La dépollution d'effluents industriels consiste généralement à transformer les pollutions particulaires et solubles en pollution solide. La pollution résiduelle contenue dans l'effluent sortie ouvrage d'épuration est alors dégradée par le milieu naturel. La masse de boues récupérées nécessite un traitement pour en réduire le volume et l'éventuelle fermentescibilité pour pouvoir acheminer le déchet final vers une destination adaptée.
, chargé d’opérations, Agence de l'eau Seine Normandie, Direction des Actions Industrielles
La dépollution d’effluents industriels consiste généralement à transformer les pollutions particulaires et solubles en pollution solide. La pollution résiduelle contenue dans l’effluent sorti de l'ouvrage d’épuration est alors dégradée par le milieu naturel. La masse de boues récupérées nécessite un traitement pour en réduire le volume et l’éventuelle fermentescibilité pour pouvoir acheminer le déchet final vers une destination adaptée.
Les Agences de l'Eau ont toujours pris en considération, dans leurs actions de lutte contre la pollution et de préservation des ressources en eau, la problématique des résidus de l’épuration. Elles apportent des aides financières aux maîtres d’ouvrage de station d’épuration pour les études et travaux, qu’il s’agisse d’une filière de traitement des eaux et/ou de traitement des boues. Elles en tiennent également compte au niveau des redevances pollution dans le cal-
cul des coefficients de prime pour épuration. Cet aspect s'est trouvé renforcé par l'arrêté modifié du 28/10/75 notamment par arrêté du 28/11/98 prenant effet au 01/01/1999. Cet arrêté a fait apparaître un coefficient appliqué au rendement d’épuration et qui prend en compte la bonne élimination des boues.
Pour plus de précision, il faut noter que l’efficacité reconnue de l’ouvrage d’épuration (appréciation forfaitaire ou d’après résultats d’autosurveillance validés) est affectée d'un coefficient multiplicatif relatif au traitement des boues.
Ce dernier traduit le devenir de la fraction de pollution lixiviable qui nécessite un traitement adéquat (conditions de stockage, filière de traitement, traçabilité, ...).
Il est à noter que les sous-produits qui présentent une dangerosité pour l’environnement relèvent de l’appellation DIS (déchets industriels spéciaux). Pour ces derniers, tout comme les déchets issus des procédés de fabrication ou rebus, l’acheminement en centre de traitement agréé est la solution avec une charge financière à prendre en compte. Les Agences accordent des aides pour le transport et l’élimination rationnelle de ces déchets sous certaines conditions.
Relais d’informations auprès des sites industriels
Les chargés d’opérations des Agences de l’Eau spécialisés par branche industrielle, par leur connaissance des techniques et avec leurs retours d’expérience du terrain, sont à même d’accompagner les maîtres d’ouvrage dans une démarche logique (examen global du problème, travail à la source au sein des ateliers, travail sur la collecte, ...).
Ils sont amenés à se prononcer sur les cahiers des charges préalables, sur la comparaison des offres et sur les choix des industriels en proposant des aides financières pour les projets. Ils vérifient par la suite les performances des dispositifs de façon à pouvoir verser les aides.
Le fonctionnement des ouvrages est également apprécié lors de contrôles inopinés réalisés dans le but d’établir les coefficients de prime pour épuration.
L’Agence par ce suivi amont et aval des réalisations est donc un acteur présent auprès des différents responsables d'un site industriel que ce soit la direction de l’entreprise, l’équipe de production, le service de conduite et maintenance des ouvrages d’épuration, le service environnement, ... voire les responsables au niveau du siège. L’échange d’informations et l’incitation financière peuvent être réalisés à plusieurs niveaux vis-à-vis des exploitants et des responsables de façon à obtenir des résultats vis-à-vis de l'environnement.
Les services départementaux d'assistance technique aux exploitants de stations d’épuration (SATESE), co-financés par les Agences, apportent diagnostics et conseils sur le traitement des boues (épaississement, déshydratation, chaulage, …) lors de leurs visites périodiques.
Les missions “boues”, spécifiquement sur la filière recyclage agricole, sont également des structures co-financées par les agences pour les départements où elles existent. Elles sont chargées de l’interface entre les producteurs de boues et les agriculteurs, et apportent des conseils.
Elles sont en liaison avec les prestataires de services et les bureaux d’études chargés des bilans agronomiques. Il faut toutefois noter que les missions boues sont largement occupées par la problématique boues d'origine urbaine (nombreuses petites collectivités) et que les boues d'origine industrielle et épandues sont de ce fait moins suivies.
