5.14 Usages municipaux

5.14.1 Prélèvements à des fins d’approvisionnement en eau potable

L’eau souterraine est une ressource indispensable à la vie. Pour nombre de Québécoises et de Québécois, elle est l’unique source d’alimentation en eau potable. Bien qu’elle soit cachée et invisible, elle est fragile et souvent vulnérable aux multiples sources de contamination humaine. Une fois contaminée, elle présente un risque pour la santé des personnes qui la consomment. De plus, son traitement peut s’avérer très long et coûteux, voire, dans certains cas, impossible. Voilà pourquoi, il est impérieux de la protéger adéquatement contre les risques de contamination qui la menacent constamment (MDDEP, 2002).

5.14.1.1 Puits individuels

Le 15 juin 2002, le gouvernement du Québec a adopté le Règlement sur le captage des eaux souterraines, dont l’un des principaux objectifs est de favoriser la protection des eaux souterraines destinées à la consommation humaine. Ainsi, ce règlement introduit des normes minimales d’aménagement pour les ouvrages de captage individuels ainsi que de nouvelles responsabilités pour les propriétaires de ces ouvrages (MDDEP, 2002).

Même si le règlement n’impose pas de suivi ultérieur, le propriétaire devrait effectuer ou commander un contrôle de la qualité de l’eau puisée à partir de son ouvrage de captage. Le ministère de l’Environnement incite les propriétaires d’un ouvrage de captage individuel existant à faire analyser l’eau au moins une fois par année. En ce qui concerne les nitrates-nitrites et les paramètres bactériologiques, il est recommandé de faire analyser l’eau régulièrement, soit au début du printemps et à l’automne, et lorsque des changements relatifs à sa couleur, à sa limpidité, à son odeur ou à son goût sont constatés (par exemple après une pluie abondante). Une analyse de l’eau d’un ouvrage de captage est également souhaitable lorsque des travaux ou des activités sont effectués près de celui-ci ou s’il n’a pas servi pendant une longue période de temps (MDDEP, 2002).

Ce suivi permettra de vérifier entre autres l’étanchéité de l’ouvrage de captage et l’efficacité des correctifs apportés à la suite d’un épisode de contamination. Les nitrates-nitrites et certains paramètres bactériologiques sont les indicateurs les plus pertinents d’une contamination provenant notamment de l’activité agricole, ou d’une installation septique inadéquate. C’est pourquoi ces paramètres devraient être analysés simultanément afin de déceler tout dépassement de norme (MDDEP, 2002).

Types d’approvisionnement

Eau souterraine : cette expression désigne les captages effectués par les puits tubulaires, les puits à pointe filtrante, les puits rayonnants, les puits de surface, les sources à bassin unique, les sources à drains horizontaux et toute autre source d’eau souterraine.

• Puits tubulaire : puits à tubage, creusé par une foreuse, dont le diamètre est supérieur à 8 cm mais généralement inférieur à 25 cm. Avec ou sans crépine utilisant une pompe submersible.

• Puits à pointe filtrante : puits à tubage doté d’une crépine, de faible diamètre (< 8 cm) dont l’équipement de pompage demeure en surface.

• Puits rayonnant : variante du puits tubulaire dans lequel les crépines sont disposées horizontalement dans les couches aquifères et rayonnent à partir d’un puits collecteur central. Très grand diamètre atteignant plusieurs mètres.

• Puits de surface : puits à large diamètre (> 60 cm) creusé à faible profondeur, dans un terrain où la nappe phréatique est près de la surface.

• Source à bassin unique : émergence naturelle de l’eau souterraine en un point de la surface du sol et emmagasinée dans un seul réservoir.

• Source à drains horizontaux : émergence naturelle de l’eau souterraine interceptée à l’aide de drains horizontaux (MDDEP, 2002).

Eau de surface

• Fleuve : toutes les prises d’eau situées dans le fleuve Saint-Laurent de même que dans les lacs Saint-François, Saint-Louis et Saint -Pierre

• Lac : prises d’eau situées dans le lit des lacs. Peut inclure des lacs constitués de barrage en rivière

• Rivière : prises d’eau situées dans le lit d’une rivière

• Ruisseau : prises d’eau situées dans le lit d’un ruisseau

• Mixte : tous les réseaux alimentés à la fois par de l’eau souterraine et une prise d’eau de surface (MDDEP, 2002).

5.14.1.2 Réseaux municipaux

Tableau 5.14.1.1.1 : Réseaux municipaux de distribution d’eau potable sur le territoire

Tableau 5.14.1.1.2 : Stations municipales de production d’eau potable approvisionnées en eau de surface

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).

