Les bassins versants du territoire comptent de nombreuses sources d’approvisionnement en eau potable. Pour subvenir aux besoins des habitants, il existe plusieurs points de prélèvement d’eau, aussi bien en surface que souterrains. Le lac et la rivière Saint-Charles représentent la source d’eau potable la plus importante pour la Ville de Québec.
Le fleuve Saint-Laurent ainsi que la rivière Montmorency représentent d’autres sources d’approvisionnement, mais cette dernière est située à l’extérieur du territoire. Les eaux souterraines sont exploitées, notamment par des puits tubulaires, individuels ou municipaux, appelés par défaut «puits artésiens». D’autres prélèvements à des fins commerciales, industrielles et récréatives ont également lieu sur le territoire.
Parmi l’ensemble des municipalités qui touchent le territoire, on dénombre plusieurs réseaux d’alimentation en eau potable, présentés au tableau 5.14.1.1. À noter que les réseaux de la Ville de Québec sont toutefois maintenant reliés entre eux, et que certains des réseaux présentés couvrent parfois des portions des bassins versants des rivières Jacques-Cartier et Montmorency.
Tableau 5.14.1.1. : Principaux réseaux municipaux de distribution d’eau potable touchant les municipalités du territoire couvert par l’OBV de la Capitale.
On dénombre également sur le territoire quatre stations municipales de production d’eau potable approvisionnées en eau de surface. Toutes situées dans la Ville de Québec, elles couvrent près de la totalité des besoins en eau potable de la Ville, en plus d’approvisionner d’autres municipalités.
Tableau 5.14.1.2: Stations municipales de production d’eau potable approvisionnées en eau de surface sur le territoire couvert par l’OBV de la Capitale.
Tableau 5.14.1.3 : Stations municipales de production d’eau potable approvisionnées en eau souterraine sur le territoire couvert par l’OBV de la Capitale.
Types de procédés de traitement
• Procédé de filtration
Application d’un traitement de filtration, qu’elle soit conventionnelle, membranaire, lente ou autre.
• Procédé de chloration
Application de chlore dans le cadre du procédé de traitement (chlore gazeux ou hypochlorites). Il est à noter que ce procédé peut être appliqué de façon permanente ou occasionnelle.
• Procédé d’ozonation
Application d’ozone dans le cadre du procédé de traitement. Il est à noter que si ce procédé est appliqué, il peut l’être de façon permanente ou occasionnelle seulement.
• Application de charbon actif
Application de charbon actif dans le cadre du procédé de traitement (charbon actif en poudre ou en grains). Il est à noter que si ce procédé est appliqué, il peut l’être de façon permanente ou occasionnelle seulement.
• Procédé aux ultraviolets
Application d’un traitement aux ultraviolets pour la désinfection. Il est à noter que ce procédé peut être appliqué de façon permanente ou occasionnelle.
• Enlèvement du fer ou du manganèse
Application d’un traitement incluant généralement une filtration visant à réduire la teneur en fer ou en manganèse de l’eau distribuée.
• Procédé d’adoucissement
Application d’un traitement incluant généralement l’utilisation d’une résine afin de rétablir la charge ionique de l’eau distribuée de manière à en réduire la dureté. Il est à noter que ce procédé peut être appliqué de façon permanente ou occasionnelle.
• Fluoration
La fluoration de l’eau est un procédé qui permet l’addition d’ions fluorure (fluor) dans l’eau pour réduire le risque de carie dentaire. Ce type d’intervention est controversé dans la communauté scientifique, certains y voyant des avantages, d’autres des risques à la santé. L’eau de la Ville de Québec n’est plus fluorée depuis avril 2008.
• Aucun traitement
En eau souterraine, il est possible de distribuer de l’eau qui ne fait l’objet d’aucun traitement.
La prise d’eau de la rivière Saint-Charles est un équipement opéré par la Ville de Québec qui alimente en eau brute l’usine de traitement de l’eau de Québec (UTE Québec) qui fournit 53% des 100 millions de mètres cubes d’eau traitée par la Ville de Québec. La prise d’eau se situe à 11 km en aval du lac Saint-Charles à la hauteur du Château d’eau et son bassin versant fait environ 348 km2. La prise d’eau est alimentée à l’amont par l’exutoire du lac Saint-Charles ainsi que par les rivières Jaune et Nelson. Le lac Saint-Charles possède une superficie de 3,6 km2, contient environ 9 milliards de litres d’eau et alimente la Ville de Québec en eau brute depuis 1834. La consommation journalière moyenne est de plus ou moins 160 000 m3. Au cours des périodes d’étiage, concentrées autour des mois de février et de juillet, l’eau puisée dans la rivière représente parfois 98% de son débit, ce qui est très en deçà du seuil de viabilité de toute rivière (Roche, 2010).
À l’aval du barrage, un débit réservé écologique, calculé selon l’approche hydrobiologique Instream Flow Incremental Methodology (IFIM), doit être maintenu (Roche, 2010).
