Rejet urbain de temps de pluie / RUTP (HU)

Traduction anglaise : Urban wet weather overflow

Dernière mise à jour : 01/06/2021

Les rejets urbains de temps de pluie (RUTP) sont constitués de l’ensemble des eaux rejetées par les systèmes d’assainissement pendant les périodes pluvieuses. Ceci englobe les rejets par les exutoires pluviaux stricts, les rejets par les déversoirs d'orage (rejets unitaires de temps de pluie) et les rejets par les stations d'épuration.

Ces rejets contiennent de nombreux polluants résultant entre autres de la pollution atmosphérique, de l’érosion des matériaux urbains, de la mobilisation d'une partie des dépôts de temps sec, de leur mélange avec des eaux usées et de la remise en suspension des sédiments dans le système d'assainissement. Cet aspect est détaillé dans un article spécifique : Pollution des rejets urbains de temps de pluie (HU)).

Caractérisation et importance des rejets urbains de temps de pluie

De façon précise, les rejets urbains de temps de pluie correspondent aux flux :

• qui ont transité par le système d'assainissement (ce qui exclut les flux d'eau et de polluants gérés à la source) ;
• pendant les événements pluvieux, mais aussi pendant les périodes de temps qui leur succèdent au cours desquelles le système d'assainissement n'a pas encore retrouvé un fonctionnement nominal de temps sec (ce qui peut prendre plusieurs heures, voire plusieurs jours pour les installations de traitement de l'azote ou du phosphore).

Quelle est la fréquence des RUTP ?

En France métropolitaine, le nombre annuel moyen de jours avec pluie varie d'un peu moins de 70 au Cap Corse (soit un jour sur 5) à 210 à Brest (soit plus d'un jour sur deux). Le temps de pluie constitue donc une situation relativement fréquente. La situation est cependant différente entre les systèmes unitaires et les systèmes séparatifs. Dans le cas des systèmes séparatifs, toute pluie dont la hauteur est supérieure à celle permettant de couvrir les pertes initiales (soit un peu moins d'un millimètre) provoque un rejet. Dans le cas des systèmes unitaires seul les flux produits par les pluies les plus fortes ne peuvent pas être accueillis par les stations d'épuration. La réglementation définit ainsi un débit de référence. Il s'agit du débit journalier associé au système d'assainissement au-delà duquel le traitement exigé par la directive eau résiduaire urbaine n'est plus garanti. Ce débit correspond au percentile 95 des débits arrivant à la station de traitement des eaux usées (c'est-à-dire au déversoir en tête de station). La traduction pratique la plus fréquente de ce texte réglementaire consiste à accepter des rejets avec une fréquence donnée, en général 10 rejets maximum par an.

Les rejets urbains de temps de pluie peuvent être fréquents, en particulier dans le cas des systèmes séparatifs pluviaux et contribuent à la dégradation des milieux aquatiques de surface ; crédit photo Patrick Savary.

La caractéristique principale des RUTP est donc leur intermittence, due d'une part à l'intermittence des pluies mais surtout, et de façon plus homogène sur le territoire, à la limite de capacité de traitement des installations.

La fréquence des rejets reste cependant importante, même dans le cas des systèmes unitaires respectant strictement la réglementation : environ 10 par an. Pour la plupart des agglomérations elle est en réalité très supérieure. Il existe en effet une différence très importante entre le nombre de fois où un déversoir d'orage donné surverse et le nombre de fois où un déversoir parmi tous ceux de l'agglomération surverse, car selon leur position dans le réseau, les différents ouvrages ne sont pas sensibles aux mêmes événements pluvieux.

Les rejets urbains de temps de pluie sont donc fréquents.

Quelle est l'importance des flux rejetés pendant les périodes de temps de pluie

Pour mettre en évidence l’importance des flux annuels de RUTP, Trabuc et al (1989) les ont comparés aux rejets issus d’une station d'épuration dans le cas d'une ville théorique de 10 000 habitants couvrant 167 ha, imperméabilisée à 30 % où un tiers du réseau est strictement séparatif et les autres deux tiers unitaires. Moyennant quelques hypothèses complémentaires sur le rendement de la station d'épuration et les concentrations moyennes des différents effluents (voir Pollution des rejets urbains de temps de pluie (HU), ils ont pu montrer par ce calcul simple que :

• la masse annuelle de DBO₅ due aux RUTP est du même ordre de grandeur que celle rejetée par la station d'épuration par temps sec ;
• la masse annuelle de DCO due aux RUTP est supérieure à celle due à la station d'épuration par temps sec ;
• la masse annuelle de MES due aux RUTP est 5 à 10 fois supérieure à celle due à la station d'épuration par temps sec ;
• ce rapport serait encore plus élevé pour d'autres polluants comme le plomb, les HAPs ou les PCBs (polychlorobiphényles).

Il s'agit bien sûr d'un exercice théorique et les hypothèses retenues (notamment le rapport entre la population et la surface active qui constitue le facteur principal) peuvent toujours être discutées du fait de la très grande diversité des situations. Malgré tout ce calcul simple montre que les RUTP peuvent contribuer notablement aux charges polluantes rejetées dans les milieux aquatiques par une ville à l’échelle annuelle.