• 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.

Tableau 5.14.1.1.3 : Stations municipales de production d’eau potable approvisionnées en eau souterraine

Types de procédés de traitement

• Aucun traitement

En eau souterraine, il est possible de distribuer de l’eau qui ne fait l’objet d’aucun traitement.

• 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 de filtration

Application d’un traitement de filtration, que celle-ci soit conventionnelle, membranaire, lente ou autre.

• Procédé d’ozonation

Application d’ozone dans le cadre du procédé de traitement. Il est à noter que ce procédé peut être appliqué de façon permanente ou occasionnelle.

• 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 ce procédé peut être appliqué de façon permanente ou occasionnelle.

• Traitement 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.

• Autre traitement

Application d’un traitement non décrit dans les catégories précédentes. Tous les traitements visant l’enlèvement de toute autre substance que le fer ou le manganèse, naturellement ou autrement présente en eau souterraine, sont inclus ici.

5.14.1.3 Réglementation

Loi sur l’eau

La Loi affirmant le caractère collectif des ressources en eau et visant à renforcer leur protection a été adoptée à l’unanimité par l’Assemblée nationale le 11 juin 2009. En confirmant le statut juridique des ressources en eau comme faisant partie du patrimoine de la collectivité, la Loi précise les responsabilités de l’État, à titre de gardien de ces ressources au nom des citoyens, de même que les droits et les devoirs de la collectivité à leur égard.

Entente et réglementation

Le Règlement sur la déclaration des prélèvements d’eau a été adopté le 12 août 2009. Il a pour objet d’établir les exigences relatives au suivi et à la déclaration des quantités d’eau prélevées au Québec et de répondre en partie aux exigences de l’Entente sur les ressources en eaux durables des Grands Lacs et du fleuve Saint-Laurent. Cette entente a été signée en décembre 2005 par les premiers ministres du Québec et de l’Ontario et par les gouverneurs des États riverains des Grands Lacs (Illinois, Indiana, Michigan, Minnesota, New York, Ohio, Pennsylvanie et Wisconsin).

Par ailleurs, ce Règlement a été modifié afin d’inclure les obligations spécifiques au territoire de l’Entente, soit l’obligation de déclarer l’information relative à la consommation d’eau, aux transferts et aux retours d’eau.

Le Règlement modifiant le Règlement sur la déclaration des prélèvements d’eau, adopté le 22 juin 2011, permet ainsi de recueillir trois types de déclaration des prélèvements d’eau, soit :

• La déclaration générale annuelle : Déjà en vigueur dans le cadre du Règlement sur la déclaration des prélèvements d’eau, elle s’adresse à tous les premiers préleveurs de 75 000 litres par jour et plus et ce, pour l’ensemble du Québec. L’obligation de déclarer se fait tous les 31 mars pour les volumes prélevés l’année précédente.

• La déclaration annuelle spécifique au territoire de l’Entente : Elle s’adresse aux premiers préleveurs qui ont une capacité de prélèvement égale ou supérieure à 379 000 litres par jour et à tout prélèvement d’eau destiné à un transfert. Elle complètera la déclaration générale en y ajoutant les volumes de consommation, de transferts hors bassin et les retours d’eau au milieu lorsqu’il y a un transfert d’eau. Cette déclaration sera requise à compter de 2013 (31 mars) pour les prélèvements d’eau de tous les secteurs d’activités effectués pour les mois de 2012, sauf ceux des secteurs agricole et piscicole qui devront être déclarés à compter de 2016 pour les mois de 2015.

• La déclaration initiale sur le territoire de l’Entente : Elle s’adresse également aux premiers préleveurs qui ont une capacité de prélèvement égale ou supérieure à 379 000 litres par jour. Tout comme pour la déclaration annuelle, toutes les activités de prélèvements sont visées incluant les secteurs agricole et piscicole. Cette déclaration sera requise une seule fois et portera sur des volumes autorisés ou des capacités d’équipement. L’information devra être transmise au ministère du Développement durable, de l’Environnement et des Parcs, au plus tard le 31 mars 2012.

5.14.1.4 Sur le territoire

Les bassins versants du territoire comptent de nombreuses sources d’approvisionnement en eau potable. Pour subvenir aux besoins de tous ses 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 se situant à l’intérieur du bassin de la rivière Saint-Charles.

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.