Tableau 5.14.1.4 : Débits réservés prévus à l’aval du barrage dans la rivière Saint-Charles (Roche, 2010)
En 2002, la Ville de Québec a obtenu l’autorisation d’aménager une conduite d’alimentation temporaire dans la rivière Jacques-Cartier pour répondre à des besoins d’urgence. Ainsi, lorsque le lac Saint-Charles ne suffit plus à la demande en eau potable des citoyens de Québec, et que toutes les mesures nécessaires à la réduction de la consommation en eau potable ont été mises en place, de l’eau est pompée de la rivière Jacques-Cartier vers la rivière Nelson pour assurer l’alimentation en eau potable de la Ville.
À l’été 2010, il y eut à nouveau des prélèvements d’eau par la Ville de Québec dans la Jacques-Cartier. En raison des faibles quantités de neige tombées durant l’hiver et des conditions climatiques exceptionnelles de la saison estivale, la Ville de Québec a fait appel à ses installations de pompage à Saint-Gabriel-de-Valcartier afin d’alimenter la rivière Saint-Charles, via la rivière Jacques-Cartier. Il y eut alors trois séquences de pompage dont les débits variaient entre 0,04 m3/s et 0,5 m3/s (CBJC, 2011).
Le secteur de Sainte-Foy s’approvisionne au fleuve Saint-Laurent et la prise d’eau actuelle a été installée en 1963. La production de l’usine de Sainte-Foy en 2000 a été de 52 136 m3/jour (Villeneuve et al., 2002). Cette usine dessert aussi le secteur de Cap-Rouge et la municipalité de Saint-Augustin-de-Desmaures. Depuis l’interconnexion des réseau, elle peut toutefois permettre de soulager la pression sur le lac et la rivière Saint-Charles.
L’Aqueduc régional a été construit afin d’alimenter les villes de Beauport et Charlesbourg via le lac des Roches et la rivière des Sept Ponts depuis la rivière Montmorency. En outre, l’usine de traitement de l’eau potable de Beauport n’est pas une usine conventionnelle. Elle consiste en un ensemble de galeries d’infiltration alimentées par la rivière Montmorency et les eaux souterraines. La capacité de l’usine est de 37 000 m3/j (Villeneuve et al., 2002).
Des prélèvements d’eaux souterraines et de surface sont effectués un peu partout sur le territoire pour l’approvisionnement des commerces, des parcs de récréation, des campings, des clubs de golf, des stations de ski et d’institutions.
Selon les informations fournies par la Ville de Québec, la capacité actuelle de production d’eau potable permet de satisfaire la demande de pointe jusqu’en 2021. Toutefois, l’analyse des données permet de constater qu’en 2011, la consommation maximale journalière dépassait la capacité de production. Une réduction de la consommation d’eau de l’ordre de 20% sur la demande de pointe permettrait de maintenir la demande future en eau potable à un niveau inférieur à la capacité de production.
La Ville de Québec mise énormément sur la sensibilisation de la population pour réduire la consommation d’eau potable. Ainsi, elle participe depuis plus de 20 ans à un programme d’économie d’eau potable mis en oeuvre par Réseau Environnement. Ce programme, qui vise avant tout le secteur résidentiel, incite les gens à consommer de façon responsable et à éviter le gaspillage.
En 2006, la Ville de Québec a mis en place un programme de détection de fuites dans le réseau d’aqueduc. En outre, elle a procédé à un rajeunissement des systèmes de réfrigération, de climatisation et d’arrosage de façon à diminuer la consommation d’eau. Elle met également en oeuvre divers processus de récupération de l’eau non potable pour des usages municipaux, notamment le nettoyage des rues. À cet égard, l’eau du puits Modène, situé à Val-Bélair et fermé en 2009 en raison de la présence de TCE, est utilisée pour remplir les camions citernes.
Enfin, lancée en 2010, la Stratégie de conservation de l’eau potable de la Ville de Québec vise à ce que l’ensemble de la collectivité devienne «aqua-responsable» à l’égard de la consommation de l’eau, de la protection des sources d’approvisionnement et du traitement des eaux usées. La stratégie peut être consultée ici.
En 2014, le MAMOT a publié son deuxième guide d’élaboration d’un plan d’intervention pour le renouvellement des conduites d’eau potable et d’égouts (MAMOT, 2010). Le plan d’intervention peut être consulté ici.
Les propriétés physiques de l’eau, entre autres le fait qu’elle soit un très bon solvant, expliquent son utilisation quotidienne à des fins sanitaires, de nettoyage, industrielles, etc. La mauvaise utilisation de l’eau dans nos activités quotidiennes a un impact sur l’environnement et, par conséquent, sur la santé humaine. Ce fait nous incite à insister sur l’importance des plans et dispositifs de gestion permettant d’éviter les rejets d’eaux souillées dans la nature sans traitement adéquat.
La capacité des conduites unitaires d’égouts s’avère limitée face à des débits d’eau relativement élevés. En effet, dans certains secteurs de Québec, il suffisait (avant l’aménagement des bassins de rétention) de 4 mm de pluie pour qu’il y ait des débordements dans la rivière. Ceci s’explique par le fait que l’eau de pluie gagne les conduites unitaires d’égouts, se rajoutant aux eaux usées y circulant déjà. L’excédent d’eau s’échappait alors par les émissaires d’égouts localisés au bord des cours d’eau. Ces débordements ont atteint, par le passé, une moyenne de 50 occurrences par été, avec des déversements moyens de 100 000 m3 d’eaux usées lors de chaque débordement (Brodeur et al., 2009).
