Une station d’épuration est installée généralement à l’extrémité d’un réseau de collecte, sur l’émissaire (?) principal, juste en amont de la sortie des eaux vers le milieu (?) naturel. Elle rassemble une succession de dispositifs, empruntés tour à tour par les eaux usées. Chaque dispositif est conçu pour extraire au fur et à mesure les différents polluants contenus dans les eaux. La succession des dispositifs est bien entendu calculée en fonction de la nature des eaux usées recueillies sur le réseau et des types de pollutions à traiter. 50 % des stations de plus de 10 000 équivalent-habitants sont construites selon ce procédé en France.
• Les prétraitements Les dispositifs de prétraitement sont présents dans toutes les stations d’épuration, quels que soient les procédés mis en œuvre à l’aval. Ils ont pour but d’éliminer les éléments solides ou particulaires les plus grossiers, susceptibles de gêner les traitements ultérieurs ou d’endommager les équipements : déchets (?) volumineux (dégrillage), sables (dessablage) et corps gras (dégraissage – déshuilage). Le dégrillage consiste à faire passer les eaux usées au travers d’une grille dont les barreaux, plus ou moins espacés, retiennent les éléments les plus grossiers. Après nettoyage des grilles par des moyens mécaniques, manuels ou automatiques, les déchets sont évacués avec les ordures ménagères. Le tamisage, qui utilise des grilles de plus faible espacement, peut parfois compléter cette phase du prétraitement. Le dessablage et le déshuilage-dégraissage consistent ensuite à faire passer l’eau dans des bassins où la réduction de vitesse d’écoulement fait se déposer les sables et flotter les graisses. L’injection des microbulles d’air permet d’accélérer la flottation des graisses. Les sables sont récupérés par pompage alors que les graisses sont raclées en surface. On enlève ainsi de l’eau les éléments grossiers et les sables de dimension supérieure à 200 microns ainsi que 80 à 90 % des graisses et matières flottantes (soit 30 à 40 % des graisses totales). • Les traitements primaires et physico-chimiques Après les prétraitements, il reste dans l’eau une charge polluante dissoute et des matières en suspension. Les traitements primaires ne portent que sur les matières particulaires décantables. Les traitements physico-chimiques permettent d’agglomérer ces particules par adjonction d’agents coagulants et floculants (?) (sels de fer ou d’alumine, chaux...). Les amas de particules ainsi formés, ou “flocs”, peuvent être séparés de l’eau par décantation (?) ou par flottation (?). Les stations physico-chimiques (environ une centaine d'unités en France), sont adaptées aux contextes touristiques saisonniers où les variations de charge peuvent être très brutales sur une courte période. Ces traitements (qui ne s’imposent que dans certaines filières de traitement) permettent d’enlever jusqu’à 90 % des matières en suspension. La pollution dissoute n’est que très partiellement traitée. • Les traitements biologiques
Ces traitements sont indispensables pour extraire des eaux usées les polluants dissous, essentiellement les matières organiques. Ils utilisent l’action de micro-organismes capables d’absorber ces matières. La sélection naturelle des espèces et leur concentration dans un bassin permet d’accélérer et de contrôler un phénomène qui se produit communément en milieu (?) naturel. Dans le cas des eaux usées urbaines, on favorise le développement de bactéries (?) aérobies, c’est-à-dire, qui utilisent l’oxygène pour se développer.
Les procédés biologiques extensifs : le lagunage naturel Les lagunes sont constituées de plans d’eau peu profonds, en général au nombre de trois. L’apport d’oxygène naturel, par échange avec l’atmosphère ou par photosynthèse des algues de surface, peut être complété exceptionnellement par des aérateurs pour stimuler l’activité biologique et diminuer les surfaces.
Les lagunes présentent l’inconvénient d’occuper des surfaces très importantes et d’avoir des performances très variables en fonction Les bassins de traitement des eaux brutes éliminent essentiellement les des conditions polluants carbonés. Les bassins suivants, dits d’affinage (eau déjà traitée), climatiques. Elles ont peuvent en outre permettre l’élimination des contaminants biologiques par l’avantage d’être l’action du rayonnement solaire. rustiques et peu coûteuses en Le lagunage est en fort développement en France dans les petites communes fonctionnement, et de rurales, en raison de sa rusticité et de performances d'épuration honorables. s’intégrer assez En 1992, on dénombrait plus de 2 000 installations de lagunage, généralement harmonieusement dans de taille inférieure à 2 000 équivalent-habitants (?). Elles tendent à remplacer le paysage. les « décanteurs-digesteurs » aux performances épuratoires médiocres au regard des nouvelles valeurs de rejets demandées. Le procédé de lagunage convient moins bien aux communes plus grandes en raison de surfaces de bassin très importantes dans ce cas (emprise au sol : 15 m2/habitant). Les procédés biologiques à cultures libres : les “boues activées” Dans ces procédés, les bactéries se développent dans des bassins alimentés d’une part en eaux usées à traiter et d’autre part en oxygène par des apports d’air. Les bactéries, en suspension dans l’eau des bassins, sont donc en contact permanent avec les matières polluantes dont elles se nourrissent et avec l’oxygène nécessaire à leur assimilation. Les procédés "boues Les principes de fonctionnement diffèrent suivant que l’objectif est de traiter le activés" sont les plus carbone ou le carbone et l’azote et/ou le phosphore : en pratique, il s’agit de répandus en France. permettre la sélection des espèces de bactéries capables soit de transformer le carbone en CO2, soit de transformer l’azote en nitrates puis les nitrates en azote gaz (N2), soit de stocker le phosphore. Dans tous les cas, la séparation de l’eau traitée et de la masse des bactéries (que l’on appelle « boues ») se fait dans un ouvrage spécifique appelé "clarificateur". Pour conserver un stock constant et suffisant de bactéries dans le bassin de boues activées, une grande partie des boues extraites du clarificateur est renvoyée dans le bassin. Une petite partie de ces boues, correspondant à l’augmentation du stock pendant une période donnée, est évacuée du circuit des bassins d’aération et dirigée vers les unités de traitement des boues : cette fraction des boues constitue les « boues en excès ». La plupart des stations d’épuration municipales françaises fonctionnent selon ce principe.
Les procédés biologiques à cultures fixées : les biofiltres et les lits bactériens Le principe de ces procédés consiste à faire percoler l’eau à traiter à travers un matériau sur lequel se développent les bactéries (?) qui constituent alors un biofilm sur ce support.
L’avantage des biofiltres est de pouvoir traiter les matières polluantes carbonées et Le type de matériau varie suivant les procédés : éventuellement • les lits bactériens utilisent des galets ou des supports alvéolaires, azotées, dans un • les biofiltres utilisent des matériaux de plus petite taille : des argiles cuites, volume beaucoup plus des schistes, du polystyrène, des graviers ou des sables. faible que dans le cas de procédés à cultures Les biofiltres permettent généralement des traitements plus intensifs et plus libres, avec des poussés que les lits bactériens classiques, plus rustiques dans leur conception et rendements similaires. dans leur exploitation. Mais les biofiltres sont plus coûteux en • La mesure des performances de l’épuration investissement et plus délicats en Pour comparer les teneurs en polluants des eaux usées et des eaux épurées, on fonctionnement. utilise plusieurs indicateurs : Unités • Les matières en suspension (MES) : matières minérales ou organiques non dissoutes • Les matières organiques présentes sous forme particulaire et dissoute. On les mesure indirectement par : - la demande biochimique en oxygène (DBO) - la demande chimique en oxygène (DCO) - l’azote et le phosphore • les contaminants biologiques : bactéries, virus (?), parasites
mg/l
mg O2/l mg O2/l mg N ou mg P/l nombre/ml ou npp ou nppuc (nombre le plus probable d’unités cytopathiques)
• La conséquence de l’assainissement des eaux usées : la production de boues d’épuration Le traitement des eaux usées en station d'épuration produit une eau épurée, rejetée dans le milieu (?) naturel, et un concentrat désigné sous le terme de "boues" ou "boues résiduaires". Les boues physico-chimiques sont produites dans les stations physicochimiques. Les floculants minéraux ajoutés participent pour une part importante à la quantité de boues produites. Les boues dites primaires résultent de la simple décantation des matières en suspension contenues dans les eaux usées brutes. Elle ne sont pas stabilisées. Les stations ne traitant que la pollution particulaire sont de plus en plus rares en France, ou alors associées à des filières complémentaires de traitement. Les boues secondaires sont formées à partir de la charge polluante dissoute utilisée par les cultures bactériennes libres ou fixées en présence d'oxygène (aération de surface ou insufflation d'air). Dans le cas où il existe des boues primaires et des boues secondaires, elles forment des boues "mixtes" fraîches qui vont subir un traitement de stabilisation biologique. Dans le cas où il n'existe pas de décantation primaire (boues activées en aération prolongée, cas fréquents en France), la stabilisation aérobie se fait par séjour prolongé dans les ouvrages épuratoires. Les lagunes produisent des "boues de lagunage". Les boues s'accumulant peu à peu au fond des bassins sont curées annuellement, ou tous les deux ans, dans la première zone d'accumulation des dépôts, et une fois tous les cinq ou dix ans pour les autres bassins. • Désignation des différentes stations d’épuration Dans le langage courant, l’appellation des stations d’épuration est basée sur la spécificité dominante ou l’originalité des procédés épuratoires mis en œuvre : • Stations primaires • Stations physico-chimiques • Stations boues activées • Stations lits bactériens • Lagunage naturel Fermer X
Avec le développement de l’urbanisation et de l’industrialisation, ainsi que l’évolution des modes de consommation, les rejets d’eaux dites “usées” ont considérablement évolué en quantité et en qualité. Les rejets domestiques simples se sont enrichis de produits plus complexes (lessives…) et les réseaux d’assainissement recueillent des rejets industriels, commerciaux ou artisanaux aux caractéristiques très diverses. Les eaux de pluies, lessivant des surfaces croissantes de bitume et de toitures, se chargent en produits minéraux et organiques et augmentent d’autant le flux polluant à traiter. Lorsque les eaux usées ne sont pas traitées, les cours d’eau sont dépassés dans leur capacité naturelle d'épuration et se retrouvent pollués.
