Les petites collectivités déploient des technologies variées pour traiter leurs eaux usées. Un parc mal connu, souvent vieillissant et qui demande une réhabilitation. Des constructeurs, petits et grands, proposent différentes solutions.
La plupart des STEP communales reposent sur le principe des boues activées en culture libre, avec plus ou moins de traitements complémentaires… C’est du moins ce que l’on conclut de l’observation des grandes unités, qui traitent les eaux usées de la grande majorité de la population. Il existe cependant en France un nombre bien plus important de petites collectivités d’assainissement, dotées de STEP de technologies variées.
Moins spectaculaires, et concernant au total une faible partie de la population, elles ont tendance à “passer sous les radars”. Elles représentent pourtant un marché important, que ce soit en termes de construction ou de rénovation. Et même d’exploitation car les grands opérateurs gèrent également un bon nombre de ces unités.
Mais qu’est-ce qu’une “petite” STEP? Quelles sont les technologies déployées à cette échelle? Quel est l’état du parc?
Voit-on se dessiner des tendances, ou apparaître de nouvelles technologies ? Petit tour dans un monde moins connu… A tel point d’ailleurs qu’un groupe de travail national, l’EPNAC , réunissant l’Inrae, les agences de l’eau, l’OIE, l’OFB, les Satese et les ministères concernés (écologie et santé), lui est consacré.
DES LIMITES FLOUES
Première question qui vient à l’esprit: en dessous de quel seuil une STEP peutelle être considérée comme petite? Et d’ailleurs est-ce un monde homogène ou doit-on distinguer entre des “petites” et des “très petites” STEP? Selon l’arrêté du 21 juillet 2015/2 (remanié en 2017 et 2020), à partir de 20 EH, les installations, qu’elles soient individuelles, semi-collectives ou collectives, ne sont plus soumises à un simple agrément ministériel mais à une obligation de résultat. Autrement dit, les effluents rejetés dans le milieu récepteur doivent avoir une concentration de DBO, DCO et MES inférieure aux valeurs limites réglementaires.
Si le milieu récepteur est sensible à l’eutrophisation, des limites sont également imposées pour l’azote et le phosphore. Sans compter les dispositions propres aux zones Natura 2000 ou aux eaux de baignade… Cela pourrait faire office de limite inférieure. Au-delà, les seuils choisis dépendent des interlocuteurs.
Franco Novelli, expert technique du cycle de l’eau à la FNCCR, distingue plusieurs bornes réglementaires. « En dessous de 200 EH, les très petites STEP ne sont pas soumises à déclaration. Au-dessus de 10000 EH, les grosses doivent obtenir une autorisation préfectorale. Entre les deux, c’est le régime de la déclaration qui s’applique » détaille-t-il. Il souligne aussi l’existence d’un pallier intermédiaire à 2000 EH, au-dessus duquel il existe une obligation de diagnostic. Sébastien Cohin, gérant de Cohin Environnement, fixe les limites à 200 EH et 2000 EH.
Stéphane Troesch, Directeur Recherche et Développement chez Eco Bird, met aussi en avant l’inflexion réglementaire à 2000 EH. « Eco Bird intervient en filières végétalisées. Pour nous, le marché des petites STEP va jusqu’à 4-5000 EH, soit la plus grosse que nous ayons réalisée. De manière plus générale, je pense que le petit collectif s’arrête vers 10000 EH. Au-delà, la culture libre est le système le plus approprié » estime-t-il.
Pour Daniel Bermond, directeur de PMT, filiale de Veolia Water Technologie, « le domaine des petites STEP va de 50 EH à 10000 EH. Il n’a pas vraiment de subdivision car les filières de traitement adaptées aux petites pourraient tout aussi bien fonctionner à grande échelle mais, à partir d’une certaine taille, elles deviennent moins adaptées économiquement que les boues activées. En fait, le degré d’assainissement souhaité selon la sensibilité du milieu récepteur est au moins aussi déterminant que le nombre d’équivalents habitants ».
