Eaux usées urbaines : épurer au-delà de la pollution organique

Les eaux usées urbaines reçoivent tous les résidus de nos vies quotidiennes mais aussi d’activités comme les métiers de bouche, les petites industries urbaines (teintureries, garages, stations-service, etc.), ainsi que les rejets des établissements collectifs comme les hôpitaux, écoles, immeubles de bureaux, etc. Tout cela passe, dans le meilleur des cas, par une station de traitement des eaux usées (STEU, les «stations d’épuration») qui, en fin de filière, rejette ses effluents dans le milieu naturel - soit, pour l’essentiel dans les cours d’eau ou la mer. 

En Europe, la collecte et le traitement de ces eaux sont encadrés par la Directive1 «Eaux résiduaires urbaines» (Deru) du 21 mai 1991, transposée en droit français par le décret du 03 juin 1994 «relatif à la collecte et au traitement des eaux usées» (amendé depuis, en particulier en 2000 et 2007). En STEU, les traitements classiques abattent essentiellement les matières en suspension et la pollution organique – autrement dit les composés carbonés. A cela s’ajoute, dans certaines zones sensibles, l’obligation de traiter une partie de l’azote et du phosphore. Comment les entités en charge de l’assainissement font-elles aujourd’hui face à leurs obligations ? 

Est-il possible de faire plus pour préserver le milieu récepteur ? C’est en tout cas ce que pense la Commission Européenne, qui vient de publier une nouvelle version de la Deru, plus exigeante. Dès lors, comment y répondre? Par ailleurs, la réutilisation des eaux usées traitées (REUT) est enfin encadrée en France. Mais quelles sont les techniques disponibles ? La REUT est-elle toujours économiquement réaliste, ou même souhaitable d’un point de vue environnemental ? Les opérateurs font le tour de la question.

ÉTAT DE L’ART : LE CAS DES ZONES SENSIBLES

Les exigences de la nouvelle Deru - sur lesquelles nous reviendrons plus loin - ne surgissent pas dans le vide. D’ores et déjà, des limites sont imposées pour les rejets en zones sensibles, et les exploitants de STEU mettent en œuvre des technologies qui font quotidiennement leurs preuves. L’azote (N) et le phosphore (P) présents dans les eaux usées, par exemple, peuvent favoriser l’eutrophisation des milieux aquatiques recevant les effluents. C’est pourquoi les stations situées en zone sensible sont d’ores et déjà tenues de limiter leurs rejets de ces deux éléments. Les seuils actuels, selon la Deru de 1991, sont de 10 mg/L pour l’azote total (ammoniac et nitrates) et 1 mg/L pour le phosphore. 

« Aujourd’hui, à quelques agglomérations d’assainissement près, la France est dotée de STEU respectant les normes de rejet d’azote et phosphore en zones sensibles à l’eutrophisation. Celles-ci se trouvent essentiellement au nord d’une ligne allant de La Rochelle à Genève. Au Sud, la plupart des STEU ne traitent que le phosphore (dans le bassin Adour-Garonne), voire simplement le carbone pour la zone méditerranéenne» affirme Denis Snidaro, Directeur technique Adjoint de Suez Eau France. 

Il existe en effet deux manières de procéder : soit dimensionner d’emblée le traitement biologique de la matière carbonée de manière à traiter aussi N et P, soit, si ce n’est pas suffisant, ajouter une étape après la clarification (l’étape d’élimination des boues biologiques). «Après un traitement biologique classique par boues activées, on peut ajouter un décanteur lamellaire ou un filtre à disques. L’idée est de retenir l’azote et le phosphore présents dans les matières en suspension (MES). Si les seuils sont très rigoureux – ou si la place disponible l’impose – on peut opter d’emblée pour un bioréacteur à membrane (BRM) plutôt qu’un bassin de boues activées » explique Denis Snidaro (Suez). Il cite l’exemple de la STEU du Carré-de-laRéunion, à Versailles : cette station de 300000 équivalents habitants (EH) rejette ses effluents dans le modeste ru de Gally. L’option d’un BRM s’est alors imposée. 

«En zone sensible, un traitement de «polissage» peut s’imposer pour réduire les MES, et donc capter en partie N et P. Nous utilisons surtout des toiles filtrantes sur disques ou tambours. Si nécessaire, on peut ajouter des réactifs de coagulation/floculation comme du chlorure ferrique. Tout cela est courant» affirme pour sa part Pierre Rousseau, Directeur Marketing, Communication et Digital pour la France et la Suisse chez OTV, la branche construction de Veolia. 

