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Shawinigan : des difficultés avec la filtration membranaire vécues ailleurs au Québec

Deux modules côte à côte : l'un est propre et l'autre est encrassé.

À gauche, un module propre et à droite, un module encrassée par de la boue accumulée entre les membranes.

Photo : Radio-Canada

Depuis sa mise en marche, les portes de la toute nouvelle usine de filtration de Shawinigan sont demeurées fermées au public. Impossible de constater l’étendue des dommages causés par le colmatage des membranes.

La Ville doit les remplacer à la hâte afin de redonner le plus rapidement possible de l’eau potable aux 30 000 citoyens de Shawinigan qui sont approvisionnés par la Station de traitement des eaux usées du Lac-à-la-Pêche (STELAP).

D’autres municipalités au Québec se sont dotées au fils des ans du même système de filtration membranaire fabriqué par General Electric (GE). Au moins deux d'entre elles ont connu des problèmes similaires à ceux vécus à Shawinigan. Elles sont toutefois parvenues à s’ajuster avant de devoir mettre aux poubelles leurs membranes flambant neuves.

La filtration membranaire

L’eau est filtrée à travers des milliers de membranes utrafiltrantes semblables à des pailles poreuses. Comme des spaghettis, explique Pierre Bérubé, professeur au département de génie civil de l’Université de la Colombie-Britannique. Il compte 25 ans d’expérience en recherche et développement des technologies membranaires pour le traitement de l’eau et des eaux usées. Les milliers de petites membranes sont incorporées dans des modules où il y a une très haute densité de fibres creuses. L’eau est aspirée à travers leurs membranes poreuses et elle en ressort ultrafiltrée à l’extrémité. Dans le cas de la ZeeWeed 1000, les modules sont insérés comme des cassettes dans un train plongé dans un bassin.

Un membrane du modèle ZeeWeed 1000

Une module composé de milliers de membranes poreuses semblables à des spaghettis. L'eau est aspiré à travers les membranes et elle en ressort ultra filtré à l'extrémité. Il s'agit du modèle ZeeWeed 1000.

Photo : Radio-Canada / Jean-François Fortier

Au moins trois modèles de la série ZeeWeed sont distribués au Québec: la 500, la 1000 et la 1500.

Shawinigan possède le modèle ZeeWeed 1000, tout comme la municipalité de Donnacona dans la MRC de Portneuf.

Des membranes qui s'encrassent

La technologie membranaire a été installée en 2011 à l’usine de filtration de Donnacona. Contrairement à Shawinigan, l’eau est puisée dans la rivière Jacques-Cartier et non dans un lac. Les eaux de nettoyage, neutralisées, sont rejetées dans les égouts de la ville puis elles aboutissent dans le fleuve et non dans un petit ruisseau. Aucun problème à signaler avec le ministère de l’Environnement, contrairement aux rejets à Shawinigan.

La rivière Jacques-Cartier

L'usine de filtration de Donnacona puise son eau dans la rivière Jacques-Cartier.

Photo : Radio-Canada / Jean-François Fortier

Malgré ces différences, leurs membranes s’endommagent elles aussi prématurément.

« On s’est aperçus avec le temps que la fibre se magane plus rapidement avec l’eau de surface. L’eau de surface contrairement à une eau souterraine ou d’un lac est déjà comme préfiltrée. Nous on suit toutes les températures, la crue des eaux, les pluies, les montées de la rivière, les descentes, la turbidité, la couleur et la matière organique qui augmente. On goûte à tout »

— Une citation de  Éric Plamondon, contremaître de l’usine de filtration de Donnacona

Et leurs membranes se sont elles aussi encrassées. Une forme de boue brune s’est insérée entre les spaghettis.

Des membranes encrassées par de la boue.

Des boues s'accumulent a travers les membranes. Il s'agit d'une photo prise à l'usine de filtration de Donnacona. c'est exactement le même phénomène qui s'est produit à Shawinigan. «L'accumulation ne diminue en rien la qualité de l'eau qui est filtrée», tient à souligner le contremaître de l'usine.

