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Le traitement des eaux usées

Par le Centre d'information sur l'eau, le jeudi 26 septembre 2013 09:52

Depuis la loi sur l'eau du 3 janvier 1992, tout d'immeuble d'habitation doit être raccordé à un réseau d'assainissement collectif ou être doté d'un système d'assainissement autonome. Tout système d'assainissement qu'il soit collectif ou non, a pour but de regrouper les eaux usées (la collecte), puis de les dépolluer (l'épuration) en les traitant avant leur rejet dans le milieu naturel. La complexité des traitements mis en oeuvre varie en fonction de la nature des eaux usées.

le traitement des eaux usées
Station d'épuration © Laurent Mignaux/METL-MEDDE

Les décisions de répartition entre le mode d'assainissement collectif et le mode d'assainissement non collectif sont prises par les maires et les présidents d'établissement public de coopération intercommunale (EPCI), en fonction notamment de la densité urbaine.

L'assainissement est majoritairement effectué de manière collective. Les logements non raccordés à un assainissement collectif sont surtout des maisons individuelles, plutôt situées en zone rurale.

Collecter les eaux usées

collecter les eaux usées

Le réseau d'assainissement des eaux usées d'une agglomération a pour fonction de collecter ces eaux pour les conduire à une station d'épuration.

La collecte s'effectue par l'évacuation des eaux usées domestiques (et éventuellement industrielles ou pluviales) dans les canalisations d'un réseau d'assainissement appelées aussi collecteurs.

Le transport des eaux usées dans les collecteurs se fait en général par gravité, c'est-à-dire sous l'effet de leur poids. Il peut parfois s'effectuer par refoulement, sous pression ou sous dépression. Les canalisations sont en ciment, parfois en fonte ou en PVC, plus rarement en grès ou en acier.

Lorsque la configuration du terrain ne permet pas un écoulement satisfaisant des eaux collectées, on a recours à différents procédés (pompage et stations de relèvement) pour faciliter leur acheminement.

La protection du réseau contre l'encrassement et la corrosion est assurée en premier lieu par le prétraitement de certaines eaux industrielles avant leur rejet dans le réseau. Divers ouvrages, en amont, le protègent contre l'intrusion de matières indésirables : citons les "boîtes à graisse" sur les branchements des restaurants ou les séparateurs à hydrocarbures dans les stations-services ou dans les aéroports.

La régulation du flux, lorsque les eaux usées et les eaux pluviales sont mélangées, est assurée par des équipements destinés à retenir temporairement des arrivées d'eau importantes et soudaines. Elle permet de ne pas perturber le bon fonctionnement des stations d'épuration et de limiter les risques d'inondation.

Les différents réseaux de collecte

les différents réseaux de collecte

S'il est relativement facile de prévoir et de contrôler les volumes d'eaux usées domestiques, il en va tout autrement des eaux pluviales. Il existe deux types de réseaux de collecte :

• Les réseaux unitaires évacuent dans les mêmes canalisations les eaux usées domestiques et les eaux pluviales. Ils cumulent les avantages de l'économie (un seul réseau à construire et à gérer) et de la simplicité (toute erreur de branchement est exclue, par définition) ; mais ils nécessitent de tenir compte des brutales variations de débit des eaux pluviales dans la conception et le dimensionnement des collecteurs et des ouvrages de traitement.

• Les réseaux séparatifs collectent les eaux usées domestiques et les eaux pluviales dans des réseaux distincts. Ce système a l'avantage d'éviter le risque de débordement d'eaux usées dans le milieu naturel lorsqu'il pleut. Il permet de mieux maîtriser le flux et sa concentration en pollution et de mieux adapter la capacité des stations d'épuration.

