Département Gestion des eaux urbaines

Développement de méthodes sans contact pour mesurer la qualité des eaux usées dans les égouts

Pourquoi avons-nous besoin de plus d’informations sur nos canalisations?

Le systèmes d’assainissements urbains sont composés de réseaux de canalisations et des usines de traitement des eaux usées. Bien que les caractéristiques des eaux usées soient très bien mesurées et contrôlées dans les stations d’épurations, la collectes de données dans les canalisations se limite uniquement aux niveaux d’eau et aux mesures de débit, sans informations supplémentaires sur leur composition ou les taux de pollution. De meilleurs dispositifs de surveillance de la qualité des eaux usées dans les canalisations permettraient d’améliorer le management de nos systèmes d’assainissement, qui sont soumis à des contraintes grandissantes notamment pendant les épisodes pluvieux.

Ces problématiques sont au cœur du projet européen Co-UDlabs. Un besoin urgent d’amélioration de nos systèmes de canalisation a été identifié comme un enjeu majeur des années futures. Le développement de nouveaux capteurs pour avoir davantage d’informations sur les eaux d’égouts fait partie des objectifs de recherche de Co-UDlabs (WP6). L’institut Eawag est impliqué dans ce projet au travers de cet objectif.

Les technologies de mesures de paramètres des eaux usées:

Pour mesurer les concentrations en polluants, les méthodes conventionnelles impliquent l’immersion de capteurs ou la collectes d’échantillons. Dans les deux cas, le contact avec les eaux usées est inévitable. Cela est problématique puisque les capteurs se détériorent rapidement. Ils ont besoin de maintenance régulière et doivent donc être facilement accessibles. Cela explique pourquoi il est difficile d’obtenir des informations sur les eaux usées des canalisations. Les seuls capteurs qui sont installés dans les égouts sont « sans contact », c’est-à-dire qu’ils sont basés sur des mesures à distance. Actuellement, ces capteurs sont principalement des radars qui permettent de mesurer les vitesses ou niveau d’eau. Il n’existe pas encore de système sans contact qui permettent de mesurer des paramètres comme la pollution ou la quantité de particules.

Projet de recherche: développement de capteurs sans contact pour mesurer la DCO et la turbidité dans les canalisations

Évaluer le potentiel de la spectrophotométrie basée sur la réflexion pour la surveillance des eaux usées est l'objectif de cette thèse. Cette méthode exploite le fait que la composition de l'eau influence la manière dont la lumière se réfléchit à sa surface. Bien que la spectrophotométrie soit déjà largement utilisée pour analyser les polluants des eaux usées, notamment par la mesure de l'absorption de la lumière, l'analyse des spectres de réflexion est relativement nouvelle.

Grâce à cette méthode innovante, des paramètres comme la turbidité ou la charge organiques pourront être mesurés dans les canalisations sans entrer en contact avec les eaux usées. À ce jour, cette configuration n'a été testée que dans des laboratoires. Cette configuration est très éloignée des conditions dans les canalisations, où les eaux usées sont en mouvement et ont une composition complexe et variable. Par conséquent, l'objectif principal de cette thèse est de relever les défis associés à la mise en œuvre de ce système dans un environnement beaucoup plus complexe. Une grande partie du projet consiste également à développer un algorithme efficace pour analyse.r les spectres mesurés. Cette thèse est réalisée sous la supervision du Dr Jörg Rieckermann en collaboration avec le projet Co-UDlabs

Duration

4 ans à partir d’août 2021

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Co-UDLabs