Photo : Radio-Canada / Jean-François Fortier

En 2012, le fabricant, GE leur a répondu qu’il n’avait jamais vu un tel colmatage de leur membrane. Les produits de trempage et de nettoyage n’ont pas réussi à les désencrasser. Le fabricant leur a alors suggéré de les laver à l’eau très chaude pour dissoudre la crasse. Le traitement a fonctionné, mais il doit être répété périodiquement.

L'accumulation ne cause aucun problème sur la qualité de l’eau qui est produite. Lorsque les membranes sont colmatées, l’eau se dirige vers un autre module, explique Éric Plamondon.

Ils ont tout de même dû apprendre sur le tas à prendre soin de leurs membranes, dit-il

Un entretien minutieux et coûteux

Il y a l’entretien de base. Un rétrolavage, communément appelé backwash toutes les heures, et un trempage de cinq heures au chlore tous les deux jours. Les opérations sont préprogrammées et suivies à distance par le fabricant.

Un homme entretien une membrane avec un outil.

Entretien des membranes de filtration de l'eau potable à l'usine de filtration de Donnacona.

Photo : Radio-Canada / Jean-François Fortier

Toutefois, chaque mois, deux employés de la Ville sortent les trains du bassin d’eau pour inspecter les 264 modules. On répare les membranes qui présentent des fuites. Le train est ensuite trempé dans un bain d’acide.

Un homme debout à côté d'un appareil de filtration de l'eau

Un employé de l'usine de filtration de Donnacona s'apprête à plonger le train de membranes dans son bassin après un entretien mensuel.

Photo : Radio-Canada / Jean-François Fortier

C’est plus complexe que ce que l’on s’est fait vendre , constate Éric Plamondon. Mais jamais on n’a craint de devoir cesser la production. L’enjeu pour nous c’est l’entretien et la réparation des modules. Pour ce qui est de l'encrassement, on est en train de passer au travers, ajoute-t-il.

Le lavage à l’eau chaude des membranes colmatées demande un apport supplémentaire en électricité pour chauffer l'eau.

« On a réussi à durer 10 ans avec nos modules, mais on a dû faire de moyennes pirouettes pour se rendre là,  »

— Une citation de  Martin Paré, directeur des services techniques et hygiènes du milieu à Donnacona
Deux hommes font la maintenance des membranes.

Deux employés de l'usine de filtration de Donnacona doivent entretenir et réparer les modules endommagés.

Photo : Radio-Canada / Jean-François Fortier

Usure prématurée à Les Coteaux

Dans la municipalité de Les Coteaux en Montérégie, les membranes ZeeWeed 1000 ont été introduites en 2010 lors des rénovations de l’usine de filtration. La Municipalité nous indique par courriel que ses membranes ont dû être remplacées au bout de sept ans. On leur avait garanti une durée de vie de 15 ans.

« Les fibres brisent et nous devons réparer les fuites régulièrement pour que les tests d’intégrité atteignent le niveau adéquat. Toujours en lien avec cette problématique d’encrassement, nous procédons à un lavage régulier de celles-ci, sans pour autant occasionner de rejets boueux »

— Une citation de  Marie-Claude Pilon, agente aux communications et aux relations avec le milieu à la Ville de Les Coteaux

L’usine de Les Coteaux puise son eau dans le lac Saint-François et rejette ses eaux de lavage neutralisées dans le réseau d'égout sanitaire.

La municipalité de Mont-Tremblant utilise elle aussi la ZeeWeed 1000. Les membranes ont été remplacées au bout de 10 ans. Un porte-parole de la municipalité assure que l’usine fonctionne à notre satisfaction.

La Zeeweed 500 à Sainte-Marie : un choix gagnant

Le directeur du service d’ingénierie à la Ville de Sainte-Marie en Beauce se félicite encore de son choix. En 2010, après avoir visité des usines de filtration en Ontario, il a choisi la ZeeWeed 500. La différence? La dimension du spaghetti, plus gros que la ZeeWeed 1000 qu’il compare à un spaghettini.