Des intervenants privés (constructeurs, bureaux d’études, ...) sont aussi à même de proposer des solutions sur le traitement des boues (choix de technologie, dimensionnement d’ouvrage,...) à la demande des maîtres d’ouvrage.
Il est noté sur la problématique boues un nombre important de modules d'information, de séminaires, de journées techniques. Le salon Pollutec, à Villepinte en décembre 2001, a encore été une occasion pour les professionnels de présenter leur savoir-faire.
La réglementation sur les boues résiduaires
Dans le contexte de l’évolution des réglementations (installations industrielles soumises à autorisations, loi sur l’eau, ...) une pression s’exerce sur les producteurs de sous-produits d’épuration.
Les DRIRE et DSV, chargées de rédiger et d’appliquer des arrêtés propres à chaque entreprise, peuvent à l'occasion de la mise à jour de l’arrêté d’autorisation d’exploiter, amener l’industriel à engager des études et des travaux.
À court terme la mise en centre d’enfouissement technique de résidus stabilisés uniquement et la remise en cause locale de la technique de l’épandage des boues, ... rentrent à inquiéter les gestionnaires d’ouvrages d’épuration industriels.
Dans le même temps, l'utilisation agricole des sous-produits de l’épuration des effluents urbains et de collectivités focalise l’attention. L’utilisation agricole des sous-produits de l’épuration d’effluents industriels subit les mêmes remises en cause alors que bon nombre d’entre eux principalement dans le secteur agroalimentaire ne présentent pas les mêmes risques et faisaient déjà l'objet d'une réglementation et de contrôles.
La nouvelle réglementation va contribuer à son amélioration notamment les conditions de stockage, le suivi analytique des sous-produits de l’épuration et des sols (articles 36 à 42 de l'arrêté du 02/02/98 relatif notamment).
ment aux émissions de toute nature des installations classées).
Prochain programme d’intervention des Agences de l'eau
Le VIIᵉ programme 1997-2002 sera suivi d'un programme intérimaire 2003-2004 et d'un VIIIᵉ programme 2005-2009.
Avec le contexte de la future loi sur l'eau — projet déposé pour modifier la loi sur l'eau du 3/01/92 et retranscrire la directive cadre 2000/60/CE du 23/10/00 « politique communautaire dans le domaine de l'eau » — les actions des Agences devraient être renforcées et être élargies à de nouveaux domaines.
Par ailleurs, sur le sujet boues, une révision de la directive de 1986 sur l'utilisation de boues d’épuration en agriculture est également en préparation.
Compte tenu de la poursuite de la mise à niveau des dispositifs d’assainissement collectifs (traitement de l'azote et du phosphore en zones sensibles), des objectifs de la directive-cadre, du traitement nécessaire des rejets de temps de pluie, l’aspect sous-produits de l’épuration devrait prendre encore de l'importance. Cette donnée sera intégrée par les Agences dans l’élaboration de leurs prochains programmes d’intervention. Des solutions centralisées de traitement ou de traitement de qualité pourraient recevoir l’appui financier des Agences (stabilisation, déshydratation, compostage, plan d'épandage, co-incinération...).
Au niveau des industriels, le parc de dispositifs de prétraitement ou de traitement pourrait évoluer sous la pression réglementaire et des futures redevances (redevance collecte pour les industriels raccordés, toxicité chronique...) et nécessiter le concours des Agences.
Des études sur le mode de raccordement de certains industriels, voire de très petites entreprises (artisanat, activités de services — garages-photographes-pressings-laboratoires...), seront sans doute nécessaires pour mettre en évidence les raccordements au réseau d’assainissement posant problème du fait de la présence d’éléments indésirables qui se retrouvent dans les boues. L’amélioration de la collecte des déchets toxiques en quantités dispersées (DTQD) sur ce tissu économique est à prévoir. Cette amélioration auprès des particuliers est également attendue.
État des lieux des boues d’origine industrielle sur le bassin Seine-Normandie
Le gisement de boues issues du traitement des eaux résiduaires urbaines peut être appréhendé voire estimé d’après la charge traitée (population et industriels raccordés), la composante industrielle stricte faisant défaut.
Dans le cadre des réflexions pour la préparation des prochains programmes, la direction des Actions Industrielles de l’Agence a eu besoin d'un état des lieux de la situation du traitement des boues résiduaires d’origine industrielle à l’échelle du bassin.