D’autres coagulants en substitution du chlorure ferrique font également leur percée depuis une dizaine d'année sans les problématiques de corrosivité. C’est le cas de l’Aquafer composé en partie de sulfate ferrique, produit par le Groupe Feralco sur son site de Nantes et employé dans de nombreuses steps de l'ouest de la France. 

Antoine Legrand, directeur commercial de Sources, confirme cet état de fait. «Depuis quelques années, nous avons des demandes de traitement supplémentaire pour le phosphore, en particulier dans les zones sensibles de l’Ouest de la France. Cela concerne désormais une bonne part des appels d’offre. Pour cela, nous proposons des solutions simples comme des filtres à disques, avec une maille de 10-20 microns pour la toile. Cela demande peu de place, consomme peu d’électricité et de réactifs et suffit à assurer un taux de phosphore inférieur à 1 mg/L» assure-t-il. 

Sogea Environnement réalise ces solutions de filtration tertiaires pour atteindre des exigences de rejets très bas par abattement de phosphore résiduel par coagulation et réduction des matières en suspension par filtration sur toile comme sur le projet de FABREGUES (34). Les zones de baignade – ou d’aquaculture - constituent un autre cas de milieu de rejet sensible. A l’évidence, les effluents de STEU qui s’y jettent se doivent d’être désinfectés pour éviter toute contamination par des germes pathogènes. «Le traitement le plus commun est l’irradiation aux ultra-violets (UV). C’est simple et efficace. On peut rajouter en amont une filtration par toiles ou membranes, notamment en zone conchylicole, pour retenir les MES, ce qui facilite l’irradiation. Qui plus est, cela arrête les œufs d’helminthes (par exemple), peu sensibles aux UV. C’est très courant en Bretagne ou sur la côte normande» explique ainsi Pierre Rousseau (Veolia). 

«La désinfection de rejets de STEU est déjà une réalité. La nouvelle station de Saint-GillesCroix-de-Vie (Vendée, 100000 EH), par exemple, rejette en zone de baignade. Après un polissage, les effluents sont traités aux UV en réacteur fermé. A l’occasion des JO de Paris, nous avons aussi désinfecté les effluents de la station du Siaap à Marne-Aval ainsi que les effluents de la SDDEP de Champigny-sur-Marne, par lampes UV en canal» précise de son côté Antoine Legrand, pour Sources. Les UV sont devenus une brique technologique indispensables pour la désinfection des eaux pour la qualité d'eau de baignade et zones conchylicoles mais aussi pour les projets de REUT comme sur notre projet de la Grande Motte (34). De même, la STEU de Cannes (Alpes-Maritimes), construite et opérée par Suez et rejetant en mer, est-elle équipée de BRM suivis d’un traitement de Bio-UV Group pour protéger la baignade. Guerric Vrillet, directeur technique d’UV-Germi, un constructeur de réacteurs UV, confirme: «nous installons beaucoup d’unités en sortie de stations qui rejettent en zone de baignade».

LA NOUVELLE DERU, PLUS CONTRAIGNANTE POUR L’AZOTE ET LE PHOSPHORE

Après évaluation des résultats de la Deru de 1991, la Commission européenne en a publié le 12 décembre 2024 une nouvelle version , plus exigeante. En ce qui concerne la qualité des effluents rejetés, le nouveau texte introduit deux grandes nouveautés : d’une part des contraintes plus sévères sur l’azote et le phosphore, d’autre part le traitement des micropolluants. Les Etats membres ont jusqu’au 31 juillet 2027 pour transposer la Deru dans leur droit, pour une mise en application le lendemain. Bien entendu, la montée en charge sera progressive en termes de pourcentage de STEU concernées, avec un calendrier s’étalant jusqu’en 2045. 

