Évaluation et gestion des risques environnementaux associés aux systèmes de gestion des eaux usées ruraux décentralisés

Rob Jamieson, professeur agrégé, Université Dalhousie , 2008 - 2012

Enjeu

Environ 20 % de la population canadienne dépend d’un système autonome d’assainissement des eaux usées pour la gestion des eaux usées domestiques. Ce pourcentage est encore plus élevé dans certaines provinces : près de la moitié de la population de la Nouvelle-Écosse utilise des installations d’assainissement autonomes. Bien que la majorité des provinces aient des lignes directrices techniques assez détaillées pour la conception et l’installation de systèmes autonomes de gestion et d’évacuation des eaux usées, ces systèmes peuvent tout de même représenter des risques importants pour les eaux de surface et les eaux souterraines. Bon nombre d’installations ne sont pas bien entretenues ou sont mal conçues et construites, ce qui peut entraîner un traitement inadéquat des eaux usées et avoir d’importantes répercussions sur la santé de l’homme et de l’environnement. À l’heure actuelle, la plupart des provinces n’ont pas d’exigences établies en matière d’inspection et d’entretien continus des systèmes autonomes. Il nous faut plus de données sur le rendement à long terme de ces installations si l’on veut être en mesure de prédire les répercussions sur la qualité de l’eau de ces systèmes et planifier des stratégies d’inspection et de remplacement.

Le projet, sous la direction de Rob Jamieson, vise à évaluer l’efficacité de traitement de divers types de systèmes autonomes et examiner plusieurs modèles de rechange. L’équipe a notamment entrepris de quantifier les charges de contaminants provenant des systèmes autonomes à l’échelle du terrain et du bassin versant et de développer des outils de modélisation du bassin versant permettant d’évaluer les risques que posent ces types de systèmes d’assainissement des eaux usées.

Projet

L’équipe du projet a étudié divers systèmes autonomes d’assainissement des eaux usées, de conceptions différentes, elle a comparé leur efficacité en fonction de divers régimes de charge d’eaux usées et évalué la durée de vie de ces installations. À cette fin, il a fallu construire et surveiller des systèmes autonomes à l’échelle de terrain. L’équipe a suivi les changements à long terme de la qualité de l’eau dans diverses conditions contrôlées de charges d’eaux usées. Ces données ont aussi servi à calibrer et valider les modèles informatiques simulant le mouvement de l’eau et des contaminants au travers des installations.

La recherche a démontré que les divers systèmes autonomes d’assainissement des eaux usées présents en usage dans l’Est du Canada sont en mesure de fournir un excellent traitement des eaux usées, produisant des effluents où les concentrations moyennes des paramètres préoccupants sont très faibles, p. ex., total des solides en suspension ou bactérie E. coli. Les chercheurs ont aussi constaté que l’efficacité du traitement fourni par certains modèles peut être extrêmement variable selon le taux de charge, la méthode de charge et l’apport hydrologique externe. Toutefois, un système en particulier, celui avec filtre à sable en pente (ou à écoulement latéral), a fourni un rendement très élevé d’assainissement des paramètres de qualité d’eau qui présentent un intérêt pour les législateurs.

Les connaissances acquises et les méthodes de modélisation ont servi à développer des outils pour l’évaluation à l’échelle du bassin versant. L’équipe de chercheurs a mis au point un cadre de simulation du bassin versant qui intègre le modèle connu sous le nom de SWAT (Soil and Water Assessment Tool) et un nouveau modèle (POWSIM-Phosphorus On-site Wastewater Simulator). Cette modélisation intégrée a ensuite été utilisée avec succès dans le bassin hydrographique du ruisseau Thomas en Nouvelle-Écosse. L’équipe a également conçu et mis à l’épreuve un modèle d’évaluation semi-quantitative des risques, basé sur le SIG  (système d’information géographique). Lorsqu’on a utilisé le modèle pour le comté Huron-Kinloss en Ontario, les aires à risque ont été correctement identifiées, puis validées par les experts locaux.

Produits

Rapports produits pour les utilisateurs finaux :

• The effects of dosed versus gravity fed effluent loading on the hydraulic functioning of contour trench disposal fields. Rapport préparé pour le compte du ministère de l’Environnement de la Nouvelle-Écosse et de la société Wastewater Nova Scotia
• Development of a Hybrid Constructed Wetland. Rapport final présenté à la Société centrale d’hypothèques et de logement
• Reed Bed Filter for Septage Treatment. Rapport final présenté au ministère de l’Environnement de l’Ontario
• Hybrid Constructed Wetland for Small Community Wastewater Treatment and Reuse – Feuillet d’information.
• Wastewater Treatment and Reuse Case Study – El Attaouia, Maroc

Outils :

• Phosphorus On-Site Wastewater Simulator (POWSIM): Cet outil a été conçu pour l’associer au modèle Soil and Water Assessment Tool (SWAT) et fournir un cadre de modélisation intégré axé sur des caractéristiques physiques pour quantifier les répercussions des installations autonomes d’assainissement des eaux usées à l’échelle des bassins versants.
• Outil cartographique d’évaluation des risques des systèmes autonomes : cet outil SIG a été conçu comme outil cartographique semi-quantitatif pour évaluer les risques relatifs des installations autonomes à l’échelle du bassin versant.
• Programme national de formation pour les surveillants communautaires de l’eau potable sur les réserves des Premières nations (manuel de formation, DVD sur la protection des sources d’approvisionnement en eau potable, DVD de formation et examen en ligne) élaboré pour Santé Canada
• Vidéo sur les fosses septiques pour les communautés des Premières nations (pour le compte de Santé Canada)

Ateliers et réunions :

• Exposé présenté à l’assemblée générale annuelle 2011 de la société Wastewater Nova Scotia et visite guidée du centre de recherche sur les installations autonomes d’assainissement des eaux de la Nouvelle-Écosse
• Présentation des résultats de la recherche – assemblée générale 2011 de la Cornwallis Headwaters Society
• Séminaire sur la gestion du traitement décentralisé des eaux usées présenté à la plus grande firme d’ingénieurs du Maroc et à l’association du bassin versant

Séminaire sur les systèmes de traitement des eaux usées décentralisés offert aux planificateurs des communautés des Premières nations au Québec

Résultats

• Changements dans les pratiques d’après les solides résultats obtenus indiquant la performance du modèle d’installation avec filtre à sable en pente pour le traitement des eaux usées. Le ministère de l’Environnement de la Nouvelle-Écosse a inclus la technologie dans un guide technique décrivant les types de traitement acceptables. Son inclusion dans le guide est une option de plus s’offrant aux propriétaires lors de l’installation de nouveaux systèmes de traitement.
• Des décisions d’investissement éclairées – la qualité du système de traitement, de même que le faible coût d’installation dans certains cas, a mené à l’adoption à grande échelle de cette technologie. En 2010 seulement, les systèmes avec filtre à sable en pente ont été le deuxième système le plus installé en Nouvelle-Écosse, avec 340 nouvelles installations.
• Changements dans les pratiques associées aux systèmes d’assainissement des eaux usées – Le ministère de l’Environnement de l’Ontario a commencé à accorder des certificats d’approbation pour l’application à pleine échelle de la technologie de filtrage d’épuration septique à travers un lit de roseaux (roselière).
• Renforcement des capacités – Occasions de formation, en Ontario et en Nouvelle-Écosse, au centre de recherche et de démonstration sur les systèmes autonomes d’assainissement d’eaux usées instauré dans le cadre de ce projet.