Le traitement ou l’épuration des eaux usées a donc pour objectif de réduire la charge polluante qu’elles véhiculent afin de rendre au milieu (?) aquatique une eau de qualité, respectueuse des équilibres naturels et de ses usages futurs (pêche, loisir, alimentation, utilisation agricole ou industrielle, etc.). L’organisation générale de l’assainissement a donc évolué pour récupérer et traiter les eaux usées et, dans certains cas, les eaux pluviales.
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Depuis la loi sur l’eau du 3 janvier 1992, tout immeuble doit être raccordé à un système d’assainissement. Le but d’un tel système est de regrouper les eaux usées, puis de les épurer par traitement, avant de les rejeter dans le milieu (?) naturel.
CYCLE DE L'EAU EN VILLE L'eau est captée, puis potabilisée si nécessaire, avant d'être distribuée. Ensuite, les eaux usées sont collectées puis traitées en station d'épuration. Les eaux épurées sont rendues au milieu naturel.
Selon la nature de l’habitat et le choix de la collectivité, on distingue deux grands types d’assainissement : l’assainissement non collectif (individuel ou autonome) En zone d’habitat dispersé, des systèmes d’assainissement sont mis en place pour chaque habitation (assainissement individuel) ou pour un petit groupe d’habitations (assainissement autonome). Un zonage délimite les zones d’assainissement autonome. Si la mise en œuvre des travaux relève des particuliers, la commune est cependant obligée d’en assurer le contrôle. Si elle le souhaite, elle peut également prendre en charge l’entretien, avec évidemment une contre-partie financière des particuliers concernés. L’assainissement collectif En zone urbaine ou d’habitats regroupés, les eaux usées, collectées dans un réseau d’assainissement sont traitées en station d’épuration. • le réseau de collecte des eaux usées Les réseaux de collecte ou “égouts” ont pour fonction de recueillir les eaux usées de toutes origines et de les acheminer vers les stations d’épuration. Il en existe deux types : - le réseau unitaire reçoit, en mélange, les eaux usées et les eaux pluviales. C’est celui qui équipe la plupart des centres villes ; - le réseau séparatif, plus récent, est composé de deux collecteurs séparés, un pour les eaux usées, un autre pour les eaux pluviales ; La loi sur l’eau a renforcé la responsabilité des communes sur la création, l’entretien et la surveillance des réseaux d’assainissement. La police des réseaux fait partie des responsabilités du maire : - un règlement d’assainissement doit être rédigé ; - tout raccordement non domestique doit préalablement être autorisé par la commune, celle-ci n’étant pas obligée de traiter les eaux usées non domestiques. L’autorisation fixe les caractéristiques que doivent présenter les eaux usées non domestiques admises dans le réseau collectif. Une surveillance du respect des prescriptions de l’autorisation de raccordement doit être mise en place.
• les traitements d’épuration des eaux usées Ils sont réalisés dans les stations d’épuration. On y dégrade et sépare les polluants de l’eau (particules et susbtances dissoutes) par des procédés physiques, chimiques et biologiques, pour ne restituer au milieu aquatique qu’une eau de qualité suffisante au regard de la capacité d’accueil du milieu récepteur. Les procédés mis en œuvre sont multiples : ils reposent sur le principe de la séparation gravitaire (?) entre l’eau et les particules polluantes. Pour éliminer les substances dissoutes, une biomasse animale microbienne les transforme, croît, puis s’agglomère en flocs (ou amas), qu’il est alors possible de séparer de l’eau par gravité, flottation ou plus rarement par filtration.
Dans les stations d'épuration biologiques, une quantité et une variété impressionnante de micro-organismes spécialisés participent à la dépollution des eaux usées : les "biomasses épuratrices". Elles appartiennent essentiellement au règne animal. Outre de nombreuses bactéries, on trouve par exemple des héliozoaires (en haut à droite) ou différentes espèces de vorticelles (en bas). < Retour
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D’ici à la fin de 2005, dans toutes les agglomérations de plus de 2000 habitants, les eaux usées devront être traitées dans des stations d’épuration. Cette obligation découle de la Directive européenne “eaux usées” du 21 mai 1991, transcrite en droit français par la loi sur l’eau de 1992 et son décret d’application du 3 juin 1994.
L’entretien des réseaux de collecte et les traitements en stations d’épuration génèrent plusieurs sortes de sous-produits. • Les sous-produits des réseaux : Les matières de curage des réseaux d’assainissement sont des graviers, des sables, des matières organiques et des détritus divers qui s’accumulent dans les réseaux à tous les endroits où la vitesse d’écoulement des eaux est ralentie. Pour la région parisienne, cela représente plus de 100 000 m3/an de boues de curage. En moyenne, les boues de curage représentent 18 kg/habitant/an de matières brutes (données AGHTM). Les graisses des bacs à graisses des artisans, restaurateurs, cantines, industriels, … • Les sous-produits des stations d’épuration :
Les refus de dégrillage : ce sont des déchets (?) solides de toute nature : bouts de bois, boîtes de conserve, flacons en plastique, La réglementation feuilles, etc. française impose de traiter, d’utiliser ou Les matières de dessablage : récupérées au niveau des préd’éliminer les soustraitements (sable, graviers, ou particules lourdes) en quantité produits de importante (à l’échelle d’une agglomération comme Bordeaux, les l’assainissement. sables issus du nettoyage de la voirie et du système Elle fixe les d’assainissement représentent une masse de 30 000 t/an). obligations et les responsabilités des Les matières grasses de dégraissage-déshuilage récupérées par différents acteurs dans flottation (?). ces domaines, ainsi que les mécanismes de Les boues : elles sont principalement constituées de particules financement de ces solides non retenues par les pré-traitements en amont de la station activités qui peuvent d’épuration, des matières organiques non dégradées, des matières s’avérer parfois très minérales et des micro-organismes (bactéries dégradatives pour coûteuses. l’essentiel). Elles se présentent sous forme d’une «soupe épaisse» qui subit ensuite des traitements visant en particulier à réduire leur
teneur en eau. La quantité moyenne produite en France est de 15 kg de matière sèche/habitant/an (variation 10 à 25 kg/hab./an). Les gaz : gaz carbonique et azote notamment, lesquels retournent à l’atmosphère. Seules les boues d’épuration peuvent faire l’objet d’un recyclage en agriculture. Encore faut-il qu’elles répondent à une qualité et à des règles précises, détaillées dans ce dossier (voir chapitre 3 page 30, chapitre 4 page 33, et fiche 4.2). Les autres sous-produits de l’assainissement sont éliminés dans le circuit des déchets municipaux. Les produits minéraux de curage et de dessablage peuvent être valorisés en remblais, sous réserve d’un nettoyagecalibrage. Les déchets graisseux sont incinérables ou biodégradables (?).
La qualité des eaux usées détermine directement la qualité des boues d’épuration produites, notamment leur teneur en élémentstraces (?). Aussi une police des réseaux efficace est-elle de la plus haute importance pour prévenir les rejets de substances chimiques contaminantes dans les égouts, si la municipalité fait le choix d’une filière de recyclage agricole pour ses boues d’épuration. < Retour
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• Origine des boues : Selon le type de traitement des eaux usées, une station d’épuration peut produire, à l’origine, trois grandes catégories de boues : Boues de traitement primaire : elles sont produites par une simple décantation des matières en suspension (MES) contenues dans les eaux usées. 70 % des MES peuvent ainsi être retenues. Avec l’évolution de la conception des stations, ce type de boues est en train de diminuer. Boues de traitement physico-chimiques : variante du type précédent, les matières organiques particulaires ou colloïdales (?) contenues dans les eaux usées sont agglomérées par addition d’un réactif coagulant (sels de fer ou d’aluminium). 90 % des MES peuvent ainsi être captées. Séparées par décantation, les boues obtenues renferment une partie importante de sels minéraux issus des eaux brutes et de l’agent coagulant. Les boues physicochimiques sont surtout produites dans des stations balnéaires ou touristiques, aux variations de populations très grandes sur une courte période Boues de traitement biologique : ces boues sont essentiellement formées par les résidus de bactéries (?) “cultivées” dans les ouvrages d’épuration. Ces bactéries se sont nourries des matières organiques contenues dans les eaux usées et les ont digérées. Pour maintenir l’activité biologique de la station à un bon niveau, une partie de la masse des bactéries ou “biomasse en excès” doit être prélevée soutirée régulièrement, entretenant ainsi la dynamique de reproduction bactérienne. • Traitement des boues : objectifs visés Quel que soit le mode d'épuration des eaux usées, les boues sont initialement constituées d’eau (99 %), de matière organique fraîche, très fermentescible (?), et de matières minérales dissoutes
La majorité des stations d’épuration françaises pratique le traitement biologique des eaux usées.
ou insolubles. Selon l’utilisation qui doit en être faite, des traitements complémentaires leurs sont appliqués : - pour réduire leur teneur en eau : du simple épaississement par gravité en passant par une déshydratation partielle (moins de 80 % d’eau), jusqu’à un séchage presque total (5 à 10 % d’eau), - pour stabiliser la matière organique, en diminuant sa fermentescibilité pour réduire ou même supprimer les mauvaises odeurs, - pour les hygiéniser, si nécessaire, en détruisant les microorganismes pathogènes. On produit ainsi toute une gamme de boues aux propriétés diverses : boues épaissies, déshydratées, séchées, digérées, chaulées, compostées, etc. Ces traitements influencent directement les propriétés fertilisantes des boues. Epaississement des boues par une table d'égouttage installée au sommet d'un silo. On obtient des boues liquides épaissies (5 à 7 % M.S).
