Des études, tels que le projet Amperes et le Programme national de recherche suisse, ont montré l'efficacité mitigée des traitements des micropolluants par les STEU. En conséquence, de nouvelles méthodes de traitement de l'eau sont évaluées.



Menée de février 2007 à octobre 2008 par Suez environnement et l'institut de recherche pour l'ingénierie de l'agriculture et de l'environnement (le Cemagref), l'études Amperes¹ a permis de mesurer les concentrations de micropolluants dans les eaux en entrée et en sortie de 21 stations d'épuration afin d'évaluer les capacités d'élimination des différentes technologies. Si la moitié des micropolluants est éliminée à plus de 70%, une vingtaine de substances sont éliminées à moins de 30%. Ainsi, les niveaux de certains pesticides, métaux et produits pharmaceutiques ne sont pas suffisamment abaissés et peuvent conduire au non respect des normes en sortie de stations de traitement des usées (STEU). Par ailleurs, l'étude montre que la réduction des micropolluants est surtout le fait de leur accumulation dans les boues d'épuration et de leur biodégradation naturelle pour les moins stables d'entre elles.

Un programme de recherche suisse² confirme les résultats de l'étude française : les STEU, construites pour réduire les apports de nutriments (azote et phosphore), de substances organiques dissoutes et de métaux lourds dans les eaux, "éliminent que partiellement, voire pas du tout" les micropolluants. La réduction est de l'ordre de 40 à 50% pour les STEU nitrifiantes et de 20 à 25% pour les stations ne ciblant que le carbone et le phsophore. En conséquence, les micropolluants "constituent ici un nouveau défi", concluent les chercheurs suisses.

S'inspirer des techniques de potabilisation

En conséquence, de nouveaux procédés sont testés afin d'évaluer leur efficacité. Parmi ceux-ci, deux sont directement issus des techniques de potabilisation de l'eau. En effet, le contrôle des micropolluants dans l'eau potable a permis le développement de certaines techniques qui peuvent être utilisées lors du traitement de l'eau en STEU.

C'est le cas de l'ozonation, qui consiste à éliminer les organismes pathogènes par oxydation et qui pourrait être développée afin de lutter contre certains micropolluants. Cependant, étant donné le peu de connaissance des sous-produits du processus, certains étant potentiellement toxiques, les chercheurs recommandent d'ajouter un filtrage sur sable pour les éliminer. Les résultats présentés par les Suisses semblent encourageants : sur les 47 substances retenues, seules huit ne sont pas éliminées à plus de 80%. Des résultats confirmés par le programme communautaire Poséidon qui a mis en évidence l'efficacité de l'ozone dans la destruction des micropolluants ciblés (des résidus de médicaments et de soins corporels). Ainsi, 34 des 35 médicaments ont été totalement détruits après un traitement d'une vingtaine de minutes.

Le traitement au charbon actif constitue une deuxième technique de potabilisation qui pourrait être appliquée pour éliminer les micropolluants en sortie de STEU. Si la technique semble efficace, la régénération du charbon actif est néanmoins difficile à estimer. Comme pour la technique précédente les résultats sont encourageants : seules six des 47 substances ne sont pas éliminées à plus de 80%. Seul bémol, cette technologie accroît les volumes de boues à éliminer.

Degrémont met en service la première STEP équipée d’un traitement micropolluants 2012 sera l'année de la mise en service de la première station d’épuration en France conçue pour le traitement des micropolluants. Cette belle réalisation, signée Degrémont, annonce t-elle une évolution du marché du traitement de l’eau ?

Hach Lange : de l’analyse des eaux jusqu’au contrôle du biogaz dans les STEP L’impact économique et environnemental des STEP est devenu un enjeu majeur pour les industriels et les municipalités. Du traitement de l’eau à la valorisation énergétique des boues, Hach Lange optimise et sécurise le fonctionnement des STEP avec sa gamme d’analyseurs.

Techniquement, ces deux procédés peuvent être ajoutés facilement à la plupart des STEU existantes. De plus, avec un surcoût allant de 5 à 30%, ils restent relativement peu onéreux par rapport à d'autres procédés envisagés. Quant aux résultats, il apparait que le taux d’élimination des substances suivies dépasse souvent 80%. Pour les chercheurs suisses ces deux procédés "annulent presque entièrement les effets nocifs (…) des eaux usées n'ayant subi qu'un traitement biologique", ce qui justifie les surcoûts financier et énergétique. On constate néanmoins, que les substances mal éliminées par un système ne le sont guère mieux par l'autre : sur les huit substances résistant le mieux à l’ozonation, seules deux (l'atrazine et le diazinon, deux pesticides) sont significativement mieux traitées par le filtrage sur charbon actif.

Traitements émergents

Parallèlement, certaines techniques, émergeantes ou réservées à des traitements d'eau très spécifiques, pourraient être utilisées pour éliminer les micropolluants. C'est tout d'abord le cas des techniques de traitement membranaire qui consistent à filtrer l'eau dans des milieux poreux. "Ce sont des techniques que l'on connaît bien dans l'industrie", explique Rodolphe Gaucher, responsable de l'Unité technologies propres de l'Institut national de l'environnement industriel et des risques (Ineris), précisant que "le principe consiste à filtrer la matière organique et les micropolluants qui s'y déposent". Il s'agit de la nanofiltration, qui permet la séparation de composés de la taille du nanomètre, et de l'osmose inverse, qui permet de produire de l'eau pure, notamment à partir d'eau de mer. Cependant, ces systèmes de filtrations, jugés les plus efficaces, sont difficiles à appliquer aux eaux usées et entraînent une importante consommation énergétique.

Enfin, une dernière technologie émerge avec le développement des traitements biologiques constitués de zones aquatiques tampons. Cette technique est testée Saint-Just (Hérault) depuis août 2009 et pour une durée de trois ans par la Lyonnaise des Eaux. Appelé Zone libellule, ce pilote propose de réunir "un condensé de différents types de zones humides abritant des plantes qui vont filtrer et épurer les eaux à la sortie d’une station d’épuration" afin d'évaluer leur efficacité. Concrètement, un ensemble de bassins, regroupe sur 1,7 hectares différentes espèces de plantes reproduisant des milieux naturels (bassin à phytoplancton, roselière, méandre, delta, prairie humide…) et choisies pour leurs capacités naturelles à absorber certains polluants, expliquent les promoteurs du projet. L'eau parcours cette zone en une dizaine de jours. S'agissant des premiers résultats, la Lyonnaise des Eaux évoque une réduction, pouvant aller jusqu'à 80%, de la concentration de certains perturbateurs endocriniens, résidus médicamenteux et pesticides.

Philippe Collet