote acquis en configuration CAµG, que ce soit sur les micropolluants ou les paramètres globaux. Ces performances sont également comparées à la configuration CAP et à différents autres exemples d’utilisation du charbon actif en traitement tertiaire des eaux usées. Ainsi, cette présentation dressera une vision claire et détaillée de l’efficacité de ce type de traitement pour éliminer les micropolluants des eaux usées. L’ensemble de ces résultats ont récemment été publiés dans la revue internationale Science of the total Environment.

Colloque avec actes et comité de lecture. Internationale.; International audience

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Le Syndicat interdepartemental pour l’assainissement de l’agglomeration parisienne (Siaap) et le Laboratoire eau, environnement et systemes urbains (Leesu) etudient, en collaboration avec les equipes de la Saur, le procede CarboPlus, procede de traitement tertiaire des eaux usees base sur les proprietes de sorption du charbon actif. Parallelement au suivi d’un prototype industriel, des experimentations ont ete menees a l’echelle du laboratoire afin d’ameliorer notre comprehension et nos connaissances sur les processus de sorption des micropolluants sur le charbon actif, et en particulier sur le charbon actif en poudre (CAP). Les resultats ont notamment montre que les performances du CAP etaient fortement liees a la surface specifique (BET), qui peut etre aisement estimee par une mesure de la densite apparente. L’etude des processus de sorption a egalement mis en evidence l’influence forte de la dose appliquee en CAP ainsi que la rapidite de la cinetique de sorption. D’un point de vue operationnel, l’ajout de chlorure ferrique semble apporter un leger benefice sur l’adsorption de la plupart des composes mesures, probablement par coagulation de la fraction colloidale de la matiere organique dissoute. Au contraire, la presence et la concentration residuelle en methanol dans l’eau ne semblent pas modifier le devenir des residus medicamenteux. Il a egalement ete montre que la concentration en carbone organique dissous n’est pas toujours suffisante pour expliquer la limitation du processus de sorption, la nature de la matiere organique presente dans l’effluent doit egalement etre consideree. Enfin, ce travail a montre que la prediction du comportement des micropolluants organiques en utilisant l’abattement de l’absorbance UV a 254 nm semblait prometteuse, notamment pour certains composes comme la carbamazepine ou le diclofenac.

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International audience; Comment améliorer la gestion de l'eau dans ces mégapoles de plus de 10 millions d'habitants tant en ce qui concerne l'accès à l'eau qu'à l'assainissement, mais aussi la gestion du naturel, comment intégrer l'adaptation au changement climatique ou la gouvernance globale de l'eau urbaine ? Comment le changement climatique affecte-t-il les problèmes avec l'eau rencontrés par ces mégapoles, mais aussi les solutions projetées ? Cette problématique bouleverse-t-elle les façons de concevoir la gestion de l'eau, les investissements prévus, les habitudes des services et les actions traditionnelles menées ?