Odeurs et COV : réduire avant de traiter

Visible ou non, odorante ou non, la pollution aérienne près de certains sites industriels ou installations d’assainissement municipal est de plus en plus souvent sur la sellette. Que ce soit en réponse à des plaintes des riverains ou pour respecter des seuils réglementaires, les émetteurs se doivent d’agir. Nous nous attacherons ici à deux problématiques particulières: les composés organiques volatils (COV) et les odeurs. Les premiers sont présents dans les effluents gazeux de nombreux secteurs industriels, en particulier ceux utilisant des solvants organiques, mais pas seulement.

Certains, comme le benzène ou le formaldéhyde, posent des problèmes sanitaires, certains sont précurseurs de l’ozone troposphérique. Le domaine des odeurs est encore plus vaste et divers en termes de molécules impliquées: certains COV (aldéhydes, esters, cétones, solvants,…), des composés soufrés (l’inévitable H2 S, les mercaptans…), l’ammoniac, etc. Ces odeurs nauséabondes peuvent provenir de sites industriels (chimie, pharmacie, agroalimentaire…) mais aussi du réseau d’assainissement et des STEP municipales. Sans compter les plateformes de compostage, les sites de méthanisation ou les usines d’équarissage… 

Bien qu’en partie liés, odeurs et COV ne posent pas exactement les mêmes problèmes et ne relèvent d’ailleurs pas de la même réglementation. Néanmoins, ce sont souvent les mêmes acteurs qui les prennent en charge: après tout, il s’agit de caractériser et maîtriser une pollution atmosphérique, ce qui suppose une démarche et des technologies souvent proches. «Après la caractérisation initiale mais avant de penser au traitement, il faut revoir le procédé pour éviter d’émettre. Ensuite s’assurer que tout ce qui est émis est correctement capté, ce qui est l’affaire des aérauliciens, et enfin traiter. Dans cet ordre…» rappelle avant tout Jean-Louis Fanlo, directeur général du bureau d’études Olentica. 

CADRE RÉGLEMENTAIRE : DEUX RÉGIMES DIFFÉRENTS

 Il convient ici de distinguer la pollution aérienne de voisinage, objet de cet article, de l’hygiène du travail - ce que respirent les travailleurs sur un site - qui relève d’une tout autre problématique, et d’une réglementation propre. Les ICPE sont soumises à des seuils réglementaires d’émission de COV «à la cheminée» (voir en particulier l’arrêté du 13 décembre 2019 , en vigueur depuis janvier 2020). 

«Cela concerne les COV globaux, ainsi que certaines molécules. Pour l’industriel, il s’agit donc de répondre à une obligation bien identifiée» affirme Jean-Louis Fanlo. A ce propos, rappelons que les STEP urbaines, recevant des eaux domestiques, ne sont en général pas classées comme des ICPE, contrairement au STEP propres des ICPE ou celles traitant des déjections animales. A une exception près toutefois: les STEP urbaines d’une capacité nominale de plus de 10000 équivalents-habitants recevant des effluents en provenance d’installations classées ICPE, si ces derniers représentent plus de 70% de la capacité en DCO de la station, sont elles-mêmes considérées comme des ICPE. Et donc assujetties aux règles sur les COV… La réglementation concernant les odeurs est beaucoup plus floue. Une installation respectant toutes les normes sanitaires et environnementales de pollution aérienne peut fort bien émettre des odeurs gênantes… pour lesquelles la loi ne fixe pas de seuil. 

«Les riverains sont les seuls juges du caractère supportable ou non. Ce sont leurs plaintes qui peuvent éventuellement déclencher une action» explique Jean-Louis Fanlo. Et en effet, le même décret dispose que, en cas de nuisances signalées par les riverains, le Préfet peut exiger de l’industriel émetteur qu’il réalise un étude de dispersion du panache afin de s’assurer que la concentration d’odeur dans un rayon de trois kilomètres ne dépasse pas cinq unités d’odeurs (voir l’encadré) plus de 175 heures par an (soit 2% du temps). «Mieux vaut cependant traiter le problème avant qu’une situation de crise s’installe avec les riverains, car alors il sera très difficile de revenir en arrière. D’autant qu’instinctivement, les gens associent «mauvaise odeur» à «danger pour la santé», ce qui n’est pas exact mais très profondément ancré dans notre psyché» ajoute Jean-Louis Fanlo. Une remarque qui vaut évidemment aussi pour les STEP municipales, les postes de relevage ou de manière générale le réseau d’assainissement, bien que ces installations ne soient pas concernées par l’arrêté. 