Que ce soit pour N et P ou pour les micropolluants, la Commission a distingué deux catégories de stations. Celles de plus de 150000 EH seront systématiquement soumises aux nouvelles normes. Entre 10000 et 150000 EH, seules les stations rejetant en zone sensible devront s’y conformer. Au nom de la lutte contre l’eutrophisation, la Commission a donc augmenté les contraintes sur N et P. Elle exige pour eux ce qu’elle appelle un «traitement tertiaire » afin de respecter un taux d’azote maximal de 10 mg/L pour les stations de 10000 et 150000 EH, et de 8 mg/L au-delà de 150000 EH. Pour le phosphore, ces taux s’établissent respectivement à 0,7 mg/L et 0,5 mg/L. Le tout est accompagné de pourcentages minimaux de réduction par rapport aux valeurs en entrée de STEU, autrement dit de rendement d’épuration. A cet effet, les Etats membres doivent établir et publier, au plus tard le 21 décembre 2027, une carte des zones sensibles à l’eutrophisation, et la mettre à jour tous les six ans. 

La France est plutôt une bonne élève à cet égard puisque cette carte existe déjà dans notre pays. «Le passage de 10 mg/L à 8 mg/L d’azote pour les grosses installations peut sembler aisé mais cela peut déjà poser des problèmes, d’autant que les rendements exigés sont, eux, plus contraignants.  Pour le phosphore, le taux admissible est diminué de moitié. C’est un véritable pas, et les rendements demandés sont également plus exigeants» estime Denis Snidaro, pour Suez. «Si une station est déjà équipée de traitements pour l’azote et le phosphore, il faudra voir s’ils sont capables de respecter les nouvelles normes, sinon des travaux d’extension ou d’amélioration sont à prévoir. Pour les STEU non équipées, il faudra ajouter un traitement, et certains chantiers seront problématiques. Par exemple, la STEU de Marseille, qui ne traite que le carbone, est enterrée: il ne sera pas évident d’installer un traitement de N et P…» ajoute-t-il. 

Face aux exigences accrues de la nouvelle DERU, le recours à des solutions digitales permet d’optimiser en continu le traitement des effluents tout en maîtrisant les coûts. «Nos algorithmes de contrôle KemConnect™ P ont permis d’atteindre les nouveaux seuils réglementaires ou d’augmenter la capacité de stations sans modification des infrastructures», explique Kemira. Cette approche a déjà été mise en œuvre sur plusieurs stations en Europe, notamment celles partiellement ou totalement enterrées, où des extensions physiques auraient été trop coûteuses. 

Antoine Legrand, pour Sources, distingue également les deux situations. «Pour les stations qui ne traitent pas aujourd’hui l’azote, comme c’est le cas dans le sud de la France, l’adaptation à la nouvelle Deru sera problématique. En revanche, une bonne partie des STEU déjà équipées pourront sans doute répondre aux nouvelles normes car elles fonctionnent souvent en deçà de leur capacité nominale, qui en général a été prévue en anticipant un accroissement de la population. Elles n’y parviendront peut-être plus à pleine charge, toutefois. Il est donc difficile d’estimer les travaux à venir» prévoit-il. 

Pierre Rousseau (Veolia) partage cette vision. «Les grosses stations ont déjà des capacités de traitement de l’azote. Ce sera plus difficile pour le nouveau taux de phosphore, qui exigera probablement des traitements complémentaires pour abattre les MES. Les collectivités peuvent donc anticiper sur ce traitement de polissage final. Cela dit, puisque ces grosses stations seront également tenues de traiter les micropolluants, elles devront de toute façon abattre les MES, qui gênent les procédés d’élimination de ces molécules. Elles avanceront donc sur les deux fronts en même temps» explique-t-il. En termes de techniques de traitement, tout est déjà connu et opérationnel. «Il n’existe pas de solution unique pour l’élimination de l’azote et du phosphore, mais plutôt un panel de solutions à mettre en œuvre. Par ailleurs, une réorganisation des stations peut être nécessaire pour optimiser leurs performances» détaille ainsi un «livre blanc» de Stéreau, le constructeur de la Saur. 

Ce texte liste des approches comme l’augmentation de capacité du bassin biologique existant (via par exemple une meilleure aération), l’adoption d’un système à boues granulaires (appelé Beflow® AGS chez Saur), le passage à un BRM5 (Aqua-RM® chez Saur) pour récupérer le phosphore particulaire ou l’installation de traitements physico-chimiques après l’étape biologique. Antoine Legrand, pour Sources, met également en avant les boues granulaires, avec le procédé Nedera®, ainsi que Sogea Environnement avec le procédé GRASS® qui permet de tendre vers une station plus sobre en produit chimique avec une déphosphatation biologique poussée et également en énergie en combinaison notamment de panneau photovoltaïque. Ce dernier point d'objectif d'autonomie énergétique est un enjeu fort de la DERU. «Celui-ci prend sens sur plusieurs projet car il consomme moins d’électricité et déphosphate mieux qu’un procédé biologique classique. Il améliorera donc les performances sans affecter la consommation de réactifs» assure-t-il. 

