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International audience; Les ouvrages dits de biofiltration visent une meilleure maîtrise du flux polluant associé aux eaux pluviales, en gérant celles-ci à proximité de la source, au moyen de systèmes végétalisés conçus pour le stockage, la filtration et éventuellement l'infiltration de l'eau. L'efficacité épuratoire est évaluée in situ pour deux systèmes de biofiltration, un accotement filtrant et une noue filtrante, en comparant la qualité des eaux drainées de ces ouvrages à la qualité des eaux de ruissellement brutes et à des normes de qualité environnementale pour un panel diversifié de contaminants. Ce panel comprend des éléments traces métalliques (ETM) et des micropolluants organiques (des hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP), des alkylphénols, le bisphénol-A (BPA), des phtalates) dans les phases totales et dissoutes. Les polluants essentiellement associés à la phase particulaire (le Pb, le Zn, le Cu et les HAP) ont été très bien retenus (>90%) pour la majorité des événements pluvieux. Cependant, une performance dégradée a été observée vis-à-vis les particules pendant une période hivernale. Les réductions observées en termes de concentrations dissoutes tendaient à être plus faibles que celles observées pour les particules et les polluants associés. Ainsi, des rétentions plus faibles sont observées pour les concentrations totales en micropolluants modérément particulaires, tels que le BPA, les alkylphénols et les phtalates. De plus, les abattements de concentration observés pendant les premiers mois de fonctionnement de la noue filtrante étaient particulièrement mauvais, suggèrent une émission de certains polluants depuis les matériaux de construction de l'ouvrage. MOTS CLES Accotement filtrant, gestion à la source, micropolluant, noue filtrante, ruissellement de voirie.

International audience

National audience; La mise en œuvre d’une gestion décentralisée des eaux pluviales implique généralement le recours à des systèmes d’infiltration, dont le fonctionnement n’est pas toujours correctement appréhendé. Une mauvaise évaluation de l’hydrologie peut s’avérer préjudiciable pour la gestion quantitative et qualitative du ruissellement, notamment dans des dispositifs conçus pour une maîtrise « à la source » des flux de polluants. Face aux difficultés associées à la mesure directe des flux d’eau et de polluants sur des ouvrages en place, on discute les apports de deux méthodes indirectes, appliquées à un site réel constitué d’une bande enherbée suivi d’un fossé filtrant: l’utilisation d’un modèle hydrologique et l’étude de la pollution du sol.Le modèle hydrologique présente des incertitudes dues à ses hypothèses simplificatrices, ainsi qu’à la variabilité des mesures de conductivité hydraulique. Il fournit toutefois un ordre de grandeur de la sollicitation relative des différentes parties de l’ouvrage. La cartographie des contaminants, qui montre que la majeure partie de la pollution s’accumule à proximité de la chaussée, renseigne indirectement sur la répartition « intégrée dans le temps » des flux d’infiltration et des processus de sédimentation/filtration sur le site d’étude. L’utilisation d’une résolution spatiale suffisamment fine permet de mettre en évidence des hétérogénéités dans l’infiltration et les écoulements superficiels.Malgré des limites propres à chaque approche, les deux méthodes mènent à la conclusion qu’une grande partie des volumes ruisselés – et, de facto, du flux polluant – est gérée par infiltration dans la bande enherbée, la partie de l’ouvrage à proximité immédiate de la zone d’arrivée de l’eau dans l’ouvrage. Ainsi, le fossé filtrant ne joue pas son rôle épuratoire de manière optimale, dans la mesure où les contaminants seraient retenus en bordure de chaussée dans le sol de surface.