IDENTIFIER L’ORIGINE DU PROBLÈME

 Avant de s’attaquer au problème, qu’il s’agisse d’odeurs ou de COV, il faut à l’évidence le caractériser et en rechercher l’origine. Des laboratoires agréés comme Kali Air, dépêché sur les sites de l’accident Lubrizol en 2019, en Normandie, ainsi que sur l’incendie plus récent dans la même zone (Bolloré Logistics en 2023), Odournet, SGS ou Wessling, entre autres, peuvent identifier et quantifier toutes les molécules présentes dans un échantillon d’air pollué.

Sur des unités de méthanisation, Wessling mobilise ses équipes pour identifier les fuites de gaz et leur source à l’aide de caméra et/ou de renifleurs. La recherche des origines est l’affaire de bureaux d’études proposant un audit de l’installation. «Olentica a été créé pour répondre à la demande des industriels et proposer un guichet unique maîtrisant toute la démarche : audit, prélèvement, analyses physico-chimique et olfactométrique, proposition de solution et évaluation de leur efficacité. Disposer de nos propres laboratoires est la clé de bons résultats : il faut en effet caractériser l’odeur et identifier les molécules responsables sur le même échantillon» souligne Jean-Louis Fanlo. 

Veolia, Saur, Michelin, Total, Hutchinson, SEDE, des plateformes de compostage ou de méthanisation, des installations d’équarissage, entre autres, font confiance à Olentica. Yara, chimiste norvégien connu pour sa solution contre l’H2 S (mais pas seulement) dans les réseaux d’assainissement, propose également un audit initial. «Il existe différentes manières d’empêcher la production et l’émission d’H2 S. Cela implique de travailler sur la structure du réseau. Nos équipes techniques disposent d’outils de simulation des sulfures dissous dans l’effluent. A partir des données physicochimiques du réseau, nous pouvons prévoir à quel endroit une fermentation – phénomène qui crée de l’H2 S - risque de se produire» affirme Clément Mahé, responsable Grand Compte Sud France et Zone Méditerranée chez Yara International. Avec sa solution logicielle Aquadvanced, Suez Smart Solutions peut également intervenir dans ce domaine. 

«Aquadvanced permet d’une part de mieux localiser les sources potentielles en identifiant par exemple les zones de faible vitesse d’écoulement dans un réseau (l’origine est plus facile à identifier dans une usine). Les plaintes des riverains, également prises en compte, sont aussi des données pertinentes. Ensuite, Aquadvanced couple les résultats à des modèles de dispersion aérienne et projette sur une carte pour voir où va le panache. Cela permet de lancer des alertes ou d’entreprendre des actions correctives: accélérer le flux ou injecter du chlorure ferrique par exemple» détaille Antonin Fradin, chargé de l’activité de développement Smart Water & Environment chez Suez. 

Timab Magnésium, filiale du groupe Roullier propose pour sa part une solution à base d’Hydroxyde de Magnésium (Mg(OH)2) tandis que Klearios, en associant son parc de capteurs H2 S et NH3 à des analyses olfactométriques et spectométriques, propose études et diagnostics de terrain pour identifier les origines des odeurs. «La résolution des questions liées aux émanations olfactives nécessite un diagnostic préalable basé sur des mesures objectives, sensibles, reproductibles et représentatives des différentes composantes de l’odeur, insiste Christian Rognon, docteur en chimie des odorants (et gérant de la société Environnement’Air. 

Ainsi, il serait illusoire de chercher à représenter la perception d’une population en se basant seulement sur les descriptions effectuées par un nez expert ou en effectuant uniquement des dosages physico-chimiques dans l’atmosphère». Les solutions pouvant être proposées allant des actions amont, visant à empêcher la formation des composés odorants, aux actions aval, agissant sur la dispersion des odeurs, voire aux actions sur le process, toute l’expertise du bureau d’étude consistera à définir un protocole de mesures adapté permettant de quantifier les gains réalisés, résume l’expert. 

EMPÊCHER LA SURVENUE DU PROBLÈME

Mesures dépassant les limites ou plaintes des riverains: une pollution est avérée et a été caractérisée. Tout ce qu’il était possible de faire en termes d’optimisation ou modification du procédé a été réalisé. Il faut maintenant s’attaquer directement au problème. Avant de se «précipiter» sur des solutions de traitement de la pollution aérienne, la première étape consiste à en empêcher l’émission. Yara propose depuis des années sa solution d’injection de nitrate de calcium, commercialisé sous le nom de YaraNutriox™. 

