Quels polluants sont arrêtés par la STEP ? Personne ne le savait vraiment avant la restitution des résultats du programme de recherche Ampères. Rendu public fin janvier 2010, il apporte des données fiables sur la concentration de plus d'une centaine de substances chimiques en entrée et sortie de station.
L'étude, coordonnée par Marina Coquery du Cemagref, portait sur les micropolluants. Elle a été menée pendant quatre ans en partenariat entre le CIRSEE (Suez Environnement), le Cemagref de Lyon et d'Antony, le LPTC-ISM de l'Université de Bordeaux 1 et l'Agence de l'Eau Rhône Méditerranée et Corse. En tout, 21 stations d'épuration ont été étudiées dans cette approche expérimentale : 17 STEP avec traitements conventionnels - eau et boue ? et 4 STEP avec traitements avancés. L'objectif poursuivit était double : avoir une connaissance précise des substances potentiellement les plus problématiques et des moyens à mettre en ?uvre pour les éliminer.
Plus de 100 composés ont été étudiés dans le programme Ampères, prenant en compte au delà des substances prioritaires visées par la directive cadre, un certain nombre de composés émergents soit une trentaine de molécules issues de l'industrie pharmaceutique, cinq hormones et une cinquantaine d'autres substances pertinentes a priori peu retenues par les traitements et présentant une nocivité potentielle ou une utilisation fréquente.
Cibler des campagnes d'analyse pertinentes
Une première phase du travail a consisté à rassembler et exploiter les données existantes sur l'origine et la concentration des micropolluants et les connaissances en matière de traitement de ces polluants par les STEP. Ces informations ont permis de cibler des campagnes d'analyse pertinentes.
La détection des micropolluants présents à de très faibles concentration dans les eaux usées et les boues se révélant être un véritable casse tête pour les analystes, la seconde phase, expérimentale, a nécessité le développement et la validation de méthodes fiables de prélèvement et d'analyse. Pour tenir compte des matrices complexes et des substances à l'état de traces présentes dans l'eau et les boues, des expériences en laboratoire et la définition de matériel spécifiques ont été nécessaire. Et pour tenir compte de la variabilité de l'effluent au cours de la journée, un bilan global eau plus boues est réalisé en entrée et en sortie de station, avec la prise en compte de la variabilité journalière à l'aide d'échantillon moyenné sur 24 heures. En tout, 2000 flacons et 5000 analyses auront été réalisés lors des 3 ans de campagnes de mesures conduites par huit laboratoires européens.
Les 21 STEP retenues pour cette expérimentation ont fait l'objet de campagnes d'analyses de février 2007 à octobre 2008. Alimentées par des réseaux unitaires ou séparatifs, et implantées pour traiter les effluents de petites et grandes collectivités, ces STEP réunissent les procédés de traitement conventionnel des eaux et boues, 4 d'entre elles étant équipées en plus de procédés innovants comme un bioréacteur à membrane ou un traitement tertiaire par filtration ou oxydation.
85% des substances prioritaires arrêtées
L'analyse des résultats montre que les stations conçues pour traiter l'azote, le phosphore et le carbone arrêtent 85% des substances prioritaires définies par la directive comme devant être réduites ou éliminées à l'horizon 2015 et environ 35% de l'ensemble des autres substances étudiées. Pour être plus précis, les procédés à boues activées et le traitement biologique des stations actuelles éliminent à plus de 70%, 50% des substances prioritaires. Et plus le traitement biologique est poussé, plus l'élimination des micropolluants est efficace. Le Bioréacteur à membrane étudié semble améliorer encore l'efficacité du traitement sur environ 20% des substances détectées. Quant à la filière boues, la majorité des composés détectés dans les eaux brutes ont été retrouvés aussi dans les boues, à des concentrations variables et toujours inférieures aux seuils réglementaires.
Sur les substances restantes :
- 25% des substances détectées sont réfractaires au traitement biologique des STEP (durion, certains pesticides, des composés pharmaceutiques comme carbamazépine, antidépresseur...)
- 50% des substances détectées restent présentes dans l'eau traitée du fait de leur forte concentration en entrée de STEP (détergents, plastifiant, solvant chimique, aspirine...)
- Une dizaine de substances préoccupantes ont été identifiées comme pouvant conduire à un dépassement des normes lorsque le débit du cours d'eau récepteur est trop faible (un antisalissure, deux détergents (alkylphénols), un solvant chimique (trichlorométhane), quatre pesticides, deux composés aromatiques ou HAP (fluoranthène)).
Les procédés avancés comme l'ozonation, la filtration sur charbon actif et l'osmose inverse ont été évalués comme procédé de traitement tertiaire dans le cadre d'Ampères. Ils pourraient éliminer plus de 90% des micropolluants encore présents en sortie des STEP conventionnelles.
