Outils de gestion des rejets de substances chimiques à l’échelle des bassins versants et au niveau local Je vais vous expliquer pourquoi on pourrait faire différemment demain de ce qu’on fait actuellement pour fixer des VLE de substances dans les rejets au niveau local et pour établir des programmes de mesures dans un bassin versant. Géraldine DUCOS INERIS (geraldine.ducos@ineris.fr) Direction des Risques Chroniques Aurélien GOUZY INERIS (aurelien.gouzy@ineris.fr) Direction des Risques Chroniques

Pourquoi des outils de gestion ? Directive Cadre sur l’Eau Gestion à l’échelle du Bassin Versant : - Déterminer un programme de mesures Gestion Locale : - Déterminer les VLE de rejets ponctuels industriels Quels sont les besoins? Echelle bassin versant: Etat des lieux des pressions exercées par les activités humaines et leurs impacts (concentration, hydromorphologie, biologie, hydrologie). Programme de mesures techniques de réduction des pressions. Echelle locale: Déterminer les VLE de rejet ponctuels industriels (installations classées) dans un contexte de bassin versant

Activités économiques /domestiques La démarche générale Activités économiques /domestiques Impacts Emissions Facteurs d’émission Outils de gestion Indicateurs d’efficacité Concentrations, … Indicateurs économiques Coût des mesures,… Production Quantité produite par site ou analogue Flux Emis dans l’environnement aquatique Que l’on se place à l’échelle du bassin comme à l’échelle locale, la démarche est: Identifier les activités anthropiques localisées sur la zone d’intérêt et connaître la production journalière par site issue de l’activité en question. Donner exemple Calculer le flux journalier de chaque substance polluante issue de cette activité à partir de la quantité produite et du facteur d’émission établit pour cette activité. Donner exemple Evaluer l’impact du flux sur l’hydrosystème à partir d’indicateurs d’efficacité (concentration mais aussi biologie). Le niveau de ces indicateurs est calculé avec des outils de gestion, qui dans ce cas de la concentration est un modèle hydrologique Evaluer l’impact de scénarios de réduction des émissions (VLE, programme de mesures) sur l’hydrosystème et sur l’économie du secteur d’activité par des indicateurs économiques. Dans cette présentation, nous nous concentrons sur la partie gestion des rejets, c’est-à-dire à la détermination des Programme de mesures et des VLE, et aux outils de gestion dont nous disposons et, pour certains que nous avons développer pour établir les programmes de mesures et les VLE. La partie inventaire d’émissions qui concerne l’étude des facteurs d’émission par secteur d’activité et l’effet des scénarios de réduction des émissions sur les facteurs d’émission a été présentée ce matin lors de la session B. Inventaire d’émissions Facteurs d’émission par secteur d’activité Scénarios de réduction des émissions Gestion des rejets Détermination des Programmes de Mesures (Bassin) VLE (Local)

Les outils de gestion étudiés Modélisation hydrologique Outils simplifiés Gestion échelle bassin versant PEGASE SENEQUE Analyse multicritères Gestion des rejets industriels locaux Autres modèles locaux Tableau de bord des flux Les outils de gestion étudiés par l’INERIS: - Les modèles hydrologiques: vont permettre de renseigner l’indicateur concentration uniquement mais avec une certaine rigueur. A l’échelle du bassin versant, nous travaillons avec les développeurs de PEGASE (AQUAPOLE, U. Libre de Liège, Belgique) et SENEQUE (Equipe sysiphe Jussieu) pour étendre l’utilisation de ces modèles aux substances qui nous intéressent. A l’échelle locale, SENEQUE est capable de modéliser les concentrations sur une zone donnée. Il existe d’autres modèles (US-EPA éventuellement) Les outils simplifiés: vont permettre de renseigner des indicateurs d’efficacité (taux de réduction des émissions) et des indicateurs économiques (coût des mesures de réduction des émissions). A l’échelle du bassin versant, nous sommes en train de développer une méthodologie d’analyse multicritères pour établir un programme de mesures coût-efficace. A l’échelle locale, nous sommes en train de développer un dispositif de tableau de bord des flux qui permet d’établir les VLE par site respectant un plafond local de flux.

Outils de modélisation hydrologique Outils simplifiés Gestion échelle bassin versant PEGASE SENEQUE Analyse multicritères Gestion des rejets industriels locaux Autres modèles locaux Tableau de bord des flux A l’échelle du bassin versant Données Hydrologie Emissions MODELE Résultats Concentrations Flux (Impacts)

Objectifs de la modélisation intégrée des bassins versants Un moyen de vérifier et d’améliorer les inventaires d’émission des rejets de substances (cohérence, exhaustivité, …) ; Une aide à la fixation des objectifs de qualité puis à  l’élaboration des programmes de mesures pour la DCE ; La prise en compte des aspects coût/efficacité ; Un outil pour cadrer et assurer la cohérence des outils de gestion locale (Tableaux de bord de Flux).

