RAPPORT Dactivité SCIENTIFIQUE OTHU 2017/2021 PDF

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RAPPORT D'ACTIVITÉ

SCIENTIFIQUE OTHU

2017/2021

NOVEMBRE 2021

www.othu.org 1

RAPPORT

D'ACTIVITÉ

SCIENTIFIQUE

OTHU 2017/2021

NOVEMBRE 2021

LA REDACTION DU DOCUMENT A ETE COORDONNEE PAR

LAETITIA BACOT

LORA BRANGER

GISLAIN LIPEME KOUYI

AVEC LES CONTRIBUTIONS REDACTIONNELLES DE (PAR

ORDRE ALPHABETIQUE)

BACOT LAETITIA

BARRAUD SYLVIE

BRANGER FLORA

BRAUD ISABELLE

BREIL PASCAL

BONNEAU JEREMIE

CHERQUI FREDERIC

CHATAIN VINCENT

COUVIDAT JULIEN

COURNOYER BENOIT

COQUERY MARINA

LASSABATERE LAURENT

LIPEME KOUYI GISLAIN

MASSON MATHIEU

MARMONIER PIERRE

MARJOLET LAURENCE

MEYNIER POZZI ADRIEN

MERMILLOD-BLONDIN FLORIAN

NAMOUR PHILIPPE

NAVRATIL OLDRICH

RIVIERE NICOLAS

WALCKER NICOLAS

WIEST LAURE

Quelques clés

de lecture du document

Le rapport est divisé en

8 parties que l'on peut

regrouper en 5 blocs

ŹPrésentation du

dispositif : la démarche, l'organisation, les obse rvations, et la capitalisation des données.

ŹLes Résultats de

recherche obtenus à partir des observations menées au sein de l'OTHU.

ŹLes actions de

valorisation et transfert des résultats

ŹLe rayonnement local,

régional, national et international, ainsi que son évolution

Enfin, le dernier bloc

concerne les éléments de bilan sur la période 2017
-2021 et les perspectives scientifiques 2

EN GRANDS CHIFFRES SUR UNE ANNEE TYPE

SOMMAIRE

1 LE DISPOSITIF .............................................................................................................................. 6

1.1 Contexte & enjeux ................................................................................................................... 6

1.2 Problématique et questions scientifiques ................................................................................ 6

1.3 Objectifs scientifiques et opérationnels ................................................................................... 7

1.4 Ce que nous attendons du conseil scientifique ........................................................................ 8

2 L'ORGANISATION ........................................................................................................................ 8

2.1 Une Fédération de recherche et un observatoire -pourquoi ? .................................................. 8

2.2 Gouvernance et organisation .................................................................................................. 9

2.2.1 La présidence de l'observatoire ........................................................................................ 9

2.2.2 La direction exécutive .................................................................................................... 10

2.2.3 La direction SFR FED4161 ............................................................................................ 10

2.2.4 Responsable technique, capitalisation des données ...................................................... 11

2.2.5 Les équipes membres et organes de décisions .............................................................. 11

2.2.6 Les partenaires financiers .............................................................................................. 13

2.2.7 Positionnement dans le paysage de la recherche .......................................................... 14

3 LES OBSERVATIONS ................................................................................................................. 15

3.1 Description des sites ............................................................................................................. 15

3.2 Equipement de mesure ......................................................................................................... 17

3.3 Innovation métrologique ........................................................................................................ 19

3.4 Variables observées (observables) ....................................................................................... 19

3.4.1 Paramètres mesurés en continu : ................................................................................... 19

3.4.2 -Données/Paramètres issus des campagnes : .............................................................. 20

4 LA CAPITALISATION DES DONNÉES ....................................................................................... 21

4.1 Situation et contexte .............................................................................................................. 21

4.2 Métadonnées ........................................................................................................................ 22

4.3 Données ............................................................................................................................... 23

4.4 Perspectives ......................................................................................................................... 25

5 LES RÉSULTATS DE RECHERCHE .......................................................................................... 26