En 2006, on dénombrait 204 ouvrages de surverse sur le territoire de la Ville de Québec et sur ceux des villes de l’Ancienne-Lorette et de Saint-Augustin-de-Desmaures (Ville de Québec, 2006).
Tableau 5.14.2.1.1 : Répartition des ouvrages de surverse sur les bassins versants du territoire. Les superficies sont en km2 (Ville de Québec, 2006)
Les bassins de rétention, appelés aussi bassins d’orages, sont des réservoirs souterrains en béton conçus pour retenir les débordements d’eaux usées à la suite de fortes précipitations. Ces ouvrages font office de zone tampon entre les conduites unitaires d’égouts et les cours d’eau (Brodeur et al., 2009).
Par temps de pluie, les excédents d’eau générés, additionnés aux eaux usées domestiques, sont désormais déversés dans les bassins de rétention. Les eaux y séjournent pendant un certain temps avant d’être refoulées dans les conduites unitaires d’égouts et acheminées vers les usines d’épuration. Ce processus permet de compenser la capacité limitée des conduites unitaires d’égouts et, par conséquent, de réduire les débordements. Lors d’une seule précipitation, les bassins de rétention sont capables de stocker près de 100 000 m3 d’eaux usées et d’eau de pluie, soit de 90% à 95% des eaux de débordement. Ils accordent ainsi aux usines le temps nécessaire pour l’épuration de plus grandes quantités d’eaux usées tout en préservant la qualité de l’eau dans la rivière (Brodeur et al., 2009).
Compte tenu que la Ville de Québec souhaitait sécuriser et rendre possible certaines activités aquatiques dans divers secteurs, un projet de contrôle des débordements s’est mis en branle. La conception des nouveaux ouvrages pour le contrôle des débordements des réseaux unitaires a été fait de façon à respecter la limite de 4 débordements, pour la période comprise entre le 15 mai et le 15 septembre, et ce pour un horizon moyen de 10 ans. Les 3 phases du projet auront entraîné la construction de 27 ouvrages de rétention ou de contrôle et la modification ou la désaffectation de 33 ouvrages de surverse existants (Ville de Québec, 2006).
La construction de bassins de rétention était un grand projet qui s’étalait sur huit ans et dont le coût total était estimé à 198,4 millions de dollars. Les travaux ont débuté en 2001 selon plusieurs phases de construction.
• Les bassins de rétention de la phase I : 7 ouvrages d’une capacité de stockage totale de 40 300 m3 pour un coût de 42,5 millions de dollars. Les réservoirs la Suète et Jones retiennent les débordements qui avaient lieu dans le fleuve Saint-Laurent à la hauteur de la plage Jacques-Cartier, alors que les réservoirs Talus, Myrand, Saint-Sacrement, Nord-Ouest et Laurentien retiennent, quant à eux, les débordements qui touchaient la rivière Saint-Charles.
• Les travaux de la phase II et de la phase III : le coût total est estimé à 77,5 millions de dollars. 7 nouveaux bassins de rétention retiennent les débordements dans la rivière Saint-Charles. Ce sont des réservoirs d’une capacité de stockage totale de 81 000 m3, agglomérés dans la zone des méandres de la basse Saint-Charles (Brodeur et al., 2009).
Les conduites pluviales sont nombreuses et réparties sur la presque totalité du réseau hydrique naturel du territoire. On compte plus de cent conduites pluviales se déversant dans la rivière Saint-Charles, 72 dans la rivière du Berger, plus de 60 dans la rivière Lorette, 26 dans la rivière jaune et 23 dans la rivière Nelson, en plus des conduites pluviales qui se déversent dans les tributaires de ces rivières. D’autres conduites pluviales terminent également leur parcours dans ces mêmes rivières, mais leurs exutoires n’ont pas pu être identifiés (Ville de Québec, 2005b). Dans le bassin versant de la rivière du Cap Rouge on en compte 99, alors que dans celui de la rivière Beauport on en dénombre 125 (Baker, 2012). Le nombre élevé de conduites pluviales représente une charge considérable pour le réseau hydrique naturel du bassin. Elles peuvent être à l’origine de problèmes d’érosion ou de contamination par les hydrocarbures, les métaux lourds et les sels de déglaçage en provenance du trafic routier (Brodeur et al., 2009).
Sur le territoire de la Ville de Québec et de L’Ancienne-Lorette, bon nombre de conduites pluviales présentent des exutoires détériorés, par endroits de façon majeure. La détérioration des conduites est souvent causée par un mauvais aménagement de l’exutoire: le rejet pluvial érode la berge et cette érosion entraîne à son tour la détérioration ou l’effondrement de la conduite à certains endroits (Brodeur et al., 2009).