De plus, si on se place à l’échelle de l’événement pluvieux, les masses de polluants véhiculées par les RUTP peuvent être supérieures de plusieurs ordres de grandeur à celles rejetées par la station d’épuration pendant la durée de l’événement.

La prise en compte des RUTP est donc essentielle dans le cadre d’une approche globale des flux polluants à l’échelle d’un bassin versant ou d’une agglomération.

Spécificité des rejets et de leurs impacts

Les impacts des rejets sur les milieux aquatiques dépendent de leur dynamique. Les RUTP se distinguent des autres rejets urbains, en particulier des rejets de stations d'épuration, par leur caractère événementiel et parfois très violent. Ils peuvent ainsi provoquer des effets de choc caractérisés par une dégradation forte et momentanée du milieu. Le biotope retrouve en général rapidement sa qualité initiale, mais la biocénose peut s'en trouver affectée de façon plus ou moins irrémédiable. Les RUTP contribuent également à certains effets cumulatifs ou différés. Ils apportent en effet des masses importantes de polluants dont l'effet sur le milieu est durable, comme les métaux lourds ou certains micropolluants organiques. Ces polluants, souvent fixés sur les matières en suspension, ont tendance à s'accumuler dans les sédiments des lacs et rivières. Ils contribuent ainsi à une altération progressive des populations animales et végétales, en quantité ou en diversité, alors que la qualité de l'eau reste globalement stable.

Stratégie de traitement

Les rejets urbains de temps de pluie sont différents des rejets de temps sec sous différents aspects :

• ils sont intermittents et extrêmement variables alors que les rejets de temps sec sont relativement constants ;
• leur composition physico-chimique est différente ;
• les débits peuvent être considérablement plus importants.

Il est donc nécessaire de mettre en place une stratégie adaptée. Nous ne reprendrons pas ici les éléments techniques qui sont détaillés dans l'article Impact (des rejets urbains sur les milieux aquatiques) (HU) et nous ne présenterons que les éléments généraux de stratégie.

Prendre en compte l'ensemble des rejets

Pendant les événements pluvieux, la ville continue de produire des eaux usées. C'est donc l'ensemble des flux (eaux usées et eaux de ruissellement) qu'il faut prendre en considération. Une partie de ces flux transite par la station d'épuration, une partie subit éventuellement des traitements spécifiques et une partie est rejetée sans aucun traitement. Diminuer la masse totale de polluants rejetée implique de prendre en considération chacun de ces éléments et de diminuer leur somme. Il n'est pas forcément efficace, par exemple, de diminuer la masse de polluants rejetée par les déversoirs d'orage d'un réseau unitaire, si l'on augmente dans le même temps la masse de polluants rejetée par la station d'épuration.

Prendre en compte la durée totale de l'événement

La durée de l’événement pluvieux peut s'avérer largement supérieure à celle de la précipitation proprement dite. Ainsi, la présence d'eau parasite d’infiltration dans le réseau peut augmenter significativement le débit pendant plusieurs jours après chaque pluie importante. Certains traitements épuratoires (nitrification biologique par exemple) peuvent être durablement affectés par une modification du débit et/ou de la composition des effluents à traiter.

Minimiser les impacts et non seulement les rejets et adapter la stratégie aux objectifs sur le milieu

Selon la nature du milieu aquatique et ses usages, il n'est pas nécessairement utile de le protéger contre les mêmes événements. Au-delà des obligations réglementaires qui doivent bien évidemment être satisfaites (un nombre maximum de rejets autorisés par an, ou un pourcentage maximum des flux d’eau ou de polluants rejetés (voir l’arrêté du 21 juillet 2015), il convient de déterminer les types d'impact contre lesquels on veut se prémunir.

Il est par exemple possible de réfléchir en fonction des trois familles d'objectifs suivants :

• diminuer les masses de polluants rejetées sur de longues périodes (au moins sur une année), qui déterminent les effets cumulatifs ; des critères de ce type seront importants par exemple dans le cas de milieux sensibles à l’eutrophisation ou à des effets écotoxiques ;
• diminuer les masses de polluants rejetés à l’occasion des événements les plus chargés et susceptibles de provoquer des effets de choc ; des critères de ce type seront à considérer si le milieu aquatique est par exemple sensible aux chocs anoxiques ;
• diminuer la fréquence des rejets, éventuellement pour une saison particulière, significative vis-à-vis des effets chroniques ou de la gêne pour certains usages, en provoquant par exemple des interdictions de baignade.

Privilégier les actions préventives aux actions curatives

Dans tous les cas, la solution la plus simple et la plus économique consiste à agir à la source :

• en diminuant les flux d'eau de ruissellement, ce qui nécessite de déconnecter le maximum de surfaces urbaines des réseaux d'assainissement (voir Technique alternative (HU)) ;
• en limitant autant que possible l'émission sans contrôle de substances polluantes dans l'environnement.

Bibliographie :

• Trabuc, P. et al (1989) : Pollution apportée par les rejets urbains de temps de pluie. ; résumé présenté en commission de l'AFBSN le 22/3/1989 ; Agence de l'eau Seine-Normandie ; Nanterre - France.