L'entretien du système de collecte

lentretien du systeme de collecteLes canalisations transportent en permanence des eaux chargées de pollution. Il est inévitable qu'elles s'encrassent. Elles sont également menacées par l'érosion et la corrosion. Elles font donc l'objet de visites et de curages périodiques. L'entretien des ouvrages annexes comprend notamment le curage des bouches d'égout, l'entretien des bassins de retenue, des déversoirs d'orage, des postes de relèvement des eaux usées et des branchements. Une exploitation efficace du réseau suppose un travail d'entretien rigoureux et permanent du personnel qualifié du service d'assainissement.


Dépolluer : le traitement des eaux usées

le traitement des eaux

© Bernard Suard/METL-MEDDE

Bassin de décantation et de traitement des eaux usées

Le traitement des eaux usées a pour but de les dépolluer suffisamment pour qu'elles n'altèrent pas la qualité du milieu naturel dans lequel elles seront finalement rejetées.
De l'arrivée à la station jusqu'au rejet dans le milieu naturel, le traitement comporte en général dans l'ordre :
 
 

Le relevage

Lorsque le relief l'exige, les eaux usées à traiter sont relevées jusqu'au niveau de la station à l'aide de vis d'Archimède ou de pompes.

Le prétraitement

L'eau traverse une première grille qui permet d'éliminer les plus gros déchets : c'est le dégrillage, puis passe au travers de tamis, c'est le tamisage.
Les sables et graviers se déposent au fond de bassins conçus à cet effet et sont évacués : c'est le dessablage.
Les graisses remontent grâce à une injection d'air et sont collectées à la surface : c'est le déshuilage.

Traitements physico-chimiques - La décantation dite primaire permet d'éliminer environ 70 % des matières en suspension. Celles-ci se déposent au fond du bassin : ce sont les boues primaires. Elles sont ensuite récupérées par raclage du fond du bassin, puis envoyées dans des épaississeurs. Les performances de la décantation peuvent être améliorées par l'adjonction de réactifs chimiques, qui permet, après coagulation et floculation, de capter jusqu'à 90 % des matières en suspension.

Traitements biologiques – Ce traitement secondaire reproduit les phénomènes d'autoépuration existant dans la nature. Des bactéries présentes dans les eaux usées sont utilisées pour dégrader les matières polluantes dissoutes. Cette dégradation par voie biologique se fait dans les bassins d'aération.

 La clarification

Cette étape permet de séparer, par décantation, l'eau dépolluée et les boues ou résidus secondaires issus de la dégradation des matières organiques. Cette décantation est opérée dans des bassins spéciaux, les "clarificateurs".

L'eau, dans la plupart des cas, peut alors être rendue au milieu naturel, dans une rivière, à la mer ou à l'océan.

• Des traitements complémentaires (traitements tertiaires) destinés à éliminer l'azote et le phosphore peuvent être utilisés selon les contraintes de qualité du milieu naturel où sont rejetées les eaux. Parfois, il est nécessaire d'effectuer une étape d'affinage qui permet d'obtenir une dépollution encore plus poussée. Différents procédés sont utilisés :
• par lagunage
• par une filtration complémentaire au travers du sable ou d'une membrane ou par désinfection.

La désodorisation - Les stations d'épuration dégagent parfois des gaz malodorants. Aussi, de plus en plus souvent, sont-elles équipées de systèmes de désodorisation afin d'améliorer le confort des riverains et celui du personnel qui y travaille.
Les gaz malodorants sont captés puis envoyés dans des "tours de lavage" où ils sont éliminés par des procédés physico-chimiques ou biologiques.

Le rejet en rivière - Après dépollution, les eaux sont restituées au mileu naturel.