Suez s’appuie peu ou prou sur les mêmes procédés. «Nous utilisons des boues granulaires pour faciliter la décantation dans un réacteur séquentiel (SBR). Il n’y a alors plus besoin de clarificateur en sortie puisque tout se fait dans le réacteur. Nous sommes en train de construire nos premières STEU avec ce procédé appelé Cyclor® Turbo. Nous pouvons également augmenter la capacité de bassins activés classiques avec un système permettant d’y faire des boues granulaires. Cela peut suffire pour améliorer les performances de stations un peu «justes», sans ajouter de bassin» explique ainsi Denis Snidaro (Suez). «Pour l’affinage final du phosphore, il faudra peut-être pousser les technologies existantes, par exemple avec des mailles plus fines pour la toile des disques, ou l’injection de plus de coagulant» précise toutefois Antoine Legrand (Sources). 

«L’utilisation combinée des ultraviolets (UV) et du chlorure ferrique en déphosphatation présente un inconvénient majeur, explique Feralco: la coloration et la forte corrosivité de ce coagulant entraînent une usure prématurée des lampes UV, réduisant leur efficacité et augmentant les coûts d’entretien. précise Alain BENAZRA de Feralco. Pour limiter ces effets, certaines stations d’épuration ont adopté des coagulants mixtes Fer/Alu, permettant de maintenir un bon rendement de déphosphatation tout en réduisant l’impact de la couleur. C’est le cas notamment sur la station de Quimper, où la gamme Aquaferral a été mise en œuvre pour améliorer la performance du traitement tout en préservant la durabilité des équipements UV.»

Il existe également une autre voie, applicable aux STEU pratiquant la méthanisation des boues. «Dans cette configuration, les centrats de déshydratation des boues, obtenus avant comme après le digesteur et retournant en tête de traitement biologique, sont chargés en azote. Une solution consisterait alors à installer un traitement de l’azote sur ces retours. Cela peut être une technologie biologique, telle que AnitaMox qui utilise des bactéries nouvelle génération Anammox et qui fonctionne très bien. Sources a pour sa part choisi le stripping de l’azote pour traiter les retours en tête sur le projet Cométha du Siaap. Le stripping a l’avantage de la compacité et génère un produit valorisable en agriculture. Il a de plus un meilleur bilan en termes de gaz à effet de serre car le traitement biologique de l’azote produit du N2 O» affirme Antoine Legrand (Sources). 

Parmi les solutions d’optimisation des clarificateurs en STEU, le procédé Speed-O-Clar de Densiline agit sur les courants pour limiter la remontée des boues en surface et améliorer la recirculation de la biomasse active. En inversant ces courants, il favorise une meilleure décantation, permettant d’atteindre une capacité de 1 m³/h/m² de miroir, tout en réduisant la consommation énergétique et l’usage de réactifs comme le chlorure ferrique. Des essais ont montré son efficacité pour l’élimination des micropolluants, grâce à une meilleure préservation des bactéries actives. Ce procédé, reconnu par le label Solar Impulse, a été présenté comme une innovation au service des collectivités lors du CGLE 2025.

MICROPOLLUANTS : LA VRAIE NOUVEAUTÉ EN EUROPE

En imposant l’abattement des micropolluants dans les rejets de STEU, qu’elle appelle «traitement quaternaire», la nouvelle Deru s’inspire explicitement de l’exemple suisse, un pays avancé sur la question. «Tout est à faire dans le domaine. A quelques rares exceptions près, et en l’absence jusqu’ici de réglementation, aucune STEU ne traite les micropolluants en France, ni d’ailleurs dans l’UE. La nouvelle Deru reprend grosso modo la réglementation Suisse, qui bénéficie d’une quinzaine d’années de retour d’expérience et qui compte déjà une trentaine de STEU de ce type» explique ainsi Denis Snidaro. Parmi les exceptions françaises, il mentionne la station de Sophia Antipolis qui traite les micropolluants avec de l’ozone. Parmi l’immense variété des molécules potentiellement concernées, la Commission s’attaque en premier lieu aux micropolluants organiques, pour lesquels existent déjà des technologies d’élimination. Elle vise même plus précisément les résidus pharmaceutiques et cosmétiques. 