Patrick Billette, PDG de Sources, aborde le problème sous l’angle des acteurs impliqués. « Il existe d’une part les grands groupes, qui vont de zéro à plusieurs millions d’EH, et d’autre part un tissu d’entreprises régionales, voire nationales, qui construisent des STEP de zéro à 10000 EH » explique-t-il. Le seuil des 10000 EH a selon lui un sens historique puisque c’est une des limites choisies lors de l’échéancier proposé par la France, au début de ce siècle, pour la mise aux normes européennes des STEP françaises pour le traitement de l’azote. « Au-dessus de 10000 EH, la quasi-totalité du parc dispose de filières complètes : traitements à base de boues activée, traitements tertiaires, désodorisation, supervision, traitement poussé des boues, etc. En dessous, c’est plus variable. Et à moins de 1000 EH, il n’y a jamais de désodorisation ou de supervision » précise-t-il.
Christophe Tanguy, Senior Executive Vice President Operation chez Saur, choisit lui aussi un critère technique. « Une grosse STEP utilise de l’énergie (un bassin d’aération) pour traiter la majorité de la matière organique. Sans ce bassin, on peut parler de petite STEP… même si on peut aller haut en termes d’équivalents habitants. A l’inverse, on peut avoir une STEP traitant un nombre limité d’EH, par exemple 5000, mais située en milieu sensible, avec des exigences fortes sur les rejets, donc un équipement complet pour un coût élevé. Celle-là, je ne la considérerais pas comme petite » détaille-t-il. Cela posé, combien y en a-t-il ? La réponse dépendra évidemment du seuil choisi. Seule source exhaustive, le ministère chargé de l’écologie, dans son portail d’informations sur l’assainissement communal4 , opte pour 2000 EH. En 2020, la France comptait ainsi plus de 22000 STEP au total, dont seulement 4000 unités de plus de 2000 EH et plus de 18000 “petites”.
UN PARC À L’ÉTAT DISCUTÉ…
L’état de cet immense parc est pour le moins débattu. « Des dizaines de petites communes littorales déversent encore directement leurs eaux usées dans la mer, sans aucun système. Et beaucoup de STEP végétalisées sont devenues inopérantes avec le temps » affirme Sébastien Cohin, gérant de Cohin Environnement. Christophe Tanguy (Saur) est moins affirmatif. « Je serais surpris que des collectivités n’aient aucun traitement, individuel ou collectif. Ce n’est en tout cas pas vrai pour les 6500 collectivités que nous gérons. En revanche, l’évolution réglementaire implique une remise à niveau des installations existantes. Cela a un coût et l’on a évidemment commencé par les grosses » souligne-t-il.
Franco Novelli le rejoint: « une absence totale de traitement me semble improbable. En revanche les exigences ont évolué d’une part, et d’autre part une grande partie de ces installations, construites dans les années 2000, commencent à vieillir et ont besoin de travaux. Il y a donc des tensions ». « Nous sommes clairement en retard vis-à-vis des exigences de la Commission européenne. Le parc est globalement vieillissant car beaucoup de petites collectivités se sont équipées jusqu’en 2015, avec un pic en 2008 » confirme Stéphane Troesch (Eco Bird).
Quoi qu’il en soit, si l’on s’en tient aux seules statistiques du ministère, en 2020, sur plus de 18000 STEP de moins de 2000 EH, près de 2000 n’étaient pas conformes. Ce qui ne prend évidemment pas en compte les collectivités où il n’y a pas d’assainissement collectif.
OFFRE TECHNOLOGIQUE : LE ROYAUME DE LA DIVERSITÉ
Contrairement aux grosses unités, les petites STEP déploient tout un éventail de solutions techniques. Des boues activées bien sûr mais aussi des lits bactériens, des biorécteurs membranaires, des bioréacteurs séquentiels ou des biodisques pour les solutions intensives, ainsi que des lagunes naturelles ou aérées et des filtres plantés de roseaux (FPR) pour l’épuration végétalisée.
