Dynamique des flux de micropolluants et mécanismes de dépollution des rejets pluviaux urbains stricts à travers une technique alternative. Approche multi-échelles par des méthodes expérimentale et numérique.

Stormwaters are identified as a major source of pollution for waterbodies. Particularly, metals andPolycyclic Aromatic Hydrocarbons (PAHs) in stormwater are known as the most toxic compoundsfor the fauna and flora. To limit the impact of these micropollutants on hydrosystems quality,stormwater constructed wetlands (SCW) have been built worldwide. This study aims i) to assessthe efficiency of a 5-years-old SCW that combined a sedimentation pond followed by a vertical flowsand filter in urban area (Strasbourg 67, France), ii) to determine micropollutants storage in waterand soils during dry period, (iii) to investigate the seasonality impacts on SCW performances, (iv)to evaluate copper, lead and zinc sorption behavior on the filter sand and (v) to modelmicropollutants and rain water fluxes from the catchment to the filter output. 3 years of on-sitemonitoring and 13 rain event sampling campaigns have shown that SCW hydraulic and treatmentperformances are constant over the year. Rain water is characterized by high loads of zinc and itsmicropollutants loads depend on the rain event depth. Then, chemical analyses, sequentialextractions and batch experiments performed on the SCW substrate highlight that metals mobilityin the filter is affected by pH and metal concentration. A model based on the Richard’s equationhas been developed and predicts with success the 1-D vertical flow in the filter.Afin de limiter les impacts négatifs des rejets pluviaux urbains stricts (RPUS) sur l’hydraulique et laqualité des milieux naturels, des techniques alternatives sont mises en place. A Strasbourg(France,67), une mare de sédimentation suivie d’un filtre planté de roseaux à écoulement verticalcollecte, stocke et traite les eaux de ruissellement d’un bassin versant résidentiel (2,7ha) depuis 5ans.L’objectif de cette thèse est de (i) déterminer l’efficacité hydraulique et de traitement de la filière, (ii)évaluer les dynamiques de stockage des métaux et des hydrocarbures aromatiques polycycliquesen temps de pluie et en temps sec, (iii) anticiper l’impact des variations climatiques sur l’efficacitéde la filière, (iv) évaluer le comportement de sorption du cuivre, plomb et zinc dans le filtre et (v)modéliser les flux en entrée et en sortie de la filière.Trois années de suivi hydraulique, hydrologique et physico-chimique sur le site et 13 campagnesde prélèvement en temps pluie ont permis de montrer que les efficacités de la filière sontconstantes au cours de l’année. Les RPUS sont caractérisés par de fortes concentrations en zinc,et les concentrations en micropolluants sont dépendantes de l’importance de la pluie. De plus, desexpériences réalisées sur le sable du filtre (analyses chimiques, extractions séquentielles,expériences batch) ont montré que la rétention des métaux dans le filtre dépend du pH et de laconcentration en métaux. Un modèle basé sur l’équation de Richards a été développé et permetde reproduire avec succès les écoulements verticaux 1D dans le filtre