Une étude a été réalisée en interne courant 2000. Elle a consisté notamment à dresser un bilan quantitatif et qualitatif des sous-produits d’épuration à partir des données de l’Agence.
Il s'agit de données issues des déclarations annuelles des industriels. Les données sur les quantités de boues et sur leur siccité ont été exploitées. Des estimations de siccités manquantes ont été effectuées ainsi que des corrections d’anomalies.
Une vérification de ces valeurs pourrait à l’avenir être développée notamment grâce aux systèmes assurance de la qualité des systèmes d’épuration dont le périmètre comprend bien évidemment les aspects traitement et destination finale des boues (comptabilisation des productions de boues, échantillonnage...).
Présentation des résultats Bassin Seine-Normandie
Périmètre de l’étude
Le bassin hydrographique de la Seine et des fleuves normands s’étend sur 100 000 km², couvre 25 départements dont 9 partiellement. Son territoire compte 17 millions d’habitants soit 30 % de la population nationale. Ce bassin présente une forte concentration d’industries (40 % de l'activité industrielle
nationale). L'inventaire a été le plus exhaustif possible et a porté sur l'ensemble des sites industriels soumis à la redevance pour détérioration de la qualité des eaux (dénommée redevance pollution) et disposant d’un ouvrage d’épuration.
A/ Gisement total et données par branche
Le gisement des boues et sous-produits issus du traitement des effluents industriels (1 200 sites) s'élève à 457 500 t de MS pour l'exercice 1999.
La répartition par groupe métier est la suivante :
| Groupe métier | T MS/an |
|---|---|
| Matériaux | 151 805 |
| Végétal (terres) | 145 100 |
| Papier | 56 320 |
| Chimie | 36 969 |
| Animal | 26 915 |
| Végétal (hors terres) | 14 015 |
| Traitement de surface | 13 213 |
| Eau potable | 9 229 |
| Pisciculture | 1 626 |
| Énergie | 548 |
| Propreté | 441 |
| Verre-porcelaine-céramique | 285 |
| Restauration collective | 172 |
| Tissu | 162 |
| Total | 457 501 |
Sachant que la branche matériaux (béton prêt à l'emploi) et la partie terres de décantation « pèsent » lourd dans ce tonnage global mais ne posent pas de problème quant à leur traitement, le tonnage à prendre en compte est évalué à 160 600 t MS/an.
Ce tonnage est à comparer à la quantité de boues d'épuration urbaine sur le même territoire qui totalise 191 000 t MS/an.
Tonnage comparé à la quantité de boues d’épuration urbaine
| Groupe métier | T MS/an |
|---|---|
| Papier | 56 320 |
| Chimie | 36 969 |
| Animal | 26 915 |
| Végétal | 14 015 |
| Traitement de surface | 13 213 |
| Eau potable | 9 229 |
| Pisciculture | 1 626 |
| Énergie | 548 |
| Propreté | 441 |
| Verre-porcelaine-céramique | 285 |
| Restauration collective | 172 |
| Tissu | 162 |
| Total boues industrielles | 160 596 |
| Total boues urbaines | 191 000 |
Le groupe papetier est le premier producteur de boues (35,1 %), suivi de l'activité chimie (22,8 %).
Les quatre premiers groupes (papeteries, chimie, animal et végétal) produisent 83,4 % du gisement total du bassin alors qu’ils représentent 33 % du tissu industriel en nombre.
Il faut noter que ce tonnage évoluera à la hausse compte tenu des nouveaux équipements épuratoires financés chaque année par l’Agence ou des travaux d’amélioration sur dispositif existant.
Des sites actuellement raccordés au réseau d'assainissement pourraient envisager de devenir autonomes. Par ailleurs, le recours à des technologies productrices de quantités moindres de sous-produits d’épuration sera recherché.
Les histogrammes I et II donnent la répartition par groupe toutes activités confondues et hors matériaux et terres de décantation de la branche végétale.
B/ Types de sous-produits
Sachant que la nature des sous-produits est prise en compte dans les exploitations par groupe, le récapitulatif en est le suivant :
| Type sous-produits | Quantité | Pourcentage |
|---|---|---|
| terres et boues de décantation | 298 718 | 65,3 |
| boues biologiques | 78 989 | 17,5 |
| boues physico-chimiques | 67 940 | 14,9 |
| refus de dégrillage et graisses | 10 954 | 2,4 |
| Total | 457 501 | 100 |
Hors terres de décantation, la répartition est la suivante :
| Type de boues | Quantité | Pourcentage |
|---|---|---|
| boues biologiques | 78 989 | 49,7 |
| boues physico-chimiques | 67 940 | 42,3 |
| refus de dégrillage et graisses | 8 153 | 5,1 |
| boues de décantation | 1 813 | 1,1 |
| Total | 160 596 | 100 |
Les boues biologiques sont majoritaires. Le diagramme III reprend ces résultats.