Les eaux usées d’origine domestique sont essentiellement chargées de polluants organiques. Les salles de bain et les cuisines rejettent des eaux contenant des détergents, des graisses, des solvants et des débris organiques. Les eaux usées des toilettes sont chargées de matières organiques (azote et phosphore) ainsi que de germes fécaux. L’humain héberge plusieurs populations de bactéries symbiotiques dans son intestin qui se trouvent aussi dans ses excréments. La bactérie Escherichia coli (E. Coli) en fait partie et elle en est d’ailleurs l’espèce dominante, d’où son rôle d’indicateur quant à la présence de coliformes fécaux. Cette bactérie, bien que considérée inoffensive, est capable de se développer dans des conditions extrêmes et certaines souches peuvent devenir aussi pathogènes que les autres germes fécaux, provoquant diarrhées, gastroentérites, infections du tractus urinaire, méningites, septicémies, etc.
Pour une bonne gestion de l’eau, il est essentiel de traiter les eaux usées domestiques avant qu’elles ne retournent à la nature. Dans la ville de Québec, à l’exception des résidences isolées qui sont équipées de fosses septiques pour la gestion de leurs eaux usées, toutes les autres résidences sont raccordées au réseau d’égouts dont les canalisations conduisent aux usines d’épuration d’eaux usées. Les anciens quartiers de la ville sont raccordés à un vieux réseau qui canalise à la fois les eaux usées domestiques et les eaux de pluies. Par temps sec, les eaux usées parviennent aux stations d’épuration sans problème majeur.
Les nouvelles résidences sont désormais raccordées à deux réseaux de rejets distincts: le réseau d’égouts canalisant les eaux usées vers les usines d’épuration et le réseau pluvial qui achemine l’eau des précipitations vers le réseau hydrique naturel. Cependant, à la suite d’erreurs humaines lors de la construction de certaines résidences, un mauvais branchement ou un branchement inversé peut avoir eu lieu. Les eaux usées domestiques se retrouvent dans ce cas dans le réseau pluvial même par temps sec et elles se déversent dans le réseau hydrique pour le contaminer.
Depuis 2006, la Ville de Québec est intervenue de façon importante pour éliminer les branchements inversés. Ces interventions représentaient en effet une priorité pour la Ville de Québec et sont d’ailleurs évoquées dans le plan directeur d’aménagement et de développement (PDAD).
Une étude du Conseil de bassin de la rivière Saint-Charles, réalisée en 2009, localisait également un bon nombre de conduites pluviales (22) présentant des taux élevés de coliformes fécaux sur le territoire de L’Ancienne-Lorette, laissant entrevoir des problèmes de branchements croisés à plusieurs endroits. En mars 2010, le maire de L’Ancienne-Lorette a indiqué à Radio-Canada vouloir corriger le problème dans un délai de 5 ans (Radio-Canada, 2010).
Jusqu’au début des années 1970, les eaux usées étaient généralement rejetées dans le milieu naturel sans aucun traitement. En 1970, le Bureau d’assainissement des eaux usées de Québec a lancé un programme visant l’épuration de la rivière Saint-Charles ainsi que l’aménagement d’un réseau d’égouts séparatif (conduites pluviales et conduites sanitaires). Cependant, ce n’est qu’en 1988 que la Communauté urbaine de Québec (CUQ) a voté pour la construction de deux stations d’épuration, les stations Est et Ouest, qui ont été mises en opération en 1992. Les deux stations desservent un territoire de 625 km2 et une population d’environ 507 000 habitants (incluant les eaux usées de la municipalité de Lac-Beauport) (MDDEP, 2011).
La station Est est la plus grande des deux stations d’épuration de la Ville de Québec, et a un débit moyen de 231 000 m3/j (MDDEP, 2011). La station Ouest, située à l’angle du boulevard Charest-Ouest et de l’autoroute Henri IV, a les mêmes caractéristiques que la station Est, mais avec débit moyen de 185 000 m3/j (MDDEP, 2011). Les eaux usées sont acheminées vers ces deux stations d’épuration, généralement par gravité et en partie par pompage, grâce à des aménagements (stations de pompage) spécialement conçus.
Les deux stations d’épuration assainissent plus de 400 millions de litres d’eau par jour selon deux procédés de traitement, primaire (filtration et décantation) et secondaire (biofiltration) (Van Collie et al., 2004a). Un traitement tertiaire (désinfection par UV) s’y rajoute seulement pendant la période estivale, soit de juin à septembre (Van Collie et al., 2004a). En 2010, l’affluent de la station Est était caractérisé par un débit moyen de 202 948,6 m3/j, une DBO5 moyenne de 35 513,8 kg/j, une quantité moyenne de 50 598,4 kg de MES /j et une charge de P moyenne de 881,3 kg/j (MAMROT, 2011). En 2010, l’affluent de la station Ouest était caractérisé par un débit moyen de 169 365,7 m3/j , une DBO5 moyenne de 22 190,2 kg/j, une quantité moyenne de 37 194,9kg de MES /j et une charge de P moyenne de de 646,52 kg/j (MAMROT, 2011).