Les niveaux de traitement

Après les prétraitements (élimination des gros déchets, dessablage, déshuilage, etc), on distingue trois niveaux de traitement, selon le degré d'élimination de la pollution et les procédés mis en oeuvre :
-les traitements primaires s'appuient sur des procédés physiques ou physico-chimiques visant à éliminer par décantation une forte proportion de matières minérales ou organiques en suspension. Ile ne permettent d'obtenir qu'une épuration partielle des eaux usées et ont d'ailleurs tendance à disparaître en tant que seuls traitements.
- les traitements secondaires s'appuient dans la plupart des cas sur des procédés biologiques d'élimination de la pollution. En plus des traitements primaires, ils visent à réduire la pollution carbonée dissoute.
- dans certains cas, des traitements tertiaires sont nécessaires, notamment lorsque l'eau épurée doit être rejetée en milieu particulièrement sensible, comme par exemple les zones touchées par l'eutrophisation, les eaux de baignade ou les zones d'élevage de coquillages. Ces traitements consistent le plus souvent à éliminer de façon très poussée les matières polluantes azotées et : ou phosphorées. Ils peuvent également comprendre des traitements de désinfection (dans les zones de pêche à pied, de baignade...).
Pour satisfaire aux exigences réglementaires, les agglomérations de plus de 2000 équivalents-habitants doivent être raccordées à des stations d'épuration permettant un traitement secondaire des eaux usées. Seulement 4 % des effluents ne reçoivent qu'un traitement primaire. Pratiquement tous subissent un traitement secondaire et plus du tiers reçoivent en complément un traitement tertiaire.

Le niveau d'équipement

En 2008, 82 % des logements français étaient raccordés à un réseau de collecte et d'assainissement collectif. La France compte 16 500 stations d'épuration (source : ministère écologie 2009). La quasi totalité des communes de plus de 10 000 habitants disposent d'une usine de dépollution des eaux usées.

En 2001, 5,6 milliards de m3 d'effluents ont été traités en station d'épuration. Pour les stations de plus de 2000 équivalents-habitants, la charge polluante a été réduite de 92 % en moyenne.

4,5 milliards d'euros par an ont été mobilisés afin de mettre aux normes les stations qui ne l'étaient pas.

Les boues et leur traitement

les boules et leur traitement

Usine d'épuration de Valenton : stockeur de boue - © Laurent Mignaux/METL-MEDDE

 Le traitement d'un mètre cube d'eau usée produit de 350 à 400 grammes de boues. Le traitement des boues a pour objectif de les conditionner en fonction de ce que l'on a l'intention d'en faire. Ce conditionnement a en général pour effet :

• une réduction de volume obtenue par épaississement puis déshydratation (solidification) ;

• une diminution du pouvoir de fermentation de ces matières (stabilisation biologique, chimique, thermique...).

Plus d'un million de tonnes de matières sèches sont évacuées chaque année par l'ensemble des services d'assainissement. Comme la Loi Grenelle le privilégie, 75 % sont valorisées en agriculture, dans des conditions strictement encadrées. 18 % sont incinérées et les fumées produites sont traitées. 16 % est dirigé en décharge dans des centres d'enfouissement technique. Depuis 2002, les conditions de mise en décharge des boues ont connu une sévère restriction. Tout cela traduit les efforts des opérateurs en faveur des solutions ayant le moins d'impact sur l'environnement.

La méthanisation des boues se développe. Cette technique permet de diminuer les gaz à effet de serre tout en produisant une énergie renouvelable. En 2010, elle était pratiquée dans 88 stations d'épuration et a permis la valorisation de 370 000 tonnes de boues et la fourniture de près de 1000 GWh d'énergie.

Dépolluer : le traitement des eaux pluviales

le traitement des eaux pluviales

© Laurent Mignaux/METL-MEDDE - Bassin de récupération des eaux pluviales

Dans certains cas, il est nécessaire de traiter les eaux pluviales. Le type de traitement qui leur est appliqué dépend du mode de collecte de ces eaux.

Les réseaux séparatifs

Les matières véhiculées dans les eaux par temps de pluie se déposent facilement. De ce fait, il est intéressant de les traiter par décantation avant de les rejeter. Ces traitements, qui interviennent à la sortie des principaux collecteurs d'eaux pluviales, peuvent voir leur efficacité améliorée par l'ajout de réactifs chimiques.

