Les stations de traitement d’eau

Comment sont traitées les eaux usées ?

Avant d’être traitées, les eaux sont collectées dans un réseau d’égouts. Pour limiter les quantités d’eau à traiter, on sépare les réseaux d’eaux usées et d’eaux pluviales (de pluie) qui ne sont pas polluées de la même manière.

Une fois les eaux collectées, elles sont amenées vers la station d’épuration. Il existe aujourd’hui 380 000 km de réseau d’assainissement pour collecter ces eaux usées, et plus de 20 000 stations où ces eaux sont traitées en plusieurs étapes :

• le dégrillage : on fait passer les eaux usées à travers des grilles afin de récupérer les déchets solides (branchages, déchets divers…) qui pourraient avoir été emportés ;
• le dessablage : on laisse les sables et graviers (plus lourds que l’eau) tomber au fond d’un bassin et on ne récupère que l’eau « du dessus ». Cette eau est séparée des grosses particules que l’on exploite ensuite ;
• le déshuilage et le dégraissage : on injecte des bulles d’air dans l’eau afin de faire remonter les graisses et les huiles (plus légères que l’eau), on récupère l’eau plus bas ;
• la coagulation, la floculation, la décantation : on ajoute un produit de coagulation qui permet à toutes les impuretés microscopiques de se coller les unes aux autres et de « tomber » au fond du bassin en créant des boues. Un « pont racleur » vient racler les bords pour faire tomber les boues au centre où elles sont évacuées ;
• le traitement biologique : on laisse du temps aux bactéries présentes dans l’eau pour dégrader les matières organiques (on peut même les aider en injectant de l’air dans l’eau ou en étalant le bassin sur une grande surface par exemple) ;
• la clarification : on termine le traitement en séparant les bactéries de l’eau, avec un pont racleur, on laisse « tomber au fond » ces bactéries plus lourdes que l’eau qu’on récupère et qu’on ajoute aux autres boues. On a alors terminé le traitement et l’eau sort de la station.

Après ce traitement, on obtient des « déchets » :

• des déchets solides : à mettre en décharge ou à recycler suivant leur nature ;
• des sables et graviers : qui peuvent être recyclés et réutilisés en construction ;
• des huiles et graisses : qui peuvent être utilisées dans la fabrication de biogaz ou compostées ;

et des « produits » :

• une eau purifiée : assez pure pour être rejetée sans risque dans le milieu naturel ;
• des boues : issues des différentes étapes du traitement de l’eau.

Comment utiliser les produits de cette épuration ?

En plus du recyclage ou du réemploi des déchets de stations d’épuration, les produits que sont les boues et l’eau purifiée sont un enjeu important pour améliorer notre bilan énergétique.

Les eaux traitées :
Les eaux traitées sont assez pures pour être rejetées dans le milieu naturel (dans les cours d’eau par exemple), ce n’est pas pour autant que c’est la chose à faire. Pour plusieurs raisons :

• le milieu de surface peut-être fragile : ce n’est pas parce que l’eau est pure, que l’écosystème peut supporter de recevoir des milliers de m³ d’eau supplémentaires. Des espèces aquatiques (poissons, batraciens…) pourraient ne pas supporter ce bouleversement de leur habitat par exemple ;
• l’eau est une ressource rare : les nappes souterraines et l’eau de surface risquent de se raréfier avec le changement climatique. On connaît déjà des épisodes de sécheresse. L’arrosage des terrains de golf, les eaux urbaines (lavage de voiries par exemple) ou industrielles pourraient tout à fait utiliser ces eaux issues de l’épuration. De la même manière on peut s’en servir pour injecter dans le milieu à des endroits ciblés cette eau pour alimenter les nappes souterraines par exemple.

En France, la réutilisation des eaux usées traitées (REUT) est seulement de 1 %, alors qu’elle est de 9 % en Italie et 13 % en Espagne, des pays qui ont dû apprendre à gérer leurs ressources en eau.

Les boues d’épuration :
Les boues d’épuration sont constituées de matières organiques riches, de minéraux et de microorganismes. Quelques solutions pour les valoriser s’offrent à nous :

• la valorisation organique : on peut utiliser ces matières riches pour enrichir les sols, comme engrais pour l’agriculture ou en compostage ;
• la valorisation énergétique : on peut se servir de ces boues dans des filières de méthanisation (pour le transformer en biogaz pour les usages de chauffage domestique par exemple), d’incinération (on brûle ces boues directement pour récupérer de l’énergie)… ;
• des solutions alternatives : on peut s’en servir dans des procédés industriels de pyrolyse ou de gazéification (afin de récupérer un gaz combustible), pour fabriquer des plastiques biodégradables, ou pour extraire de ces boues des minéraux de valeur (du phosphore par exemple peut être utilisé dans l’industrie ou comme engrais).

Ces solutions sont intéressantes et permettraient des économies substantielles sur les ressources en eau, tout en réduisant notre quantité de déchets et d’améliorer leur recyclage.

Quel rôle pour les travaux publics ?

Indirectement, le secteur est en capacité de construire les équipements de valorisation des boues ou d’utiliser les matériaux issus des stations de traitement comme les sables et graviers récoltés au cours du traitement.

Plus directement, les travaux publics sont un des acteurs clés de l’entretien et de la réhabilitation des stations d’épuration. En effet, les stations d’épuration manipulent des déchets toxiques d’une de nos ressources les plus importantes : l’eau. Elles sont donc soumises à des exigences très strictes.

Les stations de grande capacité sont les plus concernées, car elles traitent la majorité de la pollution. Il faudrait renouveler environ 3 % du parc chaque année afin de réparer et d’entretenir les capacités de traitement d’eau. Cela correspond à une centaine de stations par an à reconstruire ou à réhabiliter.

Au-delà du simple entretien, le secteur participe aussi à l’évolution et à la modernisation des traitements des eaux. De nouvelles pollutions apparaissent, elles n’étaient pas traitées dans les anciens équipements. Pour préserver nos ressources en eau et protéger les milieux aquatiques, les stations d’épuration modernes devront traiter ces micropolluants.

Il est possible de sensibiliser les utilisateurs pour éviter une part de cette pollution. Pour modifier les habitudes de consommation des ménages, des agriculteurs ou des industriels participent à réduire cette nouvelle pollution. De la même manière, dans l’industrie, il est possible d’installer des dispositifs de traitement avant les rejets dans le réseau d’eaux usées. Malgré tout, il est impossible d’empêcher ces micropolluants de rejoindre les eaux usées. Il faudra donc moderniser les stations par la mise en place de traitements.

Ces nouveaux traitements sont connus et utilisent la combinaison de 4 actions que l’on maîtrise, car elles sont utilisées pour rendre l’eau potable. Ces 4 actions sont :

• l’oxydation (avec l’ajout d’ozone O₃ dans l’eau ou sous l’action d’UV par exemple) ;
• l’adsorption grâce à du charbon actif ;
• la filtration (grâce à des filtres fins) ;
• la filtration avancée (filtres nanoscopiques par exemple).

Le secteur des TP a l’expertise pour construire ces équipements à l’efficacité prouvée et pour moderniser et adapter les systèmes de traitement des eaux usées aux enjeux actuels et à venir.