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Le réseau d’assainissement achemine les eaux à évacuer selon leur type vers leur exutoire. Les eaux dites « claires », principalement les eaux de pluies qui sont considérées comme faiblement polluées, doivent, dans la mesure du possible, être infiltrées ou acheminées vers un exutoire naturel (lac ou cours d’eau). Les eaux usées, quant à elles, doivent être acheminées et traitées dans une station d’épuration.
Le réseau d’évacuation de la ville de Neuchâtel fonctionne de par son historique selon 2 systèmes d’évacuation des eaux. Pour les parties les plus anciennes selon le système unitaire ou plus communément dit, le « tout à l’égout ». Les eaux claires et les eaux usées sont récoltées et acheminées jusqu’à la station d’épuration dans la même canalisation.
La Ville effectue sa mutation vers le système séparatif selon son plan général d’évacuation des eaux (PGEE). La réalisation de deux réseaux distincts eaux usées (acheminées à la STEP) et eaux claires (acheminées au milieu naturel) permet d’améliorer l’efficacité de la STEP et d’éviter des déversements en milieu naturel en cas de forts orages. Actuellement, le réseau est à environ 70% en séparatif.
Les eaux à évacuer et à traiter doivent être acheminées vers une station d’épuration. L’ensemble de la surface qui a comme exutoire la STEP de Neuchâtel constitue son bassin versant. Chaque habitation d’un bassin versant est connectée via le réseau d’évacuation des eaux à sa STEP.