«La Deru contient une liste de produits à traiter, essentiellement des principes actifs de médicaments et cosmétiques, mais pas de PFAS6 ni de microplastiques, par exemple. Cela fera sans doute ultérieurement l’objet d’un acte délégué, mais aujourd’hui nous ne savons pas ce que fera l’Etat français, qui peut très bien décider d’aller plus loin que la Commission lors de la transposition. Il est donc difficile de se projeter» souligne Pierre Rousseau pour Veolia. Les conditions de taille de STEU sont similaires à celles prévalant pour N et P… mais la carte des zones sensibles aux micropolluants reste à établir. 

Même les petites STEU se préoccupent de ce sujet. On voit de plus en plus de dossier où il y a des tranches optionnelles pour évaluer la faisabilité technoéconomique des solutions. Elles prévoient l'évolutivité dans un premier temps pour le moment. Les États membres doivent le faire au plus tard le 31 décembre 2030, avec un réexamen tous les six ans, «sur la base de critères clairs, qu’il convient de préciser» énonce la Deru. L’affaire s’annonce plus complexe que pour l’eutrophisation, mais la Commission donne déjà quelques pistes : «Ces zones devraient comprendre les sites où les rejets d’eaux résiduaires urbaines traitées dans les masses d’eau donnent lieu à de faibles taux de dilution, ou ceux où les masses d’eau réceptrices sont utilisées pour la production d’eau potable, pour la production conchylicole ou comme eaux de baignade.» 

«La carte des zones sensibles n’existe pas à ce jour en France, et risque de n’être arrêtée que dans quelques années. Les STEU déversant leurs effluents dans des zones du type de celles évoquées dans la Deru savent toutefois qu’elles seront probablement concernées. Il y en aura d’autres, aussi est-il essentiel que ce zonage soit déterminé le plus tôt possible. Les travaux à envisager ne sont pas compliqués car les traitements s’ajouteront à l’existant et exigent peu d’emprise au sol, mais les procédures sont longues» souligne Antoine Legrand (Sources). L’absence de carte ne facilite pas la projection pour les exploitants, même si les opérateurs des STEU de plus de 150000 EH savent qu’ils seront de toute façon concernés et commencent à interroger les constructeurs ou concepteurs. «Nous leur conseillons d’avoir déjà un bon traitement pour N et P, car sinon le traitement « quaternaire » sera impossible» remarque Denis Snidaro (Suez). 

Le durcissement des normes pour l’azote, le phosphore et les micropolluants représente une avancée environnementale qui nécessite l’adoption de nouvelles technologies. NEREUS a développé des solutions membranaires innovantes permettant d’optimiser la gestion des effluents et de préserver la ressource en eau. L’entreprise est particulièrement impliquée dans l’abattement des micropolluants et pilote le projet collaboratif #SAVE, intégrant plusieurs technologies de traitement avancé pour atteindre des performances optimales. Par ailleurs, le recyclage des effluents apparaît comme une réponse clé à la préservation des ressources hydriques. 

«Cette approche doit cependant être réfléchie au cas par cas, notamment pour assurer un équilibre entre réutilisation et maintien des débits des cours d’eau en période d’étiage», souligne NEREUS. Autre source d’incertitude: le mode de financement prévu par la Deru. S’appuyant sur le principe du pollueurpayeur, le texte prévoit en effet la mise en place d’un régime de responsabilité élargie des producteurs (REP). «Les travaux d’installation des traitements et les coûts d’exploitation seront financés à hauteur de 80 %, au minimum, par les industries pharmaceutique et cosmétique. Ce régime de la REP est une nouveauté dans le monde de l’eau et il va falloir mettre sur pieds un organisme collecteur» prévient Denis Snidaro.