«En fait, nous sommes connus pour l’H2 S dans les réseaux d’assainissement mais notre solution est efficace sur tous les composés odorants, COV ou autres, engendrés par la fermentation anaérobie des effluents.

YaraNutriox™ bloque en effet cette fermentation, quel que soit l’effluent, donc quel que soit le composé éventuellement émis» tient à préciser Clément Mahé. Les grands opérateurs (Suez, Veolia, Saur) ainsi que des municipalités comme Rennes, Nantes, Bordeaux, Toulouse, Eau de Paris ou le SIAAP font historiquement appel à la solution Yara pour l’H2 S. La société se diversifie désormais vers l’industrie, en particulier agroalimentaire, et le milieu agricole. «Ils réalisent des lavages et obtiennent des effluents chargés en matières organiques, qui sont parfois dirigés vers des lagunes où la fermentation peut engendrer différentes sortes de COV, par exemple des acides gras volatils» précise Clément Mahé. 

Lequel insiste sur le fait que, si le nitrate de calcium est plus cher à l’achat que les sels de fer, également utilisés, il a l’avantage de ne pas être corrosif pour les réseaux et les équipements. Dans certaines circonstances, le nitrate de calcium ne suffit pas à empêcher la formation de polluants. Yara propose alors des agents oxydants (Econox, Nutriox Oxydizer) qui détruisent ces polluants dissous avant qu’ils ne dégazent dans l’atmosphère. Timab Magnesium, propose pour sa part une suspension d’hydroxyde de magnésium, ou MH53Shield, pour bloquer la production d’H2 S. Le produit permet une double action préventive (inhibition partielle de l’activité métabolique des bactéries sulfato réductrices) et curative (maintien des sulfures sous leur forme non volatile) par une régulation contrôlée du pH. Klearios a pour sa part développé l’automate Dosaklar qui présente l’avantage de pouvoir s’adapter à tout types de réactifs (sels de nitrate, sels de fer ou hydroxyde de Magnesium) et d’injecter grâce à son algorithme la dose optimale pour éviter les odeurs sur le réseau en aval. 

TRAITER LA POLLUTION

Si rien de tout cela n’a suffi, il faut prendre en charge la pollution aérienne, c’està-dire capter ou détruire les molécules responsables. Présent à toutes les étapes, de la planification à la mise en œuvre du traitement, Biothys intervient dans le traitement des mauvaises odeurs liées aux effluents industriels et stations d’épuration avec ses gammes de diffusion passive ou par ventilation Gel-O-Dor, Gelactiv (matrice polymère solide), ou Lagun’air. 

Pour les réseaux d’assainissement et les postes de relevages, le groupe a développé une configuration spécifique du Gelactiv, Gelactiv SHK. Chez Klearios, ce sont les gammes de neutralisants Kleargel et ou Klearex qui sont à privilégier sur les réseaux d’assainissement ou chez les industriels lorsque le traitement à la source ne peut être mis en place. «Il existe une vaste palette de traitements, le choix dépendra de la nature du polluant, de sa concentration mais aussi du débit d’air à traiter» reconnait Anthony Boubarne, responsable commercial chez Klearios, une marque de la Sede (groupe Veolia). Klearios intervient également auprès d’industriels ou sur des réseaux d’assainissement avec son procédé Carboklear lorsque le débit à traiter est inférieur à 10000 normo m3 /h. «C’est là que les tours à charbon actif, que nous proposons, sont efficaces. Au-delà, mieux vaut se tourner vers des solutions chimiques ou biologiques que nous ne proposons pas» souligne Anthony Boubarne (voir l’encadré). Klearios dimensionne et installe les tours, puis prend en charge l’élimination du charbon actif saturé. «Pour capter les COV, on utilise des charbons non imprégnés donc régénérables. En revanche, les charbons imprégnés ne sont pas régénérables. Ils partent en centre de tri des déchets dangereux» précise-t-il. Bien que filiale de Veolia, Klearios peut proposer ses solutions aux grands opérateurs concurrents comme à des municipalités en régie, sans parler des industriels. 

