RESEAUX II

Dans un contexte contraint de gestion optimisée de la ressource en eau face aux aléas climatiques récurrents, le projet RESEAUX a pour objectif global la réutilisation des eaux traitées de STEP. Après une première phase dédiée au suivi des pathogènes et des (micro)polluants présents, le projet RESEAUX II se focalisera sur l’évaluation de nouveaux procédés de traitements chimiques et microbiologiques spécifiques aux micropolluants récalcitrants présents en sortie de la STEP des 3 Rivières (CAM) et des lagunes. En parallèle, la recherche de microorganismes pathogènes présents dans les eaux usées sera poursuivie et complétée par des analyses de biodiversité et le potentiel biostimulant de souches bactériennes des eaux en sortie de la STEP sur des plantes modèles sera caractérisé.

Les analyses sur les rejets dans les eaux traitées de la STEP des 3 Rivières (RSDE 2021) ont révélé la présence de micropolluants (pesticides, détergents, médicaments, hydrocarbures, perfluoroalkyles, métaux), récalcitrants aux procédés de traitement. Leur présence, ainsi que celle de leurs produits de dégradation, peu recherchés et parfois plus toxiques, pose la question du développement de procédés de traitements plus efficaces en complément des traitements classiques. L’objectif du projet RESEAUX II vise à tester, évaluer et optimiser des matériaux et procédés innovants éco-efficients en conditions réelles sur les eaux de rejets de la STEP et sur les eaux en sortie de lagunes afin d’obtenir 100% d’abattement des micropolluants cibles pour une réutilisation des eaux de rejet respectant les normes sanitaires pour une REUT optimale en limitant les risques pour l’environnement. Des procédés d’adsorption, de photo- et bio-remédiation des eaux sont déjà à l’étude dans nos laboratoires (ICCF, LMGE). De nouveaux procédés d’oxydation avancée, générateurs de radicaux HO^• (agents de minéralisation totale de la matière organique) combinant de nouveaux matériaux photocatalytiques (oxyfluorures, oxydes et hydroxydes de métaux de transition) couplés à des rayons UV et du peroxyde d’hydrogène (H₂O₂) ont prouvé leur efficacité pour l’élimination de certains polluants organiques persistants. D’autre part, des souches microbiennes capables de dégrader spécifiquement des pesticides ont été isolées et les voies de biodégradation identifiées.
Les effets potentiels de biostimulation de certaines microorganismes isolés des eaux usées traitées et des eaux de lagunage seront évalués afin d’envisager leur valorisation pour l’irrigation de parcelles agricoles.
Grâce à ce nouveau volet, des analyses supplémentaires explorant la diversité microbienne pourront être réalisées à différentes dates du suivi 2024 dans les différents écosystèmes testés (eaux usées brutes et traitées de station d’épuration, eaux usées du CHU, eaux après lagunage).
La réussite du projet RESEAUX II devrait permettre des avancées significatives nécessaire pour la mise en oeuvre de procédés de réutilisation des eaux usées de la STEP des 3 Rivières pour l’irrigation de champs et d’espaces verts urbains.

Les échantillons d’eau en sortie de STEP des 3 Rivières et de lagunage seront soumis à des traitements spécifiques microbiologiques et non conventionnels (procédés d’adsorption, traitements chimiques, photocatalytiques) et développés en laboratoire, ciblant des micropolluants récalcitrants identifiés en sortie de STEP dans le projet 2023 (As, Cu, Zn, Glyphosate, AMPA, PFAS, carbamazépine, boscalide (SDHi), etc.), afin d’en évaluer les performances (taux d’abattement) en laboratoire. Expérimentalement, de nouveaux adsorbants sélectifs de type hydroxydes métalliques mixtes hybrides seront testés pour l’élimination des métaux lourds (Cu²⁺, Zn²⁺) et de l’arsenic (AsO₄^3-/AsO₃^3-). Les eaux chargées en polluants organiques seront irradiées dans des photoréacteurs équipés avec des lampes UVA ou exposés directement à la lumière solaire en présence de différentes photocatalyseurs (oxydes mixtes MxFeyOz (M : Mn, Co, Ni, Cu), oxyfluorures MxOyFz, et composites à hétérojonctions TiO₂/g-C₃N₄, TiO₂/g-C₃N₄/Ag), MS₂/g-C₃N₄). La photodégradation des polluants, la formation des principaux produits de transformation et leur complète minéralisation seront suivies dans le temps afin de sélectionner les conditions les plus performantes¹. D’un point de vue microbiologique, des souches microbiennes dégradantes seront isolées par cultures d’enrichissement à partir de différentes matrices environnementales (sol, eaux, ..). L’efficacité de ces isolats sera testée lors de la biodégradation des molécules ciblées dans des eaux pures, puis sur des eaux traitées de sortie de STEP et de lagune. Les métabolites éventuels seront identifiés et leur toxicité mesurée². Le couplage des traitements de photo- et bio-remédiation sera également testé pour une efficacité accrue.
La diversité microbienne présente sera caractérisée par métabarcoding. Les gènes codant pour l’ARNr 16S et 18S seront utilisés pour cibler les micro-organismes procaryotes et eucaryotes, respectivement.
Des bactéries et des champignons cultivables isolés pendant la phase I seront testés pour des effets sur la capacité germinative et de croissance de plants de blé. Ensuite, une expérimentation similaire sera reproduite sur des graines et/ou des plants blé traités directement avec des eaux traitées ou des eaux de lagunages.

1. Fazli, M. Brigante, A. Khataee, G. Mailhot. Chemosphere 2022, 291, 132920. (doi.org/10.1016/j.chemosphere.2021.132920).
2. L. Carles, M. Joly, F. Bonnemoy, M. Leremboure, F. Donnadieu, I. Batisson, P. Besse-Hoggan. J Hazard Mater. 2018, 354, 42-53. (doi: 10.1016/j.jhazmat.2018.04.045).