Tableau 5.14.3.1 : Capacité de traitement des eaux usées des stations Est et Ouest (Lajoie, 2005)
| Station Est | Station Ouest | |
|---|---|---|
| Capacité moyenne de conception par temps sec (m3/h) | 9 625 | 6 542 |
| Capacité moyenne de conception par temps de pluie (m3/h) | 15 625 | 13 125 |
Dans chaque station, il y a quatre dégrilleurs qui permettent d’intercepter les matières solides grossières (papier, gravier, etc.). Les déchets extraits sont conduits à l’incinérateur de la ville de Québec (Ville de Québec, 2003).
Des dessableurs aérés permettent de séparer les matières grasses, qui flottent avec les bulles d’air injectées, des sables qui se précipitent au fond du bassin. À la fin de cette étape, les sables sont envoyés dans un site d’enfouissement alors que les matières flottantes, à haut rendement thermique, sont brûlées à l’incinérateur (Ville de Québec, 2003).
Les décanteurs à plaques lamellaires éliminent 60 % des matières en suspension (MES) ainsi que les excédents d’huile, de graisse et d’écume. Les boues déposées au fond des bassins de décantation sont appelées boues primaires et elles sont pompées vers des épaississeurs à la fin de cette étape (Ville de Québec, 2003).
Ce procédé est particulier aux stations de type biofiltre. Les eaux usées, récupérées après l’étape de décantation, sont relevées de 7,5 m grâce à un système de vis d’Archimède et se déversent ensuite, par gravité, à travers des bassins (biofiltres) contenant de la biolite. Cette dernière est un minéral naturel qui permet l’hébergement d’importantes populations de microorganismes qui éliminent la pollution organique sans avoir recours aux produits chimiques (Ville de Québec, 2003).
Des lavages à contre-courant ainsi que des minilavages des biofiltres sont fréquemment nécessaires afin d’en extraire les matières solides qui seront ensuite dirigées vers des décanteurs. Ces boues secondaires seront à leur tour acheminées vers des épaississeurs au terme de cette étape (Ville de Québec, 2003).
Cette étape est utilisée pour rendre la pratique des sports aquatiques plus sécuritaire, d’où son utilisation limitée de juin à septembre. Lors de cette étape, l’eau traitée est biofiltrée à travers des canaux de désinfection contenant des lampes à rayons ultraviolets (5 canaux et 8 480 lampes pour les deux stations). La désinfection par UV permet d’éliminer 99,5% des coliformes fécaux. L’eau traitée (au terme de cette dernière étape ou de la biofiltration, dépendamment de la saison) est rejetée dans le fleuve Saint-Laurent (Ville de Québec, 2003).
Pour chaque station, l’eau est acheminée par une conduite sous-fluviale et sa dispersion dans le fleuve se fait grâce à un diffuseur. À la sortie de la station Est, les eaux traitées de la papetière Stadacona (clarificateur primaire, épurateur secondaire biologique de type UNOX et clarificateur secondaire) rejoignent celles de la station d’épuration avant d’être évacuées dans le fleuve (Van Coillie et al., 2004a).
Le traitement des eaux usées permet de diminuer considérablement la charge de polluants. Ainsi, la demande chimique en oxygène (DCO), la demande biochimique en oxygène sur 5 jours (DBO5), les matières en suspension (MES), les matières volatiles en suspension (MVES), les orthophosphates (O-PO4), le phosphore total (Ptotal), l’ammoniaque (NH3) et l’ammonium (NH4), les nitrites (NO2) et les nitrates (NO3), l’azote total Kjeldahl (NTK), les matières totales (MT) et les matières volatiles totales (MVT) sont pris en considération pour produire une eau traitée de bonne qualité pouvant être réinjectée dans le fleuve Saint-Laurent. L’échantillonnage pour analyse de DCO, de DBO5, de MES et de MVES est quotidien, alors que celui des autres paramètres se fait sur une base hebdomadaire.
Tableau 5.14.4.4.1: Exigences annuelles de rejets établies par le ministère du Développement durable, de l’Environnement, de la Faune et des Parcs (Van Collie et al., 2004a)
| Stations Est et Ouest | |
|---|---|
| MES - exigence annuelle (mg/l) | 20 |
| DBO5 - exigence annuelle (mg/l) | 25 |
| CF - exigence saisonnière (UFC/100 ml) | 20 000 |
Pendant la saison estivale, l’échantillonnage pour analyse de coliformes fécaux (CF) est pratiqué une fois en amont de la désinfection et trois fois en aval.
Le rejet d’eau traitée dans le fleuve ne pose pas de problème de pollution thermique. En effet, il existe un système de récupération d’énergie et la température de l’eau rejetée ne dépasse pas 8 °C en hiver et 22 °C en été (Lajoie, 2005).
En 2010, l’effluent de la station Est était caractérisé par un débit moyen de 197 521,8 m3/j, une DBO5 moyenne de 21,3 mg/l et 4 200,8 kg/j avec un respect de la norme en vigueur de 87,8% (MAMROT, 2011). La concentration moyenne de MES était de 18,1 mg/l, pour une charge moyenne de 3 577,7kg/j (92,7% de respect de la norme) (MAMROT, 2011). Les concentrations en coliformes fécaux observés étaient en moyenne de 4 802 UFC/100ml (MAMROT, 2011).