Déshydratation des boues par filtre à bande. Siccité obtenue : entre 16 et 22 %.
Déshydratation des boues par centrifugation.
Déshydratation des boues suivie d'un malaxage à la chaux vive. Le chaulage permet une hygiénisation des boues par montée du pH, selon la dose de chaux incorporée. En conséquence, il est de la plus haute importance de choisir le mode de traitement des boues également en fonction des débouchés agronomiques identifiés dans le secteur géographique proche de la station d’épuration.
Un comité technique (TC) du Comité Européen de Normalisation (CEN), dédié spécifiquement Une logique assez similaire prévaut pour les autres voies aux boues d’épuration d’élimination. Si la boue doit être incinérée, mieux vaut qu’elle (libellé CEN TC 308), soit la plus déshydratée et la plus organique possible : la capacité à travaille notamment brûler (ou PCI) est alors maximisée. Si la boue doit aller en sur un guide de bonnes décharge, sa fermentescibilité doit être réduite et se présenter sous pratiques, insistant sur forme déshydratée (30 % de matière sèche au minimum) ; par la cohérence à exemple, les boues pourront être fortement chaulées, ou même respecter entre incinérées préalablement, pour ne plus avoir à enfouir que des production de boue et cendres, après conditionnement ultime si nécessaire. élimination, incluant les débouchés agronomiques. < Retour
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• Les principaux types de boues proposés à l’épandage en agriculture En simplifiant les choses, quatre grands types de boues sont recyclés en agriculture. Le classement se réfère à leur état physique ou à leur mode de stabilisation : Les boues liquides : cas des petites stations en zones rurales ou péri-urbaines (environ 15 % des tonnages de matières sèches (MS) de boues). Ces boues se stockent et se manipulent à la façon des lisiers de porcs ou de bovins, Matière sèche (MS) et matière brute (MB) : Epandage de boues liquides à l’aide d’une rampe adaptée sur une tonne à lisier.
Les professionnels expriment usuellement les tonnages de boues d'épuration en MS. Les volumes bruts intègrent la teneur en eau. Par exemple, une station qui produit 100 t MS/an de boues d'épuration génère les Les boues pâteuses : cas des stations de taille moyenne. Ce type volumes suivants de de boues (environ 35 % des tonnages MS) est difficile à manipuler boues : et à stocker. Surtout, il favorise les fermentations (?) anaérobies (d’où un problème d’odeurs). On applique de plus en plus à ces - 2000 m3 de boues boues un traitement complémentaire à la chaux ou par brutes à 5% de MS compostage, - ou 500 m3 de boues brutes à 20% de MS Les boues chaulées : cas des stations de moyenne ou de grande - ou 130 m3 de boues taille. Selon le procédé utilisé et la dose de chaux incorporée, ces brutes à 95% de MS. boues sont de consistance pâteuse ou solide. Ce type de boues est fréquent en France (environ 30 % des tonnages MS de boues sont En conséquence, si les chaulées),
Boues pâteuses chaulées en stockage provisoire au bord du champ.
Les boues compostées : cas des stations de taille moyenne en général. Cette filière est encore peu développée en France (2 % des tonnages MS de boues), car coûteuse, mais devrait prendre de l’essor, notamment en zone méditerranéenne.
Compostage de boues en cellules compartimentées ventilées.
Enfin, à ces quatre types principaux, on doit rajouter les boues séchées, très peu fréquentes en France actuellement (3 à 4 stations d’épuration), mais qui pourraient représenter une filière d’avenir pour les grandes stations d’épuration. Les coûts élevés en investissement, énergie et maintenance, sont compétitifs si les tonnages traités sont eux-mêmes importants. Certains procédés particuliers peuvent donner des boues solides non chaulées (filtre-presse, conditionnement thermique). Ils concernent des stations peu nombreuses mais de grande taille (15 % de la production nationale MS). • Statistiques sur la production de boues d’épuration Perspectives d’évolution Fin 2000, la France produit 850 000 tonnes de matières sèches (t MS) de boues d’épuration municipales, soit environ 9 millions de tonnes brutes (tous types de boues confondus). Ces chiffres souffrent d’une certaine imprécision, liée aux imperfections du système statistique national, mais constituent des ordres de
boues liquides ne représentent que 15% du tonnage national MS, elles pèsent néanmoins pour plus de 40% du tonnage national brut.
grandeur généralement acceptés.
Les projections d’évolution de la production de boues d’épuration sont directement fonction des progrès du système national d’assainissement des eaux usées (collecte et traitement). Dans le rapport présenté à la Commission Européenne, en application de la Directive Eaux usées de 1991, la France a annoncé, sur la période 1992 - 2005, une augmentation de 26 % de la capacité des systèmes de collecte, et de 72 % de la capacité des stations d’épuration, ce qui constitue un effort d’investissement particulièrement important de la part des collectivités. Concrètement, si le taux de dépollution (part de la pollution traitée sur la pollution émise) passe de 49 % actuellement, à 65 % à l’horizon 2005 (objectif fixé par les pouvoirs publics), la production de boues d’épuration pourrait atteindre, à cette date, 1 100 000 t MS, soit une augmentation de 30 %. < Retour
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Les boues d’épuration sont composées essentiellement d’eau, de matière organique et de matières minérales. L’effet de ces composants est très différent selon le milieu (?) qui les reçoit :
- polluant lorsqu’ils viennent perturber l’équilibre d’un cours d’eau ou d’un sol qui est incapable de les digérer,
- fertilisant si on les incorpore au sol, en quantité et en qualité appropriées, car ils constituent alors des ressources nutritionnelles pour les cultures. Ils peuvent aussi améliorer les caractéristiques du sol, notamment dans le cas des boues chaulées ou compostées. En effet, les micro-organismes qui abondent dans le sol se nourrissent des matières organiques apportées par les boues. De ce fait, ils en transforment progressivement une partie en éléments minéraux disponibles pour les plantes. Une autre partie, plus ou moins importante selon le type de boues, est incorporée au sol et contribue à l’entretien d’une structure favorable au développement des racines. Fertilisant ou polluant ? L’azote (N) est un élément essentiel à la production végétale. Dans le sol, les plantes l’absorbent sous forme de nitrates (NO3-). Si l’azote est apporté en excès par rapport au besoin des plantes, il est alors lessivé par les pluies et participe à la pollution nitrique des eaux de surface ou souterraines.
L’épandage agricole de boues d’épuration est donc doublement utile : - d’une part il apporte à l’agriculteur des moyens efficaces, et la plupart du temps gratuits, pour entretenir la fertilité de sa terre et
pour nourrir ses cultures. En effet, pour que les plantes soient capables de fabriquer leurs aliments à partir du gaz carbonique et de l’oxygène de l’air par le mécanisme de la photosynthèse, elles doivent prélever dans le sol d’autres matières premières indispensables : ce sont les nutriments (?), constitués essentiellement par l’azote, le phosphore, le potassium et divers oligo-éléments (?). Transformés en matière végétale, ces éléments sont « exportés » au moment de la récolte. Il faut donc trouver un moyen de les restituer au sol pour éviter son appauvrissement : c’est le but de la fertilisation, - d’autre part, il permet de compléter le travail d’épuration des stations en digérant la matière organique et en détruisant les micro-organismes pathogènes (?) contenus dans les boues, susceptibles de provoquer des maladies chez l'homme et l'animal. Le sol est en effet un milieu très défavorable à ces microorganismes, assez rapidement détruits par les conditions physicochimiques régnantes - en surface notamment (action du soleil : UV, sécheresse) - et par la concurrence des autres microorganismes naturellement présents dans le sol (après enfouissement). < Retour
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A leur sortie de la station d’épuration, les boues n’ont pas de valeur marchande. Elles constituent un déchet (?) dont il faut assumer les coûts (stockage, transport, traitement…), très variables selon la destination envisagée. Ces coûts peuvent être élevés et sans contre-partie dans le cas d’une incinération, même si une valorisation énergétique est recherchée.
