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C’est ce qui ressort d’une étude menée par Irstea de 2013 à 2016 auprès de 300 stations d’épuration françaises qui a permis de quantifier et d’évaluer les consommations énergétiques des cinq principales filières de traitement des eaux usées en France : boues activées, réacteur biologique séquentiel, bioréacteur à membranes, biofiltre, lit fluidisé sur supports plastiques.

L’objectif de cette étude était de dresser un état des lieux des consommations, d’étudier les principaux facteurs expliquant ces consommations et d’élaborer une démarche pour identifier les actions d’optimisation éventuelles. Pour ce faire, une base de données des consommations énergétiques de quelque 310 stations d’épuration françaises d’une capacité supérieure ou égale à 2.000 EH a donc été constituée et rapprochée d’une base de données des consommations énergétiques de 1000 installations étrangères issue d’une revue bibliographique.

Résultat : la France se différencie du contexte international par des consommations d'énergie significativement supérieures. En boues activées, par exemple, la moyenne étrangère s’établit à 2,2 kWh/kg DBO5 éliminée, soit 30 % de moins que la moyenne française… En France, les stations exploitant un procédé boues activées consomment en moyenne 3,2  kWh/kg DBO5 éliminée avec toutefois des variations importantes :  de 1,5 à 6,8 kWh/kg DBO5 éliminée.

Le taux de charge, la concentration en DBO5, le rapport C/N et la présence d’un sécheur, seraient les principaux facteurs de variation. En boues activées, le surdimensionnement des équipements et des ouvrages a des conséquences importantes sur les consommations énergétiques. « Une construction des stations par tranches, telle qu'elle est déjà pratiquée dans d'autres pays, permettrait d'adapter la capacité disponible aux évolutions de la charge entrante, et ainsi de maintenir un taux de charge plus élevé et plus stable » souligne l’Irstea.

Le choix du procédé influence cependant largement les consommations énergétiques : le procédé boues activées apparaît ainsi comme le procédé le plus économe, tandis que les MBBR et BRM seraient les plus énergivores. Ces différences seraient pour partie attribuables au procédé secondaire lui-même et donc aux niveaux de rejet obtenus mais aussi aux contraintes de conception et aux conditions de fonctionnement qui caractérisent chaque procédé. Les technologies innovantes (SBR, BRM, MBBR), ne devraient donc être envisagées, selon cette étude, que si que les technologies traditionnelles (boues activées ou biofiltres) ne peuvent pas répondre à l'ensemble des contraintes imposées.

En comparaison avec les données étrangères, les auteurs estiment cependant que le parc de stations d’épuration français peut être optimisé d’un point de vue énergétique, tout en respectant la qualité de traitement demandée au niveau européen et local. « La maîtrise de la consommation énergétique du traitement est une préoccupation relativement récente en France, et les outils de suivi de la consommation en supervision ne sont pas encore suffisamment développés, alors qu'ils sont indispensables pour sensibiliser et alerter l’exploitant », indiquent-t-ils.

L’étude Irstea peut être téléchargée à l’adresse : https://energie-step.irstea.fr/wp-content/uploads/2018/02/2017-Rapport-NRJ.pdf