Dans les zones urbaines asphaltées et imperméables, les eaux de pluies ne peuvent pas s’infiltrer dans le sol; elles s’écoulent avec des débits instantanés souvent considérables, provoquant des dégâts tels qu’inondations, pollution des nappes souterraines et de l’environnement, sans compter la perte de quantités considérables d’eaux douces, rejetées en fin de parcours dans la mer.
Un biofiltre conçu par le Dr Yaron Singer en coopération avec l’Université Monash de Melbourne (Australie) vient d’être testé avec succès en pilote à Kfar Saba pour traiter ces eaux jusqu’à un niveau permettant de les récupérer en les réinjectant dans la nappe phréatique.
En Israël cette percée technologique pourrait contribuer à récupérer jusqu’à 200 Mm3/an soit 20% des précipitations annuelles.
- http://www.epochtimes.co.il/news/content/view/12677/92
- http://www.ynet.co.il/articles/0,7340,L-4479723,00.html
- http://alyaexpress-news.com/2015/05/israel-va-cesser-de-deverser-de-leau-douce-dans-la-mer/
- http://www.kkl.org.il/water-activity/water-purification/biofilter/
Les enjeux
Le dynamisme exceptionnel tant de la démographie que de l’économie d’Israël entraine l’extension rapide des zones asphaltées et en parallèle celle des besoins en eaux.
Par ailleurs le réchauffement climatique a entrainé la réduction drastique des précipitations annuelles (de 1400 Millions de m3 (Mm3) d’eaux par an à 900Mm3/eaux par an) avec une plus grande concentration des précipitions dans la durée).
De plus, le niveau des eaux de l’aquifère côtier a baissé suite à la période de transition qui a été nécessaire pour faire face à la chute drastique des précipitations, ce qui crée un risque de salaison de l’aquifère suite à l’introduction d’eaux de me.
Le traitement des eaux pluviales jusqu’ à un niveau permettant la récupération et la réinjection des eaux de pluies dans l’aquifère côtier, pourrait aussi contribuer à résoudre les problèmes évoqués ci-dessus. En termes quantitatifs il s’agit déjà aujourd’hui 200Mm3/eaux par an soit plus de 20% des précipitations annuelles (900Mm3/eaux par an).
La conjonction des trois problèmes explique l’importance des enjeux que représente le traitement des écoulements d’eaux pluviales jusqu’à un niveau permettant leur récupération au niveau national.
Les solutions actuelles
Pour éviter que les écoulements d’eaux pluviales entrainent la désorganisation de la vie sociale dans les zones urbaines, des investissements considérables sont effectués actuellement en:
.réseaux d’eaux pluviales à très fort diamètre, pour faire face aux débits instantanés
.réservoirs de stockage opérationnel à volumes importants avec pertes d’eaux par évaporation
.surdimensionnement des usines d’épuration, etc.
Ces mesures couteuses limitent les dégâts provoqués par l’écoulement incontrôlé d’eaux de pluies mais présentent deux inconvénients majeurs:
.ils n’évitent pas la pollution du littoral de la mer autour des points de rejet des eaux de pluie
.ils ne permettent pas de récupérer le potentiel des eaux pluviales rejetées à la mer
La solution proposée par le Dr Yaron Singer
Installer des “Biofiltres” à la “source” des écoulements pluviaux afin de permettre la dépollution contrôlée de ces “eaux” jusqu’à un niveau permettant de réinjecter les eaux traitées dans les aquifères locaux.
Cette solution est conçue pour présenter deux avantages majeurs:
.permettre le traitement à” la source” des eaux de pluie ce qui limite leur charge en pollution et leur débit
.s’intégrer facilement dans un environnement urbain au sein d’un parc ou de jardins
Qui est le Dr Yaron Singer?
Y. Singer est un israélien qui a fait des études d’ingénieur en biotechnologie à l’université Ben Gourion de Beer Sheva’. Il a choisi de faire ses travaux de doctorat à l’Université Monash de Melbourne qui lui a offert la possibilité de s’intégrer dans une équipe de chercheurs intervenant en labo et sur le terrain sur la base de modèles qu’il a développé sur la base de l’ingénierie biotechnologique.
L’objectif de ces chercheurs était de développer une solution permettant d’éviter l’envahissement des lacs et des étangs d’eaux en algues en dépolluant les écoulements superficiels d’eaux de leur charge en nutriants azotes. C’est dans ce contexte qu’a été développé le Biofiltre ” original. Ce dispositif s’est révélé efficace pour l’objectif visé.