Ils restent modérés dans le cas de l’épandage agricole : environ 160 F par tonne de boues brutes épandue, soit 1 200 F/t MS. Ces coûts sont fonction de la taille de la station (voir "En savoir plus" ci-contre), et n'intègrent pas les coûts de traitement en station, communs aux filières d'élimination. < Retour
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L’épandage agricole des boues d’épuration s’inscrit dans la logique du recyclage dans le milieu (?) naturel et de l’économie des ressources non renouvelables. En apportant des éléments fertilisants aux cultures, les boues réduisent l’utilisation d’engrais (?) minéraux : elles diminuent d’autant les prélèvements miniers (phosphore et potasse notamment) ou la consommation d’énergie nécessaire à la fabrication des engrais (azote). La nature essentiellement organique de l’azote apporté par les boues entraîne sa mise à disposition progressive pour les plantes, par minéralisation, phénomène sous la dépendance des conditions pédo-climatiques locales. Enfin, l’épandage agricole évite le recours à des solutions uniquement éliminatrices (incinération, mise en décharge) qui, selon un audit comparatif de filière réalisé en 1999 par le cabinet Arthur ANDERSEN pour les Agences de l’Eau, présentent des impacts sur l’environnement plus défavorables que ceux de l’épandage. Toutefois, le recyclage agricole ne dispense pas de disposer de ces filières alternatives d’élimination en cas de non-
conformité temporaire des boues à l’épandage.
Qu’est-ce que la « fertilisation raisonnée » ? C’est connaître les potentialités du sol et du climat, et adapter les apports en fertilisants selon les besoins des plantes, le rendement réaliste escompté, et les fournitures du sol en nutriments (richesse de la terre et arrière-effet des fumures des années précédentes). Dans ce cadre, un apport raisonné de boues repose sur : 1) une analyse de sol, 2) un calcul de fertilisation, 3) une analyse de boues, 4) un calcul de dose de boues à épandre. Si nécessaire, un complément de fertilisation peut être prescrit. < Retour
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La mise en œuvre de l’épandage agricole de boues d’épuration ne concerne pas seulement l’agriculteur, mais aussi toute une chaîne d’intervenants qui comprend le producteur de boues (le gestionnaire de la station d’épuration), le transporteur, éventuellement une entreprise spécialisée dans la réalisation technique de l’épandage,… A partir des années soixante-dix et tout au long des décennies suivantes, les préconisations d’épandage se sont sans cesse perfectionnées et précisées. Désormais, les procédures à respecter sont définies par une législation spécifique dont la rigueur s’est encore renforcée depuis 1997. Aujourd’hui l’épandage ne peut être pratiqué qu’après avoir mis en place une planification globale, des outils d’analyse et de prévision, des moyens de contrôle du respect des bonnes pratiques et des résultats agronomiques. Dans le cadre de la rédaction du programme prévisionnel d’épandage (ou “plan d’épandage”) imposé par la réglementation, les quantités de boues à épandre sont calculées en tenant compte des besoins agronomiques énoncés par l’agriculteur en fonction de sa culture, du type de sol, de l’état agronomique de sa parcelle (sol, précédent cultural, etc.), et de la teneur de la boue en éléments fertilisants (d’après l’analyse qui lui est fournie par le producteur). Il doit aussi respecter des délais entre plusieurs épandages successifs sur la même parcelle, des interdictions en fonction de la saison, des conditions météorologiques, des cultures pratiquées, etc. Selon la taille de la station d’épuration qui lui fournit les boues, l’agriculteur pourra pratiquer lui même l’épandage avec son matériel propre (une tonne à lisier par exemple) ou bien bénéficier du “rendu racine” : dans ce cas le producteur des boues réalisera lui même l’épandage ou le fera réaliser par un entrepreneur spécialisé, équipé de matériels spécifiques.
Quel que soit le mode d'épandage pratiqué par la station, les boues d'épurations sont, en général, mises à la disposition de l'agriculteur gratuitement.
Pour de nombreuses petites stations d’épuration rurales, proches des exploitations agricoles, on pratique l’épandage de boues liquides qui peut être réalisé par l’agriculteur avec sa propre tonne à lisier. L'épandage des boues liquides peut aussi se faire avec des rampes équipées de "pendillards" : la boues peut alors être épandue sur cultures en places, dans l'interligne, sans salir les plantes. De plus en plus, les boues sont mises à disposition des agriculteurs “rendu racine”. Dans ce cas, elles sont épandues par des entreprises spécialisées équipées de matériels
conçus pour effectuer l’opération dans les meilleures conditions de rapidité et d’efficacité.
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La qualité des boues d’épuration est directement dépendante des efforts qui sont faits en amont pour empêcher les rejets contaminants dans le réseau d’égouts. Ensuite, il est trop tard : les boues ne pourront que capter ces contaminants, sans véritablement les “traiter”. • Les deux grands types de réseaux de collecte Le réseau de collecte ou “égouts” a pour fonction de collecter les eaux usées et de les amener à la station d’épuration, via des collecteurs. Ce transport se fait le plus souvent par gravité, mais il peut aussi se faire par refoulement, mise sous pression ou sous dépression.
Il existe deux types de réseaux de collecte : Les réseaux unitaires (les plus anciens) Dans les réseaux unitaires, eaux usées et eaux pluviales sont regroupées. Ce système est le plus ancien et il équipe la plupart des centres villes historiques. Il présente l’inconvénient de court-circuiter une partie de la charge polluante de la station d’épuration par temps de pluie. Les à-coups hydrauliques liés aux flux d’eaux pluviales compliquent la bonne gestion de la station d’épuration et minorent ses performances épuratoires. Enfin, les eaux pluviales introduisent en station d’épuration une charge contaminante qui peut affecter la qualité des boues d’épuration (zinc, cadmium, plomb et HPA notamment, liés au lessivage des chaussées). Les réseaux séparatifs (les plus récents) Les eaux usées sont captées dans un réseau et les eaux pluviales dans un réseau différent. En temps de pluie, les eaux usées ne risquent plus d’être courtcircuitées et vont toutes en station d’épuration. Surtout, l’avantage est de ne pas introduire la charge contaminante minérale ou chimique du flux pluvial dans la station d’épuration. Dans certaines situations où les eaux pluviales sont très polluées, il faut prévoir un traitement, au minimum une décantation avant rejet dans le milieu (?) aquatique récepteur. Ce système, potentiellement intéressant pour la qualité des boues d’épuration, est donc plus coûteux (pose de deux collecteurs au lieu d’un).
Pour le flux pluvial, les solutions préventives visent à limiter les surfaces imperméabilisées et le ruissellement des eaux de pluie en favorisant leur infiltration (chaussées drainantes, fossés d’infiltration, …).
• La police des réseaux, une responsabilité du maire de la commune Le diagnostic d’assainissement Le diagnostic est obligatoire (décret du 3 juin 1994) pour les agglomérations qui produisent une pollution organique supérieure à 120 kg/jour. Ce diagnostic comporte “l’inventaire des industries et établissements raccordés, et la composition et le volume des principaux effluents”.
La police des réseaux est de la responsabilité du maître d’ouvrage en charge du réseau de collecte. En général, il Le règlement d’assainissement s’agit du maire de la La commune doit rédiger un règlement d’assainissement, outil d’orientation et commune, ou le cas d’arbitrage, définissant les conditions de raccordement des usagers au réseau échéant du Président d’assainissement et les relations existantes – ou à créer – entre l’exploitant de de l’organisme de ce service et les usagers domestiques et industriels. coopération. Pour les raccordements non domestiques, sont ainsi fixées : les valeurs-limites de flux et de concentrations des composés acceptables, la liste des composés indésirables, la procédure d’instruction des dossiers, etc. L’autorisation de déversement Toute demande de raccordement d’un effluent (?) non domestique fait l'objet d'une étude de flux et de composition avant qu'une réponse positive ne soit accordée, et concrétisée sous la forme d'une autorisation de déversement des eaux industrielles. Les autorisations sont délivrées en fonction de la capacité du La commune a système d’assainissement à collecter et à traiter les effluents. toujours le droit de refuser le déversement Cette autorisation, éventuellement complétée d’une convention de d’eaux industrielles car déversement, doit définir l'admissibilité des effluents dans le réseau, compte- le raccordement des tenu de ses caractéristiques. De façon explicite, l'arrêté (n° 1) du 22 décembre effluents non 1994 précise à l'article 23 que les effluents non domestiques raccordés au domestiques au réseau réseau ne doivent pas contenir de "matières ou produits susceptibles de nuire à public n'est pas la dévolution finale des boues produites". La réglementation des installations obligatoire, classées précise les conditions de rejet dans le réseau collectif. conformément à l'article L. 35-8 du Moyens humains et financiers de la police des réseaux Code de la Santé Le service d’assainissement doit être muni des moyens humains et financiers Publique. suffisants pour accomplir ses missions. Pour être efficaces et respectées, les conventions de déversement doivent faire l’objet de contrôles réguliers ou inopinés assortis d’analyses. Le réseau lui-même doit faire l’objet d’un entretien et d’une gestion. Par exemple, extraire les dépôts accumulés (boues de curage) et les contaminants qu’ils fixent pour éviter qu’ils ne parviennent en station d’épuration.