5.1 Caractérisation/ transfert des flux d'eau, de contaminants et de sédiments .......................... 27

5.1.1 Fonctionnement des bassins versants et réponse hydrologique..................................... 27

5.1.2 Sources de contamination dans les bassins versants .................................................... 34

5.1.3 Approche en colonnes de laboratoire : transfert des polluants et des bactéries dans les

sols 39 4

5.1.4 Caractérisation des sédiments des bassins de retenue-décantation et modélisation de la

distribution spatiale de leur contamination .................................................................................... 44

5.1.5 Développement et évaluation de stratégies de gestion durable des sédiments de bassins

d'infiltration et de rétention des eaux pluviales - projet DESIR ..................................................... 49

5.2 Impacts environnementaux et sanitaires des effluents urbains (sur homme et milieux : nappes

et rivières) ........................................................................................................................................ 54

5.2.1 Nappes : quantification DES perturbations Physico-chimique & metrologie ................... 54

5.2.2 Nappe - impact Physico-Chimique ................................................................................. 58

5.2.3 Nappes : Impacts environnementaux et sanitaires des effluents urbains sur la

microbiologie des nappes phréatiques : développement et application de l'approche méta-codes-

barres ADN du gène tpm

- ANR FROG ....................................................................................... 62

5.2.4 Nappe : Modélisation et transferts DES CONTAMINANTS vers la nappe ...................... 67

5.2.5 Rejets urbains de temps de pluie et gestion de leurs impacts sur les cours d'eau .......... 70

5.3 Perception, fonctionnement et performance des ouvrages de gestion des eaux urbaines

(centralisés et à la source) ............................................................................................................... 75

5.3.1 Infiltrométre petit anneau et grand anneau - Anr infiltron ................................................ 75

5.3.2 Performance de dispositifs à la source et conditions d'appropriation par les acteurs

institutionnels et les usagers ........................................................................................................ 80

5.3.3 Performance des ouvrages - systèmes innovants et économes pour la surveillance et la

gestion de la quantité et qualité des eaux pluviales ...................................................................... 87

5.3.4 Performances Des Ouvrages : Mélange Des Eaux À L'aval D'une Confluence -

Amélioration De La Modélisation Des Flux ................................................................................... 91

5.3.5 Performance des Ouvrages - Approche multi-échelle pour évaluer la capacité du DSM-

flux à protéger les milieux aquatiques. Quantification des flux d'eau rejetés par les déversoirs

d'orage et interception des polluants particulaires. ....................................................................... 94

5.3.6 Modélisation des flux d'eau et de DBO5 déversés au niveau du déversoir d'orage de

Valence Romans Agglo ................................................................................................................ 97

5.3.7 HIREAU - Comment reconstituer l'histoire des réseaux d'assainissement et d'eau

potable 101

5.4 Changements globaux ........................................................................................................ 107

5.4.1 Changement global et hydrologie : impact de l'infiltration à la source des eaux pluviales à

l'échelle du bassin versant et robustesse face aux changements globaux : projet Conscéquans 107

5.4.2 Diversité microbienne dans l'environnement urbain - PRojets ANSES IOUQMER / MITI

CNRS 111

6 VALORISATION, DIFFUSION ET TRANSFERT DES RÉSULTATS AUPRES DES ACTEURS

SCIENTIFIQUES ET PRATICIENS ................................................................................................... 120

6.1 Une capitalisation des connaissances ................................................................................. 121

6.2 Une diffusion des informations et des résultats ................................................................... 123

6.3 Un transfert académique et opérationnel ............................................................................. 124

6.4 Perspectives de transfert et valorisation .............................................................................. 127

7 LES RELATIONS INTERNATIONALES .................................................................................... 128

7.1 Carte partenariats ............................................................................................................... 128

7.2 Mobilités sortantes .............................................................................................................. 129

7.3 Mobilités entrantes .............................................................................................................. 129

7.4 Mobilité doctorants OTHU ................................................................................................... 129