C/ Paysage
Le gisement de boues peut être répertorié par département et par sous-bassin.
Il est à noter la prépondérance des départements de l’Aisne, de l'Eure et de Seine-Maritime. Ces départements comptent en effet d'importants sites papetiers et de chimie. À eux seuls, ces trois départements totalisent 59,3 % du gisement du bassin.
La carte IV illustre la répartition du gisement par sous-bassin. Trois sous-bassins sont majoritaires : Rivières d'Île-de-France et vallées d’Oise. À lui seul le sous-bassin Seine-aval est responsable de 43,3 % du gisement industriel du bassin Seine-Normandie.
Cette répartition hétérogène au niveau du territoire entraîne en conséquence une pression sur le milieu agricole lorsque les boues sont aptes à être valorisées en agriculture (recherche de périmètre d'épandage, choix des agriculteurs entre différents produits), et nécessite un équipement en centre de traitement ou centre d’enfouissement. Le gisement à l’amont du bassin (hors Aisne) ne devrait pas conduire au même phénomène.
D/ Type de traitement
L’analyse statistique des traitements opérés sur site industriel visant à conditionner les boues résiduaires fait apparaître la prépondérance du traitement par filtre-presse tant en termes de flux qu’en nombre de sites équipés.
Le diagramme V donne la répartition du gisement total de boues par type de traitement. Il faut noter que lorsque les boues sont épandues à l’état liquide, elles n’apparaissent pas dans cette présentation. Il s'agit de la répartition du gisement qui subit un éventuel traitement.
Le diagramme VI donne la répartition par site. Compte tenu que la branche traitement de surface est relativement bien équipée en filtre-presse pour un nombre de sites très important, le diagramme VI donne la répartition hors sites de traitement de surface. Le filtre-presse reste majoritaire suivi du filtre à bande, puis de la centrifugeuse.
54,3 % des boues qui subissent un traitement passent par un filtre-presse.
E/ Destination des boues
Le diagramme VII donne la répartition des sites et du gisement en fonction des destinations de boues.
Il est regrettable de constater que 9,1 % des
| Boues biologiques | 49,7 % |
| Refus de dégrillage et graisses | 6,8 % |
| Boues de décantation | 1,1 % |
| Boues physico-chimiques | 42,3 % |
Le procédé de fabrication.
Il faut noter la prépondérance de la destination épandage (49,1 %), l’incinération pour 14,5 % du flux, la mise en CET 1 et 2 (18,4 % globalement). Il faut aussi noter que les sites ne disposent pas de destination alternative clairement identifiée.
F/ Répartition par classe de producteurs
Une classification des producteurs a été effectuée en fonction du niveau de production annuelle de boues.
| Bassin versant Bocages Normands | 6,8 % |
| Bassin versant Seine Aval | 43,3 % |
| Bassin versant Vallée d’Oise | 20,1 % |
| Bassin versant Rivière de l’Île-de-France | 23,7 % |
| Bassin versant Seine Amont | 2,9 % |
| Bassin versant Vallée de la Marne | 3,2 % |
Les sites ne connaissent pas la destination finale des boues ou ont omis de la déclarer. Le stockage sur site, qui ne peut être considéré comme une destination pérenne des boues, concerne 2,7 % des sites.
En termes de flux, 3,2 % du gisement ont une destination inconnue (5 140 t MS/an), 2,7 % sont stockés sur site (4 336 t MS), et la majorité des boues résiduaires a pour destination finale l’épandage sur terres agricoles (49 %), soit 77 088 t MS (alors que cela représente 18 % des sites). Cette destination est donc retenue par de gros producteurs industriels. Le recyclage de boues résiduaires dans le procédé de fabrication est possible pour certains sites industriels tels que la fabrication de papier pour la production de carton, puisque les boues issues du traitement physico-chimique sont essentiellement constituées de fibres.
Pour l’industrie des matériaux, des boues minérales peuvent être recyclées dans
| Epaississement | 3,3 % |
| Filtre presse | 34,3 % |
| Lit de séchage | 0,3 % |
| Table d’égouttage | 31 % |
| Centrifugeuse | 55 % |
| Presse Avis | 2,8 % |
dérants (53,7 %). Hors matériaux, la proportion passe à 67,5 %.