Tenue d’un inventaire des rejets non domestiques Le “programme d’assainissement”, demandé par le décret du 3 juin 1994 pour les communes de plus de 2 000 E.H., doit comporter “l’inventaire des industries et établissements raccordés et la composition et le volume des principaux effluents (?)”. Une véritable base de données peut ainsi être établie. Le système doit même devenir un outil dynamique de diagnostic des rejets contaminants dans le réseau, en identifiant les principaux contaminants chimiques émis par activités raccordées, voire en établissant une échelle de risques de rejets selon le type d’activité. Sur cette base, des programmes prioritaires d’amélioration de la qualité des rejets peuvent être mis en œuvre. L’indicateur de succès de tels programmes est la qualité des boues produites. En cas de pollution observée dans le système de collecte, la station d’épuration et le milieu naturel, l’exploitant identifie la nature des composés toxiques rejetés et effectue une recherche systématique des origines possibles, puis tente de cerner le responsable qui aura notamment à sa charge la réparation des préjudices. L’identification d’un pollueur est d’autant plus difficile que le rejet de substances toxiques est ponctuel. La prévention des risques est la meilleure arme de l’exploitant.
En cas de contamination des boues, la base de données établie sur les rejets non domestiques doit permettre de cerner puis de déterminer les activités responsables.
• Prévenir les rejets industriels, artisanaux, commerciaux, des professions de santé, etc. Traitement des effluents en sites propres : pas toujours possible, même si un gros effort a déjà été fait. La plupart des sites industriels d’une certaine taille se sont désormais équipés de leur propre station d’épuration. De nombreuses activités économiques ou sociales, ne peuvent envisager de traiter, par elles-mêmes, leurs propres effluents. La connection au réseau collectif est donc inévitable ; mais elle doit s’accompagner d’un examen approfondi de la composition des rejets et des solutions à envisager pour en réduire le volume et la nocivité éventuelle. Technologies propres : un concept toujours adéquat La prévention des rejets contaminants repose sur l’utilisation de procédés minimisant ou supprimant les effluents polluants dans le réseau d’assainissement : c’est toute la logique du concept de « technologies propres », déjà en vigueur dans les années 80, et qui continue d’être pleinement pertinent. Gestion des déchets toxiques en quantité dispersées (DTQD) Les déchets (?) toxiques produits en quantités dispersées doivent faire l’objet d’une collecte à ordonnancer dans un cadre interprofessionnel, pour éviter des dépôts mal contrôlés ou des modes d’élimination non respectueux de l’environnement. Des arrangements avec les déchetteries sont possibles pour accueillir certains DTQD, mais doivent faire l’objet de dispositions techniques et financières précises.
Les agences de l’eau subventionnent des programmes et opérations dans le domaine des technologies propres.
La marque RETOUR
L’ADEME attribue la marque RETOUR aux entreprises qui proposent une reprise des produits usagés à leurs founisseurs, en accompagnement de la vente d’un produit neuf. L’accès à la marque RETOUR est conditionné au respect d’un cahier des charges. Cette marque s’applique à des solvants, produits phytosanitaires, fluides frigorigènes, lubrifiants, etc. La marque RETOUR n’est pas une marque de produit. Elle ne se substitue pas à la marque NF Environnement. • Faire les bons gestes pour préserver l’environnement Particuliers : privilégier les éco-produits dans les actes d’achat Un premier acte possible, à la portée de chaque consommateur, est de choisir, lors de l’achat, de préférence des produits reconnus à impact plus faible sur l’environnement (éco-produits). Exemple : insecticide biodégradable (?), peinture à l’eau, lessive sans phosphates, etc. Ceci suppose toutefois que l’étiquetage soit clair et loyal. Le particulier peut également être invité à consommer moins, à respecter les doses d’utilisation, les conseils de dilution, ou privilégier des solutions alternatives (ex. : lutte biologique contre les ravageurs des cultures). Collectivité : proposer des solutions d'élimination aux particuliers, par exemple un accueil aménagé en déchetterie Les particuliers utilisent un certain nombre de produits chimiques dont l’évacuation en fin de vie, dans le réseau d’égouts, peut affecter la qualité des boues d’épuration : médicaments périmés, restes de désherbants ou d’engrais (?) liquides, huiles de vidange, divers solvants (white-spirit, essence de térébenthine, acétone,..), fond de pots de peinture, vernis à bois, insecticides ménagers, etc. Tous ces “déchets (?) ménagers spéciaux” (ou DMS, dans le langage des spécialistes) doivent avoir des solutions d’élimination clairement identifiées. Sinon ces divers déchets risquent de se retrouver un jour ou l’autre dans les égouts, ou le circuit d’ordures ménagères, ce qui n’est pas mieux si la commune désire par ailleurs développer le compostage des biodéchets ménagers.
L’accueil en déchetterie est une bonne solution, mais le personnel doit être formé pour identifier les divers produits chimiques, les trier correctement et les stocker en attente de leur enlèvement pour une élimination conforme. Les médicaments périmés peuvent être repris dans les pharmacies (opération Cyclamed). Certaines enseignes développent une reprise des produits périmés, mais cette solution reste encore trop peu développée pour les particuliers.
Chaque citoyen, lors de ses achats, peut influencer la qualité des boues d’épuration qu’il génère en apprenant les bons gestes : choisir des écoproduits, utiliser les déchetteries et contrôler ses rejets à l’égout en s’abstenant de verser dans l’évier ou dans les toilettes des produits contaminants.
• Définir des seuils d’alerte basés sur le “bruit de fond” en éléments-traces métalliques et composéstraces organiques des boues d’épuration Malgré les démarches pour améliorer la qualité des boues, il n’est pas possible La marque d’atteindre le niveau “zéro polluant”. NF Le bruit de fond est constitué par les teneurs les plus basses en substancesENVIRONNEMENT traces observées en France. Ces teneurs se rencontrent souvent dans les petites est un label écologique stations rurales avec un faible taux d’industries raccordées et un faible apport attribué par l’AFNOR. de lessivage de pollutions urbaines. Il faut cependant souligner que des grandes Elle peut être utilisée stations d’épuration, dotées d’une police des réseaux efficaces, peuvent avoir par les entreprises qui des boues de qualité “rurale” : par exemple la ville de Toulouse. le souhaitent, si leurs produits s’avèrent Le bruit de fond peut servir de repère pour définir des seuils d’alerte servant à conformes aux déclencher une recherche active des sources de rejets en cas de franchissement, exigences d’un et maintenir ainsi une qualité régulière des boues. règlement technique fondé sur les résultats • Quelques opérations exemplaires... de l’analyse du cycle de vie. Fermer X
La qualité des boues d’épuration est directement dépendante des efforts qui sont faits en amont pour empêcher les rejets contaminants dans le réseau d’égouts. Ensuite, il est trop tard : les boues ne pourront que capter ces contaminants, sans véritablement les “traiter”. • Les deux grands types de réseaux de collecte Le réseau de collecte ou “égouts” a pour fonction de collecter les eaux usées et de les amener à la station d’épuration, via des collecteurs. Ce transport se fait le plus souvent par gravité, mais il peut aussi se faire par refoulement, mise sous pression ou sous dépression.
Il existe deux types de réseaux de collecte : Les réseaux unitaires (les plus anciens) Dans les réseaux unitaires, eaux usées et eaux pluviales sont regroupées. Ce système est le plus ancien et il équipe la plupart des centres villes historiques. Il présente l’inconvénient de court-circuiter une partie de la charge polluante de la station d’épuration par temps de pluie. Les à-coups hydrauliques liés aux flux d’eaux pluviales compliquent la bonne gestion de la station d’épuration et minorent ses performances épuratoires. Enfin, les eaux pluviales introduisent en station d’épuration une charge contaminante qui peut affecter la qualité des boues d’épuration (zinc, cadmium, plomb et HPA notamment, liés au lessivage des chaussées). Les réseaux séparatifs (les plus récents) Les eaux usées sont captées dans un réseau et les eaux pluviales dans un réseau différent. En temps de pluie, les eaux usées ne risquent plus d’être courtcircuitées et vont toutes en station d’épuration. Surtout, l’avantage est de ne pas introduire la charge contaminante minérale ou chimique du flux pluvial dans la station d’épuration. Dans certaines situations où les eaux pluviales sont très polluées, il faut prévoir un traitement, au minimum une décantation avant rejet dans le milieu (?) aquatique récepteur. Ce système, potentiellement intéressant pour la qualité des boues d’épuration, est donc plus coûteux (pose de deux collecteurs au lieu d’un).
Pour le flux pluvial, les solutions préventives visent à limiter les surfaces imperméabilisées et le ruissellement des eaux de pluie en favorisant leur infiltration (chaussées drainantes, fossés d’infiltration, …).
• La police des réseaux, une responsabilité du maire de la commune Le diagnostic d’assainissement Le diagnostic est obligatoire (décret du 3 juin 1994) pour les agglomérations qui produisent une pollution organique supérieure à 120 kg/jour. Ce diagnostic comporte “l’inventaire des industries et établissements raccordés, et la composition et le volume des principaux effluents”.