Biofiltration is a technique based on vegetated systems for the temporary storage, filtration and possible infiltration of runoff water close to the source, which may be used to manage pollutant loads associated with road runoff. The ability of this type of system to reduce loads of macropollutants, such as suspended solids and nutrients, both through the improvement of water quality and the reduction of its volume, has been established previously. However, the behavior of micropollutants in these systems remains relatively uncharacterized. The objective of the present work is to evaluate the retention and fate of micropollutants in a biofiltration system treating road runoff. It is principally focused on the in situ monitoring of a wide range of micropolltuants typical of road runoff (trace metals or TMs, total petroleum hydrocarbons, polycyclic aromatic hydrocarbons or PAHs, alkylphenols, BPA, phtalates) and global water quality parameters in two biofiltration systems located beside a highway: a vegetative filter strip and a biofiltration swale. This work involves continuous flow and water quality measurements, the sampling and analysis of runoff and infiltrated water drained from both systems (nineteen rain events over a year-and-a-half period) as well as the sampling and analysis of soil. These results are combined with a laboratory characterization of the filter media and biofilter construction materials and a stochastic modeling approach used to evaluate the annual mass balance of pollutants in the biofiltration swale. Field results highlight the ability of biofiltration to significantly reduce total concentrations of micropollutants at the event scale. Treatment is particularly effective for contaminants mainly associated with suspended solids, such as Zn, Pb and PAHs, for which median concentration reductions (EC50) exceeded 90% in both systems. EC50 observed for Cu, Cr, Ni and OP are also quite good, exceeding 70%. Treatment efficiency is lower and more variable for the other organic micropollutants. Three events, characterized by a degraded performance with respect to suspended solids and particulate pollutants, were, however, observed during a winter period when deicing salt was applied to road surfaces. Particle characteristics indicate that this behavior was due to the poor filtration of road-originated particles, probably due to an exceptional abundance of fine particles (, Les ouvrages de biofiltration, systèmes végétalisés conçus pour le stockage, la filtration et éventuellement l’infiltration de l’eau, peuvent contribuer à une meilleure maîtrise du flux polluant associé au ruissellement de voirie. La capacité de ce type de système à réduire les flux de macropolluants, tels que les matières en suspension (MES) et les nutriments, via une amélioration de la qualité de l’eau combinée à une réduction de son volume, est avérée. Cependant, le comportement de micropolluants dans ces systèmes reste relativement peu documenté. Ce travail de thèse s’intéresse donc à la rétention et le devenir de micropolluants dans un système de biofiltration des eaux de voirie. Il s’articule principalement autour du suivi in situ d’un panel diversifié de micropolluants caractéristiques des eaux de voirie (éléments traces métalliques ou ETM, hydrocarbures totaux, hydrocarbures aromatiques polycycliques ou HAP, BPA, alkylphénols, phatalates) et d’indicateurs globaux dans un accotement filtrant et une noue filtrante, situés en bordure d’une route départementale. Ce suivi comporte des mesures débit métriques et de qualité d’eau en continu, un travail d’échantillonnage et d’analyse du ruissellement brut et des eaux traitées par les deux ouvrages (dix-neuf événements pluvieux étudiés au cours d’un an et demi) et un travail d’échantillonnage et d’analyse du sol. Cette démarche est couplée à une caractérisation du substrat filtrant et des matériaux de construction en laboratoire et à une approche de modélisation stochastique pour évaluer le bilan de masse annuel de polluants dans la noue filtrante. Ce suivi démontre la capacité de la biofiltration à réduire de façon significative les concentrations totales en micropolluants à l’échelle de l’événement pluvial. Le traitement est particulièrement efficace pour les contaminants associés majoritairement aux MES, tels que le Zn, le Pb et les HAP pour lesquels la réduction médiane des concentrations événementielles (EC50) est supérieure à 90% dans les deux ouvrages. Pour le Cu, le Cr, le Ni et l’OP, les EC50 sont bonnes, supérieures à 70%. L’efficacité est moindre et plus variable pour les autres micropolluants organiques. Trois événements, caractérisés par une performance dégradée vis-à-vis des MES et des polluants particulaires, ont néanmoins été observés lors de l’application du sel de déverglaçage en hiver. La nature des particules indique que ce comportement soit dû à une mauvaise filtration de particules issues de la route, probablement liée à l’abondance exceptionnelle de particules fines (