En 2010, l’effluent de la station Ouest était caractérisé par un débit moyen de 166 737,9 m3/j, une DBO5 moyenne de 18,5 mg/l et 3 084,2 kg/j avec un respect de la norme en vigueur de 85,9% (MAMROT, 2011). La concentration moyenne de MES était de 18,2 mg/l, pour une charge moyenne de 3 034,7 kg/j (91,7% de respect de la norme) (MAMROT, 2011). Les concentrations en coliformes fécaux observés étaient en moyenne de 1750 UFC/100ml (MAMROT, 2011).
Les stations de traitement des eaux usées de Stoneham et de Lac-Delage sont du type «étang aéré». Il s’agit d’une technique d’épuration qui s’insère dans un procédé appelé lagunage et qui se caractérise, notamment, par sa grande simplicité et son grand pouvoir tampon face aux variations de charges organiques ou hydrauliques (Bernier, 2001). La technique d’épuration par étang aéré est très répandue au Québec et adoptée en particulier par les petites et moyennes municipalités pour le traitement d’eaux usées domestiques (Bernier, 2001).
Un étang aéré est un bassin de terre artificiel qui sert à traiter les eaux usées au moyen de procédés naturels, utilisant notamment les microorganismes et la lumière et permettant de ramener les matières organiques à des niveaux acceptables (Service correctionnel Canada, 2003). La conception des étangs aérés obéit à des critères comme le temps de rétention, l’aération, la géométrie de l’infrastructure et l’étanchéité des bassins. Contrairement aux usines de traitement mécanisées comme celles de la ville de Québec, les étangs aérés n’ont généralement pas besoin d’un équipement particulier pour assurer la désinfection des eaux usées. Le temps de rétention des eaux usées dans les étangs et l’exposition aux rayons ultraviolets du soleil assurent un abaissement très significatif des concentrations en coliformes fécaux (Bernier, 2001).
Cette station a été mise en opération en décembre 1991 (MDDEP, 2011a). Il s’agit d’une station à trois bassins étanches, creusés à même le sol et ayant une profondeur moyenne de 3,5 m ainsi qu’un système d’aération mécanique de surface. Elle a été conçue pour desservir une population de 987 habitants (à peu près 400 habitants présentement desservis) et pour traiter un débit journalier de 724 m3 ainsi qu’une DBO5 de 59 kg/j. La station de Lac-Delage ne pratique pas de désinfection ni de filtration et n’est pas non plus équipée d’un système de chloration de l’effluent. Un système de déphosphatation a été ajouté dans le cadre de la modernisation des équipements de la municipalité et du programme d’assainissement des eaux (PAEQ). Le vieil équipement de la station de Lac-Delage ne répondait plus aux nouvelles normes environnementales et aux exigences du milieu récepteur (l’exutoire du lac Delage se jette dans le lac Saint-Charles) (MDDEP, 2011a). En 2010, la station d’épuration avait un débit moyen de 370,3 m3/j et un affluent caractérisé par une DBO5 moyenne de 29,6 kg/j, contenant une moyenne de 30,4 kg de MES et 0,85 kg de phosphore par jour (MAMROT, 2011). L’usine rejetait un effluent avec une DBO5 moyenne de 2,1 kg /j, contenant une moyenne de 3,1 kg de MES et 0,08 kg de phosphore par jour (MAMROT, 2011).
Ayant le même principe de fonctionnement que la station précédente, la station de Stoneham a été mise en opération en juillet 1990, soit un peu plus d’un an avant celle de Lac-Delage. Elle a été conçue pour desservir une plus large population (3 780 habitants) et pour traiter un débit moyen de 1 388 m3 ainsi qu’une DBO5 moyenne de 224 kg/j. Tout comme la station de Lac-Delage, la station de Stoneham comprend trois bassins étanches d’une profondeur moyenne de 4,0 m. On y pratique l’aération mécanique et la déphosphatation, mais pas la désinfection ni la filtration (MDDEP, 2011a). Le milieu récepteur est la rivière des Hurons, dans laquelle se déverse l’émissaire de la station d’épuration. En 2010, la station d’épuration avait un débit moyen de 612,5 m3/j et un affluent caractérisé par une DBO5 moyenne de 128,3 kg/j, contenant une moyenne de 125,8 kg de MES et 3,15 kg de phosphore par jour (MAMROT, 2011). L’usine rejetait un effluent avec une DBO5 moyenne de 4 kg/j, contenant une moyenne de 4 kg de MES et 0,18 kg de phosphore par jour (MAMROT, 2011).
