Qu’est-ce qu’une station d’épuration ?
Une station d’épuration (STEP) est une installation industrielle qui a pour fonction de traiter les eaux usées qui arrivent jusqu’à celle-ci. En effet, toute activité humaine altère la qualité de l’eau : les eaux usées peuvent ainsi être d’origine domestiques, industrielles ou éventuellement pluviales. Après son usage, l’eau est considérée comme “polluée” et doit être traitée avant de rejoindre le milieu naturel.
La station d’épuration joue dès lors un rôle essentiel dans le traitement des eaux usées avant leur rejet dans le milieu naturel (cours d’eau, mer, etc.). Son objectif principal : éliminer les polluants présents dans les eaux usées, tels que les matières en suspension, la pollution organique, l’azote, le phosphore, et dans certains cas, les microorganismes pathogènes. Ce processus permet ainsi de préserver la qualité des ressources en eau et des écosystèmes.
Les étapes de traitement de l’eau
Le processus d'épuration comprend généralement plusieurs étapes distinctes, chacune utilisant des technologies spécifiques.
Retrouvez ci-dessous le processus classique d’une station d’épuration, de l’arrivée des eaux usées à leur sortie de l’installation
1. Prétraitement
Le prétraitement est la première étape, au cours de laquelle sont retirés tous les éléments pouvant endommager les équipements en aval. Ainsi, en premier lieu, les déchets solides grossiers, comme les branches, les pierres et les détritus, sont retenus dans des dégrilleurs. Ensuite, les dessableurs-dégraisseurs permettent de séparer sables et graisses.
2. Traitement primaire
Ensuite, le traitement primaire vise à éliminer la majeure partie des matières en suspension (MES). Les décanteurs primaires permettent aux particules les plus lourdes de se déposer au fond, tandis que les matières flottantes sont récupérées à la surface.
3. Traitement secondaire (biologique)
Le traitement secondaire, ou traitement biologique, est l'étape clé de l'épuration. Elle consiste à dégrader la matière organique dissoute à l'aide de microorganismes présents naturellement, mais à faibles concentrations, dans les eaux usées elles-mêmes. Or pour qu’ils puissent remplir leur rôle épuratoire, il faut augmenter leur nombre. On les maintient donc à une concentration suffisante dans un réacteur – le bassin d’aération –, et ce mélange d’eau usée et de microorganismes est appelé boue activée. Dans le bassin d’aération, les microorganismes consomment la matière organique et la transforment en dioxyde de carbone. Cette étape permet également d'éliminer une partie des nutriments (azote et phosphore).
4. Séparation et clarification
Afin de restituer les eaux ainsi traitées au milieu naturel –, il est nécessaire de séparer l’eau et les microorganismes. Ce processus se produit le plus souvent dans un décanteur, que l’on appelle clarificateur. Selon le même principe que celui de la décantation primaire, l’eau est évacuée en surface, tandis que la boue se concentre au fond de l’ouvrage. Une partie de cette boue est renvoyée dans le bassin d’aération, afin de maintenir la concentration idoine en microorganismes, tandis que l’excédent, qui résulte de la croissance bactérienne, est extrait et traité dans ce qu’on appelle la filière boues. Dans certains cas, notamment le manque d’espace, le couple bassin d’aération-clarificateur est remplacé par un ouvrage unique, appelé bioréacteur à membranes, dans lequel l’étape de séparation finale est réalisée grâce à des membranes de filtration.
5. Traitement tertiaire (avancé)
Lorsque le milieu naturel est particulièrement sensible (par exemple dans le cas d’une zone de baignade ou d’une rivière salmonicole), un traitement tertiaire, ou traitement avancé, peut être nécessaire pour éliminer les polluants résiduels, tels que phosphates, métaux lourds ou micropolluants organiques. Différentes technologies sont utilisées, comme la déphosphatation physico-chimique, filtration sur charbon actif, la désinfection à l’ozone ou aux rayons UV.
6. Traitement des boues
Enfin, le traitement des boues est une étape cruciale. En effet, celles-ci, issues du processus d'épuration, contiennent une part importante de matière organique (les microorganismes de la boue activée) et doivent donc être valorisées. Dans les installations de petite ou moyenne taille, elles sont généralement épaissies et déshydratées mécaniquement et stabilisées avant d'être valorisées en agriculture, incinérées ou mises en installations de stockage des déchets non dangereux. Pour les installations plus importantes, les boues sont épaissies, puis utilisées pour produire du biogaz grâce à la digestion anaérobie – qui permet également de réduire leur volume. Après digestion, la phase liquide résiduelle, le digestat, est lui aussi déshydraté mécaniquement, voire faire l’objet d’un séchage thermique, et peut être valorisé en agriculture.
![Travailleur dans une usine de traitement de l'eau](/sites/g/files/dvc4206/files/styles/crop_freeform/public/image/2024/09/Marta.jpg?h=16b594c2&itok=yioZZWLN)
Des références de premier plan
En France, de nombreuses stations d'épuration modernes ont été construites ces dernières années pour répondre aux exigences réglementaires et environnementales. La station d'épuration d'Achères, dans les Yvelines, est l'une des plus grandes d'Europe, traitant les eaux usées de l'agglomération parisienne. Elle utilise des technologies de pointe, comme les bioréacteurs à membranes et l'ozonation, pour atteindre un niveau d'épuration élevé.
Sur le plan international, la station d'épuration d'As Samra en Jordanie permet de traiter et redistribuer les eaux usées de la capitale et ses alentours, permettant de répondre à 25% des besoins en eau de l'agriculture du pays et 12% des besoins globaux en eau. Cette station contribue ainsi au développement de l'activité agricole et à la sécurité alimentaire de ce pays disposant de faibles ressources en eau grâce à la réutilisation des eaux usées.
La station d’épuration de Baix Llobregat en Espagne est également une référence exemplaire de Veolia. Enfin, près de Sofia, capitale de la Bulgarie, Veolia a modernisé en 2009 l'une des plus grandes usines de traitement des eaux usées des Balkans, autrefois grosse consommatrice d'électricité, en installant des unités de cogénération utilisant le biogaz produit par les digesteurs anaérobies, permettant en 2021 de produire 23 600 MWh d'énergie verte excédentaire de 16% par rapport aux besoins de l'usine, contribuant ainsi à atténuer les effets du changement climatique tout en réduisant la dépendance aux énergies fossiles coûteuses.
Les stations d'épuration jouent un rôle crucial dans la protection de l'environnement en traitant les eaux usées avant leur rejet dans le milieu naturel. Elles utilisent une combinaison de technologies sophistiquées pour éliminer les polluants et préserver la qualité des ressources en eau.
Chiffres clés :
d'épuration gérées dans le monde
de personnes desservies par Veolia en assainissement
d'eaux usées traitées par an
![L'eau](/sites/g/files/dvc4206/files/styles/crop_freeform/public/image/2024/08/Water%20solutions_1.png?itok=AZKbuWhW)