Outre les constructeurs bien connus que sont OTV, Degrémont, Saur, Sources ou Aqualter, de multiples acteurs interviennent, comme Acqua.ecologie, Cohin Environnement, Jousse, KWI France, Syntea ou Wangner Assainissement. Des fournisseurs de solutions préfabriquées, plutôt destinées au semi-collectif, comme Bionest, Eloy, Kingspan, Premier Tech Aqua ou Tec’Bio, peuvent également répondre à la demande de petites municipalités.
Saint Dizier environnement a développé et commercialise notamment deux gammes de stations d’épuration de type O2FIX®, basées sur un procédé de traitement à lit fluidisé qui acceptent les variations de charge. La première gamme en polyéthylène traite les eaux usées domestiques de 21 à 50 EH; la seconde en composite polyester vise les 51 à 300 EH.
Alors qu’elle confie à Stéreau la construction des grandes STEP, la Saur traite directement les petites, avec tous les types de technologies intensives. Elle a ainsi conçu, et réalise actuellement, une STEP de 5000 EH à Pontacq (Pyrénées-Atlantiques) pour le compte du Syndicat d’eau et d’assainissement Béarn Bigorre. La filière comprend un bassin de boues aérées, suivi d’un étage de filtration tertiaire puis du traitement physico-chimique du phosphore.
Les boues sont déshydratées par une presse à vis. Autre réalisation, mise en service en février à Mazères, dans l’Ariège: une STEP de 6500 EH pour le compte du Syndicat mixte de l’eau et de l’assainissement de l’Ariège. Avec là aussi une filière à boues activées, plus une zone anaérobie et un traitement physico-chimique du phosphore. Les boues passent sur une presse à vis, les odeurs sont traitées par un biofiltre combiné à un filtre à charbon.
PMT, entité de Veolia, produit et améliore constamment, depuis plus de 20 ans, son Ecodisk, un système modulaire de biodisques en polypropylène sur axe en acier inoxydable. « OTV, le concepteur de solutions de traitement d'eau du groupe, promeut les biodisques dès que c’est possible, mais les appels d’offre sont trop souvent fermés, et il faut répondre à la demande précise. OTV peut tout faire mais n’intervient pas en filières végétales, sauf si elles sont couplées à des biodisques » précise Daniel Bermond. La compacité, la fiabilité et la simplicité d’utilisation du biodisque sont des atouts pour des petites collectivités. C’est ce qui l’a fait choisir par exemple pour le site de l’abbaye d’Hautecombes, en Savoie. « Il fallait gérer les à-coups de pollution liés à saisonnalité touristique et ne pas défigurer le site, en plus très exigu » se souvient Daniel Bermond. La solution de 510 EH combine un Ecodisk et un filtre à tambour pour séparer les boues, lesquelles sont envoyées dans un décanteur déjà existant. Autre réalisation récente: une unité à Ostabat (Pyrénées-Atlantiques) pour le compte de la Communauté d’agglomération du Pays Basque. « Ils avaient déjà un Ecodisk, nous en avons rajouté un deuxième pour passer de 120 EH à 240 EH. C’est une des forces de cette technologie : on peut facilement rajouter un module sans exigence foncière, contrairement aux FPR par exemple » souligne Daniel Bermond. Là aussi, les boues sont séparées par un filtre à tambour.
A Allarmont, dans les Vosges, près du site sensible du lac de la Pierre Percée, un Ecodisk est au centre d’une filière (350 EH) plus complète: tamis, décanteur lamellaire, Ecodisk, traitement tertiaire (clarification-filtration), désinfection UV et zone de rejet végétalisée. A Grésy-sur-Isère (Savoie), pour une installation de plus grande taille (1500-2000 EH), OTV a choisi de combiner un Ecodisk (en fait deux unités en parallèle) assurant le traitement biologique à un FPR qui assure la clarification et le stockage de boues. « Nous descendons jusqu’à environ 1000 EH, avec des bassins aérés classiques pour traiter les eaux et des FPR pour les boues. Parfois, pour des contraintes d’intégration, nous proposons des solutions enterrées, soit en utilisant notre technologie de biodisques soit nos solutions SBR compactes. Nous l’avons fait par exemple dans le Cirque de Navacelles, dans les Grands Causses » explique pour sa part Patrick Billette, de Sources.