La station de Lac-Delage a une exigence de rejet en coliformes fécaux pour la période estivale de 5 000 UCF/100 ml et celle de Stoneham, de 1 000 UCF/100ml. Les eaux traitées par ces deux stations respectent sans problème leurs exigences respectives à cet égard (APEL, 2011). Les deux usines respectent la norme actuellement en vigueur pour les rejets de phosphore total de 1 mg/l établi par le permis d’avis de conformité émis par le MAMROT (APEL, 2011; MDDEP, 2011b; MAMROT, 2011). Les rejets en phosphore total sont demeurés inférieurs à 400 µg/L pour la station d’épuration de Stoneham et inférieurs à 600µg/l pour la station d’épuration de Lac-Delage lors de la campagne d’échantillonnage annuelle 2010 du haut bassin de la rivière Saint-Charles complétée par l’APEL (2011). Selon ces données, les deux usines s’approchent du respect de la recommandation du MDDEFP visant à réduire les rejets de phosphore total à une concentration inférieure à 300 μg/l (APEL, 2011; MDDEP, 2011c). Mentionnons que selon les suivis effectués par les municipalités, les rejets en phosphore étaient en moyenne 0,29 mg/l (290 µg/l) à la station d’épuration de Stoneham et 0,22 mg/l (220 µg/l) à la station de Lac-Delage démontrant un respect de la recommandation du MDDEFP en moyenne (MAMROT, 2011).
L’assainissement des eaux usées consiste à traiter les eaux en vue de les retourner à l’environnement sans danger pour la santé publique et l’environnement. L’assainissement est qualifié d’autonome lorsqu’il vise des bâtiments qui ne sont pas desservis par des équipements communautaires pour la collecte et le traitement. L’assainissement autonome se fait au moyen d’ouvrages individuels situés à l’intérieur des limites de chaque lot et la responsabilité en matière de construction, d’utilisation et d’entretien relève du propriétaire. En général, les bâtiments sont des habitations ou d’autres bâtiments qui rejettent exclusivement des eaux usées domestiques. Par opposition, l’assainissement collectif désigne celui où les bâtiments sont reliés à des réseaux de collecte raccordés à des systèmes de traitement centralisés. En général, la construction, l’utilisation, l’entretien et le suivi relèvent des administrations publiques (MDDEP, 2009).
Typiquement, un dispositif de traitement et d’évacuation des eaux usées qui dessert une résidence isolée se compose d’une fosse septique (système de traitement primaire) et d’un élément épurateur. La fosse septique sert à clarifier les eaux usées par la décantation des matières en suspension et la rétention des matières flottantes pour éviter de colmater les dispositifs de traitement. L’élément épurateur permet, grâce à l’action bactérienne, la biodégradation de la matière organique qui n’est pas retenue par la fosse septique. Il détruit d’une manière significative les microorganismes qui peuvent engendrer des maladies. Pour garantir un traitement efficace, le terrain récepteur de l’élément épurateur doit être suffisamment perméable et être aéré (MDDEP, 2009).
Depuis le 12 août 1981, les municipalités sont responsables d’exécuter et de faire exécuter le Règlement sur l’évacuation et le traitement des eaux usées des résidences isolées (Q-2, r.8). À cet effet, les municipalités doivent statuer sur les demandes de permis soumises et délivrer le permis requis en vertu de l’article 4 du Règlement lorsqu’un projet prévoit un dispositif de traitement et d’évacuation des eaux usées conforme au Règlement. Une municipalité ne peut donc délivrer le permis de construction si le dispositif prévu n’est pas conforme au Q-2, r.8. Les municipalités doivent également prendre les moyens qui s’imposent pour faire cesser les nuisances ou les causes d’insalubrité conformément à l’article 3 du Règlement et à la Loi sur les compétences municipales (MDDEP, 2009).
La municipalité régionale de comté (MRC) délivre le permis requis en vertu de l’article 4 du Q-2, r.8 dans les territoires qui ne sont pas érigés en municipalités locales. Depuis le 31 décembre 2004, l’article 4.1 du Règlement vient préciser le contenu minimal d’une demande de permis. Parmi les renseignements et documents nécessaires à l’obtention d’un permis, le demandeur doit maintenant fournir une étude de caractérisation du site et du terrain naturel réalisée par une personne qui est membre d’un ordre professionnel compétent en la matière, ainsi qu’un plan de localisation à l’échelle (MDDEP, 2009).
Le Règlement sur l’évacuation et le traitement des eaux usées des résidences isolées vise l’évacuation et le traitement des eaux usées des résidences de 6 chambres à coucher ou moins – et des bâtiments qui produisent un débit total quotidien d’eaux usées d’origine domestique d’au plus 3 240 litres. Ces résidences et autres bâtiments ne doivent pas être raccordés à des réseaux d’égout municipaux ni à des ouvrages d’assainissement collectifs (MDDEP, 2002).
Le Règlement a pour objectif d’interdire le rejet dans l’environnement d’eaux de cabinets d’aisances, d’eaux usées ou d’eaux ménagères à moins que ces eaux n’aient reçu un traitement approprié. Ces eaux non traitées constituent un contaminant au sens de la Loi sur la qualité de l’environnement (MDDEP, 2002).
Le Règlement fournit l’encadrement nécessaire pour autoriser les dispositifs de traitement des résidences isolées. On y retrouve, entre autres, les normes techniques propres aux technologies conventionnelles et les normes de performance rattachées à l’utilisation des systèmes de traitement certifiés conformes à la norme NQ 3680-910 du Bureau de normalisation du Québec (MDDEP, 2002).