Comment fonctionne le Biofiltre d’Yaron Singer?
Dans le traitement des eaux:
.un “filtre” est une installation dont les éléments filtrants sont constitués des couches allant d’éléments grossiers (graviers par exemple) a des éléments de plus en plus fins (par exemple graviers de moins en moins larges puis sables de plus en plus fins) permettant de séparer les matières en suspension des eaux en traitement.
.Un “biofiltre” est un filtre dans lequel les éléments filtrants ont des qualités favorisant le développement de films de micro-organismes bactériens en mesure de digérer la pollution organique en la transformant en matière minérale. Ce système est utilisé dans des stations d’épuration a filtres bactériens et /ou a film bactérien fixé sur support adapté.
.Le” biofiltre de Y. Singer” comporte en surface des plantes d’espèces sélectionnées, plusieurs couches de roches poreuses et une instrumentation pour contrôle de qualité entrainant le recyclage automatique chaque fois que le niveau de qualité atteint n’est pas suffisant pour permettre un rejet dans l’aquifère.
Coopération Israel /Australie
En Australie le Biofiltre conçu et développé pour réduire de façon drastique la charge en composés d’azote des rejets entrainant le développement des algues dans des étendues d’eaux, s’est révélé extrêmement efficace.
Le Fonds National Juif en Australie (KKL VICTORIA) a pris l’initiative de constituer une coopération triangulaire KKL / Y. Singer / Université Monash pour tester le projet pour traiter les écoulements pluviaux en Israël. Douze villes du littoral ont donné leur accord pour investir dans un pilote qui testerait cette solution.
La Vérification en Pilote
Pour tester l’efficacité du Biofiltre d’Y. Singer trois pilotes ont été prévus le 1er à Kfar Saba, le 2 ème à Ramleh et le 3 ème Bat-Yam, pour tester la capacité du Biofiltre à traiter les trois types de pollution d’eaux pluviales rencontrées en Israël.
Kfar Saba se trouve à l’extrémité Nord /Est de la région urbanisée du Centre a 8 km de la mer : les eaux pluviales sont stoppées a la source et leur pollution est relativement légère (composés d’azote et traces de carburants). Dans cette région plusieurs puits qui étaient exploités pour fournir de l’eau potable à la population ont été mis hors service suite à leur teneur en composés d’azote; l’origine de cette pollution provient du ruissellement des eaux pluviales.
Ramleh se trouve à l’extrémité Sud/Est de la région urbanisée du centre à 18 km de la mer. Là aussi la localisation du site permet de traiter les eaux pluviales à la source et leur pollution est relativement légère quoique de type diffèrent de celle des eaux pluviales de Kfar SABA (suite à la proximité de l’Autoroute 40).
Bat Yam est une ville côtière et les eaux pluviales risquent d’être chargées de polluants
Si les tests sont concluants le système sera rendu obligatoire dans un certain nombre de villes d’Israël.
Le Pilote de Kfar Saba
Le site a été choisi dans la partie la plus au Nord de la ville, près d’un nouveau lotissement a la bordure de la zone agricole des vergers dans une zone destinée a devenir un Parc Urbain important. Un tiers des eaux pluviales de la ville sont destinées à être traitées dans cette installation pilote (entre 4,000 et 7,000 m3/an. Le niveau de qualité des eaux traitées est vérifié en continu par une instrumentation adaptée de façon à les réinjecter dans l’aquifère côtier ou en cas de résultat négatif de les recycler pour retraitement ou de les évacuer dans la rivière Ra’anana.
L’hiver 2013 a été pluvieux : en 7 jours les précipitations ont atteint 230mm, presque la moitié de la moyenne annuelle : cette installation s’est avérée en mesure de traiter jusqu’à 5000 m3/an d’eaux de pluie et de réinjecter dans l’aquifère 90% de cette quantité et en dehors de la saison des pluies les eaux des puits désaffectés suite à leur pollution en composes d’azote.
Le pilote de Ramleh
Suite aux succès du pilote de Kfar Saba, le pilote de Ramleh a été inauguré en Mai 2015.
Conclusion:
Après avoir récupéré 500 Mm3/an grâce au recyclage des eaux usées, 600 Mm3/an grâce au dessalement d’eaux de mer, 200 Mm3/an grâce à l’exploitation d’eaux saumâtres, Israël a commencé à récupérer 200 Mm3/an grâce au traitement des eaux de pluie en zone urbaine. En tout plus que les précipitations annuelles (900Mm3/an).
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