La STEP de Tillières (Maine-et-Loire) a démarré en 2021. Réalisée par Sources, elle traite les eaux usés de 1000 EH dans un bassin aéré, suivi de plusieurs LSPR (Lits de Séchage Plantés de Roseaux) pour la prise en charge des boues. Même type de filière à Colias (Oise, 1600 EH), avec en plus un traitement tertiaire. A Puissalicon (Hérault, 1950 EH), les boues provenant du bassin aéré sont déshydratées sur une presse à vis.
Acqua.ecologie met en œuvre des systèmes produits par Biomicrobics. « Pour le collectif, de 1 à 50000 EH, nous mettons surtout en avant le système Fast à lit bactérien fixé, qui assure une dénitrification avancée. Il n’y a pas de pièce en mouvement, la production de boues est minimale et traitée sur place. Cela fait donc des STEP robustes, demandant peu de maintenance, et on peut même réutiliser l’eau » souligne Romain Salza. Le système Fast est nouveau en France, où quelques STEP ainsi équipées sont en cours de construction, mais Acqua. ecologie l’a déjà déployé par exemple au Mexique, au Kenya ou à Dubaï. Autre solution d’Acqua.ecologie, le Biobarrier est un bioracteur membranaire. « Plus coûteux, il donne la meilleure qualité possible. Nous le proposons, jusqu’à 10000 EH, sur des sites délicats (réserves naturelles, zones de baignade…) où un arrêté préfectoral contraint les rejets. Il est alors moins cher qu’une STEP complète avec traitement chimique, oxydation avancée, UV… » soutient-il. Il est déployé par exemple sur le port de Sète (200 EH).
Cohin Environnement propose des solutions basées sur son Unibiocell, qui est essentiellement un réacteur biologique séquentiel (SBR), mais avec quelques particularités. « Grâce à un système d’extraction breveté, il fonctionne dans un seul bassin avec une arrivée continue d’eaux usées, d’où sa compacité » revendique Sébastien Cohin. La société a par exemple installé ce système à Sisco, en Corse. La filière comprend un bassin tampon, un tamisage, le SBR et un traitement du phosphore. Les boues passent dans une presse à bande et sont chaulées. « La STEP, qui rejette sur une plage de baignade, est très suivie par la Satese, avec des résultats considérés comme “exceptionnels”. Deux Unibiocell sont installés en parallèle pour pouvoir passer de 1000 EH l’hiver à 3 200 EH pendant la saison touristique » détaille Sébastien Cohin.
FILIÈRES VÉGÉTALISÉES : L’HEURE DE LA RÉHABILITATION
« Il est aujourd’hui admis que la filière végétalisée est la plus adaptée au petit collectif en termes de Capex, jusqu’à 2000 EH. Si on ajoute l’Opex, le curseur va jusqu’à 4000 EH » revendique Stéphane Troesch. Seul bémol: une emprise foncière qui peut faire réfléchir, même en zone rurale. Après la vogue des lagunes naturelles dans les années 1960-80, puis des cultures fixées sur filtres à sable sont arrivés les FPR. « Depuis 3-4 ans, nous sommes entrés dans un marché de réhabilitation/renouvellement. La construction de nouvelles réalisations est devenue marginale » affirme-t-il. « Nous arrivons à un double seuil dû au vieillissement des installations et à une demande de performances accrues à taille égale, y compris la prise en compte de nouveaux polluants, d’où la nécessité de « revamper » ces stations » confirme Fabien Clément directeur général d’Eco Bird. Sur ce marché, Acqua.ecologie propose le système d’aération Rolls Air.