Les techniques d’élimination des micropolluants, elles, ne sont pas franchement nouvelles puisque déjà largement utilisées sur le cycle de l’eau potable, et par de plus en plus d’industriels. On en compte quatre principales : l’adsorption sur charbon actif (CA), l’oxydation avancée par utilisation d’ozone ou de peroxyde d’hydrogène, l’hybridation entre adsorption et ozonation, et la filtration membranaire. «Les procédés sont d’ores et déjà opérationnels pour l’eau potable. La difficulté proviendra de la matrice à épurer. En effet, l’eau potable est surveillée en continu et a une qualité constante, ce qui n’est pas le cas des effluents de STEU, très variables dans la journée. Il faudra au minimum prévoir une préfiltration et maitriser le développement d'algues lors de la clarification, prendre en compte l’ajout de chlorure ferrique (pour le traitement de phosphore) car il rend l’eau «visqueuse» au risque d’encrasser le CA ou les membranes, maîtriser le développement d’algues lors de la clarification (elles sécrètent des polymères encrassants) … autant de considérations amont à prendre en compte pour le bon fonctionnement du traitement des micropolluants» énumère Pierre Rousseau (Veolia). 

Par ailleurs, les industriels s’intéressent de plus en plus à ces technologies pour réduire la pollution récalcitrante et anticiper un renforcement des normes, notamment sur les PFAS. La réutilisation des effluents est aussi un enjeu clé, souvent associée à l’osmose inverse, qui réduit la conductivité mais génère des rejets concentrés en polluants. «Nous accompagnons les industriels dans cette transition en intégrant ces solutions dans des études sur mesure», explique Laurent Barlet, Directeur des activités industrielles de Suez Consulting. Les constructeurs s’appuient sur l’expérience de la Suisse pour concevoir les filières adéquates en STEU.

«La difficulté provient du nombre et de la variété des molécules visées. On peut distinguer deux modes de traitement. D’une part l’oxydation avancée, par exemple par l’ozone, qui casse toutes les molécules mais risque de générer des sousproduits. D’autre part, l’adsorption par charbon actif, qui retient le polluant dans son intégralité, sans engendrer de sous-produit, mais n’a pas même efficacité sur toutes molécules, ce qui implique d’adapter le dosage» précise part Antoine Legrand (Sources). «Suez propose deux grands types de configurations, tous deux éprouvés en Suisse. D’une part l’ajout en fin de filière d’un traitement par ozone ou (plus probablement) par charbon actif, d’autre part les mêmes types de traitement, mais intégrés directement dans les bassins de boues activées» distingue pour sa part Denis Snidaro (Suez). 

La plupart des acteurs du domaine ont déjà développé des dispositifs basés sur le charbon actif. La Saur s’appuie ainsi sur son procédé Carboplus® de micrograins de charbon actif en lit fluidisé. Stéreau l’a déployé en Suisse mais aussi en France à Grimaud (Var) et Kerran (Morbihan, associé à un traitement membranaire pour protection d’une zone conchylicole). Sources propose également un procédé de réacteur à lit fluidisé de charbon actif en micrograins, baptisé Carbocycle®. «La granulométrie fine augmente l’adsorption mais les micrograins restent plus denses que la poudre et n’ont donc pas besoin de réactifs de coagulation/floculation. Nous l’avons d’abord mis en œuvre pour l’eau potable mais le déclinons maintenant pour l’eau usée : un pilote va démarrer incessamment dans une STEU de la région parisienne. La difficulté consistera à adapter le lit fluidisé aux variations de débit caractéristiques des effluents de STEU. Le procédé implique également en amont un traitement assez poussé des MES. Par la suite, nous pourrons combiner le Carbocycle® avec, par exemple, une oxydation avancée pour limiter la consommation de CA» prévoit Antoine Legrand (Sources). 

«Nous utilisons d’ores et déjà le charbon actif en Suisse, avec notre procédé Opacarb® FL de micrograins en lit fluidisé, et en Allemagne avec Actiflo Carb®, qui utilise du CA en poudre infiniment mélangé suivi d’un décanteur lamellaire. Nous adjoignons dans certains cas un dopage à l’ozone qui facilite l’adsorption des polluants très hydrophiles » détaille Pierre Rousseau pour Veolia. 

Le groupe Feralco pour sa part promeut en Europe l’utilisation de charbon actif à empreinte carbone zéro et adapté spécifiquement pour la capture des PFAS. Ces charbons sont développés par la société Australienne Bygen. Le groupe Feralco est entré au capital de Bygen via son fond FMG Circular Investment, convaincu par l’efficacité de leur technologie sur ces «polluants éternels », mais aussi par le process de fabrication, à base de by-products de l’agriculture et sans énergie fossile, là ou les technologies traditionnelles génèrent une empreinte carbone supérieure à 10 tonnes de CO2 par tonne de charbon actif. Pour l’oxydation avancée, les concepteurs envisagent souvent l’ozone, comme proposé par exemple par Triogen (Bio-UV Group), mais le peroxyde d’hydrogène (l’eau oxygénée), dont l’action peut être catalysée par des UV, a aussi son mot à dire. 