La police des réseaux est de la responsabilité du maître d’ouvrage en charge du réseau de collecte. En général, il Le règlement d’assainissement s’agit du maire de la La commune doit rédiger un règlement d’assainissement, outil d’orientation et commune, ou le cas d’arbitrage, définissant les conditions de raccordement des usagers au réseau échéant du Président d’assainissement et les relations existantes – ou à créer – entre l’exploitant de de l’organisme de ce service et les usagers domestiques et industriels. coopération. Pour les raccordements non domestiques, sont ainsi fixées : les valeurs-limites de flux et de concentrations des composés acceptables, la liste des composés indésirables, la procédure d’instruction des dossiers, etc. L’autorisation de déversement Toute demande de raccordement d’un effluent (?) non domestique fait l'objet d'une étude de flux et de composition avant qu'une réponse positive ne soit accordée, et concrétisée sous la forme d'une autorisation de déversement des eaux industrielles. Les autorisations sont délivrées en fonction de la capacité du La commune a système d’assainissement à collecter et à traiter les effluents. toujours le droit de refuser le déversement Cette autorisation, éventuellement complétée d’une convention de d’eaux industrielles car déversement, doit définir l'admissibilité des effluents dans le réseau, compte- le raccordement des tenu de ses caractéristiques. De façon explicite, l'arrêté (n° 1) du 22 décembre effluents non 1994 précise à l'article 23 que les effluents non domestiques raccordés au domestiques au réseau réseau ne doivent pas contenir de "matières ou produits susceptibles de nuire à public n'est pas la dévolution finale des boues produites". La réglementation des installations obligatoire, classées précise les conditions de rejet dans le réseau collectif. conformément à l'article L. 35-8 du Moyens humains et financiers de la police des réseaux Code de la Santé Le service d’assainissement doit être muni des moyens humains et financiers Publique. suffisants pour accomplir ses missions. Pour être efficaces et respectées, les conventions de déversement doivent faire l’objet de contrôles réguliers ou inopinés assortis d’analyses. Le réseau lui-même doit faire l’objet d’un entretien et d’une gestion. Par exemple, extraire les dépôts accumulés (boues de curage) et les contaminants qu’ils fixent pour éviter qu’ils ne parviennent en station d’épuration.
Tenue d’un inventaire des rejets non domestiques Le “programme d’assainissement”, demandé par le décret du 3 juin 1994 pour les communes de plus de 2 000 E.H., doit comporter “l’inventaire des industries et établissements raccordés et la composition et le volume des principaux effluents (?)”. Une véritable base de données peut ainsi être établie. Le système doit même devenir un outil dynamique de diagnostic des rejets contaminants dans le réseau, en identifiant les principaux contaminants chimiques émis par activités raccordées, voire en établissant une échelle de risques de rejets selon le type d’activité. Sur cette base, des programmes prioritaires d’amélioration de la qualité des rejets peuvent être mis en œuvre. L’indicateur de succès de tels programmes est la qualité des boues produites. En cas de pollution observée dans le système de collecte, la station d’épuration et le milieu naturel, l’exploitant identifie la nature des composés toxiques rejetés et effectue une recherche systématique des origines possibles, puis tente de cerner le responsable qui aura notamment à sa charge la réparation des préjudices. L’identification d’un pollueur est d’autant plus difficile que le rejet de substances toxiques est ponctuel. La prévention des risques est la meilleure arme de l’exploitant.
En cas de contamination des boues, la base de données établie sur les rejets non domestiques doit permettre de cerner puis de déterminer les activités responsables.
• Prévenir les rejets industriels, artisanaux, commerciaux, des professions de santé, etc. Traitement des effluents en sites propres : pas toujours possible, même si un gros effort a déjà été fait. La plupart des sites industriels d’une certaine taille se sont désormais équipés de leur propre station d’épuration. De nombreuses activités économiques ou sociales, ne peuvent envisager de traiter, par elles-mêmes, leurs propres effluents. La connection au réseau collectif est donc inévitable ; mais elle doit s’accompagner d’un examen approfondi de la composition des rejets et des solutions à envisager pour en réduire le volume et la nocivité éventuelle. Technologies propres : un concept toujours adéquat La prévention des rejets contaminants repose sur l’utilisation de procédés minimisant ou supprimant les effluents polluants dans le réseau d’assainissement : c’est toute la logique du concept de « technologies propres », déjà en vigueur dans les années 80, et qui continue d’être pleinement pertinent. Gestion des déchets toxiques en quantité dispersées (DTQD) Les déchets (?) toxiques produits en quantités dispersées doivent faire l’objet d’une collecte à ordonnancer dans un cadre interprofessionnel, pour éviter des dépôts mal contrôlés ou des modes d’élimination non respectueux de l’environnement. Des arrangements avec les déchetteries sont possibles pour accueillir certains DTQD, mais doivent faire l’objet de dispositions techniques et financières précises.
Les agences de l’eau subventionnent des programmes et opérations dans le domaine des technologies propres.
La marque RETOUR
L’ADEME attribue la marque RETOUR aux entreprises qui proposent une reprise des produits usagés à leurs founisseurs, en accompagnement de la vente d’un produit neuf. L’accès à la marque RETOUR est conditionné au respect d’un cahier des charges. Cette marque s’applique à des solvants, produits phytosanitaires, fluides frigorigènes, lubrifiants, etc. La marque RETOUR n’est pas une marque de produit. Elle ne se substitue pas à la marque NF Environnement. • Faire les bons gestes pour préserver l’environnement Particuliers : privilégier les éco-produits dans les actes d’achat Un premier acte possible, à la portée de chaque consommateur, est de choisir, lors de l’achat, de préférence des produits reconnus à impact plus faible sur l’environnement (éco-produits). Exemple : insecticide biodégradable (?), peinture à l’eau, lessive sans phosphates, etc. Ceci suppose toutefois que l’étiquetage soit clair et loyal. Le particulier peut également être invité à consommer moins, à respecter les doses d’utilisation, les conseils de dilution, ou privilégier des solutions alternatives (ex. : lutte biologique contre les ravageurs des cultures). Collectivité : proposer des solutions d'élimination aux particuliers, par exemple un accueil aménagé en déchetterie Les particuliers utilisent un certain nombre de produits chimiques dont l’évacuation en fin de vie, dans le réseau d’égouts, peut affecter la qualité des boues d’épuration : médicaments périmés, restes de désherbants ou d’engrais (?) liquides, huiles de vidange, divers solvants (white-spirit, essence de térébenthine, acétone,..), fond de pots de peinture, vernis à bois, insecticides ménagers, etc. Tous ces “déchets (?) ménagers spéciaux” (ou DMS, dans le langage des spécialistes) doivent avoir des solutions d’élimination clairement identifiées. Sinon ces divers déchets risquent de se retrouver un jour ou l’autre dans les égouts, ou le circuit d’ordures ménagères, ce qui n’est pas mieux si la commune désire par ailleurs développer le compostage des biodéchets ménagers.
L’accueil en déchetterie est une bonne solution, mais le personnel doit être formé pour identifier les divers produits chimiques, les trier correctement et les stocker en attente de leur enlèvement pour une élimination conforme. Les médicaments périmés peuvent être repris dans les pharmacies (opération Cyclamed). Certaines enseignes développent une reprise des produits périmés, mais cette solution reste encore trop peu développée pour les particuliers.
Chaque citoyen, lors de ses achats, peut influencer la qualité des boues d’épuration qu’il génère en apprenant les bons gestes : choisir des écoproduits, utiliser les déchetteries et contrôler ses rejets à l’égout en s’abstenant de verser dans l’évier ou dans les toilettes des produits contaminants.
• Définir des seuils d’alerte basés sur le “bruit de fond” en éléments-traces métalliques et composéstraces organiques des boues d’épuration Malgré les démarches pour améliorer la qualité des boues, il n’est pas possible La marque d’atteindre le niveau “zéro polluant”. NF Le bruit de fond est constitué par les teneurs les plus basses en substancesENVIRONNEMENT traces observées en France. Ces teneurs se rencontrent souvent dans les petites est un label écologique stations rurales avec un faible taux d’industries raccordées et un faible apport attribué par l’AFNOR. de lessivage de pollutions urbaines. Il faut cependant souligner que des grandes Elle peut être utilisée stations d’épuration, dotées d’une police des réseaux efficaces, peuvent avoir par les entreprises qui des boues de qualité “rurale” : par exemple la ville de Toulouse. le souhaitent, si leurs produits s’avèrent Le bruit de fond peut servir de repère pour définir des seuils d’alerte servant à conformes aux déclencher une recherche active des sources de rejets en cas de franchissement, exigences d’un et maintenir ainsi une qualité régulière des boues. règlement technique fondé sur les résultats • Quelques opérations exemplaires... de l’analyse du cycle de vie. Fermer X
LEXIQUE
L’épandage des boues d’épuration génère des coûts d’investissement pour certains traitements spécifiques (chaulage par exemple), les ouvrages de stockage et parfois les matériels d’épandage, et des coûts annuels d’exploitation liés aux traitements spécifiques des boues, aux diverses opérations de transport et d’épandage et au programme d’autosurveillance des épandages (dont suivi et analyses). L’ensemble de ces coûts est supporté par le producteur de boues. L’économie, pour la collectivité, réside dans la différence de dépenses entre l’incinération ou la mise en décharge et l’épandage.