« Ce sont des diffuseurs sans entretien placés en fond de bassin, qui augmentent la capacité de la lagune. Sinon, il faut changer complètement de technologie et passer au Fast ou au Biobarrier, qui ont aussi l’avantage de supprimer les odeurs. Or ces STEP installées à l’origine hors des villes sont maintenant rejointes par des lotissements » souligne Romain Salza. Eco Bird conçoit ou réhabilite des stations que ses partenaires, Sogea, Edgard Duval et Syntea réalisent. « Le gros de la réhabilitation concerne les quelque 4600 lagunes naturelles qui aujourd’hui peinent ou échouent à respecter les exigences minimales de l’arrêté de 2015. Nous avons développé différentes approches : ajout d’un FPR ou d’un filtre à graviers (rock filter) qui retient les algues, le principal problème de ces lagunes. Ou différentes combinaisons et implantations selon le but recherché. On peut aussi mettre un rockfilter aéré dans le dernier bassin pour nitrifier/dénitrifier » explique Stéphane Troesch. C’est ce dernier système qui a été mis en place, par exemple, sur la lagune de Vaux-Rouillac, en Charente.
Pour la construction de nouvelles stations, Syntea a développé et breveté le Rhizosph'air®, une filière végétalisée avec intensification douce par aération forcée, ce qui divise par deux ou trois l’emprise foncière et augmente les performances par rapport à un FPR ( Filtres Plantés de roseaux) classique. « En une seule étape, elle traite la pollution dissoute jusqu’au niveaux réglementaires les plus exigeants et prend en charge les boues » revendique Pierre-Yves Rioual, président de Syntea. Une STEP de ce modèle, avec en plus un traitement du phosphore, a été réalisée à Bas-enBasset (Haute-Loire) pour 4500 EH.
DES PROBLÉMATIQUES À PRENDRE EN COMPTE
La loi Notre, qui va sans doute pousser les petites collectivités à regrouper leurs moyens et à remplacer de multiples petites installations par une seule plus “grosse”, risque de se heurter à une limite. « Il ne faut pas oublier le coût du réseau pour relier ces communes à la STEP unique. En particulier dans les régions vallonnées où il faudrait installer des postes de relevage. Dans ce cas mieux vaut garder des STEP disséminées » explique Patrick Billette. « Regrouper sera intéressant pour des STEP plus performantes mais attention à la concentration des rejets au même point. Et surtout il faudra un réseau de collecte, or le réseau représente classiquement 80 % du coût d’un système de collecte et traitement, et réclame une gestion patrimoniale lourde » renchérit Stéphane Troesch. Une préoccupation d’autant plus importante que les entrées d’eaux claires parasites dans ces réseaux souvent unitaires gênent considérablement ces petites STEP.
La question des boues et de leur devenir prend également de l’importance. « Nous devons nous poser la question de la gestion territoriale des boues, qui sont une source d’énergie. Il faut réfléchir à la collecte dans les territoires “laissés pour compte”. Elle aura un impact sur la structuration des petites STEP » affirme Christophe Tanguy (Saur). Aurélie Le Bouhellec, qui s’occupe de la méthanisation à la Saur, plaide ainsi pour le développement de petits digesteurs qui collecteraient des boues dans un rayon d’une trentaine de kilomètres. « On peut méthaniser les boues des STEP biologiques de 1000 à 5000 EH. En dessous, les boues des LPR, qui sont minéralisées, n’ont pas d’intérêt » précise-t-elle. De son côté, Aqualter, qui depuis plus de cinquante ans a construit 1000 stations d’épurations de tailles intermédiaires (capacité de 1000 à 10000 EH), réfléchit également à l’installation de plateformes pour traiter les boues collectées pour des STEP de petites tailles, situées sur des zones appropriées. Cette démarche d’Aqualter permet de proposer une alternative pérenne au compostage des boues et une réponse au besoin grandissant d’hygiénisation des boues et ce, grâce aux procédés brevetés de séchage et d’hygiénisation TERSOLAIR® et TERSOLYGE®.
A Sisco, Cohin Environnement a choisi un autre système: le lombricompsotage. Franck Novelli souligne enfin une autre problématique: « lorsqu’une collectivité envisage la refonte de la filière de traitement, elle devrait prendre en compte l’impact en termes de gaz à effet de serre GES et la consommation d’énergie de la technologie choisie. Il faut concilier l’objectif local de préservation d’un aquifère et l’objectif global de maîtrise des émissions de GES pendant la durée de vie du système ».
