Le ruissellement des eaux de surface dans les zones urbaines est souvent fortement contaminé. Il est donc important de le rendre le plus propre possible avant qu'il ne pollue le milieu naturel.

Le SINTEF et NTNU ont mené des expériences avec un nouveau filtre capable de décontaminer les eaux de ruissellement des pistes d'aéroport. Après plusieurs tests en laboratoire, ils ont découvert qu'un filtre correctement conçu avec un média filtrant optimal peut éliminer les produits chimiques utilisés lors du dégivrage. Mais le système peut également être utilisé dans les villes où l'asphalte et d'autres matériaux de surface contribuent à un ruissellement souvent fortement contaminé. Cet hiver, le filtre sera testé à l'aéroport de Sola, dans le sud-ouest de la Norvège.

Aspire les produits chimiques et l'eau polluée

"Dans le laboratoire, nous avons testé le filtre en utilisant des échantillons d'eau de surface de l'aéroport de Værnes qui contenaient des produits chimiques et des sédiments, " déclare Kamal Azrague, chercheur au SINTEF. " Le média filtrant a très bien fonctionné, mais nous avons vu qu'il était nécessaire d'ajouter des nutriments afin d'améliorer l'activité biologique et rendre le processus de décontamination plus efficace, " il dit.

Azrague est l'homme derrière les expériences, en collaboration avec sa collègue Gema Raspati, NTNU Professeur Tone Merete Muthanna et étudiante Hanna Kristine Haug Lindseth.

Le filtre, qui était à l'origine utilisé pour la décontamination de l'eau, a maintenant été modifié et testé, et sera cet hiver prêt à être utilisé à l'aéroport de Sola. Ceci est important car l'utilisation de produits chimiques augmente pendant les mois d'hiver, ce qui fait que l'eau excédentaire contient des concentrations plus élevées de matières organiques biodégradables. Lorsqu'il se jette dans le fjord adjacent à l'aéroport, il favorise l'activité biologique et réduit la teneur en oxygène de l'eau de mer, réduisant ainsi sa qualité.

Une fois que le filtre a éliminé les produits chimiques, ceux-ci sont ensuite décomposés par les bactéries dans le filtre et finissent sous forme de résidus biologiques.

Ce projet de recherche fait partie du programme "Klima 2050" organisé par SINTEF et NTNU pour aborder les questions liées aux effets sur les aéroports des niveaux croissants de changement climatique. Les chercheurs collaborent avec Avinor et les partenaires industriels Leca et le groupe Skjæveland.

Utilisé à l'origine dans les systèmes de traitement des eaux usées

Le filtre est basé sur la technologie dite du lit filtrant. L'appareil contient un système de filtrage qui comprend un lit de Filtralite, qui est un produit spécialisé fabriqué par Leca pour la décontamination de l'eau et des eaux usées.

L'avantage de ce système, selon les chercheurs, c'est qu'il combine un grand, surface humide avec un noyau poreux qui agit comme un excellent habitat pour les micro-organismes utilisés pour éliminer les produits chimiques de dégivrage des avions. Les résultats à ce jour indiquent qu'un lit filtrant de 20 centimètres d'épaisseur est le plus efficace.

La société Storm Aqua (filiale du groupe Skjæveland) a construit le système de filtration à base de Filtralite.

"Nous l'avons implémenté dans le système pilote qui sera testé à Sola, " dit Raspati. " Là, nous verrons comment le filtre fonctionne dans le monde réel, " dit-il. " Ce sera passionnant de voir combien de décontamination nous pouvons réussir à éliminer. Si les résultats sont positifs, ce système pourrait être utilisé dans les aéroports comme moyen d'améliorer les écosystèmes des fjords adjacents. Nos partenaires industriels sont également ravis, et envisagent d'importantes opportunités économiques, " dit Raspati.

Test des microplastiques générés par les pneus de voiture

Initialement, les chercheurs ont développé le filtre uniquement pour une utilisation dans les aéroports, mais il va maintenant être testé pour la décontamination des eaux de ruissellement en milieu urbain et pour la récupération des produits chimiques générés le long des routes et dans les tunnels.

Ils construisent déjà un pilote qui sera testé sur l'autoroute E6.

"Ici, le filtre éliminera les contaminants tels que les métaux lourds, toxines environnementales organiques, le sel et les particules des eaux de ruissellement avant qu'elles ne se déversent dans les rivières ou ne s'infiltrent dans les nappes phréatiques, " dit Azrague. " Le filtre est également conçu pour éliminer les microplastiques. Ceci est important car le plastique généré par les pneus de voiture est un problème majeur, " il dit.

Cependant, lorsque le filtre est utilisé à cette fin, il n'est pas possible d'utiliser des bactéries pour décomposer les composés indésirables.

"La fonction du filtre ici est de collecter les particules et de les stocker, empêchant ainsi leur rejet dans le milieu naturel, " dit Azrague.

Dans les villes et les cités, le filtre peut être installé, entre autres, dans les bacs à sable en tant que composant de systèmes de drainage dits verts et en relation avec des matériaux de revêtement routier poreux. Dans de tels systèmes, il récupérera les contaminants tels que les métaux lourds, écoulement de carburant, microplastiques, et d'autres substances organiques générées par le trafic routier.

« Il est particulièrement important lors des premières pluies après une période sèche, car le filtre récupère alors les gros volumes de contaminants qui se sont accumulés sur l'asphalte depuis la dernière pluie, " dit Azrague.

Les chercheurs du SINTEF ont également testé la capacité en eau du média filtrant en cas d'inondation.

"Dans les expériences de laboratoire, il a été démontré que le média filtrant fonctionne sur des périodes prolongées et récupère de grandes quantités de particules, " disent les chercheurs. " Cependant, malgré le fait qu'il s'agisse d'un dispositif de filtrage en profondeur, il y aura un risque de blocage. Nous examinerons cela de plus près à l'avenir, " ils disent.