Variabilité et incertitude. Voilà les deux éléments avec lesquels les chercheurs de l’Université Laval et de l’INRS-Eau Terre Environnement ont dû composer pour concevoir un modèle prévisionnel sur la qualité des eaux de baignade dans la baie de Beauport. Cette équipe, pilotée par le professeur Peter Vanrolleghem du Département de génie civil et de génie des eaux, a relevé ce défi en quelques mois et son modèle sera utilisé à compter du 22 juin par la Ville de Québec pour déterminer quotidiennement si la qualité bactériologique de l’eau est sécuritaire pour la baignade.

Il est relativement simple d’assurer la qualité bactériologique de l’eau d’une piscine, mais il en va tout autrement pour l’eau d’un site comme la baie de Beauport. «Le problème est qu’il y a un délai de 24 heures avant d’obtenir les résultats des tests bactériologiques, explique le stagiaire postdoctoral Cyril Garneau, qui a collaboré au développement du modèle prévisionnel. C’est trop long pour assurer la sécurité des baigneurs parce que l’eau dans laquelle ils se trouvent n’a plus rien à voir avec celle qui a été testée. Contrairement à une piscine, la baie de Beauport est un système dynamique dans lequel l’eau du fleuve est continuellement renouvelée. Il y a aussi des apports d’eau en provenance de la rivière Saint-Charles, de la rivière Beauport et du ruisseau du Moulin, qui constituent des sources importantes de pollution diffuse lors de pluies abondantes. Il faut aussi tenir compte du fait que, dans une journée, il y a deux cycles de marée et elles sont de quatre mètres dans ce secteur.»

Le défi consistait donc à prédire la qualité de l’eau de la baie pour une journée donnée à partir d’un ensemble de facteurs pouvant influencer la dynamique des pathogènes. «Nous avons utilisé des données compilées au cours des dernières années par le Service de l’environnement de la Ville de Québec, explique le professeur Vanrolleghem. Il y a environ 300 variables qui influencent la qualité bactériologique de l’eau et nous avons sélectionné celles dont on avait besoin. Il s’est avéré que cinq suffisaient. Notre outil fournit une prévision de l’abondance des bactéries pathogènes et, surtout, une probabilité de dépassement de la norme à différents moments de la journée dans la baie de Beauport. À la lumière de ces informations, les autorités de la Ville autoriseront ou non la baignade.»

L’outil qui sera utilisé cet été est un modèle prévisionnel qui repose sur des statistiques. Peter Vanrolleghem et ses collaborateurs entendent améliorer ce modèle au cours des prochains mois en y intégrant des composantes hydrodynamiques qui permettront de mieux décrire le transport des pathogènes dans les eaux des rivières et du fleuve. «La Ville de Québec s’est dotée de bassins de rétention pour éviter que les eaux usées se retrouvent dans les rivières et le fleuve lors de pluies abondantes, explique le professeur Vanrolleghem. Grâce à ces infrastructures, les débordements surviennent quatre ou cinq fois par an plutôt que des dizaines de fois, comme c’était le cas auparavant. Sans ces bassins, il ne serait pas question de baignade dans la baie de Beauport.»

Il y a maintenant un demi-siècle que la baignade est interdite dans le fleuve à Québec, rappelle le chercheur. «Au cours des 20 dernières années, beaucoup d’efforts ont été consacrés au contrôle des rejets. Il aura fallu du temps et de l’argent, mais on constate aujourd’hui qu’il s’agissait d’un bon investissement. Il sera maintenant possible de se baigner dans le fleuve, en milieu urbain, même si la norme bactériologique est très sévère. Il s’agit d’un élément très positif pour la qualité de vie de la population de Québec.»