Des filtres végétalisés pour dépolluer les eaux de ruissellement urbain

Focus

Mise à jour le 26/05/2026

Paris sous la Pluie.
Crédit photo : Clément Dorval / Ville de Paris
Cette thèse étudie le devenir des micropolluants issus du trafic routier dans des filtres plantés de roseaux utilisés pour traiter les eaux de ruissellement urbain. Menée à partir d’un site expérimental situé dans le bois de Boulogne, elle analyse le rôle des végétaux, des sédiments et des communautés microbiennes dans la rétention et la dégradation des polluants.
Infos clés
Dispositif : Cifre
Chercheur-se : Julia ROUX
Période : 2020 - 2024
Statut : thèse soutenue
Direction : Direction de la Propreté et de l'Eau
Thématique : eaux pluviales, pollution urbaine
Cette recherche s’intéresse au traitement des eaux de ruissellement issues du boulevard périphérique parisien grâce à des filtres plantés de roseaux installés dans le bois de Boulogne.
Les eaux de ruissellement urbain transportent de nombreux micropolluants liés au trafic routier :
  • métaux lourds ;
  • hydrocarbures ;
  • résidus chimiques ;
  • ou encore composés organiques issus des matériaux et carburants.
La thèse analyse le fonctionnement de deux filtres végétalisés construits dans le cadre du projet européen LIFE ADSORB afin de mieux comprendre :
  • la manière dont les polluants s’accumulent ;
  • leur dégradation au fil du temps ;
  • et le rôle joué par les communautés microbiennes présentes dans les filtres.
L’un des deux filtres intègre également un substrat innovant nommé Rainclean, destiné à améliorer le traitement des polluants dissous.
Cette recherche vise ainsi à mieux concevoir les futurs ouvrages de gestion écologique des eaux pluviales en milieu urbain.

Méthodologie

La recherche combine :
  • un suivi de terrain sur deux ans ;
  • des analyses physico-chimiques ;
  • des expérimentations en laboratoire ;
  • et des analyses microbiologiques approfondies.
Deux filtres plantés de roseaux situés dans le bois de Boulogne ont été étudiés entre 2020 et 2022.
Les chercheurs ont analysé :
  • l’accumulation des micropolluants ;
  • la qualité des sédiments ;
  • les propriétés des substrats ;
  • la végétation ;
  • et l’évolution des communautés bactériennes et fongiques.
Des essais de biodégradation ont également été réalisés en laboratoire afin d’évaluer la capacité des microorganismes à dégrader certains polluants organiques émergents comme :
  • le bisphénol A ;
  • le nonylphénol ;
  • ou l’octylphénol.

Résultats

Les filtres végétalisés retiennent efficacement une partie des polluants
La recherche montre que les filtres plantés de roseaux permettent de retenir de nombreux micropolluants transportés par les eaux de ruissellement routier.
Les polluants les plus lourds et hydrophobes s’accumulent principalement :
  • à la surface ;
  • et dans les zones amont des filtres.
Les principaux mécanismes observés sont :
  • la sédimentation ;
  • la filtration ;
  • et l’adsorption sur les substrats.
Les microorganismes jouent un rôle central dans la dégradation des polluants
La thèse montre que l’activité microbienne constitue un facteur essentiel dans la biodégradation de certains micropolluants organiques.
Les essais en laboratoire révèlent notamment :
  • une dégradation rapide du bisphénol A ;
  • et des capacités importantes de biodégradation dans les substrats végétalisés.
La présence de roseaux améliore certains processus biologiques et favorise l’activité des communautés microbiennes.
Les communautés microbiennes s’adaptent à la pollution
Les résultats montrent que les communautés bactériennes et fongiques évoluent selon :
  • les concentrations de polluants ;
  • la localisation dans les filtres ;
  • et les propriétés des substrats.
Les zones les plus exposées au ruissellement présentent :
  • une activité microbienne plus intense ;
  • mais une diversité génétique parfois plus réduite.
La recherche met ainsi en évidence une spécialisation progressive des microorganismes face aux contaminants urbains.
Le substrat innovant “Rainclean” doit encore être évalué sur le long terme
L’un des filtres étudiés intégrait une couche de substrat innovant destinée à améliorer le traitement des polluants dissous.
Les résultats obtenus à l’échelle des deux premières années ne montrent pas encore d’amélioration nette des performances globales du filtre.
La thèse souligne toutefois que :
  • des temps d’observation plus longs ;
  • et une surveillance continue
seront nécessaires pour évaluer pleinement son efficacité.
Les filtres constituent une solution prometteuse pour la gestion écologique des eaux pluviales
La recherche confirme l’intérêt des solutions fondées sur la nature pour traiter les eaux urbaines tout en favorisant :
  • la biodiversité ;
  • les processus biologiques ;
  • et l’intégration paysagère des infrastructures de gestion de l’eau.
Elle souligne également plusieurs points de vigilance :
  • accumulation possible de certains polluants dans les sédiments ;
  • nécessité d’un suivi dans le temps ;
  • et importance des conditions hydrologiques.

Apports pour la Ville

Cette recherche apporte des connaissances utiles sur :
  • la gestion des eaux pluviales ;
  • la pollution liée au trafic routier ;
  • et les solutions végétalisées de dépollution urbaine.
Les travaux permettent notamment :
  • de mieux comprendre le fonctionnement des filtres plantés de roseaux ;
  • d’évaluer leur efficacité dans un contexte urbain dense ;
  • et d’améliorer la conception des futurs ouvrages de gestion des eaux de ruissellement.
La thèse contribue également :
  • aux politiques d’adaptation climatique ;
  • à la protection des milieux aquatiques ;
  • et au développement des infrastructures urbaines fondées sur la nature.

Partenaires

  • Directions de la Propreté et de l'Eau (DPE) - Ville de Paris
  • Université Paris-Est Créteil (UPEC)
  • LEESU — Laboratoire Eau, Environnement et Systèmes Urbains
  • École des Ponts ParisTech
  • Projet européen LIFE ADSORB
  • ANRT

Consulter la thèse

Le dispositif Cifre
Cette recherche est menée dans le cadre du dispositif CIFRE (Convention industrielle de formation par la recherche), qui permet à un doctorant ou une doctorante de conduire une thèse en partenariat avec une structure publique ou privée.
À la Ville de Paris, ce dispositif favorise le développement de recherches en lien direct avec les politiques publiques parisiennes.
En savoir plus sur le dispositif Cifre
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