Le règlement Q-2, r.8 ne spécifie aucune superficie minimale de terrain à respecter pour permettre l’implantation d’un dispositif d’épuration des eaux usées. En contrepartie, le Règlement précise une série de marges de recul à respecter par rapport aux contraintes naturelles sur le site (limites de propriété, cours d’eau, marais, étang, talus, etc.) et aux infrastructures en place ou à construire (puits de captage des eaux souterraines, bâtiment, conduite de drainage, etc.) (Roy-Vézina associés, 2010).
C’est le rôle de la municipalité de fixer les superficies minimales des terrains selon la loi sur l’aménagement et l’urbanisme (LAU). Les superficies minimales adoptées par les municipalités varieront en fonction des différents paramètres tels que :
• services publics offerts dans le secteur (égouts et aqueduc);
• terrain situé en périmètre urbain ou hors périmètre urbain;
• pentes des terrains;
• localisation des terrains (corridor riverain d’un cours d’eau ou d’un lac) (Roy-Vézina associés, 2010).
Actuellement sur l’ensemble du territoire de la CMQ, pour un terrain non desservi par les services d’égouts et d’aqueduc, la superficie minimale varie entre 3 000 m2 et 4 000 m2 selon les municipalités. Cette superficie minimale peut être réduite entre 1 500 m2 et 2 000 m2 pour un terrain alimenté par un réseau de distribution en eau potable (Roy-Vézina associés, 2010).
Ces exigences de superficie minimale permettent normalement de respecter les marges de recul prescrites dans le règlement Q-2, r.8 et devraient être suffisantes pour permettre l’implantation d’un second dispositif d’épuration des eaux usées lorsque le premier aura atteint la limite de sa vie utile (15 à 20 ans selon son usage). Cependant, rares sont les propriétaires qui conservent intacte une parcelle de leur terrain en prévision d’y construire un autre élément épurateur. Les propriétaires veulent davantage réaliser un bel aménagement paysager, incluant piscine, cabanon et autres, améliorant ainsi leur qualité de vie et la valeur de leur propriété. Par conséquent, le peu de superficie disponible à la suite de ces travaux d’aménagement paysager rend difficile, parfois même impossible, le remplacement de leur dispositif d’épuration d’origine, à moins d’y installer une fosse à vidange périodique qui constitue une solution de dernier recours (Roy-Vézina associés, 2010).
Ce règlement de la Communauté métropolitaine de Québec (CMQ) est entré en vigueur le 8 novembre 2010 et vise à protéger des prises d’eau alimentant 425 000 citoyens de la région métropolitaine. Il précise les nouvelles conditions devant désormais être remplies par les citoyens et entreprises pour effectuer divers travaux dans les bassins versants concernés. Ainsi, l’implantation de fosses septiques sera permise à certaines conditions. Les futurs propriétaires devront entre autres prévoir l’espace suffisant pour installer une nouvelle fosse septique à la fin de vie utile de la première (approximativement après 20 ans) (CMQ, 2011).
Les données disponibles ne couvrent que le bassin versant de la rivière Saint-Charles concernant la localisation des résidences non desservies pour un réseau d’égout. En 2004, il y avait 11 076 résidences isolées dans le bassin versant.
Sur l’ensemble du territoire de la Ville de Québec, 2 630 résidences ne sont pas desservies par un réseau d’égouts sanitaire municipal, et 1 646 (62,6 %) d’entre elles sont situées dans le bassin de la rivière Saint-Charles; 1 161 résidences isolées (71 %) du bassin sont situées en amont d’une prise d’eau alors que 485, soit 29 %, sont situées en aval (René, 2006).
Depuis janvier 2002, les installations septiques sont sous la gérance du Service de l’environnement de la Ville de Québec qui effectue les inspections nécessaires et peut, dans certains cas, exiger le remplacement des fosses septiques non conformes aux nouvelles normes environnementales. Cela a lieu, notamment, lors de l’ajout d’une chambre à la résidence, d’une modification faite à l’installation septique ou s’il s’avère qu’elle soit une source de pollution.
Depuis mars 2003, c’est la Ville de Québec qui prend en charge la vidange des fosses septiques et des fosses de rétention sur son territoire. Pour ces dernières, la vidange est effectuée une fois par année si l’utilisation est saisonnière et deux fois par année si elle est utilisée à l’année. La vidange des fosses septiques obéit au règlement municipal R.V.Q. 2532 et est effectuée selon la fréquence établie par l’article 13 du Règlement provincial sur l’évacuation et le traitement des eaux usées des résidences isolées (R.R.Q, c. Q-2, r.8), soit une fois tous les quatre ans si l’utilisation est saisonnière et une fois tous les deux ans si l’utilisation est continuelle (Ville de Québec, 2003).
Parmi les autres municipalités ayant des résidences isolées sur le bassin versant, les municipalités de Stoneham, de Lac-Delage et de Lac-Beauport ont également instauré un programme de vidange des fosses septiques.
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Mis à jour le 27 août 2015