« Nous autres on a choisi la 500 parce que c’était une membrane ultra résistante qu’ils utilisent même pour traiter de l’eau usée. On est en voiture avec cette technologie-là parce que l’eau de la rivière Chaudière, en l’espace d’une heure c'est du tout au tout. On est une grosse région agricole. Le lessivage des terres avec les cultures, ça amène beaucoup de matière en suspension dans la rivière, »

— Une citation de  Bruno Gilbert, directeur du service de l'ingénierie à la Ville de Sainte-Marie.
Un homme assis sur une chaise.

Bruno Gilbert, directeur du service d'ingénierie de la Ville de Sainte-Marie.

Photo : Radio-Canada / Martin Chabot

Contrairement aux problèmes vécus à Shawinigan, Donnacona et Les Coteaux, à Sainte-Marie, les membranes ne s’encrassent pas. Le train reste plongé dans son bassin à l’année, nul besoin de faire un entretien mensuel méthodique.

Après son inauguration en 2010, des représentants de plusieurs municipalités se sont rendus en Beauce pour visiter la toute nouvelle usine de traitement des eaux. La première de cette taille au Québec.

Une usine d'eau potable

L'usine d'eau potable de la Ville de Sainte-Marie.

Photo : Radio-Canada / Martin Chabot

Les visiteurs étaient emballés, mais savaient-ils que le manuel d’entretien différait d’un modèle à l’autre? Bruno Gilbert lui n'a voulu courir aucun risque. Il avait visité une ZeeWeed 500 et il était confiant. On n’a pas envisagé de prendre la 1000. Quand j’ai vu tous les avantages qu’on avait avec une 500. C’était la meilleure. Elle était plus résistante que la 1000. On n’a pas pris de chance. On a dit: on y va avec la 500.

Le contremaître de l’usine de Donnacona indique qu’il aurait préféré avoir la ZeeWeed 500, mais le modèle ne convenait pas à la configuration des installations déjà existantes. À Sainte-Marie, ils ont la même météo et une source d’approvisionnement semblable. Par contre, la fibre est beaucoup plus résistante, constate aujourd’hui Éric Plamondon.

Il est vrai que la ZeeWeed 500 est plus résistante, convient l'ingénieur civil, spécialiste de la filtration membranaire Pierre Bérubé, mais est-ce qu’on prendrait un bulldozer pour aller conduire sur l’autoroute? Si le bulldozer rentre dans un accident il n’y aura aucun dommage, mais on n’utiliserait pas le bulldozer sur l’autoroute on utiliserait une voiture. Ce sont deux produits. Un c’est un bulldozer et l’autre c’est une voiture. Le bulldozer est aussi plus coûteux ajoute-t-il.

Pierre Bérubé

Pierre Bérubé, professeur au département de génie civil de l’Université de la Colombie-Britannique et spécialiste de la technologie membranaire de filtration de l'eau.

Photo : Radio-Canada

Le Bureau de normalisation du Québec enquête sur la ZeeWeed 1000

Les municipalités qui utilisent la ZeeWeed 1000 ont reçu récemment la visite d’un expert indépendant du Bureau de normalisation du Québec (BNQ).

Le BNQ a pour mission notamment de gérer les procédures administratives entourant la validation des technologies utilisées, validation qui incombe au ministère de l'Environnement et de la Lutte contre les changements climatiques, nous indique-t-on par courriel.

Le rapport du consultant externe portera sur les installations répertoriées comme étant problématiques. Son mandat est d’évaluer l’importance des dysfonctionnements, identifier la ou les causes et l’incidence sur la performance de la technologie ou de l’équipement de dosage. Il s'informe sur les mesures correctives déployées par le propriétaire ou le fabricant.

Les municipalités de Les Coteaux et de Donnacona confirment avoir reçu au cours des dernières semaines, la visite du BNQ.

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