Du point de vue de l’agriculteur, une bonne valorisation du pouvoir "engrais" ou amendant des boues d’épuration permet de faire des économies sensibles sur les achats de fertilisants à l’hectare. • Élaboration du coût pour les producteurs de boues - Eléments de méthode Dans le domaine des boues d’épuration, les coûts s’expriment usuellement à la tonne de matière sèche (t MS) épandue, contrairement à ce qui se fait pour les autres déchets (?) urbains où l’on utilise plutôt des ratios sur tonne de matière brute. La méthode de calcul, simple dans son principe, consiste à lister tous les postes de dépenses et à les diviser par le tonnage sec épandu. Cependant, il est toujours possible d’exprimer ces coûts d’autres façons : - sur le tonnage brut (à condition de connaître la teneur en eau), - à l’équivalent-habitant (?) (raccordé ou nominal, c’est-à-dire en pleine charge de la station), - au m3 d’eau potable distribué (sous réserve de bien connaître ce chiffre), pour mieux connaître l’impact de la filière d’épandage sur le prix de l’eau. Une difficulté rencontrée réside dans les hypothèses à retenir pour répercuter les coûts d’investissement dans le bilan économique des opérations. Il s’agit surtout du stockage, mais aussi des matériels de transport et d’épandage ainsi que des études du type étude préalable. Ces investissements ne sont pas renouvelés chaque année : on calcule donc une charge annuelle d’amortissement, liée à la durée prévue des équipements, que l’on impute ensuite sur le tonnage épandu. Selon la durée d’amortissement retenue, la prise en compte ou non des subventions, les taux d’intérêt, etc., les résultats peuvent différer singulièrement. - Illustration dans deux exemples (situations réelles observées en France - 1998/1999) - une station d’épuration de 3 000 équivalent-habitants (EH), située dans le centre de la France, représentative des zones rurales, fonctionnant à 55 % de sa charge nominale et produisant des boues liquides (3 % MS). (Tonnage réel produit : 27 t MS, soit 900 m3/an). - une station d’épuration de 50 000 équivalent-habitants, située dans le nord de la France, représentative d’une commune de moyenne importance, fonctionnant à 70 % de sa charge nominale et produisant des boues chaulées à 25 % MS. (Tonnage réel produit : 613 t MS hors chaulage ; 800 t MS avec chaulage, soit 3 200 t brutes/an) Les coûts présentés ci-après incluent les coûts d’investissement (dont 9 mois de stockage) et d’exploitation. Ils sont calculés hors subventions.
Utilisation agricole
Station de 3 000 EH Station de 50 000 EH F HT / t F HT / t F HT / t % F HT / t MS % MS brute brute
Traitement spécifique de chaulage Stockage Transport, reprise et épandage Etudes, suivis et analyses TOTAL Total dépenses/an Coût par équivalenthabitants Coût par m3 d'eau potable distribué
400
100
31
1674
50
47
225
56
17
1156
35
33
471
118
36
744
22
20
204
51
16
3 574 (544 E)
107 (16,3 E)
100
1 300 (198 E)
325 100 (49,51 E)
96 000 F (14 624 E)
800 000 F (121 867 E)
32 F / EH (4,90 E)
16 F / EH (2,44 E)
0,90 F / m3 (0,14 E)
0,45 F / m3 (0,07 E)
- L’intérêt économique pour la collectivité réside dans l’économie réalisée en évitant certains investissements ou le recours à des filières d’élimination plus coûteuses. - La station de 3 000 EH devrait investir dans une unité de déshydratation (500 kF environ ou 76 kE) ou recourir au service d’une unité mobile de déshydratation, puis assumer des coûts de transport et d’admission dans un centre d’élimination, soit environ 3 000 à 5 000 F supplémentaires par t MS (457 à 761 E). - Pour la station de 50 000 EH, le surcoût serait de 500 à 1 000 F environ par t MS (76 à 152 E). Toutefois, il faut indiquer que les filières d’épandage avec des boues compostées ou séchées thermiquement sont souvent de coût égal ou supérieur aux filières d’élimination. Ce n’est donc plus « l’intérêt économique » qui prime, mais plutôt le choix d’une filière écologiquement et socialement plus satisfaisante. • Intérêt économique pour l’agriculteur Dans la mesure où l’agriculteur respecte bien les conseils agronomiques donnés, l’économie sur les achats de fertilisants à l’hectare peut être appréciable. Son intérêt économique est d’autant plus fort qu’il supporte de moins en moins le
coût de l’épandage, réalisé souvent par le producteur de boues. Cette livraison « rendue racine » représente de plus, pour lui, une économie de temps à des périodes souvent chargées du calendrier agricole. Le bénéfice économique ainsi retiré constitue une contrepartie de la mise à disposition gratuite des terres agricoles pour l’épandage des boues. L’intérêt économique est également à mettre en balance avec le risque qu’il est susceptible de prendre en acceptant l’épandage des boues d’épuration : ce risque étant infime si l’opération est correctement gérée, et couvert, le cas échéant, par un dispositif d'assurance. - Eléments de méthode : La valeur équivalent engrais peut se calculer sur la base Remarque : du prix moyen local des fertilisants minéraux, en tenant compte des coefficients deL’exemple ci-contre disponibilité. La méthode présentée ci-dessous offre une approche rationnelle de peut être analysé de cette évaluation économique, chaque agriculteur pouvant modifier les paramètres diverses façons selon à retenir selon sa situation culturale. que l’on compte ou non les éléments Exemple : il s’agit du même cas traité dans la fiche : "L'intégration des boues faiblement dosés d'épuration dans le plan de fertilisation" : boue liquide à 6 % MS, non dans ce type de boues chaulée (potasse, chaux, magnésie), selon le statut phosphaté ou calcique du sol Masse Total % coefficient Prix Valeur (absence de besoins disponible kg/m3 disponibilité F/kg F/m3 3 en P ou Ca), selon kg/m qu’il faille intégrer N 4,2 40 1,7 3,0 5,1 des éléments comme le soufre ou les oligoP2O5 3,5 70 2,5 3,3 8,2 éléments apportés par les boues, etc. Le K2O 0,5 100 0,5 2,0 1,0 prix des engrais varie aussi selon les CaO 3,0 80 2,4 0,6 1,4 régions, les quantités achetées, la période MgO 0,5 100 0,5 5,0 2,5 d’approvisionnement, Total valeur équivalent-engrais : 18,2 F / m3 (2,77 E) si tous les la formule de éléments sont considérés l’engrais (l’urée est Si dose d’épandage de 37 m3/ha, alors valeur équivalent-engrais = moins chère que 673 F/ha (102 E) l’ammonitrate par exemple), etc… Attention : il ne s’agit que d’un exemple, et non d’une valeur absolue. Si les terrains sont bien pouvus en potassium, calcium et magnésium, ces éléments ne sont pas à intégrer dans le calcul, et la valeur équivalent-engrais n’est plus que de 13,3 F/m3. Selon les types de boues et de contextes culturaux, la valeur équivalentengrais varie de 5 F/m3 (boues liquides) à 80 F/m3 ou tonne brute (boues chaulées). Sur la base de l’exemple développé dans la fiche : "L'intégration des boues d'épuration dans le plan de fertilisation", le montant des engrais (?) économisés pour le maïs, en tête de rotation culturale, s’élève à 673 F/ha, soit une baisse de 45 % des charges de fertilisation (achat de fertilisants). Exprimée sur la totalité de la
rotation (4 ans), cette économie est de 234 F/ha/an en moyenne. Pour les boues chaulées, des calculs identiques peuvent être réalisés, sachant qu’une tonne brute de boues chaulées apporte 70 kg CaO et que 1 600 kg de CaO sont nécessaires sur 4 ans pour des sols acides. L’économie par an peut ainsi représenter 700 à 800 F/ha. Pour le compost de boues, le calcul de la valeur doit prendre comme référence le marché local des amendements (?) organiques, si possible en se basant sur des produits de même efficacité amendante (intérêt de connaître l’indice de stabilité biologique et de la cinétique de minéralisation de l’azote : tests en cours de normalisation). Les éléments N-P-K peuvent être considérés en sus, selon leur biodisponibilité (?). • Comparaison de l’intérêt économique respectif collectivité/agriculteur Si l’intérêt économique pour l’agriculteur s’exprime à l’hectare, il est intéressant de traduire cette valeur par t MS pour la comparer à l’intérêt économique de la collectivité. • Valeur fertilisante des boues, exprimée à la t MS : - valeur MS d’une boue liquide à 3 % MS : environ 170 F/t MS (5 F/m3) - valeur MS d’une boue liquide à 6 % MS : environ 300 F/t MS (18,2 F/m3) - valeur MS d’une boue liquide à 25 % MS : environ 320 F/t MS (80 F/m3) Seuls les ordres de grandeur sont à considérer : 150 à 300 F/tMS (22,85 à 45,70 E) • Pour la collectivité, l’intérêt des filières d’épandage, comparativement à l’incinération ou à la mise en décharge, se situe entre 500 et 3 000 F/t MS (76,17 à 475 E). Sur un strict plan économique, le choix d’une filière épandage est d’abord avantageux pour la collectivité : différence d’un facteur 3 à 10 entre l’intérêt pour l’agriculteur et l’intérêt de la collectivité. • Cette comparaison n’est plus pertinente dans le cas de filières boues séchées ou boues compostées, de même ordre de coûts que les filières d’élimination. Le choix de telles options est alors davantage basé sur un contexte local particulier ou des considérations sociales et écologiques, que sur un déterminant économique strict, le bénéfice de l’agriculteur étant alors autant économique que technique. Fermer X
Amendement : “Matières fertilisantes apportées aux sols et dont la fonction principale est d’améliorer leurs propriétés physiques et/ou chimiques et/ou biologiques” (définition norme AFNOR U 42-041, mars 1985). • un amendement organique améliore l’aération et la cohésion du sol ainsi que sa capacité à retenir les éléments fertilisants, • un amendement basique (chaux agricole par exemple) élève le pH du sol, c’est-à-dire diminue son acidité (valeur neutralisante). Bactéries : micro-organismes constitués d’une seule cellule sans noyau individualisé (procaryotes), considérés comme appartenant à un règne autonome, ni animal, ni végétal. Elles constituent la forme la plus ancienne de cellule vivante. De nombreuses bactéries vivent en saprophytes (elles se nourrissent de cadavres animaux ou végétaux), d’autres en parasites des plantes, des animaux ou de l’homme (elles se nourrissent aux dépens d’organismes vivants). A la différence des virus, les bactéries possèdent à la fois de l’ADN et de l’ARN et sont capables de se reproduire de façon autonome par division cellulaire. Biodégradable : décomposable par l’action d’organismes vivants. Biodisponibilité : aptitude d’un élément à être absorbé par un être vivant (par exemple, seuls les nutriments biodisponibles peuvent servir à l’alimentation des plantes). Colloïde : corps chimique capable de prendre l’état colloïdal, c’est-à-dire l’apparence de la colle ou de la gelée, lorsque ses molécules dispersées dans un solvant se regroupent en micelles portant des charges électriques de même signe ; la substance est alors incapable de traverser une membrane semi-perméable.