8 LES PERSPECTIVES RECHERCHE ET OUVERTURES ......................................................... 130

8.1 Observations - données ..................................................................................................... 130

8.2 Recherche........................................................................................................................... 131

8.3 Valorisation et transfert ....................................................................................................... 132

ANNEXES

ANNEXE 1 : Productions scientifiques et techniques

ANNEXE 2 : Personnels

ANNEXE 3 : Aspects financiers

ANNEXE 4 : Documents complémentaires consultables 6

1 LE DISPOSITIF

1.1

Contexte & enjeux

La maîtrise de la circulation des flux d'eau, de contaminants et de sédiments dans les environnements

urbains en pleine mutation nécessite un investissement massif en termes de métrologie (en particulier

à l'aide des capteurs autonomes, connectés, communicants), de modélisations (mécaniste,

conceptuelle à base physique et systémique) et d'expérimentations (en conditions contrôlées, mais

aussi via des observations et des suivis in situ). Les changements globaux, à savoir le changement

climatique, l'urbanisation croissante et le changement de pratiques en matière de gestion des eaux

urbaines (combinaison des ouvrages à la source et centralisés), complexifient la compréhension des

mécanismes impliqués dans la caractérisation et la quantification de ces flux à l'échelle de la ville. Ces

changements exercent et exerceront une pression importante sur l'eau, en tant que ressource, sur les sols et

l'air en milieu urbain. La protection de la ressource en eau passe par la maîtrise et la réduction

des rejets de contaminants chimiques (polluants) et biologiques (micro -organismes pathogènes ou non) véhiculés dans les eaux urbaines (eaux usées et unitaire s) et pluviales (eaux de ruissellement

pluvial). La meilleure appréhension des quantités et de la qualité de ces flux vise non seulement la

préservation des milieux aquatiques, mais aussi la pérennisation des usages urbains associés à ces

derniers (pêche, baignade, alimentation en eau potable, etc.). Tous ces changements auxquels il faut

faire face renforcent plus que jamais la nécessité d'approches pluridisciplinaires pour maîtriser la

circulation des flux d'eau et de contaminants au sein d'un milieu urbain en pleine dynamique (évolution

des organisations, interaction entre acteurs en charge de la gestion de l'eau, évolution des pratiques

de gestion, des usages, des activités, etc.). Face aux changements globaux évoqués, les trois enjeux

majeurs liés à la gestion et au traitement des rejets urbains par temps de pluie sont : i) garantir la

santé des personnes (usagers, riverains et personnels techniques intervenant à proximité et au sein

des infrastructures et dispositifs techniques dédiés à la gestion et au traitement des RUTP); ii) garantir

la sécurité des personnes et des biens face aux inondations; iii) garantir la santé des milieux qui

implique notamment de préserver les ressources en eau et de protéger les milieux récepteurs

superficiels (cours et plans d'eau) et souterrains (nappes) dans le but de permettre les usages de l'eau

et leur développement. 1.2

Problématique et questions scientifiques

Pour apporter des éléments de réponse à ces trois enjeux, quatre axes scientifiques ont été explorés

ces quatre d ernières années : (i) caractérisation, quantification et transfert des flux d'eau, de

contaminants et de sédiments à différentes échelles du système d'assainissement (en se focalisant

sur les échelles du bassin versant et de l'ouvrage) ; (ii) la perception et les performances des ouvrages

de gestion des eaux urbaines (ouvrages centralisés et à la source) ; (iii) le développement d'outils et

d'indicateurs pour évaluer l'impact des rejets urbains par temps de pluie, en ciblant les rivières

périurbaines et la nappe comme milieux aquatiques récepteurs ; (iv) l'évaluation de la robustesse des

stratégies de gestion actuelles face aux changements globaux et les efforts à fournir en matière de

déploiement des ouvrages à la source pour s'adapter à ces changements. La production scientifique

et les actions de valorisation des résultats se sont appuyées sur la capitalisation des données