Les réseaux unitaires

Eaux pluviales et eaux usées étant ici regroupées, le principal problème se pose lors de fortes chutes de pluie : éviter que ce mélange, très nocif, ne se répande dans le milieu naturel, du fait de la "saturation" du système d'assainissement. Pour limiter ces phénomènes de déversement dans le milieu naturel, des "bassins d'orage" sont aménagés pour stocker une partie des eaux et les acheminer vers la station d'épuration pour les traiter.

Le traitement des eaux pluviales

La conception des équipements peut intégrer de différentes manières le traitement des eaux pluviales :

• soit elles sont traitées dans une usine. Cela implique la mise en oeuvre d'équipements permettant de faire face aux augmentations soudaines de débit provoquées par les orages, et des traitements adaptés à la composition particulière des eaux de pluie ;
• soit elles sont stockées dans des bassins de retenue ou d'infiltration, de façon à pouvoir étaler le traitement dans le temps.
• soit elles font l'objet d'un traitement ou d'un prétraitement local dans des bassins de décantation, ce qui suppose un entretien permanent, afin d'éviter le développement de bactéries dans les boues décantées et les mauvaises odeurs.
Mises à part ces techniques, il demeure qu'un des moyens les plus efficaces pour gérer la pollution pluviale est la mise en oeuvre de solutions alternatives (chaussées drainantes, fossés d'infiltration...). Ces solutions reposent sur l'emploi de techniques préventives qui visent à limiter l'imperméabilisation des sols et le ruissellement des eaux afin de réduire l'apport des eaux de pluie dans les réseaux qui les collectent.

L'usager et l'assainissement collectif

normes strices qualité

Les obligations et les conditions de raccordement

Le Code de la santé publique précise que "le raccordement des immeubles aux "réseaux publics de collecte" est obligatoire dans le délai de deux ans à compter de la mise en service du "réseau public de collecte", et que "les ouvrages nécessaires pour amener les eaux usées à la partie publique du branchement sont à la charge exclusive des propriétaires" (art. L. 1331-1). Si l'obligation de raccordement n'est pas respectée dans les délais fixés, l'usager court le risque de se voir infliger une pénalité pécuniaire : sa redevance d'assainissement peut être majorée sur décision du conseil municipal, dans la limite de 100 % de son montant initial. La commune, après mise en demeure, peut procéder d'office aux travaux nécessaires, aux frais du propriétaire, même sur le domaine privé. Si le bâtiment est desservi par un réseau unitaire, les eaux usées et les eaux de pluie doivent être rassemblées pour rejoindre les collecteurs publics. En cas de réseau séparatif, il incombe au propriétaire d'évacuer séparément eaux pluviales (en particulier venant des gouttières) et eaux usées.

Les rejets interdits

L'usager est tenu d'observer certaines précautions. Le réseau n'est pas destiné à recevoir les déchets domestiques. Les textes réglementaires sur l'assainissement prohibent l'évacuation de toute substance ou tout produit présentant un risque pour le personnel d'entretien des réseaux, susceptible de dégrader les installations d'assainissement ou d'en entraver le bon fonctionnement tels les hydrocarbures, les acides, les huiles de vidange, les cyanures, les substances toxiques ou inflammables, les médicaments, les sulfures...

De même, les rejets de toute activité professionnelle exercée dans un immeuble d'habitation doivent faire l'objet d'un traitement spécifique, si leur composition diffère de celle des eaux usées domestiques.

L'assainissement des eaux usées à la charge du consommateur

Le droit français met en oeuvre le principe "pollueur payeur" pour tous les utilisateurs de l'eau, principe selon lequel les utilisateurs doivent participer à la protection de la ressource puisqu'ils participent à sa pollution par leur rejet de leurs eaux usées. Qu'il dépende d'un réseau d'assainissement collectif ou qu'il utilise une installation d'assainissement autonome, l'utilisateur supporte la charge de l'assainissement au coût du service rendu.