Figure 5.14.1.4.1 : Principales sources d’eau potable de la Ville de Québec (Ville de Québec, 2012)

Prise d’eau de la rivière Saint-Charles

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 et 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 moins 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 5.14.1.4.1 : Débits réservés prévus à l’aval du barrage dans la rivière Saint-Charles (Roche, 2010)

Figure 5.14.1.4.1 : Localisation des différentes sources de prélèvement d’eau sur le bassin versant de la rivière Saint-Charles

Prise d’eau du fleuve Saint-Laurent

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. Cette usine dessert aussi les municipalités de Cap-Rouge et Saint-Augustin. La totalité des besoins en eau potable de ces municipalités est comblée par l’usine de Sainte-Foy (Villeneuve et al., 2002).

Prise d’eau de la rivière Montmorency

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. L’usine de traitement de l’eau potable de Beauport n’est pas une usine conventionnelle. La prise d’eau des galeries d’infiltration des îslets est localisée dans la rivière Montmorency. La capacité de l’usine est de 37 000 m3/j (Villeneuve et al., 2002).

Tableau 5.14.1.4.2 : Caractéristiques des usines de traitement de l’eau potable (Villeneuve et al., 2002)

Figure 5.14.1.4.2 : Schéma d’approvisionnement eau potable des municipalités de l’ex-CUQ juste avec les fusions municipales (Villeneuve et al., 2002)

La Ville de Québec a mis en place depuis quelques années un programme de détection de fuite et a lancé sa Stratégie de conservation de l’eau potable en 2010.

Autres prélèvements

Des prélèvements d’eaux souterraines et de surface sont effectués au nord du bassin pour l’approvisionnement des commerces, des parcs de récréation, des campings, des clubs de golf, des stations de ski et des institutions.

Au sud du bassin, l’exploitation de l’eau souterraine est moins fréquente. Il s’agit plutôt de prélèvements d’eau de surface pour quelques industries, de consommation d’eau potable pour les différents commerces ainsi que pour certains secteurs industriels.

5.14.2 Rejets

L’eau est intimement liée au maintien de la vie sur Terre. Elle est à la base du fonctionnement métabolique de tous les êtres vivants. 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.

5.14.2.1 SITUATION PAR TEMPS DE PLUIE

Conduites unitaires d’égouts et débordements

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 débordement 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, pour la plupart, au bord de la rivière Saint-Charles, dans la partie sud-est du bassin versant. 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 dans la rivière Saint-Charles (CBRSC, 2009).

Figure 5.14.2.1.1 : Schéma illustrant le débordement d’un réseau unitaire d’égouts (Ville de Québec, 1999)

Émissaires d’égouts et conduites pluviales

Les émissaires d’égouts étaient concentrés dans le sud-est du bassin versant de la rivière Saint-Charles. Il s’agissait d’une vingtaine d’émissaires localisés sur les rives de la zone des méandres de la basse Saint-Charles, entre le boulevard Hamel et le barrage Samson, déversant des eaux chargées d’éléments nutritifs polluants, de coliformes fécaux et de toutes sortes de déchets transportés par les eaux de ruissellement (CBRSC, 2009).

En ce qui concerne les conduites pluviales (CP), elles sont nombreuses et réparties sur la presque totalité du réseau hydrique naturel du bassin versant. 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 leur parcours dans ces mêmes rivières, mais leurs exutoires n’ont pas pu être identifiés. 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 (CBRSC, 2009).

Par le passé, on dénombre 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. En temps de pluie, les eaux excédentaires de ces ouvrages débordaient dans le fleuve Saint-Laurent, ou encore, dans ses multiples affluents. Ces eaux étaient acheminées vers les différents cours d’eau, soit directement à partir des ouvrages, ou via les divers réseaux pluviaux existants de l’agglomération de Québec (Ville de Québec, 2006)

Tableau 5.14.2.1.1 : Répartition des ouvrages de surverse (Ville de Québec, 2006)

5.14.2.1.2 BASSIN DE RÉTENTION

Définition et principe de fonctionnement

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 (CBRSC, 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 (CBRSC, 2009).

Figure 5.14.2.1.2.1 : Stockage d’eaux usées et de pluie dans un bassin de rétention lors de précipitations (Ville de Québec, 1999)

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 (CBRSC, 2009).

5.14.2.2 SITUATION PAR TEMPS SEC

Eaux usées d’origine domestique

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.

Résidences mal branchées

Il se trouve que 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 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 du bassin versant de la rivière Saint-Charles pour le contaminer.

La Ville de Québec est intervenu sur les branchements inversés. Les travaux de correction de la phase I ont eu lieu en 2006 et se sont poursuivis les années suivantes. Ces interventions représentaient une priorité pour la Ville de Québec et sont d’ailleurs évoquées dans le plan directeur d’aménagement et de développement (PDAD).

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.