Pour mieux évaluer l’impact des rejets de STEP sur les milieux aquatiques – eutrophisation, prolifération de cyanobactéries, perturbation des écosystèmes – de nouvelles approches de surveillance émergent. Waterwatch, développé par Pixstart, utilise l’imagerie satellitaire et l’intelligence artificielle pour cartographier en temps réel la qualité des eaux et suivre l’évolution des matières en suspension (MES) et de la chlorophylle-a, indicateurs clés. Déployé notamment sur la Seine via l’observatoire MeSeine du SIAAP et sur l’étang de Thau, cet outil permet un suivi précis des dynamiques locales et des panaches de rejets en mer, notamment dans les zones conchylicoles et de baignade. 

En complément des contrôles classiques, Waterwatch intègre aussi un système d’alerte et des modélisations prédictives sur plusieurs semaines, renforçant la capacité des gestionnaires à anticiper les risques environnementaux. Efin, une alternative aux UV, efficace même en présence de fortes charges en matières en suspension (MES), repose sur l’utilisation de l’acide performique. «Nos unités KemConnect™ DEX assurent une désinfection efficace des effluents sans générer de sous-produits toxiques pour les milieux récepteurs», explique Christophe Barat de Kemira. Cette solution a été mise en œuvre sur la station de Marbella à Biarritz et retenue pour le traitement des rejets de la station Siaap Seine Valenton (600 000 m³/jour) à l’occasion des JO. Son usage s’étend également aux débordements d’orage, permettant de protéger les zones sensibles comme les eaux de baignade et les sites conchylicoles, sans nécessiter de lourds travaux de génie civil.

RÉUTILISATION : UN DÉMARRAGE LABORIEUX

La réutilisation des eaux usées traitées (REUT) ne s’inscrit pas dans une logique de préservation du milieu récepteur mais prend plutôt son sens dans un contexte de tension quantitative sur la ressource en eau. Pas étonnant, donc, qu’elle soit développée dans des pays comme Israël, l’Espagne, l’Italie ou la Californie… Les sécheresses récentes en France ont relancé l’intérêt pour cette pratique, et deux arrêtés relatifs à l’utilisation des eaux usés traitées portant sur « l’arrosage des espaces verts » et sur « l’irrigation des cultures », publiés respectivement les 14 et 18 décembre 2023, en ont clarifié les règles. 

Sans grand effet jusqu’ici… «Quelques municipalités volontaristes, comme Nice, se sont lancée mais la REUT est loin d’être généralisée. Les responsables ont souvent une vision à court terme, et les pluies de 2024 ont suffi pour oublier le sujet» regrette Guerric Vrillet (UV-Germi). Antoine Legrand, pour Sources, confirme la rareté des projets de REUT et liste les obstacles. «On est très loin des objectifs du Plan eau. Tout d’abord la procédure d’autorisation est très lourde, et le fait qu’une absence de réponse au bout de six mois vaille refus n’encourage pas les collectivités à se lancer. Le plus souvent, un projet pour usages communaux (lavage voirie, arrosage, hydrocurage…) ne concerne qu’une petite partie des effluents de la STEU car les volumes nécessaires sont limités. On se contente alors d’un traitement aux UV après un polissage, pour envoyer l’eau dans une cuve de quelques m3 où viennent s’approvisionner les hydrocureuses. Pour les projets plus ambitieux, par exemple en vue d’irrigation ou pour un usage industriel, les normes imposent des traitement lourds (souvent membranaires) pour obtenir l’abattement bactériologique réglementaire. Le coût de cette eau risque alors de dépasser celui de l’eau potable. Enfin, il faut créer le réseau nécessaire pour acheminer cette eau jusqu’à son point d’utilisation» énumère-t-il. 