Composé-trace organique ou CTO : composés chimiques moléculaires issus de substances chimiques principales (exemples : pesticides, hydrocarbures, détergents) ou de la dégradation de ces substances, et présents en quantité infinitésimale dans un milieu. Décantation : séparation obtenue en laissant se déposer, sous l’effet de la gravité et de l’absence de mouvement ou de la réduction de vitesse, un solide ou un liquide en suspension au sein d’un autre liquide de densité inférieure. Déchet : Au sens de la loi de 1975 : "tout résidu d’un processus de production de transformation ou d’utilisation, toute substance, matériau, produit ou plus généralement tout bien meuble abandonné ou que son détenteur destine à l’abandon". Ecosystème : unité écologique de base englobant tous les éléments d’un milieu (?) donné ainsi que les relations des organismes animaux et végétaux entre eux et avec les autres éléments du milieu considéré (par exemple, écosystème aquatique, écosystème montagnard,…). Ecotoxicologie : étude des conséquences toxiques différées de la contamination de l’environnement par des substances chimiques persistantes. Effet œstrogénique : effet semblable à celui des hormones œstrogènes responsables chez les femelles des mammifères des manifestations de l’œstrus au moment de l’ovulation (développement du corps jaune, épaississement et sur-irrigation sanguine de la paroi de l’utérus, aptitude à la fécondation,…). Effluent : terme générique désignant une eau usée urbaine ou industrielle, et plus généralement tout rejet liquide véhiculant une certaine charge polluante (dissoute, colloïdale ou particulaire). Le terme désigne également les déjections animales (“effluents d’élevage”). On parle
aussi d’effluents gazeux.
Elément-trace métallique ou ETM : métal ou métalloïde présent en quantité infinitésimale dans un milieu. Émissaire : canalisation d’eaux usées qui relie directement une agglomération au lieu de traitement ou de rejet Engrais : “Matières fertilisantes dont la fonction principale est d’apporter aux plantes des éléments (ou nutriments) directement utiles à leur nutrition” (définition AFNOR, norme U 42-041). Équivalent-habitant E.H. : unité de mesure représentant la quantité de pollution émise en un jour par une personne. 1 E.H. = 60 g de DBO5/jour ou 21,6 kg de DBO5/an. (DBO5 : Demande Biochimique en Oxygène en 5 jours). Eutrophisation : enrichissement excessif d’un milieu aquatique (notamment si les eaux sont stagnantes ou à circulation réduite) en éléments nutritifs ou en matières organiques, provoquant un développement surabondant de biomasse végétale dont la décomposition ultérieure consomme, en partie ou en totalité, l’oxygène dissous dans l’eau et réduit la biodiversité du milieu aquatique. Fèces : excréments solides de l’homme, formés des résidus de la digestion. Fermentation : transformation de substances organiques par l’action d’enzymes produits par des micro-organismes (le plus souvent des levures, des bactéries ou des moisissures). Fermentescible : dont la composition favorise le développement des fermentations.
Floculant : substance qui a la propriété de floculer, c’est-à-dire d’agréger sous forme de flocons, des particules de colloïdes en suspension dans un solvant. Flottation : méthode de séparation qui met à profit la différence de densité entre un liquide dans lequel on injecte de fines bulles d’air et une matière capable de fixer ces bulles pour venir flotter en surface : les graisses, par exemple, sont facilement extraites par cette méthode. Hygiénisation : traitement par des procédés physiques ou chimiques, qui réduit à un niveau non détectable la présence de tous les micro-organismes pathogènes dans un milieu (arrêté du 8 janvier 1998 sur l’épandage des boues d’épuration, articles 12 et 16). Inertage : traitement visant à rendre un produit inerte, c’est-à-dire incapable de produire une réaction chimique lorsqu’il rentre en contact avec un autre corps. Le terme inertage s’applique notamment au traitement des déchets avant mise en décharge. Matière fertilisante : “toute matière dont l’emploi est destiné à entretenir ou améliorer, séparément ou simultanément, la nutrition des végétaux ainsi que les propriétés physiques et chimiques et l’activité biologique des sols ” (Définition AFNOR, norme U 42-041, mars 1985). Matière organique colloïdale : matière organique dispersée dans l’eau sous forme de molécules agglomérées prenant l’apparence d’un gel et les rendant incapables de traverser une membrane semi-perméable. Métaux lourds : terme générique désignant indistinctement des métaux et métalloïdes réputés toxiques. Ce vocable ambigu est désormais abandonné. On lui préfère l’expression “éléments-traces”.
Micro-organisme pathogène : microorganisme (virus, bactérie, champignon, protozoaire, ver) capable de provoquer une maladie chez l’homme ou les animaux au-delà d’une dose infectante ou infectieuse donnée. Milieu : ensemble des objets matériels, des êtres vivants, des conditions physiques, chimiques et climatiques qui entourent et influencent un être vivant (milieu naturel, milieu aquatique, milieu terrestre, etc.). MES (ou M.E.S) : Matières En Suspension : ensemble des matières solides contenues dans une eau usée et pouvant être retenues par filtration ou centrifugation. MVS (ou M.V.S) : Matières Volatiles en Suspension : fraction organique des MES. Nutriment : substance alimentaire qui peut être assimilée directement et totalement par un être vivant (par exemple : sels minéraux pour les plantes). Oligo-élément : élément chimique, métal ou métalloïde, indispensable en très faible quantité dans le métabolisme des êtres vivants (végétaux ou animaux). Phtalates : sels de l’acide phtalique (dérivé du naphtalène, hydrocarbure aromatique de formule C10H8) utilisés dans les matières plastiques. Protozoaires : êtres vivants unicellulaires, à noyau individualisé (eucaryotes), appartenant au règne animal, et doués de mouvements pendant tout ou partie de leur existence. L’amibe, un des plus connus, peut être parasite de l’homme. Roches magmatiques : ce sont des roches originaires du magma présent à l’intérieur de la terre et venues en surface, soit par éruption (roches éruptives), soit par déformation et érosion des couches profondes de l’écorce terrestre (roches plutoniques).
Roches sédimentaires : roches formées par la transformation, au cours du temps, de dépôts d’origines diverses : produits d’altération d’autres roches par l’érosion (argile, calcaire, grès, poudingues,…), composés d’origine biochimique (charbon, pétrole) ou cendres volcaniques (pyroclastites). Roches ultrabasiques : ce sont des roches magmatiques (?) venues en surface lors d’éruptions volcaniques et formées par cristallisation du magma liquide ou pâteux. Elles sont majoritairement constituées par les basaltes et les andésites, roches ayant (à l’exception des basaltes alcalins) des teneurs en silice supérieures à 45 %. Rémanence : persistance d’un composé ou d’une molécule organique dans un sol. Séparation gravitaire : méthode de tri qui met en jeu l’effet de la gravitation sur des matériaux de densité différente, généralement au sein d’un liquide, les plus lourds ayant tendance à se déposer en dessous de ceux de moindre densité, ou à être moins entraînés par le courant du liquide, les plus légers ayant tendance à flotter à la surface. Toxicologie : étude des poisons ou toxiques (détection, effets et remèdes). Végétalisation : opération permettant à des espèces introduites ou naturellement présentes dans le milieu de reconquérir rapidement des terrains dénudés par l’action de l’homme (chantier, aménagement,…) ou par l’effet de catastrophes naturelles. Virus : micro-organisme constitué essentiellement de protéines et d’un seul type d’acide nucléique (ADN ou ARN), ne pouvant vivre et se multiplier qu’en parasitant les cellules d’un autre organisme vivant (parasite obligatoire).