La modélisation intégrée des bassins versants Hydrologie Dilution, Dispersion, Dégradation des polluants Pollution diffuse Sédiments Biologie Qualité de l’Eau Phytoplancton Poissons Economie Jouer des scénarios Evaluer leur coût et leur efficacité Sélectionner un scénario optimal MODELE

Actions pilotes en cours pour la modélisation intégrée OISE nonylphénols (C15H24O) => agents de mouillage, dispersants, émulsifiants, … cadmium (Cd) => batteries, pigments, métallurgie, … MEUSE cadmium (Cd) zinc (Zn) => métallurgie, toitures, … ADOUR cadmium (Cd) cuivre (Cu) => métallurgie, équipements électriques, …

Perspectives pour la modélisation intégrée La poursuite des actions « pilotes » entreprises doit s’accompagner : de l’amélioration des aspects scientifiques (biogéochimie pour certaines substances, …) ; de l’intégration des calculs coût/efficacité ; de la « définition opérationnelle » de la modélisation intégrée idéale (convivialité, fiabilité) ; de la prise en compte de la contribution des rejets aériens à la contamination des masses d’eau ; de la mise en œuvre des tableaux de bord de pilotage de flux (outil de gestion locale des rejets).

Outils simplifiés : Tableaux de bord des flux Modélisation hydrologique Outils simplifiés Gestion échelle bassin versant PEGASE SENEQUE Analyse multicritères Gestion des rejets industriels locaux Autres modèles locaux Tableau de bord des flux Les Tableaux de bord de flux sont construits à l’aide des modèles de bassin

Tableaux de bord des flux Bassin versant découpé en zones « locales » Un flux maximum local : - par polluant, pour chaque zone - pour chaque catégorie de rejets (diffus agricole, diffus urbain, ponctuel) - pour un scénario de respect des NQE Fixation des VLE des rejets ponctuels : Pour respecter la NQE (dilution locale) Pour respecter le Flux maximum alloué aux rejets ponctuels sur la zone Point 2 : parce qu’on utilise des modèles INTEGRES

Dimension spatiale « bassin versant » nécessaire pour fixer les Flux maximum en « local » NQe x x [C] NQe x [C] NQe

Dimension « scénario» nécessaire pour fixer les flux maximum au niveau « local » NQe x x [C] NQe x [C] AUJOURD’HUI NQe

Dimension « scénario» nécessaire pour fixer les flux maximum au niveau « local » NQe x x [C] NQe x [C] Il aurait fallu etre plus prudent DANS DIX ANS NQe

Outils simplifiés : analyse multicritère Modélisation hydrologique Outils simplifiés Gestion échelle bassin versant PEGASE SENEQUE Analyse multicritères Gestion des rejets industriels locaux Autres modèles locaux Tableau de bord des flux Etablir un programme de mesures multi-polluants pour un bassin versant Classement des mesures par outil d’analyse multicritère basé sur la méthode ELECTRE Mis en œuvre dans de projets européens (SOCOPSE, AQUAREHAB) l’outil a été élaboré dans le cadre d’un projet européen, insister sur sa disponibilité, et notre volonté de le transférer aux Agences et les aider à le mettre en œuvre si elles sont intéressées

Analyse multicritère Efficacité = ½ Coûts = ½ Classement des mesures en fonction de critères de coûts et d’efficacité: Importance de l’émetteur de la substance p = 1/6 Taux de réduction des émissions de la substance par la mesure p = 1/3 Coût de la mesure p = 1/6 Applicabilité de la mesure dans le secteur émetteur de la substance p = 1/6 Co-bénéfices p = 1/12 Effets d’échelle p = 1/12 Efficacité = ½ Coûts = ½

Classement des mesures (exemple extrait du projet UE FP6 SOCOPSE): Rank Triplet Source Measures Subst Share Eff Costs Avail Co-ben Scale Unc 1 42 Non-ferrous metals industry Ion exchange Cadmium 26 10 6 4 7 8 2 180 Domestic coal combustion Combustion control and optimization PAH 25 9 3 213 Chemical industry Substitution of TBT in fungicides TBT 116 Battery and cell production Mercury substitution Mercury 16 5 99 Farm point-source Sharing equipment or spraying by contractors Isoproturon 35 121 Chlor-alkali industry Membrane filtration: UF, NF Surface water treatment Activated carbon adsorption Atrazine 50 165 Aluminium industry Dry flue gas scrubber 12 109 Rural run-off Grass strips, hedges 40 41 Basic waste water treatment

Ce classement peut être présenté de différentes façons selon les objectifs poursuivis (ici DEHP) : Rank Triplet Source Measures 1 62 WWTP Activated carbon adsorption 2 59 SS Secondary Sludge treatment and reuse: Digestion 58 Incineration of sludge 3 63 Membrane filtration : nanofiltration 4 68 Oxidative techniques: UV 64 Membrane filtration : reverse osmosis 5 65 Membrane filtration: Ultra filtration 66 Optimization of basic WWT Secondary Sludge treatment and reuse: Digestion Situation A «Obtenir des résultats environnementaux très rapides» Situation B «Viser des objectifs ambitieux qui peuvent apparaître sur le long terme »  Situation C «Privilégier des mesures peu coûteuses» Situation D «Sélectionner des mesures coût-efficaces uniquement»

Scénarii de réduction des rejets: Modélisation hydrologique L’analyse multicritère peut aussi être employée pour construire les scénarios des modèles de bassin Scénarii de réduction des rejets: Programme de mesures (Bassin) Modélisation hydrologique Outils simplifiés Gestion échelle bassin versant PEGASE SENEQUE Analyse multicritères Gestion des rejets industriels locaux Autres modèles locaux Tableau de bord des flux Les outils simplifiés ou l’analyse multicritères uniquement?

Merci pour votre attention