International audience; Decentralized stormwater management generally involves the use of infiltration systems, the comportment of which is not always correctly understood. Incorrect assumptions about the hydrologic behavior of such systems can undermine their roles in both the quantitative and qualitative management of runoff, especially in systems designed to treat pollution at the source. Given the technical difficulty of directly measuring water fluxes in already existing systems, this paper discusses the utility of two indirect methods, applied to a real site made up of a vegetative filter strip followed by a biofiltration swale: the use of a hydrologic model and the characterization of soil pollution.The hydrologic model involves uncertainties due to its simplifying hypotheses and the variability of soil hydraulic conductivity measurements. Still, it can provide a rough estimation of the relative frequency of infiltration in different parts of the system. The cartography of contaminants, which shows that the majority of pollution is accumulated close to the roadside, indirectly provides time-integrated information as to the repartition of infiltration fluxes and the processes of sedimentation and filtration at the study site. The high spatial resolution of soil contamination data also provides evidence of heterogeneous surface runoff and infiltration flows.Despite the limits of each approach, both methods lead to the conclusion that the majority of runoff volumes - and as a consequence, the majority of pollutant loads - is infiltrated in the part of the system nearest to the system inlet: the vegetative filter strip. Therefore, the biofiltration swale does not fulfill its initially intended role of depolluting runoff water, as most pollutants do not reach it but rather are retained in the surface soil close to the roadside.; La mise en œuvre d'une gestion décentralisée des eaux pluviales implique généralement le recours à des systèmes d'infiltration, dont le fonctionnement n'est pas toujours correctement appréhendé. Une mauvaise évaluation de l'hydrologie peut s'avérer préjudiciable pour la gestion quantitative et qualitative du ruissellement, notamment dans des dispositifs conçus pour une maîtrise " à la source " des flux de polluants. Face aux difficultés associées à la mesure directe des flux d'eau et de polluants sur des ouvrages en place, on discute les apports de deux méthodes indirectes, appliquées à un site réel constitué d'une bande enherbée suivi d'un fossé filtrant: l'utilisation d'un modèle hydrologique et l'étude de la pollution du sol.Le modèle hydrologique présente des incertitudes dues à ses hypothèses simplificatrices, ainsi qu'à la variabilité des mesures de conductivité hydraulique. Il fournit toutefois un ordre de grandeur de la sollicitation relative des différentes parties de l'ouvrage. La cartographie des contaminants, qui montre que la majeure partie de la pollution s'accumule à proximité de la chaussée, renseigne indirectement sur la répartition " intégrée dans le temps " des flux d'infiltration et des processus de sédimentation/filtration sur le site d'étude. L'utilisation d'une résolution spatiale suffisamment fine permet de mettre en évidence des hétérogénéités dans l'infiltration et les écoulements superficiels.Malgré des limites propres à chaque approche, les deux méthodes mènent à la conclusion qu'une grande partie des volumes ruisselés - et, de facto, du flux polluant - est gérée par infiltration dans la bande enherbée, la partie de l'ouvrage à proximité immédiate de la zone d'arrivée de l'eau dans l'ouvrage. Ainsi, le fossé filtrant ne joue pas son rôle épuratoire de manière optimale, dans la mesure où les contaminants seraient retenus en bordure de chaussée dans le sol de surface.

International audience; Urban water is composed of a complex matrix of micropollutants produced by traffic and contributes to the degradation of the aquatic bodies without treatment before discharge toward the environment. Various solutions are available to manage or treat these pollutants loads. However, an in-situ evaluation of the efficiency of these solutions is still necessary. Within the framework of the ROULÉPUR project, four innovative source control solutions for the micropollutant loads stemming from runoff on urban streets are tested. These solutions are: i) a compact decantation/filtration/adsorption device, the STOPPOL ® 10CKF, Saint Dizier Environnement, ii) non-infiltrating stormwater biofilters, iii) vegetative filter strips and biofiltration/infiltration swales and iv) a vegetative pervious parking lot. Assessment of performance of these solutions requires measurement of both, quality and quantity of water at the inlet and outlet of each device over a period of at least one year. Continuous measurements that are also comparable between devices are quite difficult to achieve in the harsh urban environment. This paper seeks to present difficulties encountered and solutions in order to have accurate measurement for the four devices.; Les eaux de voiries et parkings sont constituées d'une matrice complexe de micropolluants d'origines multiples (émissions liées au trafic et à l'environnement urbain – chauffage, usure du mobilier urbain, des bâtiments...), qui contribuent à la dégradation des milieux aquatiques lorsqu'elles ne sont pas traitées avant rejet. Diverses solutions techniques existent pour la maîtrise, voire un traitement à la source de ces flux polluants. Leur efficacité en termes d'abattement des micropolluants demande cependant à être évaluée in-situ. Dans le cadre du projet Roulépur, quatre solutions innovantes de maîtrise à la source des flux de micropolluants générés par le ruissellement sur les voiries urbaines sont testées. Ces quatre solutions sont : i) un dispositif compact de décantation/filtration/adsorption, le STOPPOL ® 10CKF de Saint Dizier Environnement, ii) des filtres plantés horizontaux non infiltrants, iii) des bandes enherbées et des fossés filtrants/infiltrants et iv) un parking perméable végétalisé Ecovégétal. L'évaluation de ces solutions nécessite des mesures combinées, de quantité et qualité des eaux, en entrée et en sortie de chaque dispositif, et ce pour des périodes de temps au moins annuelles. La nécessité d'avoir des mesures en continu et comparables entre les différentes solutions dans des environnements contraints complique la mise en oeuvre de l'instrumentation. L'objectif de cette communication est de présenter les difficultés liées à cette instrumentation et les solutions envisagées.