Qui paye la redevance d'assainissement ?

Le paiement du service de l'assainissement par l'usager est institué par le Code Général des Collectivités Territoriales : il est couvert par la "redevance d'assainissement", dont le montant est fixé par la municipalité ou l'organisme intercommunal responsable. Cette "redevance d'assainissement" correspond à la rubrique "collecte et traitement des eaux usées" de la facture d'eau. Elle est calculée sur la base de la consommation d'eau potable et comporte, parfois également, une part fixe qui correspond à l'abonnement.

Dans les deux ans qui suivent la mise en service du système de collecte des eaux usées, la redevance d'assainissement qui figure sur la facture d'eau est due par tout usager situé dans une zone d'assainissement collectif, qu'il soit ou non raccordé au réseau, du moment qu'il y a un réseau et qu'il y est raccordable.

En outre, une redevance appelée "lutte contre la pollution" est perçue pour le compte des Agences de l'eau. Elle est notamment affectée au financement des équipements de collecte et de traitement. En 2007, la part "assainissement" représentait en moyenne 37 % de la facture d'eau.

Un personnel qualifié et un constant effort de recherche

un personnel qualifié

Usine d'épuration de Valenton : intérieur d'un digesteur, bassin couvert par bâche tendue afin de contenir les odeurs © Laurent Mignaux/METL-MEDDE

Comme pour le traitement et la distribution d'eau, le service de l'assainissement peut être assuré en régie publique ou en délégation de service public. Les sociétés qui assurent en délégation le service de l'assainissement apportent à la collecte et au traitement des eaux usées un savoir-faire reconnu.

La complexité croissante des systèmes de dépollution des eaux usées dans les stations d'épuration exige un haut niveau de compétence de la part du personnel. Les stations d'épuration réclament en effet des connaissances multiples (en hydraulique, biologie, chimie, mécanique, électricité, électronique...).

De même, l'installation, l'entretien et la rénovation des réseaux de collecte nécessitent des compétences très spécifiques et une grande rigueur, particulièrement en matière de sécurité. De l'évacuation des eaux usées jusqu'à leur rejet dans la nature après épuration, interviennent des hommes et des femmes qui font profession de lutter pour la protection de l'environnement (biologistes, chercheurs, chimistes, conducteurs d'usine d'épuration, égoutiers, électromécaniciens, informaticiens, laborantins...).

Les sociétés spécialisées, notamment, disposent toutes de leur propre centre de recherche. Elles consacrent des sommes très importantes à la mise au point de nouveaux procédés de traitement.

La recherche s'attache également à développer des filières de dépollution adaptées aux spécificités locales de chaque système d'assainissement (selon la nature des effluents, les variations de volumes à traiter...), afin d'en optimiser l'efficacité et le rendement.

L'élimination des nuisances diverses engendrées par le traitement des eaux usées constitue un autre domaine de recherche. La réduction des mauvaises odeurs, la diminution du bruit et l'intégration des stations d'épuration dans le paysage participent aussi à la protection de l'environnement.

Enfin, le traitement des boues représente un important chantier dans la mesure où leur mise en décharge est quasi interdite, ce qui implique la mise en oeuvre de procédés permettant de les éliminer ou de les valoriser.

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D'accordPas d'accord -5 # Speich 17-08-2013 07:49
Bonjour, je m'intéresse aux programmes de réutilisation des eaux usées domestiques, d'un quartier ou d'un immeuble, après traitement, pour les chasses d'eau, l'arrosage des jardins... pourriez-vous me dire s'il y a de telles initiatives en France, quelles sont les réglementations , et si on peut d'ores et déjà imaginer aller encore plus loin pour utiliser cette eau recyclée-retrai tée pour la salle de bain (douche, bain, machine à laver...) et encore plus loin comme "eau potable" ? Merci à vous
Répondre
D'accordPas d'accord +2 # Centre d'information sur l'eau 20-08-2013 09:58
Bonjour,

Le Centre d'information sur l'eau a réalisé un documentaire sur la question.

