La filtration des berges induite est une approche clé et bien établie pour fournir de l'eau potable aux zones peuplées situées le long des rivières ou des lacs et avec un accès limité aux ressources en eaux souterraines. Il est utilisé dans plusieurs pays à travers le monde, avec des exemples notables en Europe, les États Unis, et certaines parties de l'Afrique. La contamination des eaux de surface constitue une menace sérieuse pour l'atteinte des normes relatives à l'eau potable. Dans ce contexte, les micro-organismes pathogènes humains tels que certains virus et bactéries, provenant du rejet des stations d'épuration, forment un grand groupe de contaminants. Une étude détaillée sur un site de filtration de berge induite le long du Rhin en Allemagne a maintenant lié le transport de bactéries à la dynamique saisonnière. Les principaux résultats de l'étude montrent que les inondations doivent être considérées comme des menaces particulières, car ils peuvent réduire la capacité d'épuration de la filtration des berges, entraînant ainsi une augmentation des concentrations de bactéries dans les eaux souterraines. Les changements dans les propriétés des sédiments du lit de la rivière au cours d'une année peuvent influencer de manière marquée la capacité de purification de la filtration des berges et ces dynamiques peuvent devoir être prises en compte dans les pratiques d'évaluation des risques.

Boîte à outils pour les opérateurs d'adduction d'eau

Un projet dirigé par Prof. Dr. Irina Engelhardt, qui enseigne l'hydrogéologie à la TU Berlin, vise à améliorer notre compréhension des processus de filtration des banques et à améliorer les capacités prédictives des modèles décrivant le transport des micro-organismes dans la filtration des banques. Des outils modélisés sont développés pour permettre aux exploitants d'adduction d'eau d'évaluer plus précisément le potentiel épuratoire de leurs installations de filtration de berge vis-à-vis des micro-organismes. Les partenaires collaborant à la recherche comprennent le professeur Dr Alberto Guadagnini et le professeur Dr Monica Riva du Dipartimento di Ingegneria Civile e Ambientale du Politecnico di Milano.

Les premiers résultats de la coopération ont récemment été publiés dans un article intitulé « Uncertainty analysis and identification of key parameters controlatingbacteria transport within a riverbank filtration scenario » dans la revue internationale Recherche sur les ressources en eau .

Utilisations en Allemagne et en Italie

Plus de 100 stations de filtration de banque sont réparties dans toute l'Europe, principalement situés dans les pays d'Europe du Nord et centrale (notamment en Allemagne, Les Pays-Bas, La France, et Finlande). En Allemagne, la production d'eau potable par filtration induite des berges est importante au niveau régional. Par exemple, environ la moitié de l'eau potable à Berlin est obtenue par cette méthode. En revanche, la filtration induite des berges n'est pas répandue dans les pays méditerranéens. En Italie, un exemple peut être trouvé à Lucca (Toscane) le long de la rivière Serchio. Mais la pression sur les ressources en eau en Méditerranée augmente en raison du changement climatique. Filtration de banque induite, en tant que méthode de production d'eau potable économe en ressources, pourrait devenir un outil pour lutter contre la pénurie croissante d'eau dans la région.

Incertitude dans les prédictions des modèles numériques

Pour la production d'eau potable par filtration induite en berge, les puits d'extraction des eaux souterraines sont placés près des rivières ou des lacs. Ces puits produisent principalement des filtrats dits de berge, correspondant à l'eau qui s'écoule de la masse d'eau de surface vers le puits qui est naturellement épurée par la migration souterraine. Les agents pathogènes humains sont affectés par un système complexe de processus lors de leur migration à travers l'aquifère et leurs concentrations ont tendance à diminuer avec le temps car ceux-ci sont partiellement retenus sur les grains de sédiment et peuvent aussi naturellement perdre leur infectiosité. Une question opérationnelle critique pour les exploitants d'aqueduc est la suivante :quelle est la force de l'effet épurateur de la filtration des berges, ou, en d'autres termes, de combien la nature peut-elle réduire la concentration de micro-organismes ?

La recherche a mis en évidence le rôle des principaux facteurs influençant ces effets. Ceux-ci inclus, par exemple, vitesse d'écoulement des eaux souterraines, Température, et la composition minéralogique du sous-sol. Par ailleurs, il est montré que le comportement de transport dépend de l'espèce de micro-organisme considérée. Par conséquent, les prévisions concernant la migration des micro-organismes dans les eaux souterraines sont sujettes à un degré élevé d'incertitude. La recherche offre un outil puissant et flexible pour quantifier et éventuellement contrôler une telle incertitude afin d'augmenter la confiance dans l'effet de purification de la filtration des banques.