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Recherche et développement


LA PROBLÉMATIQUE

Source : Sylvain Arsenault, Genivar,
30 avril 2009

Plusieurs études sur le lac Saint-Augustin ont démontré que la présence d’une concentration élevée de phosphore dans l’eau est le principal facteur qui favorise la prolifération de floraison d’algues bleu-vert. Avec le temps, le phosphore acheminé au lac par les activités humaines à travers le ruissellement de surface, se dépose au fond, dans les sédiments. Le lac constitue ainsi sa propre réserve de phosphore !

Ce phosphore peut être remis en suspension dans l’eau du lac à partir de cette réserve, lors du mouvement de l’eau, comme par exemple, suite au passage à vitesse excessive d’embarcations à moteur.

Or, trop de phosphore dans l’eau du lac favorise la prolifération des algues bleu-vert, des microorganismes présents naturellement et qui se nourrissent de cet élément nutritif. En situation de surplus de phosphore, les algues se multiplient en grand nombre et peuvent sécréter des toxines dangereuses pour l’être humaine et la faune domestique.

Le phosphore nourrit aussi la végétation aquatique qui s’installe progressivement dans le lac. Les plantes utilisent l’oxygène dissous dans l’eau, au détriment des poissons. Lorsqu'elles meurent, elles se déposent au fond et contribuent à l'accumulation de matière organique. La matière organique est, elle aussi, décomposée par les microorganismes qui utilisent l'oxygène dissous. C’est l’eutrophisation du lac qui se transforme peu à peu, en marais.


Source : Sylvain Arsenault, Genivar, 30 avril 2009

COMMENT SE DÉBARRASSER DU PHOSPHORE DANS LE LAC

Les hypothèses de recherche

Pour se débarrasser du phosphore dans le lac Saint-Augustin, les chercheurs de l’Université Laval ont envisagé un plan d'intervention qui prévoyait dans un premier temps, de coaguler en quelque sorte, le phosphore en suspension dans la colonne d’eau, pour qu'il se dépose dans les sédiments, au fond du lac.

Ensuite, il s’agirait de s’attaquer à ces sédiments gorgés de phosphore, soit en les emprisonnant au fond du lac ou soit en les pompant hors du lac.

L’option du pompage des sédiments s’est rapidement avérée très laborieuse et coûteuse, surtout en raison des coûts reliés à la disposition sécuritaire et environnementale d’une quantité si importante de ces matières lourdement contaminée. L’Université Laval a plutôt choisi de développer la deuxième option.

Les chercheurs ont imaginé que pour emprisonner les sédiments au fond du lac, il faudrait les recouvrir de matériaux inertes et stables qui retiendraient le phosphore tout en laissant passer l’eau.

Cette approche a d’abord été testée en laboratoire afin de sélectionner les meilleurs agents coagulants et les meilleurs matériaux de recouvrement.

Source : Rosa Glavez, Université Laval

Puis, un dispositif expérimental a été installé in situ, c’est-à-dire dans le lac, pour tester sur le terrain, l’efficacité des matériaux sélectionnés.

En 2009, une plateforme expérimentale en forme de croix a fait son apparition sur le lac en début de saison estivale. Cette plateforme se divisait en quatre enclos. Chacun de ces enclos devait emprisonner une colonne d’eau allant de la surface jusqu’au fond du lac.

Trois de ces enclos ont servi à tester les produits nécessaires à la sédimentation du phosphore et au recouvrement des sédiments, alors que le quatrième a été considéré comme un témoin et n’a reçu aucun traitement. Les produits utilisés dans les traitements étaient : l’alun (agent coagulant) et le calcaire (matériau de recouvrement).

Ce projet pilote a été financé par les gouvernements fédéral (dont le CRSNG) et provincial (dont le MDDEP) ainsi que par les villes de Québec et de Saint-Augustin-de-Desmaures. L’Université Laval était responsable de la réalisation technique du projet, sous la direction de la professeure-chercheure, Mme Rosa Galvez.

  Source : Google Images

UNE PARTIE DE LA SOLUTION : L’ALUN

L’alun est déjà couramment utilisé en traitement de l’eau car il s’agglutine facilement aux particules en suspension dans l’eau (comme le phosphore), pour former des amas qui se déposent au fond. Des essais préalables en laboratoire ont permis de déterminer la dose exacte d’alun à utiliser sur le terrain. D’autres essais visent à vérifier l’impact de cette dose d’alun sur le milieu écologique. 

LE CALCAIRE, UNE BARRIÈRE EFFICACE ! 

Une fois le phosphore précipité au fond du lac, le calcaire serait ajouté pour recouvrir les sédiments et éviter que le phosphore ne soit remis en suspension par les mouvements de l’eau. Les tests en laboratoire ont confirmé la pertinence de cette approche. Le calcaire est un matériau adsorbant, c’est-à-dire qu’il fixe les particules comme celles du phosphore à sa surface. La couche de calcaire est donc imperméable au phosphore mais elle laisse passer l’eau. Du sable pourrait être ajouté par-dessus la couche de calcaire pour une stabilité encore meilleure.

LES RÉSULTATS ?

1 : Ajout d’alun seulement
2 : Témoin (sans traitement)
3 : Ajout d’alun et de calcaire
4 : Ajout de calcaire seulement

Source : Rosa Galvez, Université Laval

Après seulement quelques semaines depuis la mise en place des différents traitements, des résultats encourageants s’observent. Les traitements d’alun/calcaire (3) et de calcaire utilisé seul (4) semblent les plus prometteurs, si l’on en juge par les observations rapportées. L’eau de ces deux enclos a perdu la couleur verte du départ et elle affiche maintenant une couleur bleu-noir foncée.

L’eau y est aussi plus claire, transparente et moins brouillée : on peut donc voir plus profondément dans la colonne d’eau. La couleur verte de l’eau dans tous les enclos au départ des essais, et qui est demeurée dans les enclos avec alun seulement (1) et dans celui du témoin (2), est une conséquence du confinement de l’eau dans un petit espace comme celui d’un enclos. L’eau s’y retrouve à l’abri du mouvement et elle se réchauffe plus rapidement que dans le lac.  

Ces résultats préliminaires laissent entrevoir une avenue possible (techniquement) de restauration du lac Saint-Augustin à grande échelle.

Présentation des résultats par Mme Rosa Galvez à l'AGA su 5 mai 2010

Voir aussi : Lac Saint-Augustin: le projet pilote de restauration se révèle efficace
(Le Soleil, 15 août 2009)
  


LA RESTAURATION ET LA PRÉVENTION !

Tous les efforts investis dans les travaux menant à la restauration du lac Saint-Augustin  NE RÉUSSIRONT QUE S'ILS sont accompagnés d’efforts importants de PRÉVENTION de la part de tous et chacun. Évitons que le phosphore provenant de sources extérieures comme les engrais, les déjections animales ou humaines et les rognures de gazon, ne retourne au lac.

Ensemble, brisons ce cercle vicieux !