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La station d'épuration du futur valorisera tout le potentiel des effluents

Les stations d'épuration pourraient évoluer dans le futur pour devenir des usines de valorisation des ressources des effluents. Lors d'un colloque organisé par l'Agence de l'eau RMC, les intervenants ont balayé le champ des possibles.

Eau  |    |  Dorothée Laperche Actu-Environnement.com
La station d'épuration du futur valorisera tout le potentiel des effluents
Environnement & Technique N°364 Cet article a été publié dans Environnement & Technique n°364
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"Sur les stations d'épuration de nouveaux défis sont devant nous, a constaté Laurent Roy, directeur général de l'agence de l'eau Rhône Méditerranée Corse, lors d'un colloque sur les Step du futur. D'une part parce que nous pouvons encore avoir l'impression que ce sont des investissements - certes nécessaires - mais coûteux pour les collectivités (…) d'autre part techniquement, ce sont des investissements qui pourraient d'avantage s'inscrire dans une logique pour aider à relever l'ensemble des défis de la transition énergétique et écologique ".

L'idée qui monte depuis quelques années serait donc de faire évoluer les stations pour réduire leur consommation d'énergie et valoriser leurs sous-produits (eaux traités, boues, etc.). Signe du changement de regard porté sur ces équipements, une transformation de leur nom est même envisagée. Parmi les propositions figurent celles de station de récupération des ressources de l'eau (Starre) ou centre intégré de régénération des eaux et de valorisation (Cirev). Outre les aspects environnementaux, l'argument avancé en faveur de cette transformation est également économique : l'ensemble de ces valorisations pourraient apporter de nouvelles recettes pour les collectivités.

Economiser la ressource en eau potable

Pour cela, différentes pistes sont envisagées. La première passe par une économie des ressources grâce aux step. Ainsi certains, comme l'île de Noirmoutier en Vendée ou Saint Maxime dans le Var, ont opté pour la réutilisation des eaux usées traitées pour l'irrigation de cultures ou arroser un golf afin de diminuer la demande d'eau potable.

La réduction de la consommation énergétique des stations attire également toutes les attentions. L'Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (Irstea) s'est penché sur les cinq procédés couramment utilisés par les collectivités de plus de 2.000 équivalents habitants. Ils ont notamment comparé la demande énergétique de 318 stations françaises et 213 étrangères à partir d'une base de données. Et le constat est sans appel : globalement les stations d'épuration françaises consomment 50% d'énergie en plus que celles situées à l'étranger. Cette différence serait liée à la conception des parcs (taille, taux de charge, choix des traitements, etc.).

"Une technologie correspond à un créneau d'application pour répondre à un besoin et, trop souvent, l'effet de mode prédomine dans le choix", déplore Jean-Pierre Canler, ingénieur de recherche traitement des eaux résiduaires à l'Irstea.

Les postes qui pèsent le plus lourds dans la facture énergétique sont l'aération, la désodorisation et le séchage des boues. "Le séchages des boues peut être utilisé s'il est indispensable compte tenu de leur destination final", souligne le scientifique.

Récupérer l'énergie des effluents

Pour réduire les dépenses, certains ont décidé de récupérer l'énergie des effluents traités pour chauffer des bâtiments ou même des piscines. La Communauté de communes Saône-Beaujolais (Rhône) a ainsi profité de la construction d'une nouvelle station (Citeau) pour intégrer un dispositif pour récupérer la chaleur des eaux usées traitées. La station permet d'alimenter en chaleur et rafraîchissement des logements mais aussi des bâtiments d'activité grâce à une pompe à chaleur. "Le plus gros travail du syndicat a été de s'adapter et modifier les statuts pour devenir fournisseur d'énergie, pointe Frédéric Pronchery, président du syndicat de traitement des eaux usées Saône-Beaujolais. Nous avons dû négocié le prix de vente et nos besoins techniques". Le prix de revient annuel de l'énergie (chauffage, eau chaude sanitaire et rafraîchissement) est de 581,15 € ttc pour un logement moyen (74 m2), selon ce dernier. "Nous avions prévu un coefficient de performance énergétique de l'installation de 4,13, nous faisons mieux car nous sommes plutôt à 5,14", note Frédéric Pronchery.

Autre piste pour optimiser les dépenses : transformer le biogaz produit grâce aux digesteurs de la station en biométhane. C'est le choix pour lequel ont opté les Communauté urbaine de Strasbourg et de Grenoble-Alpes-Métropole : ces dernières injectent dans le réseau respectivement depuis 2015 et 2016 le biométhane produit.

"Nous réfléchissons en ce moment pour faire de la méthanation : ce serait une voie pour stocker l'énergie disponible sous forme de méthane de synthèse", détaille Emeric Leclerc, directeur de la station Aquapole à Grenoble.

L'étape de déshydratation des boues nécessaire implique une réorientation d'une partie de l'effluent au début de la filière pour son traitement. Des équipes de recherche travaillent aujourd'hui sur un type de bactérie : Anammox. Ces dernières pourraient être associées à la filière de méthanisation et placées après la déshydratation des boues. Elles présentent l'avantage de traiter les effluents fortement chargés en azote tout en réduisant la consommation énergétique du procédé.

Produire de l'engrais

Pour certains, les stations d'épuration pourraient également constituer une alternative à la tension sur les ressources en phosphate : ce dernier mais également l'azote présents dans les effluents pourraient en effet être recyclés. "Le recyclage de l'azote et du phosphore dans les résidus d'épuration pourrait contribuer à couvrir jusqu'à 20% des besoins nationaux en phosphore ", indique Laurent Roy.

Un des procédés envisagés permet la production de struvite : un composé formé de phosphate, de magnésium et d'ammonium. Le problème pour l'instant reste son statut : ce dernier est toujours considéré comme un déchet.

"La filière du phosphore est à développer : il faut que le produit réponde aux besoins par rapport aux normes, au conditionnement, au problème de transport : la solution trouvée devra être adaptée à chaque bassin de vie", pointe Laurent Roy.

Enfin, les stations pourront également permettre une production plus vertueuse de plastique. Certaines bactéries présentes dans les stations autorisent en effet la production de biopolymère de type polyhydroxyalcanoate (PHA).

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