Yara développe et commercialise aujourd’hui des solutions à base de charbon actif ou de rayonnement UV. «Cela permet de traiter tous types de problèmes, qu’ils soient ou non dus à une fermentation anaérobie. Nous proposons déjà ce complément à notre gamme dans les pays nordique et commençons à l’introduire en France» explique Clément Mahé. Pour cela, le groupe chimique a acquis des compagnies spécialisées mais n’exclut pas les partenariats avec d’autres spécialistes au cas par cas. Bion Sigma, développé par le fabricant espagnol de systèmes de filtration d’air et de purification de gaz Bioconvesation, est quant-à‑lui un média filtrant adapté à l’adsorption de H2 S, constitué d’une pastille extrudée composée d’un matériau poreux et d’hydroxyde de fer Fe(OH)3. Actif depuis plus de 70 ans dans la fabrication de charbons actifs pour les applications de purification de l’air et des gaz, Chemviron produit des charbons actifs sous forme de granulés ou de pellets par activation à la vapeur à haute température du charbon, ce qui produit un matériau poreux avec une surface élevée, lui permettant d’adsorber efficacement une large gamme de composés organiques. Le chimiste propose également des charbons actifs catalytiques (Centaur®) et imprégnés pour répondre aux besoins d’une grande variété d’applications ainsi que des équipements mobiles pour l’élimination de COV, H2 S ou rejets d’air. Colas environnement propose aussi des solutions à base de charbon actif pour les sites industriels. Destinées à l’origine aux installations de fabrication de dérivés du bitume, elles sont applicables à tout type d’activité générant une nuisance olfactive ou une pollution organique aérienne. Autre grand acteur du domaine, John Cockerill Environment. 

Sa filiale, Europe Environnent, dispose d’une expertise en olfactométrie (méthode dynamique) pour caractériser les odeurs et leurs effets, qui permet au groupe d’être aussi présent auprès des industriels de l’agroalimentaire, de la papeterie, de la chimie qu’auprès des collectivités en charge des stations d’épuration, de centres de compostage. Elle propose des solutions de traitement physicochimique, biologique et de traitement sur charbon actif. Tout récemment, Europe Environnement, a été retenue par Suez pour équiper la station d’épuration de Pau-Lescar d’une solution de valorisation de l’azote et d’unités de désodorisation. Europe Environnement fournira une unité de traitement sur charbon actif double étage d’une capacité de 10.000 m3 /h pour traiter les odeurs émanant du bâtiment dédié à l’épaississement des boues ainsi qu’une unité de traitement par lavage physicochimique des gaz avec finition sur charbon actif d’une capacité de 2.600 m3 /h pour désodoriser le bâtiment HTC (HydroThermal Carbonization) dédié à l’ultra-déshydratation par carbonisation hydrothermale. Parmi les programmes récents, citons également Westrand international qui est intervenu en urgence dès le début du démantèlement des bâtiment incendiés de l’usine de Lubrizol en 2019. 

«Nous avons mis en place 700 m linéaire de rampe de pulvérisation ainsi qu’un traitement en technique vapeur-sèche pour la tente de stockage des fûts odorants» se souvient Arnault Gaudron Ingénieur commercial NordEst. Parmi les autres projets récents de la société spécialisée dans la formulation de réactifs neutralisants d’odeurs à base d’huiles essentielles naturelles et de synthèses, l’installation de 1,8 km de rampe de pulvérisation pour traiter une station d’épuration installée à proximité d’un stade de foot utilisé lors de la coupe de monde de la FIFA au Qatar (2022). 

L’INDISPENSABLE MESURE EN LIGNE

 Opérateurs de réseaux et industriels recourent à la mesure en ligne, en continu, des polluants aériens -on ne mesure pas directement les odeurs, rappelons-le. Il ne s’agit plus là d’établir un diagnostic mais de piloter le procédé pour minimiser les émissions, vérifier l’efficacité des solutions de traitement installées (savoir quand remplacer le charbon actif par exemple) ou plus simplement donner une alerte. 

«Si ça sent, c’est que quelque chose ne va pas dans la STEP» sourit Pompilia Sopco, directrice marketing & communication chez Envea. Chromatotec, spécialiste de la chromatographie, propose des analyseurs en ligne tant pour les COV que pour les composés soufrés (H2 S, mercaptans, sulfides, HAP, ammoniac, etc.) et donc, indirectement, les odeurs. Ces appareils certifiés sont utilisés aussi bien par des laboratoires d’analyse que par des associations de surveillance de l’air ou des STEP (solution Vigi E-Nose). Ils intègrent des alarmes de dépassement de seuil. Distributeur exclusif en Europe, Cleanair Europe propose à la vente et à la location l’analyseur FID (Flamme Ionization Detector) du fabricant américain LDAR Tools. Certifié ATEX, le phx42 est disponible en mode «zéro oxygène» offrant ainsi la capacité d’effectuer un échantillonnage de COV dans des environnements à faible teneur en oxygène ou sans oxygène, dans le cadre d’inspection de réservoirs de COV ou d’autres applications spécifiques. Envea propose deux grandes familles d’appareils pour le méthane (CH4 ), l’ammoniac, les composés soufrés (dont H2 S) et les COV. 