En termes de flux, cette population de petits producteurs est ramenée à une proportion de 4,1 % du gisement total. Toutes activités confondues, les producteurs prépondérants (57,4 %) se situent dans la classe 1000 à 10 000 t MS/an bien qu’ils ne fassent que 8 % du nombre de sites.
Le diagramme VII, établi hors matériaux et terres de décantation, révèle la prépondérance de la classe 1000 à 10 000 t MS/an. Globalement 76,1 % du gisement (soit 122 200 t MS/an) est dû à 8 % du nombre de sites industriels soit de l'ordre de 100 sites.
8 % des sites produisent 76,1 % du gisement, 19,8 % des sites produisant 91,8 % du gisement total.
Il y a donc une population de très gros producteurs et une majorité de petits producteurs.
G/ Enseignements
L’étude a permis d’avoir une vision par groupe de métier puisque les boues résiduaires présentent des spécificités.
La compilation globale au niveau du bassin fait apparaître une quantité de 160 600 tonnes de matières sèches pour l'année 1999 soit de l’ordre de 45 % de la totalité des boues résiduaires du bassin (industries + collectivités). Le gisement industriel est cependant moins disséminé.
La branche papeterie (35 % du gisement industriel) apparaît en tête des producteurs de sous-produits, suivie de la branche chimie (23 %).
Le traitement principal pour conditionner les boues est la déshydratation par filtre-presse (54 % du gisement). La destination prépondérante est l’épandage (49 % du gisement).
8 % des sites produisent 76 % du gisement et 20 % des sites produisent 92 % du gisement.
Il y donc une population de très gros producteurs et une majorité de petits producteurs.
Une approche simplifiée du coût du traitement des boues par rapport au coût d’exploitation global d'une station d'épuration fait apparaître un ordre de grandeur de 20 à 25 % avec une fourchette très large de 3 à 91 %. En effet, pour des boues spécifiques les traitements peuvent être coûteux.
Cette part non négligeable pourrait d’ailleurs croître du fait des traitements plus poussés nécessaires sur les boues, du fait des stockages à mettre en place, de la gestion. Dans le choix d'une filière de traitement, la gestion du sous-produit a son importance puisque les coûts de traitement et d’élimination de celui-ci peuvent s’avérer élevés et prépondérants. Les charges d’exploitation d'une filière alternative méritent également d'être chiffrées lors des projets.
Dans le cadre de l’étude, la filière recyclage en agriculture a fait l'objet d'un examen particulier. Il s'avère que les conditions de stockages au regard de la nouvelle réglementation ne sont pas parfaites dans de nombreux cas. Par ailleurs, l’examen d’un échantillon de bilans agronomiques, réalisés à la demande des industriels par leurs prestataires et véritable compte-rendu de la pratique jusqu’à l'utilisation par les plantes et au comportement du sol, semble mettre en évidence des marges de progrès.
Références bibliographiques
- Recueil “Pollution des eaux - Redevances” (décret et arrêté modifié du 28/10/75, mise à jour de juillet 1999),
- Bilan et perspective du traitement des sous-produits d’épuration des effluents industriels – Agence de l’Eau Seine-Normandie – Elise GARCIA – 09/2000,
- L’épandage agricole des boues de stations d’épuration : une démarche responsable (référentiel qualité) – Agence de l’Eau Seine-Normandie – 1998
Les démarches d’assurance de la qualité de l'ensemble de la filière d’assainissement eau et sous-produits de l'épuration devraient amener à une prise de conscience et à une relative amélioration pour la satisfaction de l'environnement. En effet, l’entraînement des sites les plus importants vers la certification ISO 14001, la certification de services, la certification Agence de l’Eau des systèmes d'épuration (validation résultats, approbation gestion et résultats, …) devrait régler pour un gisement considérable les dysfonctionnements apparents ou sous-jacents sur les filières de traitement des boues résiduaires. Une certaine émulation des sites de moindre importance pourrait ensuite s'observer pour disposer de filières adaptées et fiables.
Cette première exploitation demanderait à être complétée par l'examen des perspectives : technologie de traitement des effluents générant moins de boues résiduaires, traitement plus poussé des boues résiduaires, séchage, compostage, co-incinération… Un questionnement des industriels permettrait de connaître également leur attente, car si des technologies sont envisageables, les coûts d’investissement et de fonctionnement peuvent influer sur les choix et retarder des décisions.