5.14.3 Épuration des eaux usées : stations Est et Ouest

Figure 5.14.3.1 : Vue aérienne de la station Est d’épuration des eaux usées © CUQ, 2006

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

5.14.4.1 Traitement primaire

Dégrillage : 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).

Dessablage, déshuilage et dégraissage : 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).

Décantation : 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).

Figure 5.14.4.1.1 : Dégrilleur à la station de traitement des eaux usées Est © CBRSC, 2005

5.14.4.2 Traitement secondaire

Biofiltration: 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).

5.14.4.3 Traitement tertiaire

Désinfection par ultraviolets : 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).

5.14.4.4 Critères de qualité et paramètres mesurés

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’Encironnement 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).

5.14.4 Épuration des eaux usées : stations de Lac-Delage et Stoneham

Les stations de traitement des eaux usées de Stoneham et de Lac-Delage sont du type «étang aéré» (EA). 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).

Figure 5.14.4.1 : Schéma d’un étang aéré (Bernier, 2001)

5.14.4.1 Station de Lac-Delage

Figure 5.14.4.1.1 : Localisation de la station d’épuration de Lac-Delage (modifié de GoogleEarth, 2006)

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 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).

5.14.4.2 Station de Stoneham

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).

Figure 5.14.4.2.1 : Localisation de la station d’épuration de Stoneham (modifié de GoogleEarth, 2006)

5.14.4.3 Exigences environnementales

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 MDDEP 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 MDDEP en moyenne (MAMROT, 2011).

5.14.5 Résidences isolées et installations septiques

5.14.5.1 Qu’est-ce que l’assainissement autonome ?

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. Ainsi, l’élément épurateur construit avec des tranchées filtrantes ou un lit d’absorption permet d’épurer les eaux lors de leur infiltration dans le terrain récepteur et de les évacuer vers les eaux souterraines (MDDEP, 2009).

Pour garantir un traitement efficace, le terrain récepteur de l’élément épurateur doit être suffisamment perméable et être aéré. Tout état de saturation de la couche où s’effectue l’épuration crée des conditions anaérobies et entraîne, si cette condition est maintenue, le colmatage prématuré du terrain récepteur ou du milieu filtrant, des résurgences, des nuisances et des sources de contamination. Pour assurer un traitement minimum et une évacuation adéquate des eaux traitées, l’épuration des eaux par infiltration doit prendre en considération les éléments suivants :

• l’épaisseur de la couche de sol naturel non saturé;

• la perméabilité du terrain récepteur;

• la superficie disponible;

• la pente du terrain récepteur;

• les normes de construction.

Le choix des composantes d’un dispositif de traitement pour une résidence isolée repose donc sur les conditions locales (MDDEP, 2009).

L’évolution technologique a permis de développer des systèmes de traitement capables de produire un effluent qui respecte les normes paramétriques de l’un des niveaux de traitement fixés pour l’assainissement autonome. Le niveau de traitement qu’a déjà reçu un effluent influence le traitement additionnel à lui fournir en fonction de ses caractéristiques ainsi que la réduction des normes relatives à l’épaisseur du terrain récepteur et à sa superficie en vue de compléter le traitement des eaux usées.

Le Règlement permet dorénavant d’utiliser des technologies produisant des effluents de différents niveaux de qualité à la condition qu’on fournisse le complément de traitement nécessaire. Ainsi, le traitement additionnel requis pour compléter le traitement de l’effluent d’un système de traitement secondaire avancé sera un champ de polissage ou un système de traitement tertiaire. Cette approche élargit les solutions disponibles pour traiter les eaux usées et offre une alternative lorsqu’un élément épurateur standard ne peut être construit (MDDEP, 2009).

En ce qui concerne l’évacuation des eaux, la réglementation crée une priorité pour les évacuer par infiltration. L’évacuation par rejet dans un cours d’eau est permise selon des conditions précises et seulement lorsque la construction d’un dispositif d’infiltration est impossible (MDDEP, 2009).

5.14.5.2 Responsabilités

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).

Règlement sur l’évacuation et le traitement des eaux usées des résidences isolées

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).

5.14.5.3 Superficie minimale des terrains pour l’implantation d’une installation septique

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 intact 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).

5.14.5.4 Sur le territoire

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).

Figure 5.14.5.4.1 : Localisation des résidences non desservies sur le bassin versant de la rivière Saint-Charles

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.

5.14.5.4.1 Règlement de contrôle intérimaire visant à limiter les interventions humaines dans les bassins versants des prises d’eau de la Ville de Québec installées dans la rivière Saint-Charles et la rivière Montmorency

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).

SOURCES

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Mis à jour le 29 mars 2012