Certaines alternatives permettent toutefois d’atteindre ces seuils réglementaires sans filtration en amont. Le traitement des eaux usées à l’acide performique, utilisé dans les unités KemConnect™ DEX, permet d’atteindre le Grade B et même le Grade A défini dans les décrets de décembre 2023, en fonction de la qualité des effluents. Kemira a déjà déployé cette solution sur plusieurs stations européennes pour des applications industrielles, agricoles ou de protection des masses d’eau. En France, une première installation pour l’irrigation d’un golf a été mise en service en 2024. Mêmes réserves chez Denis Snidaro pour Suez : « le sujet n’est pas le traitement car on sait faire, mais l’acheminement de l’eau traitée vers son usage. Poser des canalisations est coûteux… D’autant plus que les pointes de production des effluents ne correspondent pas forcément au rythme des besoins : il faut aussi prévoir des réservoirs. »

Pierre Rousseau, pour Veolia, dresse le même constat. «Le développement de la REUT en France reste bien en deçà des objectifs du Plan eau. La technique est maîtrisée mais il convient de ne pas déstabiliser le milieu récepteur, car les effluents de STEU ont parfois une fonction de soutient d’étiage. Par ailleurs, le stockage et l’acheminement des eaux traitées posent problème. Enfin l’opération n’est pas toujours intéressante économiquement par rapport à l’eau potable, peu chère en France. Or la REUT a un sens environnemental pour les usages massifs, industriels ou agricoles. La difficulté est alors de trouver un modèle économique et/ou un cadre réglementaire » explique-t-il. En termes de procédés, le traitement consiste en général en une filtration sur charbon actif ou sur membranes, suivie d’une désinfection (souvent par UV). «Il faut abattre les MES, souvent avec des membranes, puis désinfecter en fonction de la classe d’eau demandée. Nous le faisons par exemple depuis plusieurs années à Agde, où des effluents sortant d’un BRM sont chlorées avant réutilisation» explique Denis Snidaro pour Suez. 

Du côté de l’eau industrielle, la réduction des prélèvements s’accompagne d’installations de recyclage en sortie de site, que ce soit via les rejets d’eaux pluviales ou de stations de traitement. Cependant, la diversité des effluents industriels empêche d’adopter une solution standard. «Le traitement des matières en suspension (MES), de la DCO non biodégradable et de la conductivité reste néanmoins un enjeu clé», souligne Laurent Barlet (Suez Consulting). Saur s’appuie sur son procédé membranaire AquaRM® installé en sortie de bassin biologique (à la place de la clarification). C’est le cas par exemple à Saint-Gildasde-Rhuys (Morbihan), où les eaux sortant de l’AquaRM® sont désinfectées aux UV avant d’arroser un golf. «Les arrêtés de décembre 2023 insistent sur la qualité bactériologique de l’eau réutilisée pour des usages urbains. Nous intervenons avec des réacteurs UV, comme pour la protection des baignades, mais avec une puissance supérieure car les normes sont plus strictes » affirme pour sa part Alain Nguyen, ingénieur technico-commercial chez Bio-UV Group. 

L’année dernière, la société a développé pour cet usage le Cubiq, un dispositif intégré monté sur châssis. «Le Cubiq peut traiter de 5 à 10 m3 /h, ce qui est en général largement suffisant pour un usage urbain. Si une STEU souhaite traiter un débit plus important, nous fabriquons un réacteur UV sur mesure. Mais il faut alors investir dans un réseau de distribution dédié » ajoute-t-il. Bio-UV Group a d’ailleur récemment équipé la station de Mzar, au Maroc, de seize réacteurs de trante lampes chacun. De son côté Gierric Vrillet (UV-Germi) ajoute: «Nous avons développé une gamme de réacteurs pour répondre à ces besoins. La transmittance des effluents étant inférieure à celle de l’eau potable, nous utilisons des appareils plus puissants, donc avec plus de lampes et un travail poussé sur l’hydraulique ». «Pour l’instant, il s’agit de maîtriser la qualité bactériologique des rejets. C’est une première étape avant d’envisager la réutilisation étant donné les contraintes sur l’eau dans cette région» explique-t-il. Plusieurs acteurs signalent d’ailleurs que la nouvelle Deru ne fait que très brièvement mention de la REUT, disposant simplement que les Etats doivent «l’encourager». Cette discrétion de la Commission sur le sujet peut s’expliquer, entre autres, par la réticence des pays du Nord, peu concernés par les problématiques de pénurie d’eau et qui craignent la dissémination de micropolluants par cette pratique.