collectées au cours des vingt dernières années. La mise en oeuvre d'une démarche de capitalisation

des données de l'observatoire et le dquotesdbs_dbs1.pdfusesText_1

[PDF] RAPPORT Dactivité SCIENTIFIQUE OTHU 2017/2021

RAPPORT D'ACTIVITÉ

SCIENTIFIQUE OTHU

2017/2021

NOVEMBRE 2021

RAPPORT

D'ACTIVITÉ

SCIENTIFIQUE

OTHU 2017/2021

NOVEMBRE 2021

LA REDACTION DU DOCUMENT A ETE COORDONNEE PAR

LAETITIA BACOT

LORA BRANGER

GISLAIN LIPEME KOUYI

AVEC LES CONTRIBUTIONS REDACTIONNELLES DE (PAR

ORDRE ALPHABETIQUE)

BACOT LAETITIA

BARRAUD SYLVIE

BRANGER FLORA

BRAUD ISABELLE

BREIL PASCAL

BONNEAU JEREMIE

CHERQUI FREDERIC

CHATAIN VINCENT

COUVIDAT JULIEN

COURNOYER BENOIT

COQUERY MARINA

LASSABATERE LAURENT

LIPEME KOUYI GISLAIN

MASSON MATHIEU

MARMONIER PIERRE

MARJOLET LAURENCE

MEYNIER POZZI ADRIEN

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NAMOUR PHILIPPE

NAVRATIL OLDRICH

RIVIERE NICOLAS

WALCKER NICOLAS

WIEST LAURE

Quelques clés

Le rapport est divisé en

8 parties que l'on peut

ŹPrésentation du

ŹLes Résultats de

ŹLes actions de

ŹLe rayonnement local,

Enfin, le dernier bloc

EN GRANDS CHIFFRES SUR UNE ANNEE TYPE

SOMMAIRE

1 LE DISPOSITIF .............................................................................................................................. 6

1.1 Contexte & enjeux ................................................................................................................... 6

1.2 Problématique et questions scientifiques ................................................................................ 6

1.3 Objectifs scientifiques et opérationnels ................................................................................... 7

1.4 Ce que nous attendons du conseil scientifique ........................................................................ 8

2 L'ORGANISATION ........................................................................................................................ 8

2.1 Une Fédération de recherche et un observatoire -pourquoi ? .................................................. 8

2.2 Gouvernance et organisation .................................................................................................. 9

2.2.1 La présidence de l'observatoire ........................................................................................ 9

2.2.2 La direction exécutive .................................................................................................... 10

2.2.3 La direction SFR FED4161 ............................................................................................ 10

2.2.4 Responsable technique, capitalisation des données ...................................................... 11

2.2.5 Les équipes membres et organes de décisions .............................................................. 11

2.2.6 Les partenaires financiers .............................................................................................. 13

2.2.7 Positionnement dans le paysage de la recherche .......................................................... 14

3 LES OBSERVATIONS ................................................................................................................. 15

3.1 Description des sites ............................................................................................................. 15

3.2 Equipement de mesure ......................................................................................................... 17

3.3 Innovation métrologique ........................................................................................................ 19

3.4 Variables observées (observables) ....................................................................................... 19

3.4.1 Paramètres mesurés en continu : ................................................................................... 19

3.4.2 -Données/Paramètres issus des campagnes : .............................................................. 20

4 LA CAPITALISATION DES DONNÉES ....................................................................................... 21

4.1 Situation et contexte .............................................................................................................. 21

4.2 Métadonnées ........................................................................................................................ 22

4.3 Données ............................................................................................................................... 23

4.4 Perspectives ......................................................................................................................... 25

5 LES RÉSULTATS DE RECHERCHE .......................................................................................... 26

5.1 Caractérisation/ transfert des flux d'eau, de contaminants et de sédiments .......................... 27

5.1.1 Fonctionnement des bassins versants et réponse hydrologique..................................... 27

5.1.2 Sources de contamination dans les bassins versants .................................................... 34