L'eau est un bien si précieux qu'il serait dommage de l'utiliser qu'une seule fois.

Eaux usées une gestion durable de l'eau

dailymotion.com/.../...

En 2005, on évalue à 2 % des 369 Mds de m3 d'eaux usées collectées dans le monde étaient réutilisés, soit 19 million de m3/jour
Cependant en 2015, le chiffre devrait attendre 50 million de m3 par jour.

En France, on est loin d'avoir été a bout des possibilités. Le taux de réutilisation ne dépasserait pas 0,5 %.

A notre connaissance, près de 30 sites en métropole recyclent les eaux usées pour l'agriculture et l'arrosage d'espaces verts.

La réglementation actuelle qu'il conviendrait d'élargir comme le souligne le Conseil d'Etat, limite la réutilisation des eaux usées aux usages agronomiques et agricoles (article R. 211-23 du code de l'environnement).


source / Conseil d'Etat, rapport l'eau et son droit 2010

Le Centre d'information sur l'eau
D'accordPas d'accord -5 # sara 18-06-2013 16:59
Bonjour,je voudrai savoir quelles sont les avantages de connaitre le débit d'arrivé et de refoulement d'une pompes d'assainissemen t ???
Répondre
D'accordPas d'accord +2 # Centre d'information sur l'eau 21-06-2013 10:54
Bonjour,

Une personne consomme en moyenne 151 litres d'eau potable par jour (commissariat général du développement durable, service statistiques). Une fois utilisée, il est nécessaire d'évacuer cette eau dans des conditions optimales afin de préserver notre environnement.

Lorsque vos appareils sanitaires sont situés en contrebas, l'évacuation des eaux usées se fait par l'intermédiaire d'une pompe, c'est ce dont vous parlez.

En ce qui concerne votre pompe d'assainissemen t, tout à chacun comprend que si vous n'assurez pas un débit suffisant sur des eaux chargées, il y aura obstruction des réseaux. Une surcharge des canalisations peut aussi entrainer des dysfonctionneme nts de type refoulement en domaine privé.
Cela peut également entrainer des perturbations sur le fonctionnement de la station d'épuration.

Le calcul du débit est une affaire de spécialistes. C'est un impératif de les consulter. C'est complexe en effet d'autant qu'au delà du débit, il faut obtenir la puissance mécanique de la pompe. Ensuite il faut dimensionner l'installation électrique.

Situé sur le domaine privé, les travaux sont à la charge du riverain.Il doivent respectés des règles strictes.Dans le détail, vous pouvez vous adressez au services compétents de votre commune.

Le Centre d'information sur l'eau
D'accordPas d'accord -7 # HOURCADE 26-11-2012 14:47
Bonjour, j'aimerai que vous me parliez des obligations des mairies pour le transport des eaux usées dans leur village. En effet, j'étais la seule maison du quartier depuis 1849 et maintenant des lotissements se sont construits. Mais la mairie n'a pas refait le réseau des eaux usées qui était étriqué mais suffisait à une seule maison et désormais, j'ai des odeurs épouvantables d'égouts dans la maison, s'est irréspirable !!!
Que faire la mairie qui n'a pas d'argent n'investira pas dans le réseau, pouvez-vous me dire si il y a une loi pour qu'elle puisse prendre en considération mon problème qui est également du coup, celui des voisins qui se sont installés !!!
Merci pour votre réponse
Répondre
D'accordPas d'accord +3 # Dallennes 01-01-2013 14:53
Donnez plus d'explications en direct ; êtes-vous en réseau collectif, unitaire ou non, raccordé ou non à une Station d'Epuration? Peut-être pourrai-je vous aider avec une solution alternative.
D'accordPas d'accord -16 # laouichi 06-10-2012 20:58
réseau d'assainissemen et
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