D’une part des dispositifs réalisant des mesures certifiées (laboratoires mobiles ou non, analyseurs portables ou intégrés à des stations fixes), extrêmement précis mais relativement coûteux, d’autre part des capteurs, plus simples mais suffisants pour donner des renseignements opérationnels ou signaler des dérives… «Les clients installent de plus en plus souvent des réseaux hybrides, comprenant un ou plusieurs laboratoires fixes ou mobiles pour des mesures réglementaires, complétées par des mini-stations de micro-capteurs, tous reliés à la même interface logicielle qui leur donne une vision globale et en temps réel de leur site» constate Pompilia Sopco. C’est le cas, par exemple, d’une immense STEP aux Etats-Unis, traitant en moyenne 6 millions de m3 d’eaux usées par jour. 

Des stations Envea, régulièrement complétées avec l’avancée des technologies, équipent également les STEP du SIAAP, comme celle d’Achères. «Nous sommes les seuls à alimenter nos analyseurs réglementaires et stations en 24 volts, donc n’avons pas besoin de branchement au réseau électrique. Des batteries ou des panneaux solaires suffisent pour plus de mobilité et des économies d’énergie» souligne Pompilia Sopco. Envea propose également son système d’acquisition/traitement des données et d’édition de rapports, appelé XR. Selon les cas, il est implémenté dans le système du client ou proposé en SAAS dans le Cloud. «Les Réseaux nationaux de surveillance de la qualité de l’air, comme Airparif, utilisent nos systèmes de mesure et nos logiciels pour l’acquisition, le traitement des données et la gestion des rapports, mais rajoute sa propre couche d’interface avec le «client final»: des sites internet dédiés afin d’informer le citoyen de qui veut savoir ce qu’il respire» illustre Pompilia Sopco. Envea intervient auprès d’industriels (pétrochimie, pharmacie), d’opérateurs de STEP, de centres d’incinération d’ordures ménagères, etc. Les collectivités côtières, affectées par le problème de l’échouage des algues vertes, se tournent également vers Envea, que ce soit en Bretagne (station de compostage des algues vertes du syndicat du Kerval, à Launay-Lentic) ou aux Antilles (surveillance environnementale pour les épisodes d’échouage en masse de sargasses). SRA Instruments développe également deux gammes d’analyseurs automatiques pour la surveillance des COV totaux et des produits souffrés et odorants autour du Neptune 803, et de ses capteurs électrochimiques avec les versions Odor. Il revendique le premier système portable capable de contrôler l’odorisation, l’Odor Handy, dont la version Odor Handy Plus Délivre une mesure en moins de 2 minutes pour le THT et 5 minutes maximum pour le TBM. Les capteurs mobiles H2 S et NH3 de Klearios sont quant à eux utilisés au SIAAP, à Tours, Lille, Angers et chez Véolia (450 capteurs sur le terrain); pour s’assurer de l’efficacité des différentes tours à charbon et pour le traitement de l’H2 S sur les réseaux. L’intérêt étant qu’un même capteur peut être déplacé et analyser un même gaz sur plusieurs unités. L’intérêt étant qu’avant un seul capteur il est possible de diagnostiquer plusieurs odeurs. 

LE MASQUAGE, UN « PIS-ALLER » PARFOIS UTILE

 Lorsqu’une odeur nauséabonde mais non dangereuse s’avère trop difficile ou coûteuse à traiter, l’émetteur peut être tenté de la masquer en diffusant un produit odorant «agréable». «Cela arrive par exemple lorsqu’une odeur provient d’un cocktail complexe de molécules. Les produits masquants, que nous proposons sous forme de gels ou de liquides, réduisent la perception désagréable par les riverains. Il ne faut pas négliger cette solution, qui donne des résultats» plaide Anthony Boubarne, de Klearios. JeanLouis Fanlo, d’Olentica, reconnaît l’existence de ce type de solution mais se montre plus réservé quant à son efficacité, soulignant le risque que les riverains estiment qu’on leur «cache quelque chose» si une pestilence se transforme du jour au lendemain en odeur agréable…