Les coliformes fécaux (E. coli) sont probablement les paramètres de qualité de l’eau les plus importants à surveiller dans les plans d’eau destinés aux activités nautiques ou à la pêche (rivières, lacs, parcs aquatiques, eaux de baignade). Cependant, le processus de contrôle de la qualité de l’eau basé sur les méthodes traditionnelles prend généralement 24 à 72 heures.

Des retards, même de l’ordre d’une à deux heures, peuvent suffire pour que des personnes soient soumises à des niveaux de pollution inappropriés et soient contaminées. Face à la popularité croissante des activités nautiques (natation, navigation de plaisance, kayak…), la surveillance en temps réel des ressources en eau devient indispensable.

 

La sonde Proteus au cœur d’un projet environnemental inédit aux Etats-Unis

RS Hydro et Proteus Instruments ont été contactés par « CURRENT », une organisation à but non-lucratif basée à Chicago pour assurer le déploiement de leurs technologies innovantes dans le but de résoudre des problèmes spécifiques liés surveillance de la qualité de l’eau.

Pour répondre à la nécessité de garantir la qualité des eaux autour de la rivière Chicago, « CURRENT » a lancé H2NOW, un projet inédit aux Etats-Unis. Celui-ci a pour but de permettre aux autorités publiques, organismes de réglementation, mais aussi aux entreprises et au grand public, de mieux comprendre la pollution microbienne dans leurs cours d’eau.

Le projet vise non seulement à informer la population sur la qualité de l’eau, mais également à permettre de contrôler les niveaux de pollution afin d’assurer propreté des eaux recevant des activités nautiques.

L’objectif était d’utiliser, la sonde Proteus pour protéger l’environnement et préserver la qualité de l’eau de la rivière Chicago. Celle-ci accueille divers loisirs nautiques ainsi que de nombreux pêcheurs et autres activités commerciales.

Le projet H2NOW est financé par le « Chicago Community Trust », une organisation locale, soutenue par ses membres, notamment le Metropolitan Water Reclamation District de Chicago, le département de la gestion de l’eau de Chicago, des universités et des entreprises partenaires.

 

Pourquoi un système de surveillance en temps réel était-il devenu indispensable ?

Avant 1900, les égouts de la ville rejetaient leurs eaux usées directement dans les rivières, qui se déversaient à leur tour dans le lac Michigan, la principale source d’alimentation en eau de Chicago. L’impressionnant renversement de l’axe principal et de la branche sud (achevée il y a plus de 100 ans pour protéger les sources d’approvisionnement en eau potable de la ville) impliquait que l’eau de la branche nord était mélangée à celle du lac Michigan et pénétrait dans le canal sanitaire et naval de Chicago, récemment achevé. Les flux se dirigeaient ensuite vers le fleuve Mississippi et enfin dans le golfe du Mexique.

Bien que cette prouesse technique ait considérablement amélioré la qualité de l’eau du lac Michigan ainsi que l’alimentation en eau de la ville, beaucoup de personnes se demandaient si la rivière Chicago, fortement industrialisée, était bien adaptée à des activités telles que la pêche ou la baignade.

Auparavant, des échantillons d’eau étaient analysés mensuellement pour mesurer les taux de coliformes fécaux.

Avec l’installation de Proteus, les autorités locales responsables de l’eau disposent de données horaires instantanément. La sonde leur fournit un rapport en temps réel de la qualité de l’eau.

Il suffit à la personne chargée de la surveillance, de se connecter tout simplement à un site internet. Les décisions peuvent alors donc être prises plus rapidement et plus efficacement.

En outre, la fréquence et la précision accrues des mesures de la pollution microbienne permettent de mieux comprendre comment et pourquoi ces voies navigables sont polluées.

Ces informations sont ensuite utilisées pour optimiser la qualité de l’eau en apportant des améliorations aux infrastructures de drainage des eaux usées et des eaux pluviales.

« CURRENT » pense que les informations recueillies permettront de mettre en place de meilleures pratiques et stratégies environnementales et industrielles.

Comment fonctionne ce système de surveillance en temps réel ?

Trois moniteurs multiparamètres Proteus, dotés de systèmes de télémétrie sans fil (reposant sur des micro-panneaux solaires), ont été installés aux points stratégiques des artères principales de la rivière Chicago (embranchement nord, embranchement sud et axe principal du lac Michigan).

Le système de surveillance ne nécessite que très peu de maintenance. Tous les capteurs sont automatiquement nettoyés avant chaque mesure pour une précision et une fiabilité optimales. Hormis les étalonnages de routine (généralement tous les 6 mois), les capteurs autonettoyants ne nécessitent aucun entretien.

Outre la surveillance des coliformes fécaux, Proteus peut héberger toute une série de capteurs capables de mesurer des paramètres tels que la DBO, la DCO, le COT, le COD, ainsi que les paramètres plus traditionnels tels que le pH, le redox, l’oxygène dissous, la conductivité, les algues bleu-vert, chlorophylle et beaucoup d’autres…

Comment le système a-t-il été mis en place ?

Les trois capteurs Proteus installés ont été calibrés en fonction des conditions de qualité de l’eau locales, afin de fournir un flux continu de données. Ces informations sont chargées toutes les heures grâce à la dernière technologie sans fil GPRS.

Deux des systèmes Proteus à faible puissance sont alimentés par des micro-panneaux solaires et permettent une visualisation quotidienne et un téléchargement des données extrêmement rapides. Les systèmes de télémétrie et les capteurs ont été assemblés au Royaume-Uni et expédiés aux États-Unis. Chaque installation n’a nécessité que quelques heures, les puits d’arrêt étant déjà en place.

Les agents de « CURRENT », avec l’aide de bénévoles, ont mesuré plusieurs échantillons d’eau brute de rivière durant plusieurs mois afin de permettre des lectures comparatives. Les informations recueillies ont permis de fournir suffisamment de données pour générer un étalonnage de capteur in situ. À ce jour, cette approche a bien fonctionné et a prouvé que le Proteus peut générer des estimations précises de la pollution fécale.

Le graphique ci-dessous présente les données sur les coliformes fécaux, la turbidité et la profondeur.

Proteus affiche généralement une précision allant de zéro à 3200 UFC / 100 ml. Dans le cadre du projet H2NOW, la sonde de Proteus Instruments a fourni des estimations précises à l’extrémité inférieure (moins de 100 UFC).

Les données de Proteus sont acheminées (à l’aide d’un plug-in API) vers deux plateformes d’analyse et de cartographie de données

Elles sont ensuite complétées par d’autres informations provenant de divers autres sources pertinentes.

Vers un environnement mieux protégé avec Proteus…

L’intelligence artificielle et de l’analyse prédictive des données provenant de Proteus, permettront de mieux comprendre l’impact des divers niveaux de pollution microbienne sur l’environnement et sur l’être humain.

Grâce à sa technologie novatrice, Proteus contribuera à transformer notre façon de penser et de comprendre le fonctionnement de l’environnement, son impact sur les hommes et ce que nous pouvons faire pour l’améliorer.

Le succès de ce projet repose en grande partie sur la réflexion prospective, l’approche pragmatique et coopérative visant à fusionner la dernière technologie innovante avec les organisations pouvant utiliser ces systèmes pour améliorer le monde dans lequel nous vivons.

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